Сучасне формування сировинної бази для виробництва сталі, Розширена характеристика базових та додаткових сировинних компонентів для виробництва сталі - Визначення сталі
Розширена характеристика базових та додаткових сировинних компонентів для виробництва сталі
Сталь є основним конструкційним матеріалом для машинобудування, промислового будівництва, транспортних засобів. Швидкий розвиток промисловості і сільського господарства був би неможливий без задоволення потреб у сучасній машинній техніці і металевих виробах. Внаслідок своєї розповсюдженості в природі та відносно малої вартості способів отримання заліза і його сплавів вони займають головне місце в народному господарстві. Залізо в чистому вигляді в промисловості отримують і споживають у незначній кількості. Основну масу заліза отримують і споживають у вигляді сплавів сталі і чавуну, що називаються чорними металами.
Частка сталі в загальному споживанні чорних металів складає близько 90 %, тобто сталь є основним видом металу, що використовується для створення сучасної техніки. Це пояснюється тим, що, по-перше, сталь є чудовим конструкційним матеріалом (має високу міцність і стійкість до зносу, добре зберігає форму в різних виробах, відносно легко піддається обробці тиском, зварюванню і т. ін.); по-друге, основний компонент сталі - залізо є розповсюдженим елементом у земній корі (займає друге місце після алюмінію), знаходиться у вигляді великих шарів залізовмісних мінералів, що називаються рудами. Залізо може бути відносно легко отримано з руд, в яких воно звичайно знаходиться у вигляді оксидів.
Сталь - це сплав заліза з вуглецем та іншими хімічними елементами з вмістом вуглецю до 2,14 %. У цьому сплаві залізо є основою (розчинником), а інші елементи - домішками, розчиненими в залізі. Домішки можуть впливати на властивості сталі як позитивно, так і негативно, тому їх поділяють на корисні і шкідливі. Корисні домішки в основному впливають на властивості кристалів (зерен), а шкідливі домішки погіршують міжкристалічні зв'язки. В сталях більшості марок корисною домішкою є вуглець. Такі сталі називають вуглецевими. Вміст вуглецю у вуглецевих сталях найчастіше становить 0,05-0,5 %, але іноді може досягати 1,2 % (теоретично до 2,14 %). У вуглецевих сталях корисними домішками можуть бути марганець (0,3-0,6 %) і кремній (0,15-0,3 %). Вміст шкідливих домішок, якими звичайно є сірка, фосфор, кисень і азот, обмежується сотими і тисячними долями відсотка. Змінюючи вміст вуглецю в залізовуглецевому сплаві і піддаючи його різ - ним видам термічної обробки, можна отримати сталі з різними механічними властивостями.
Найбільш високоміцною сталлю з дТ = 3,5-4 ГПа (дТ - тимчасова межа міцності) є високовуглецева (нелегована) сталь. Але вуглецеві сталі мають істотні недоліки: висока критична швидкість гартування (найменша швидкість охолодження, при якій утворюється мартенсит); погана прожарюваність (глибина проникнення гартування від охолоджуваної поверхні до центра); погана антикорозійна стійкість тощо.
Введення у сталь певної кількості елементів, названих легуючими, дозволяє позбавити вказаних недоліків вуглецевої сталі, покращити її механічні властивості, а також отримувати ті чи інші особливі фізико-хімічні властивості, яких вуглецева сталь не має. Таку сталь називають легованою. Вплив легуючих елементів на властивості сталі різноманітний, тому, додаючи їх у певній кількості і сполученнях, можна отримати сталі з різними властивостями.
Фізико-хімічні властивості сталі, що визначають її якість, тобто ступінь відповідності для використання за призначенням або здатність задовольняти потреби споживачів, можна розділити на дві групи. До першої групи належать властивості, що визначають технологічність сталі, тобто здатність сталі підлягати тій чи іншій обробці (тиском, хіміко-термічній ) при отриманні готових виробів. До другої групи належать властивості, що визначають здатність сталі забезпечувати надійну і довготривалу придатність у готових виробах. Поділ хімічних елементів, що є домішками в сталі, на корисні і шкідливі деякою мірою носить умовний характер. Так, у більшості марок сталі вуглець корисна домішка, а в електротехнічних, корозійностійких сталях шкідлива. Хром, нікель і деякі інші елементи покращують властивості багатьох легованих сталей, але для деяких сталей вони є шкідливими домішками. Сірка, фосфор і азот є для більшості сталей шкідливими домішками, а в деяких випадках їх використовують як легуючі елементи.
За призначенням можна виділити такі основні групи сталей: котельну, для залізничного транспорту (рейкову, сталь для бандажів залізничних коліс і т. ін.); конструкційну (для виготовлення різних металоконструкцій при спорудженні будівель, мостів, для виготовлення різних машин тощо); підшипникову (для підшипників, різних інструментів, різців, валиків прокатних верстатів, деталей штампувального обладнання і т. ін.); ресорно-пружинну, трансформаторну, збройну, трубну і т. д. За якістю сталі звичайно поділяють на такі групи: звичайна, якісна і високо якісна. Різниця між цими групами полягає в допустимих вмістах шкідливих домішок (у першу чергу сірки і фосфору), а також в особливих умовах за вмістом неметалевих домішок, газів і домішок кольорових металів. Академік М. Т. Гудцов запропонував класифікувати домішки, що містяться в сталі, на такі чотири групи:
- 1. Постійні або звичайні домішки (Mn, Si, S, P), що містяться в тій чи іншій кількості в будь-яких сталях; вміст цих домішок регламентується стандартами. 2. Приховані домішки (O, H, N), що присутні в сталях у дуже малих кількостях; методи визначення їх вмісту складні, тому вміст цих елементів у звичайних технічних умовах не вказується. 3. Випадкові домішки, тобто домішки, що потрапили в сталь з шихтових матеріалів випадково. 4. Легуючі елементи, які спеціально вводять у сталь в певних кількостях для зміни її будови та властивостей. За складом розрізняють сталі: вуглецеві, хромові, хромонікелеві, марганцеві і т. ін. За характером застигання сталі у виливницях розрізняють сталі:
Спокійні,
Киплячі
Напівспокійні.
Поведінка металу при кристалізації у виливницях залежить від ступеня його розкисленості: чим повніше розкислена (розкислення - вилучення зі сталі кисню) сталь, тим спокійніше кристалізується зливок. За способом виробництва сталь класифікують:
- 1. За типом агрегата:(конверторна, мартенівська, електросталь, сталь електрошлакового переплаву тощо). 2. За технологією (основна і кисла мартенівська, основна і кисла електросталь, оброблена вакуумом, синтетичними шлаками, продувкою інертними газами і т. ін.). 3. За станом: у твердому стані (губчасте залізо - продукт прямого відновлення), в елекролітичному (продукт електролізу залізовмісних матеріалів), у порошкоподібному (продукт процесів розпилення на маленькі краплини рідкої сталі), в тістоподібному (продукт сиродутного, кричного, пудлінгового заліза, продукт процесу Байєрс-Астон), у рідкому, литому (продукт конверторного, мартенівського та ін. процесів).
Чорна металургія серед інших галузей промисловості і народного господарства є одним з основних джерел викидів, що забруднюють довкілля. Зі збільшенням виплавки металу значно зростає викид газів та пилу, різних відходів виробництва, що забруднюють довкілля. Відомо, що на 1 млн. річного виробництва металургійного заводу середній валовий винос пилу складає 350 т на добу. При цьому одночасно виділяється до 200 т на добу сірчаного ангідриду і до 400 т на добу окису вуглецю. Чорна металургія належить до виробництва, яке при сучасній технології виготовлення металів сильно забруднює навколишнє середовище. Саме тому райони високої просторової концентрації галузі відносяться до екологічно небезпечних. Успішно розв'язати екологічну проблему в цих районах - важливе регіональне економічне і соціальне завдання.
У забезпеченні прискореного росту виробництва чорних металів надзвичайно важлива роль належить гірничорудним підприємствам країни. На території України добувається основна частина залізних і марганцевих руд, флюсів і вогнестійкої сировини. Завдяки наявності великих запасів усіх основних видів металургійної сировини і вигідному економіко-географічному положенню родовищ корисних копалин гірничорудна промисловість України є величезною сировинною базою чорної металургії.
Для потреб металургійної промисловості гірничорудні підприємства країни виробляють такі основні види сировини: залізну руду, концентрати та агломерати залізної руди, залізорудні окатиші, концентрати та агломерати марганцевої руди, флюсові вапняки і доломіти, вогнестійкі глини і т. ін. Україна відзначається дуже великими покладами якісної залізовмісної сировини. Це переважно метаморфічні руди докембрійської формації (гематито мартитові, магнетитові), а також осадочні (бурі залізняки). Перші належать до Українського кристалічного щита. Загальні запаси залізних руд України оцінюються в 27,4 млрд. т і складаються з багатих (1,9 млрд. т), а також бідніших залізистих кварцитів (24,1 млрд. т) та бурих залізняків (1,4 млрд. т). З урахованих 83-х родовищ 60 розташовано у Криворізькому басейні, запаси якого складають 18,7 млрд. т. Басейн тягнеться вузькою смугою з півночі на південь довжиною близько 100 км (шириною 2-7 км) уздовж річок Інгульця, Саксагані та Жовтої. Найбільше промислове значення мають багаті руди (використовуються без збагачення), магнетити та окислені залізисті кварцити. Багаті руди (вміст заліза 44-48 %) майже не мають шкідливих домішок, розробляються шахтним способом. З початку експлуатації басейну з його надр видобуто близько 6 млрд. т руди.
На початку 90-х років функціонувало 17 шахт, 5 надпотужних гірничо-збагачувальних комбінатів, які обслуговують 10 кар'єрів. Залізні руди виходять на поверхню та залягають до глибин понад 2,5 км. Високоякісні руди (з 50-60% вмістом заліза) видобуваються шахтним способом; проводиться також відкритий видобуток більш бідних руд (35-40 % заліза). Друге місце за запасами залізних руд в Україні посідає Кременчуцький басейн. В його межах знаходиться 5 окремих родовищ, площа яких становить 15-0 км2. У південній частині басейну руди видобувають кар'єрним способом, і після збагачення концентрат має вміст заліза близько 70 %.
Запаси руд оцінюються в 4,5 млрд. т. Значні поклади руд на більших глибинах залягають у північній частині басейну. Він простягається в меридіальному напрямку на 45 км. Великі поклади сировини для чорної металургії містяться в Білозерському залізорудному районі Запорізької області. Він розташований 20-кілометровою смугою і простягається з півночі на південь на 65 км. Загальні запаси оцінюються в 1,4-1,5 млрд. т, в тому числі промислові - в 0,7 млрд.
Залізні руди залягають у залізистих кварцитах і сланцях пластами потужні - стю 60-260 м. Вміст заліза становить у мартитових рудах 46-48 %, місцями до 60 %. Тут зосереджено значні запаси залізистих кварцитів із вмістом заліза 25- 40 %. Запаси оцінюють у 2,5 млрд. т. Високоякісні, так звані мартитові, руди тут містять до 70 % заліза. Промислове значення має Керченське родовище залізних руд, де на невеликих глибинах залягають руди з вмістом заліза 30-40 %; вони мають близько 1 % фосфору, що дещо знижує їх якість.
До складу керченських руд входять легуючі компоненти - ванадій та марганець, що підвищує їх якість. Осадові залізні руди типу керченських розміщені також на північному узбережжі Азовського моря, в Присивашші. Україна має практично необмежені можливості для експорту високоякісних залізних руд у зацікавлені країни світу.
Похожие статьи
-
Підвіски ГВП виготовляють методом гарячого штампування з урахуванням припусків для механічної обробки із конструкційної вуглецевої якісної сталі 45,...
-
Характеристика сировини, яка використовується для виробництва цукерок Цукерки - Дуже велика група кондитерських виробів, які виготовляють на цукровій...
-
Технологія виробництва сталі - Визначення сталі
Виробництво сталі в електропечах. З початку ХХ століття використовують плавильні дугові та індукційні електропечі. В дугових електропечах виплавка металу...
-
Сталь закалка полигонизация слиток Правильным режимом закалки стали будет заключается в нагреве стали до температуры выше критической (Ас3), в выдержке и...
-
Вибір схеми технологічного процесу - Аналіз сучасного стану виробництва постійних магнітів
В даний час розроблено декілька технологій отримання магнітних матеріалів зі сплавів Fe-Ni-Al-Со: 1) метод порошкової металургії з подальшим пресуванням...
-
Рецептури туалетних мил Складання рецептури жирової суміші для виробництва мильної основи твердого туалетного мила являє собою більш складне завдання,...
-
Вступ, Техніко-економічне обгрунтування - Проект лінії для виробництва консервів "Асорті №6"
Розвиток консервної промисловості відіграє важливу роль у вирішенні проблем забезпечення потреб населення продуктами харчування. Особливе значення займає...
-
Сировина ковбасного виробництва та її якість - Технологія виробництва ковбас
Для виготовлення ковбас використовують сировину основну, для масових виробів, різні замінники, матеріали для соління, ковбасні оболонки, допоміжні...
-
Вуглець дуже впливає на властивості сталі навіть при незначній зміні його вмісту. Таким чином, вуглець являється основним елементом, за допомогою якого...
-
Сировинна база металургійного комплексу - Металургійний комплекс України
Чорна металургія сформувалась в районах залягання палива і сировини. За рівнем концентрації виробництва чорних металів Україна випереджує розвинені кап....
-
Ковбаса була і залишається надзвичайно популярною, та є одним з постійних продуктів в раціоні сучасної людини. Пріоритетними спрямуваннями у виробництві...
-
Производство стали в конверторах - Полная характеристика черной металлургии
Конвертор представляет собой сосуд грушевидной формы. Верхнюю часть называют козырьком или шлемом. Она имеет горловину, через которую жидкий чугун и...
-
Отпуск стали - Характеристика и структурные методы исследования металлов
Отпуск закаленных углеродистых сталей Отпуском называют термическую операцию, заключающуюся в нагреве закаленной стали до температур, не превышающих...
-
На основе диаграммы состояний "железо - цементит" и построенного графика термической обработки опишите превращения в структуре стали при нагреве,...
-
Вибір та обгрунтування технологічного процесу Згідно із завданням до проектування та потребами багатьох галузей техніки було розглянуто і порівняно...
-
Цель окончательной термической обработки - получение в готовом инструменте оптимального сочетания основных свойств: твердости, прочности,...
-
Хімічні методи аналізу базуються на протіканні хімічних реакцій, що супроводжуються помітним зовнішнім ефектом: утворенням осаду чи забарвлених розчинів,...
-
Характеристика основної сировини Основною олійною культурою України є соняшник. З нього виробляють більше 75 % рослинної олії від усього виробництва...
-
Производство стали - Полная характеристика черной металлургии
Сталями называют сплавы железа с углеродом, содержание которого не превышает 2,14 %. Сталь - важнейший конструкционный материал для машиностроения,...
-
Для розвитку чорної металургії в Україні є всі умови: величезна, компактно розміщена сировинна база (залізні, марганцеві руди, вогнетриви, флюсові...
-
Общая характеристика и понятие специальных сталей - Понятие и виды спецсталей
Специальные стали -- это сплавы на основе железа, отличающиеся от обычных сталей особыми свойствами, обусловленными либо их хими ческим составом, либо...
-
Загальні відомості про термічну обробку, що використовується У проекті Під термічною обробкою розуміють комплекс операцій нагрівання й охолодження...
-
ВСТУП - Технологія виробництва солоду
Солод - це заздалегідь замочене, пророщене в штучних умовах й при цьому збагачене активними ферментами, зерно різних видів зернових культур. Під...
-
Допоміжні матеріали - Розробка технології виробництва туалетного мила
1 Їдкі луги відрізняються високою реакційною здатністю. При взаємодії з нейтральними жирами вони легко і достатньо швидко омилюють тригліцерини і...
-
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ - Газовая резка нержавеющей стали
Нержавеющими называются стали, обладающие высокими механическими свойствами, окалиностойкостью, жаропрочностью, стойкостью против атмосферной, жидкостной...
-
Рецептура продукту - Обгрунтування та аналіз технології виробництва сирокопченої ковбаси зернистої
Рецептура ковбаси сирокопченої зображена в таблиці 1.3 Таблиця 1.3 Рецептура ковбаси сирокопченої зернистої Сировина Витрати сировини на 100 кг несолоної...
-
Жито належить до сімейства злакових. Плід жита це зернівка. Анатомічна будова складається з трьох основних складових частин: оболонки, ендосперми,...
-
ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЯЖІ Таблиця 1 Характеристика пряжі Номінальна лінійна густина пряжі, текс Сорт Питоме розривне навантаження, г, с/текс Коефіцієнт...
-
Виготовлення плодоягідних компотів
Виготовлення плодоягідних компотів Плодоягідні компоти містять вітамін С та Р-вітамінні речовини, особливо якщо сировина відповідає вимогам до сортів та...
-
Хімічний склад зерна - Класифікація сировини бродильних виробництв
Хімічний склад зерна залежить від сорту, району вирощування, метеорологічних і грунтових умов, масового співвідношення окремих частин зерна. Хімічний...
-
Вступ - Аналіз сучасного стану виробництва постійних магнітів
Порошкова металургія - область техніки, що охоплює сукупність методів виготовлення порошків металів і металоподiбних з'єднань, напівфабрикатів та виробів...
-
Для изготовления рельсов можно применять конструкционные улучшаемые стали. Учитывая, что по техническим требованиям требуются высокие характеристики,...
-
Варіння мильної основи Виготовлення основи туалетного мила із нейтральних жирів періодичним непрямим методом. Цей процес відбувається в котлах 7, 8, 9...
-
Основними матеріальними потоками процесу є газ (доменний, коксо-доменний, суміші з природним газом), повітря, продукти згорання (дим), а в рекуператорних...
-
Общая характеристика и классификация группы блюд, и способы тепловой кулинарной обработки основного сырья Горячие блюда это залог здорового питания,...
-
В харчовій промисловості дуже важливим є якість сировини та готової продукції, оскільки на якість продукції впливає чи не мала кількість факторів:...
-
Для литья под давлением обычно используют не первичные, а вторичные сплавы, что обусловлено экономическими соображениями. Наилучшими литейными свойствами...
-
Производство стали в электрических печах - Полная характеристика черной металлургии
Для выплавки стали используют электрические печи двух типов: дуговые и индукционные (высокочастотные). Первые из них получили более широкое применение в...
-
Ячмінь, як сировина для виробництва пива - Фізичні і фізико-хімічні властивості зернових мас
Сировина, яка використовується для приготування солоду (джерело ферментів), підбирається високоякісна і повинна відповідати державним стандартам України....
-
Мартенситное превращение в стали - Характеристика и структурные методы исследования металлов
Мартенситное превращение происходит при быстром охлаждении высокотемпературной фазы. Такой процесс часто называется закалкой, хотя для различных металлов...
Сучасне формування сировинної бази для виробництва сталі, Розширена характеристика базових та додаткових сировинних компонентів для виробництва сталі - Визначення сталі