Металлургия өндірісінің негіздері

метки: Металлургия, Ндірісі, Рудалар, Отынны, Термиялы, Болат, Байланыст, Дейін

Қазақ Технология және Бизнес Университеті

СӨЖ

Тақырыбы: Металлургия өндірісінің негіздері

Орындаған: Улебаева Айна Ахатқызы

Қабылдаған: Омаралиева Айгуль Махмудовна

Астана 2013 жыл.

Жоспары

1.Металлургия өндірісінің негіздері.

1.1.Отын.

1.2.Отқа төзімді материалдар.

1.3.Шойын қорыту өндірісінің шикізаттары.

1.4.Флюстер.

1.5.Домна процесінің отыны.

1.6.Домна пеші.Домна процесінің отыны.

1.7.Домна процесі.

1.8.Домна процесінің өнімдері. Шлак.

1.9.Болат өндірісі.

1.10.Болат өндірудің конвертерлік тәсілі.

1.11.Бессемер үдерісі.

1.12.Конвертердің құрылысы.

1.13.Томас ұдерісі.

1.14.Болат өндірудің мартен әдісі.

1.15.Қышқылды мартен үдерісі.

1.16. Болатты индукциялы пештерде өндіру.

1.17. Болат балқытудың комбинациялық әдісі.

1.18. Мыс өндіру.

1.19. Титан өндіру.

1.20. Титан рудалары.

Қорытынды.

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі.

1.Металлургия өндірісінің негіздері.

1.1.Отын.

Рудадан металл қорыту, тазарту үдерістері жоғары температурада жүзеге асатындықтан, металлургиялық агрегаттарда табиғи және жасанды отындардың қатты, сұйық және газ күйіндегі түрлерін жағуға тура келеді.

Металлургия жағылатын отынның жылу шығарғыштығы мен беріктігі жоғары, құны арзан және зиянды қоспалар (S P) мөлшері аз болуын талап етеді. Отын органикалық заттардың құрамына енетін С, Н2, О2, N, S сияқты т.б. бөлшектерден тұрады.

Қатты отын. Қатты отынның табиғи түріне ағаш, торф, тас көмір, антрацит және жанғыш (тақта тас) сланец жатады. Ағаш отынның химиялық құрамы: 49,4-50,4% С, 5,9-6,1% Н2; 40,1-42,7% О2; 0,7-1,0% N2. Оның жылу шығарғыштық қабілеті =10,5–12,6 (), ағаш отынның құрамында күкірт сияқты зиянды қоспа жоқ, күлділігі аз болғандықтан, бұл отын бағалы металлургиялық отындар түріне жатады, бірақ ағашты металлургиялық отын ретінде пайдалану тиімсіз болғандықтан, қазіргі кезде отынның бұл түрі сирек қолданылады. Ағаш отын металлургиялық пештерде тамыздық ретінде, генератор газын алу үшін, кейде металдың ерекше бағалы түрлерін қорыту үшін пайдаланылады.

Көмір. Көмірдің қоңыр көмір, тас көмір, антрацит сияқты түрлері металлургия өндірісінің негізгі отыны болып табылады.

Көмір–ерте заманда жер бетінде болған көп клеткалы өсімдіктердің қалдығы. Тас көмірдің құрамы оның кенінің географиялық орнына байланысты өзгеріп отырады. Оның орташа құрамында 75-90% С, 2-6% Н2, 2-4% S, 10-20% күл болады. Жылу шығарыштық қабілеті: =30.26–31.5.

Ара металлургия ндірісі

... енуінің тиімді жолдарына талдау жасау. ТМД елдері мен Ресейдегі қара металлургия мен болат рыногының даму тенденцияларын талдау; Қара металлургия өнімдерінің негізгі экспортер – кәсіпорындарына шолу жасау; Ресейді ... 1/. Ресей қара металлургияға қажетті шикізатпен қамтамасыз етілген (Украина, Қазақтан және Грузияда өндірілетін марганец рудаларынан басқа). Темір рудаларының өндірісі Курск магнит ...

Көмірдің барлық түрлерінің ішінде металлургия үшін құндысы–кокстелетін көмір. Өйткені металлургияда көмір кокс түрінде пайдаланылады. Кокс, кокстелетін көмір 1000º-1200º С температурада кокстеу пештерінде құрғақ айдау арқылы алынады. Кокстелетін көмір бөлшектері ені 3 мм-ге жеткенше ұсақталып, 6-8% ылғалдандырылады.Осылайша дайындалған көмір арнаулы қондырғының көмегімен люк арқылы кокс пешіне салынады. Көмірді 1000 -1200º С температураға дейін қыздырғанда, оның құрамындағы ұшқыш заттар бөлініп шығады да, қуысталып кокске айналады. Үдеріс аяқталғаннан соң, есік арқылы температурасы жоғары кокс пештен бағыттаушы тор арқылы болат вагонға төгіліп, өшіргіш мұнарада судың жәрдемімен өшіріледі.

Кокстеу камерасы ұзындығы 13-13,8 м, ені 0,4-0,45 м, биіктігі 3,9-4,5 м параллелопипед тәрізді етіп жасалып, екі жағынан қыздырылады.Осындай камералар жиынтығы кокс батареясын құрайды. Әрбір камераның өнімділігі тәулігіне 29 тоннаға дейін барады. Кокстың орташа құрамы: 82-88% С, 5-2% 5, 2-6% ылғал, қуыстылығы 50%, жылу, шығарғыштық қабілеті 27,3 -31,5 –(6500-7500).

Жалпы өндірілген кокстың 25мм-лік және одан ірі түйіршіктері 85% шамасында болады да, олар домна пештерінде жағылады, қалған 15%-ы басқа мақсаттар үшін пайдаланылады.

Сұйық отын. Мұнайды құрғақ айдау арқылы одан бензин, жермай, газойль сияқты заттар алынғаннан кейінгі қалдық мазут деп аталады. Құрамында 1%-дан кем күкірт бар мазут скрап үдерісімен жұмыс істейтін мартен пештерінде отын ретінде қолданылады. Мазуттың құрамы: 84-87% С, 10-12% Н2, 0,5-N2 +O2 , 1,5% 3, 0,5-1%, ылғалдығы 0-10%, жылу шығарғыштық қабілеті: =44.1. Мазут химия өндірісінің бағалы шыкізаты болғандықтан, соңғы кезде оны отынның басқа түрімен алмастыру көзделуде.

Газ тәрізді отын. Бұл отынның табиғи түріне табиғи газ, ал жасанды түріне генераторлық кокс және домна газдары жатады. Соңғы кезде елімізде арзан және жоғары калориялы табиғи газдың көптеген кендері табылып, іске қосылды.

Табиғи газдың жылу шығарғыштық қабілеті: =35.7. Соңғы кезде көптеген металлургиялық агрегаттарда мартен, шахталы, жалын шағылыстырғыш пештер мен қыздырғыш қондырғыларда отын ретінде табиғи газ жағылатын болды. Кокс пен домна газы, кокс пен домна өндірістерінің қосалқы өнімі ретінде осы күнге дейін металлургия өндірісінің құнды, арзан отындарының түріне жатады.

Домна газының жылу шығарғыштық қабілеті: =9.7–10.9 болатындай етіп араластырылады. Кокс газының құрамы: 58,5% Н2; 22,5% СН4; 8,2% СО; 2,2% С02; 0,5% О2; 6,3% N2.

Жылу шығарғыштық қабілеті: 15,12–18,9(3600-4500).

Домна газының құрамы: 10,5% ХО2; 29,5% СО; 0,2% СН4; 1,2% Н2; 58,5% N2. Жылу шығарғыштық қабілеті: =3.78–4.62. Қатты отындардың ауа жеткіліксіз ортада жағу арқылы генераторлық газ алады; Бұл газдың құрамы:5-8,5% С02; 25-30% СО; 0,5-3% СН4;13-15% Н2,қалғаны N2+О2.

Оның жылу шығарғыштық қабілеті: =5.46–6.72.

1.2.Отқа төзімді материалдар.

Металл өндірудің барлық үдерістері 1200-2273º К (1473-2000ºС), кейде бұдан да жоғары температурада жүреді. Сондықтан металл қорыту үшін осындай температураға шыдай алатын материалдар алу керек. Жоғары температурада бүлінбей, өзінің физикалық-химиялық қасиетін сақтай алатын заттарды отқа төзімді материал деп атайды.

Кокс и коксование

... образом, при нагревании каменного угля без доступа воздуха образуются четыре основных продукта: кокс, каменноугольная смола, аммиачная вода, коксовый газ. Промышленная коксовая печь состоит из длинной ... продукты: каменноугольная смола (бензол, толуол), аммиак (из коксового газа)и др. После остывания кокс сортируют и направляют на металлургические заводы для доменных печей. Летучие продукты выводятся ...

Қара және түсті металлургияның балқыту агрегаттары мен қыздыру қондырғыларының ішкі жағы осындай отқа төзімді материалмен астарланады.

Технологиялық үдерістің ерекшелігі мен атқаратын қызметіне, байланысты отқа төзімді материалдарға:

Қорытылатын металл немесе қорытпаның балқу температурасынан жоғары температурада балқыту агрегаттарының жұмысын қамтамасыз ету үшін материалдың отқа төзімді болуы;

• Температура кеңеттен өзгергенде өз көлемін сақтауы және жарылып, сынбауы үшін материалдың термиялық төзімді болуы;
• Жоғары температурада күштің әсерінен болатын түр өзгеруге төзімділігі;
• Балқыған металл немесе оның тотықтары шлак, газбен әрекеттеспеуі үшін, материалдың химиялық тұрақтылығының жоғары болуы сияқты шарттар қойылады.

Отқа төзімділік дәрежесіне қарай материалдар: төзімділігі орташа 1853-2043º К (1580-1770ºС), төзімділігі жоғары 2073-2273ºК (1770-2000ºС) және төзімділігі өте жоғары 2273ºК (2000ºС-тан астам) болып үшке бөлінеді.

Металлургия өндірісінде көп тараған материалдар химиялық және минералогиялық құрамына байланысты қышқылды, алюмосиликатты, негізді және бейтарап материалдар болып төрт топқа бөлінеді.

Отқа төзімді қышқылды материалдар тобына динас пен кварц құмы жатады. Династан жасалған бұйымдардың түріне байланысты оладың құрамында 93-97% SiO2 болады. Олай болса, династың құрамындағы негізгі зат кварц құмы болып табылады. Династың отқа төзімділігі 1983-2003º К (1710-1730ºС).

Күштің әсерінен болатын түр өзгеруінің басталуы кезіндегі температура 1923-1943º К (1650-1670ºС) және термиялық төзімділігі (жылу алмасу саны) 2-3 болады.

Динас бессемер конвертерлерін астарлау, қышқылда болатын үдерістермен жұмыс істейтін мартен пештерінің алдыңғы және артқы қабырғалары мен түптерін, жалын шағылыстырғыш пештердің тік каналдарын, қабырғаларын, күмбездерін, шлак ұстағыштары мен регенераторларын, шыны қорыту пештерін астарлау үшін қолданылады.

Отқа төзімді алюмосиликатты материалдар шала қышқылды, шамотты, молглиноземді болып үш топқа бөлінеді.

Металлургия өндірісінде шамот пен молглиноземді материалдар жиі пайдаланылады.

Шамот каолин мен отқа төзімді сазбалшық қоспасын күйдіру арқылы алынады.Бұл материалдың құрамында 30-46% А12 О болады.Түріне байланысты шамоттың отқа төзімділігі 1593-2003ºК (1320-1730ºС).

Күштің әсерінен болатын түр өзгеруінің басталуы кезіндегі жоғары температурасы 1523-1673º К (1250-1400ºС), термиялық төзімділігі 20-25. Шамот, домна пештерін астарлау, оның ауа қыздырғыштары мен мартен пештері регенераторларының қабырғаларын, шлак ұстағыштарын, төменгі қабаттары мен әртүрлі қыздырғыш құрылыстарын қалау үшін қолданылады.

Молглиноземді отқа төзімді материалдар құрамында 45%-дан астам А12Оз болады. Бұл материалдардың отқа төзімділігі 2043-2273º К (1770-2000ºС).

Күштің әсерінен түр өзгеруінің басталуы кезіндегі температура 1720-1878º К (1450-1600º С), оның термиялық төзімділігі 6-25.

Молглиноземді материалдар мартен пештерінің регенератор саптамаларының жоғарғы қабырғаларын қалау және әртүрлі қоспалар балқытуға арналған тигельдер жасау үшін қолданады. Негізгі отқа төзімді материалдар тобына магнезит пен домолит жатады.Магнезитті MgCO-тау жынысын өңдеу арқылы алады. Магнезит материалдарының құрамында магний тотығы MgO 45%-ға дейін болады. Магнезит материалдары кірпіш және ұнтақ күйінде жасалады. Кірпіш үгіндісінен жасалған магнезит бұйымдарының құрамында 86% MgO, ал ұнтақ күйіндегісінде 85-91%-ға дейін магний тотығы болады, отқа төзімділік температурасы 2273ºК (2000ºС)-тан жоғары. Күштің әсерінен онда болатын түр өзгеруінің басталуы кезіндегі температурасы 1813-1863ºК, термиялық төзімділігі 2-6, ұнтақ бөлшектерінің мөлшері 8-15мм. Магнезит кірпіштері мен ұнтақтары негізгі үдеріс бойынша жұмыс істейтін мартен пештерінің алдыңғы және артқы қабырғаларын қалау және мартен пеші мен электр пештерінің түптерін пісіру үшін қолданылады.

Металл деформациясы

... орытпалдарды термиялық өндеу. Қасиеттері. Металл емес материалдар. Пластикалық массалар, резина материалдары. Жалпы сипаттамасы, қздэамы, құрылуы, қ ... керек. Кейде құрамында легирлендіруші элементтері бар коррозияға төзімділігі жоғары болаттар ... кесінділер ережесінің қолданылуы. "Темір-цементит" және "темір-графит" күй диаграммалары. ... коррозияға төзімді емес. Шойынның коррозияға төзімділігі жоғары келеді. ...

CaCOз, MgCOз доломит-құрамында 52-58%CaCO3, 35-38% MgCOз және A l2O3, SiOг, Fe2O3 т.б. қоспалары бар тау жынысы. Бұл материал металлургия өндірісінде шикі және күйдіріліп өңделген күйінде қолданылады. Мартен пештерінің шахта түсіретін тесіктерінің табалдырықтарын үстемелеу, артқы қабырғаларына құю үшін пайдаланылатын доломит 5-30 миллиметр мөлшерінде ұсақталған шикі күйінде, ал артқы қабырғаларының құламаларына қойылатын доломит 4-20 миллиметр мөлшерінде күйдірілген күйінде қолданылады. Доломит пен тас көмір қарамайының қоспасын (95% доломит, 5% қарамай) жаншу арқылы, болат қорытатын электр пештері мен негізді конвертерлердің қабырғаларына қаланатын отқа төзімді материал алынады.

Бейтарап отқа төзімді материалдар тобына магнезит-хромнан жасалған бұйымдар жатады. Бұл материалдардың құрамы: 8-15%, Cr203, 65-75% MgO күштің әсерінен өзгерудің басталуы кезіндегі жоғары температура 1773-1833ºК(1500-1560ºС), термиялық төзімділігі 25, отқа төзімділігі 2000º С-тан жоғары.

Соңғы 15 жылдың ішінде магнезит-хромит металлургиядан динас материалдарын ығыстырып келеді.Өйткені бұл материал негіздік, қышқылдық қасиеті бар ортада жұмыс істеуге тиімді және басқа материалдарға қарағанда отқа төзімділігі мен термиялық төзімділігі жоғары. Магнезит-хромит материалдары металлургия өндірісінде мартен пештерінің күмбездері мен бүркншіктерін және болат қорыту пештері мен агрегаттарының ішкі қабырғаларын қалау үшін пайдаланылады.

1.3.Шойын қорыту өндірісінің шикізаттары.

Шойын қорыту өндірісінің шикізаттарына темір рудалары, флюс, кокс жатады. Темір көптеген тау жыныстарының құрамында кездеседі. Бірақ құрамында темір элементі бар тау жыныстарының бәрі бірдей темір рудасы бола бермейді. Өңдегенде құрамында елеулі мөлшерде темір элементі бар тау жынысын темір рудасы деп атайды.

Темір рудасының құндылығы:

1. Құрамындағы темірдің құндылығы:

2. Бос жыныстың құрамы (SiO2; Al2O3; 2SiO2;

• Н20 т.б.);

3. Зиянды қоспалардың (P, S, As т.б.) мөлшері;

4. Физикалық күйі;

5. Тотықсызданғыштық қасиеті сияқты шарттармен анықталады.

Құрамындағы темірдің мөлшеріне байланысты темір рудалары бай (45-70%) және кедей (30-42%) рудалар болып екіге бөлінсе, химиялық және минералдық құрамына қарай мынадай түрлерге бөлінеді:

1.Магнитті рудалар (магнитті теміртас Fe3O) – құрамында 50-65% темірі бар, тығыз қара сұр түсті темірдің шала тотығы. Магнитті рудалар тотықсыздануы қиын рудалар қатарына жатады. Бұл руданың негізгі кендері Магнитогорск, Тагил-Кувшин, Қостанай, Курск және Уралда.

2.Гематит (қызыл теміртас Fe2O) – құрамында 55-65% Fe бар, түсі қара-қызғылттан қара сұрға дейін өзгеріп кездесетін темір тотығы. Гематиттің құрамында зиянды қоспалар мөлшері аз және ол оңай тотықсызданады. ТМД елінде бұл руданың маңызды кендері Курск магнит аномалиясы мен Кривой-Рог бассейінінде және т.б. жерлерде кездеседі.

Мұнай өндірісі | Химия | ы

... әдісімен таныстырады. Мұнай қалай пайда болатынын білетін кен барлаушылары оны іздеу орындарын тез анықтайды. Геологиялық жағдайларға байланысты мұнайдың болатын жерлерін және оның мүмкін орын ауыстыру ... дейін түседі. Мұнда мұнай түзілу процесі аяқталады; құрамында лай болатын мұнай біртіндеп қабаттасады да, біз мұнай кенорындарынан табатын кеуекті тау жынысына енеді. Мұнайдың элементтік құрамы ...

3.Қоңыр теміртас (п – Fe2O3

• mH20) – құрамында ;
• 37-55% Fe бар, табиғатта түсі сарыдан сары қоңырға дейін өзгеріп кездесетін темірдің сулы тотығы. Руда тез тотықсызданады және құрылымы қуыс, кейде құрамында күкірт, фосфор, күшәлә (мышьяк) сияқты зиянды қоспалар болады. Мысалы, Қазақстан темір рудаларының құрамында едәуір фосфор кездеседі. Бұл руданың негізгі кендері – Орал (Бокальск), Керчь, Аят, Лысаков, Липецк, Тула, т.б. жерлер.

4.Карбонатты рудалар (FeCO) – құрамында 30-40% Fe бар, сарғыш ақ түсті темір карбонаты. Руданың бұл түріне сидериттер мен шпатты теміртас жатады. Карбонатты рудалардың құрамындағы бос жыныстар SiO2, Al2O3, MgO түрінде кездеседі, бұл руда темірге кедей рудалар тобына жатады. Сидерит рудасының бай кендері Бокальскіде, Златоусте, Киров облысының Омутинск ауданында орналасқан.

Кешенді темір рудалары (табиғи игерілген рудалар) – құрамында Ti, Ni, V бөлшектері кездесетін тау жыныстары. Руданың мұндай түрі Оңтүстік Оралда, Орск-Халилов кенінде кездеседі. Бұл бөлшектер руданы қорыту үдерісінде балқып, шойынмен араласып кетеді. Әдетте, шойынның құрамында оның маркасына байланысты әртүрлі мөлшерде марганец элементі болады. Шойынның құрамындағы марганец элементінің мөлшерін берілген шамаға дейін жеткізу үшін балқыту үдерісінде оған құрамында 25-48% Mg элементі бар MnO, Mn3O4, Mn2O2 марганецті руда қосады. Марганец рудасының бай кені біздің елімізде және Грузияның Чиатура, Украинаның Никополь аудандарында кездеседі.