Современное металлургическое производство

Для производства чугуна, стали и цветных сплавов используют руду, флюсы, топливо и огнеупорные материалы. Металлургия — это сложная система различных видов производства, базирующихся на месторождении руд, коксующихся углей и энергетических комплексах.

Промышленной рудой называют горную породу, из которой при данном уровне развития техники целесообразно извлекать металлы и их соединения. Например, в настоящее время металлы извлекают из руды, если содержание их составляет не менее, %: 30...60 Fe, 3...5 Cu, 0,005...0,02 Mo.

Руды с малым содержанием добываемого металла обогащают, т. е. удаляют из руды часть пустой породы. В результате получают концентрат с повышенным содержанием металла. Использование концентрата улучшает технико-экономические показатели работы металлургических печей.

Флюсы — это материалы, загружаемые в плавильную печь для образования легкоплавкого соединения (шлака) с пустой породой руды и золой топлива. По сравнению с металлом шлак обычно имеет меньшую плотность, поэтому в печи он располагается над металлом и защищает выплавленный металл от взаимодействия с печными газами и воздухом. Шлак называют кислым, если в его составе преобладают кислые оксиды (SiO2, Р2О5), и основным, если в его составе больше основных оксидов (CaO, MgO, FeO).

Кокс, природный газ, доменный (колошниковый) газ и мазут являются топливом в металлургических печах. В состав кокса входят (%) углерод (80...85), зола (8... 12), вода (2...5), сера (0,5...1,8), фосфор (0,02...0,2). Природный газ содержит 90...98 % углерода и 1 % азота; мазут включает 84...88 % углерода, 10...12 % водорода, небольшое количество серы и кислорода.

Огнеупорные материалы применяют при изготовлении внутреннего облицовочного слоя (футеровки) металлургических печей и ковшей для расплавленного металла. По химическому составу огнеупорные материалы подразделяют на кислые, основные и нейтральные.

При высоких температурах футеровка взаимодействует с флюсами и шлаками. Например, если в печи, выложенной основным огнеупорным материалом, применять кислые флюсы, то взаимодействие шлака и футеровки приведет к ее разрушению.