Архив рубрики: Теория

Подготовка железных руд к плавке

На всех металлургических и горнорудных предприятиях в той или иной степени проходит подготовка железных руд к доменной плавке. Обязательным для всех является усреднение состава железных руд и дробление и сортировка по крупности.
Усреднение железорудных материалов осуществляется такими мероприятиями как специальная система забора руды из штабелей на складах горнорудного предприятия, мероприятия по усреднению на обогатительной фабрике, усреднение во время погрузки и транспортировки, послойным складированием и забором вразрез штабеля руды на металлургических предприятиях. В результате такого комплекса мероприятий отклонения в химическом составе по железу снижаются до 0,5-1,0%, что обеспечивает снижение расхода топлива на 2-3% и рост производительности доменной печи на 3-4%.
Далее проводится дробление руды с последующей сортировкой на классы крупности на грохотах. В зависимости от размеров отверстий в рабочей поверхности грохотов различают крупное (50 мм и более), среднее (от 50 до 12 мм), мелкое (от 12 до 0,5 мм) и тонкое грохочение.

Постоянство состава и свойств шихты

Одним их важных факторов, определяющих эффективность металлургического производства практически на всех его стадиях, является постоянство состава и свойств исходных шихтовых материалов. Вместе с тем в виду неравномерности распределения железа в рудных телах в одном месторождении и даже шахте или карьере химический и минералогический состав добываемой руды значительно меняется.
Отклонения по содержанию железа обычно составляют 5-6% от средних величин, в отдельных случаях достигают даже 15%. Велики также отклонения и по содержанию SiO2. Изменения химического состава руды вызывают нарушение хода печи, что обусловливает необходимость работы печи с повышенными тепловыми резервами с соответствующим перерасходом топлива и снижением производительности. В доменном производстве для получения кондиционного чугуна по содержанию кремния и серы целесообразно применение железорудной шихты постоянного состава с ограниченными колебаниями содержания железа, кремнезема.
Большое значение постоянству химического и минерального состава железорудных материалов необходимо уделить и при обогащении и окусковании руд.

Использование марганцевых руд

Марганцевая руда является очень важным сырьем для черной металлургии. Из нее в доменных и главным образом в электрических печах выплавляют ферромарганец, а также в некоторых случаях используют в качестве добавки в доменной шихте.
Марганец имеет исключительно большое значение в развитии сталеплавильного производства, положительно влияет на свойства стали, повышая ее прочность. Поэтому он служит легирующей добавкой при выплавке многих специальных сталей. Ферромарганец служит одним из основных раскислителей стали. Широко применяется марганец для десульфарации чугуна и стали. Поэтому более 80% всей добываемой марганцевой руды потребляется в черной металлургии. Кроме металлургии марганец используют также в производстве электрических батарей, стекла, керамических изделий.
Основными месторождениями марганцевых руд считаются Никопольское в Днепропетровской области и Больше-Токмакское в Запорожской области. Руды залегают на незначительную глубину, а среднее содержание марганца в руде составляет от 23 до 25 %. Добываемая руда подвергается промывке и обогащению отсадкой и магнитной сепарацией.

Качество огнеупорных материалов

Огнеупоры – вспомогательные материалы для металлургической отрасли. От их качества в значительной мере зависят продолжительность службы металлургических агрегатов, их простои, частота капитальных ремонтов и особенно возможность интенсификации металлургических процессов, производительность агрегатов, расходы на ремонты и расходы по переделу. От качества огнеупорных материалов зависит снижение себестоимости металла.
Магнезит в виде изделий, пластических масс, порошка и набойки применяется для кладки сталеплавильных печей, футеровки конверторов и электропечей. Это дорогостоящий материал, поэтому в менее ответственных условиях он заменяется доломитом. Магнезитохромитовые и хромомагнезитовые изделия позволяют значительно повысить тепловые нагрузки и стойкость металлургических печей . Удорожание затрат на такие огнеупоры компенсируется снижением расходов на ремонты и снижением расходов по переделу в связи с ростом производительности агрегатов.
Для воздухонагревателей, работающих при температуре под куполом до 1500-17000С, используют муллитовые и корундовые изделия.

Применение огнеупоров в черной металлургии

Черная металлургия является крупным потребителем и нерудного сырья, в частности огнеупоров. К огнеупорам относятся неметаллические изделия и материалы, способные противостоять воздействию высоких температур – от 15000С и выше. В нагретом состоянии огнеупоры подвергаются различным физико-химическим и механическим воздействиям, что обусловливает разнообразие предъявляемых к ним требований.
Огнеупорная промышленность обеспечивает все отрасли народного хозяйства, а в первую очередь черную металлургию, в которой потребляется свыше половины всех производимых огнеупоров. Кроме черной металлургии, крупными потребителями огнеупоров являются цветная металлургия, энергетика, промышленность стройматериалов, химическая и другие отрасли.
К основным видам природного огнеупорного сырья, используемого для производства огнеупоров, относятся огнеупорные глины и каолин, кварцевые материалы, магнезит, доломит, хромит, тальк. Огнеупорные глины и каолин используются для производства шамота и высокоглиноземистых огнеупоров для металлургии. Основными потребителями кварцитов являются сталеплавильные и коксовые печи.

Производство труб

В системе металлургического производства изготовление стальных труб занимает особое место, оно является по существу так называемым четвертым переделом. Это производство имеет особое технико-экономическое значение для народного хозяйства.
Трубы – весьма экономичные профили металла, используемые во многих отраслях народного хозяйства. Они не только применяются для транспортировки сыпучих, жидких и газообразных веществ, но и используются в больших масштабах в качестве эффективного конструкционного материала в строительстве. Широко применяются трубы в различных отраслях машиностроения, коммунальном хозяйстве, производстве предметов народного потребления и т. д. Стальные трубы в зависимости от способа производства и назначения подразделяются на бесшовные, производимые прокаткой или прессованием, и сварные, получаемые различными методами сварки.
Ассортимент труб весьма разнообразен, он обусловлен требованиями потребителей и способами изготовления, а также качества продукции, от которого в существенной мере зависит дальнейшее улучшение эксплуатационных характеристик изделий.

Термоупрочнение металла

Термоупрочнение металла обусловливает особую важность применения его для проката массового применения, в частности для арматурной стали. В результате упрочняющей термообработки характеристики арматурной стали настолько возрастают, что ее применение обеспечивает треть экономии металла по сравнению с обычной горячекатаной сталью и, соответственно, снижение затрат в конечном итоге.
Термоупрочняющая обработка листового проката позволяет применять лист меньшей толщины, экономя при этом металл. На металлургических заводах термоупрочняющая обработка применяется для цельнокатаных вагонных колес, бандажей для составных колес локомотивов и вагонов, железнодорожных накладок, рельсов с закаленными концами и т.д.
Производится также упрочняющая термообработка сортового металла и объемная термообработка рельсов, которая повышает их стойкость почти в два раза. Особенно эффективна термомеханическая обработка конструкционной легированной стали, в результате которой временное сопротивление этих сталей сильно повышается при сохранении необходимой пластичности.

Методы улучшения качества проката

Одним из важнейших направлений повышения качества металлургической продукции является разработка технических средств и технологических методов улучшения качества прокатной продукции и создания новых видов ее.
Экономичность производства и качество проката в значительной мере зависят от подготовки слитков и заготовки к прокатке, а далее от отделки готового проката. Наиболее эффективной зачисткой является машинная огневая зачистка в потоке между блюмингом (слябингом) и ножницами горячей резки. При такой зачистке потери металла не увеличиваются, а качество поверхности зачищаемого металла значительно улучшается, в связи с чем, значительно уменьшается брак и идет выпуск вторых сортов на чистовых станах.
Высокоэффективным средством повышения качества является термоупрочняющая обработка проката. В результате ее повышаются эксплуатационные характеристики прокатной продукции, и уменьшается склонность кипящих сталей к хладноломкости. Это обеспечивает снижение расхода металла на соответствующие изделия, дает возможность облегчить конструкции и уменьшить их износ. Основной эффект применения термоупрочненного проката взамен обычного заключается в значительной экономии металла при сохранении и даже улучшении эксплуатационных свойств и показателей работы этих изделий.

Методы получения качественного метала

Есть много методов получения металла высокого качества. К ним можно отнести вакуумирование стали при изготовлении металла с более высокими эксплуатационными характеристиками. Также в области производства металла высокого качества получила распространение выплавка его методом электрошлакового переплава. Изделия из металла, полученного электрошлаковым переплавом, обладают высокой стойкостью, надежностью и долговечностью в сфере их применения. Улучшение их эксплуатационных характеристик обуславливает значительную экономию металла у потребителей, снижение затрат на изготовление изделий за счет снижения брака и уменьшение себестоимости продукции, изготавливаемой при помощи орудий труда из более качественного металла.
Эффективным методом улучшения качества стали является также обработка стали синтетическими шлаками. В связи с потребностью ряда отраслей промышленности в металле очень высокой чистоты и специальных свойств, то для его получения применяется электроннолучевая плавка. Металл, полученный таким методом, используется только по спецназначению.

Вакуумирование стали

Вакуумирование стали – это один из методов получения металла высокого качества. Ряд изделий ответственного назначения, изготовленных из вакуумированного металла, обладает более высокими эксплуатационными характеристиками, чем аналогичные изделия из обычной стали. Это более высокая стойкость, надежность, долговечность и т.д. Также эффект вакуумирования стали, в конечном счете, выражается в уменьшении потребности в металле данного назначения, снижении эксплуатационных расходов в сфере действия машин, конструкций и изделий из металла повышенного качества.
Дополнительные затраты, вызываемые операциями по вакуумированию металла с избытком компенсируются экономией затрат в сфере применения изделий из этого металла. Например, подшипники из вакуумированной стали обладают почти в два раза большей стойкостью, чем подшипники из стали такой же марки, полученной обычным методом в электродуговой печи. Значит, для производства одной и той же работы первых подшипников понадобится в два раза меньше, чем обычных. И результат эффективности ясно очевиден.