ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Сутність прокатного виробництва. Види прокату

Прокатка здійснюється у прокатних цехах за допомогою прокатних станів. Основними елементами прокатного стану є валки, які можуть бути гладкими або профільними. За допомогою гладких валків шляхом багаторазового прокатування зливка отримують листовий прокат (листи, штаби, стрічки) товщиною від 100 до 0,1 мм. За допомогою профільних валків отримують профільний прокат різного поперечного перерізу. Це круглі, квадратні, шестигранні заготівки, труби, кутники, рейки, швелери, таври, двотаври та інші спеціальні профілі. У кінці потокової лінії листи обрізають до певних розмірів за стандартом. Профільний прокат розрізають на шматки певної довжини також за стандартом. Частіше за все довжина профільного прокату дорівнює 6 метрам. Але можуть бути й інші довжини.

Існують також волочильні стани, за допомогою яких виготовляють дріт різних діаметрів. Штаби, стрічки і дріт закручують у рулони. Виготовлений прокат надходить на машинобудівні підприємства для виготовлення з нього заготівок деталей машин і металевих конструкцій, а також на підприємства будівельної індустрії – для виготовлення різноманітних будівельних конструкцій і використання як арматури при виготовленні залізобетону.

 

! 9. Бездоменні способи виробництва металу, їх економічні та екологічні переваги

Доменне виробництво має ряд недоліків:

- великі витрати на підготовку і використання палива, води, повітря, кисню, електроенергії;

- значне забруднення довкілля: земель – відвалами шлаків; вод - шкідливими речовинами стоків; повітря – викидами шкідливих газів.

Тому світова металургія дедалі ширше використовує технологію безчавунного виробництва сталі методом прямого відновлення заліза з руд.

1. Відновлення у «киплячому шарі». Мілко подрібнена збагачена руда (концентрат) із бункера подається на штахет печі, через неї під тиском пропускається водень. Під його тиском частинки руди опиняються у зваженому стані, і утворюють «киплячий шар». Відновлені частки у вигляді залізного порошку переливають через поріг печі.

2. Відновлення у тунельних печах. У спеціальні капсули завантажують тверде паливо, вапняки та крейду. Потім – шар такого ж складу. Ці капсули встановлюють на вагонетку та подають у тунельну піч, де їх витримують певний час, потім повільно охолоджують. Отримане у вигляді труб губчате залізо подрібнюють до стану порошку.

3. Металізація рудно-вугільних флюсових окатишів. Окатиші виготовляють із тонко подрібнених концентратів шляхом пресування та скатування у спеціальних обкатувачах з додаванням вапняку. Після цього окатиші випалюють. В результаті вони являють собою однорідні за розміром кульки діаметром 10-50 мм. Після цього починається процес їх металізації: у шахтну піч завантажують окатиші, вдувають природний газ та оксид вуглецю з температурою 1000-1100 0С. Тут і буде проходити відновлення та отримання пористого матеріалу, який має назву «губчате залізо».

4. Порошкова металургія – виготовлення порошків з металів та їх сплавів без розплавлення основного компонента (металу). Порошкова металургія набула широкого розвитку в розвинутих країнах. Автомобілебудування використовує до 70 % її продукції. Вона виготовляє: магніти, катоди, резистори, тверді і надтверді сплави, жаростійкі і надміцні, хімічно- і термостійкі матеріали, каталізатори, вогнетриви.

Порошок можна отримати і з рудного концентрату. Для отримання потрібної деталі металевий порошок пресують під великим тиском у відповідній формі. Отриману таким чином деталь піддають сильному нагріванню, в результаті чого частинки металевого порошку спікаються, і деталі набувають міцності металевого моноліту, який потребує тільки чистової обробки. При використанні цього методу витрати металу у 2 рази менші. Технологія порошкової металургії сьогодні використовується для вирішення такої важливої задачі, як збільшення міцності та коефіцієнту використання металу.

Бездоменні методи мають багато техніко-економічних та екологічних переваг:

а) відсутність доменного виробництва;

б) відновлення заліза йде без плавки і при порівняно невисокій температурі, що дозволяє економити паливо, кисень та ін.;

в) при виробництві губчастого заліза не потрібен чистий кисень;

г) сталь отримують більш високої якості;

д) повніше утилізуються відходи.

е) менше негативного впливу промислових об’єктів на довкілля.

 

Техніко-економічні особливості кольорової промисловості

Техніко-економічні особливості кольорової металургії, які впливають на системи її технологій, а також визначають принципи розміщення підприємств:

1) Багатогалузевий характер і складна структура. Кольорові метали поділяються:

- легкі: алюміній, титан, магній, літій, берилій тощо;

- важкі: мідь, цинк, свинець, ртуть, нікель, кобальт, кадмій тощо;

- благородні: золото, срібло, платина тощо;

- тугоплавкі: ванадій, молібден, вольфрам, ніобій тощо;

- розсіяні: галій, індій, талій;

- рідкісноземельні: ітрій, скандій і всі лантаноїди;

- радіоактивні: уран, плутоній, радій, полоній тощо.

2) В рудах кольорових металів найчастіше міститься не більше 1-5 % корисного компонента, тобто висока матеріалоємність виробництва, великі витрати на збагачення руди. Особливо великою матеріалоємністю відзначається виробництво важких кольорових металів, яке тяжіє до джерел сировини.

3) Руди кольорових металів залягають комплексно, у руді міститься 10-20 корисних компонентів, велике значення має комплексне використання сировини.

4) Виробництво легких кольорових металів відзначається високою енергоємністю і тяжіє до відносно дешевих джерел електроенергії.

5) Основні витрати відбуваються на стадії видобутку, збагачення, витрат палива, енергії, основних і допоміжних матеріалів. В середньому ці витрати по галузі складають 65-70 %.

6) Найбільш характерна така форма суспільної організації праці як комбінування, яке засноване на комплексному використанні сировини і на утилізації відходів.

7) Характерна організація замкнених технологічних схем з багатократною переробкою проміжних продуктів та утилізацією відходів з метою підвищення ступеню вилучення металів із руди та комплексне використання сировини.

8) Рафінування, прокат кольорових металів, виробництво сплавів можуть знаходитись у місцях споживання готової продукції.

 

! 11. Технологічні схеми виробництва важких кольорових металів (міді, цинку, свинцю, нікелю, олова)

Виробництво міді

Близько половини міді, що виробляється, йде на виплавляння сплавів. Мідь та її сплави використовують в електротехнічній та енергетичній промисловості, а також у будівництві, приладобудуванні, для виготовлення лабораторного посуду.

Отримують такі сплави міді: латунь – мідь із цинком; бронза – мідь з оловом; мельхіор – мідь з нікелем.

Мідь у земних надрах перебуває у сполуках сульфідних руд: мідний колчедан – халькопірит CuFeS2, халькозин Cu2S, оксидних руд Сu2O. Природний вміст міді в руді невеликий – 1-5 %. Руди, які містять більше 3 % міді, вважаються багатими.

Добуту мідь піддають збагаченню. Використовують флотаційний метод або метод випалення. Одержаний концентрат містить до 20 % міді. Витрати на стадії видобутку та збагачення – 70-80 % собівартості 1 т міді.

Мідь виплавляють пірометалургійним (90 %) або гідрометалургійним способом. Пірометалургійний спосіб: Концентрат випалюється у печах при температурах 700–800 0С. При цьому вигоряє значна частка домішок сірки. Вміст міді в концентраті підвищується до 35 %. Потім концентрат плавлять в печах при температурах 1500–1600 0С. Одержують рідкий штейн Cu2S+FeS2, який складається з міді (до 50 %), заліза (20 – 30 %), сірки (до 25 %) та інших домішок.

Штейн завантажують у конвертер, подають паливо, повітря, в результаті чого залізо, сірка та інші непотрібні елементи виходять у шлак. Отримують чорнову мідь із вмістом міді 95–98 %. Її піддають рафінуванню шляхом електролізу або повторної плавки та отримують чисту 100 % мідь. Відходи переходять у шлак та в димовий газ. Сірку відокремлюють у процесі виробництва та виробляють H2SO4.

Гідрометалургійний спосіб: Збагачену оксидну мідну руду обробляють H2SO4. Одержаний розчин CuSO4 очищають розчинником, а потім піддають електролізу, що дає на катоді мідь високої чистоти.

Підприємства повного циклу по виробництву міді орієнтуються на сировину у зв’язку з високою матеріалоємністю (для виробництва 1 т міді потрібно обробити 100 т руди).

Стадія рафінування, прокату та отримання сплавів орієнтується і на споживачів.

Виробництво нікелю

Нікель відрізняється високими антикорозійними властивостями, низькою окислюваністю, міцністю, добре піддається обробці, тиску; є компонентом у цінних сплавах. Температура плавлення 1455 0С. Нікель і його сплави використовують у військовій техніці, суднобудуванні, як тугоплавкий метал (у тостерах, прасках, обігрівачах), для виробництва лабораторного посуду, спеціальної техніки, як магнітний матеріал для інструментів.

Часто нікелевим рудам супутні платина, мідь, кобальт та інші метали.

Технологічна схема отримання нікелю приблизно така ж, як і міді, але виробництво нікелю відрізняється більшою паливоємністю. Головні принципи розміщення підприємств по виробництву нікелю:

- орієнтування на сировину через високу матеріалоємність (для виробництва 1 т нікелю потрібно 200 т руди);

- орієнтування на дешеві джерела електроенергії (більше 3 тис. кВт*год на 1 т металу).

Виробництво олова

Олово– м’який метал, використовується у виробництві жерсті, фольги, сплавів (бронзи), для луження котлів, в електроніці – припой (олово + каніфоль). Температура плавлення 232 0С.

Олово знаходиться у природі в розсипах (дрібнозернисті піски) або в корінних родовищах. Олово отримують найчастіше з мінералу каситериту, або олов’яного каменю. Схема виробництва: спочатку отримують олов’яний концентрат шляхом випалу і нарощують вміст олова у концентраті до 40 – 60 %, що робить олов’яний концентрат доволі транспортабельним.

Перед плавкою концентрат обробляють HCl для видалення шкідливих домішок. Плавку в суміші з відновниками (кокс або антрацит) та флюсами здійснюють або у відбивних печах, або електрометалургійним способом.

Отримане чорнове олово рафінують шляхом повторної плавки або електрометалургійним способом.

Принципи розміщення підприємств:

1) орієнтовані на споживачів, оскільки родовища олова невеликі або знаходяться у розсипах, тому для роботи одного підприємства необхідна сировина з декількох родовищ олова, а олов’яні концентрати транспортують;

2) орієнтуються на райони сировини.

Виробництво свинцю

Свинець – важкий, м’який, пластичний, легкоплавкий метал, легко піддається механічній обробці та литтю, має високі антикорозійні якості. Використовується для виробництва кислототривкої апаратури (акумулятори – 60 % всього свинцю у світі), оболонок кабелю, посуду та труб для хімічної промисловості, для поглинання рентгенівського та радіоактивного випромінювання.

Промислове виробництво свинцю засноване на переробці руд, які містять мінерали – свинцевий блиск (галеніт), церусит, а також сірчанокислий свинець.

Руда подрібнюється, збагачується (гравітаційне розділення, флотація) до 40 – 78 % свинцю. Для виробництва свинцю застосовують пірометалургійний метод. Спочатку концентрати випалюють, потім концентрат плавиться у шахтних печах або в кисневих конвертерах. Отриманий метал піддають рафінуванню шляхом повторної плавки або шляхом електролізу.

Виробництво свинцю не відзначається великою паливо- та енергоємністю, розміщують безпосередньо біля джерел сировини.

Виробництво цинку

 

Цинк – сріблясто-білий метал, має високу антикорозійну стійкість, різко змінює свої якості зі зміною температури. При звичайній температурі він крихкий; при 100 – 150 0С він стає ковким та пластичним; при температурі вище 200 0С він знову стає крихким. Температура плавлення 419,5 0С.

Цинк використовують для покриття заліза (половина всього виробленого цинку), виробництва сплавів, для виготовлення посуду, ванн, труб, трун. В електротехніці цинк використовують для виготовлення електродів гальванічних елементів, лужних акумуляторів. Цинк входить до складу малярних фарб, деяких фармацевтичних препаратів.

Цинк отримують із цинкової обманки ZnS та вуглекислого цинку пірометалургійним (термічним) та гідрометалургійним (електролітичним) методами. Після збагачення (флотаційний, гравітаційний способи) концентрати випалюють до повного вигоряння сірки, утворюється оксид цинку ZnО.

Термічний метод: цинкові концентрати нагрівають в ретортах до температури 1200 – 1300 0С в суміші з порошкоподібним вугіллям. Цинк кипить при температурі 907 0С, випаровується, потім охолоджується і відводиться у вигляді розплаву.

Електролітичний метод: Цинкові концентрати ZnО розчиняють в H2SO4. Отриманий розчин очищають від домішок, фільтрують. При проходженні електричного струму на алюмінієвому катоді відкладаються іони цинку. Катодний цинк переплавляють у печі при температурі 419,5 0С і одержують цинк чистотою майже 100 %. Цинк відливається в пластини масою 25 кг.

 

! 12. Технологічні схеми виробництва легких кольорових металів (алюмінію, магнію, титану та їх сплавів)

Виробництво алюмінію

Алюміній використовується в електротехніці (конденсатори, дроти, кабель, деталі та ін.), приладобудуванні, авіаракетнокосмічній промисловості, будівництві, виготовленні рам, труб, цистерн, баків, посуду, фольги.

В якості алюмінієвих руд можливо використовувати лише мінерали, в яких вміст оксидів алюмінію (глинозему) достатньо високе, а видобуток та їх переробка технічно можливі. Найкращими рудами алюмінію є боксити, а також нефрити та алуніти. До руд алюмінію відносять також кіаніти та каоліни, з яких отримують кремнеалюмінієві сплави.

Виробництво алюмінію включає 2 стадії:

1) отримання чистого глинозему з руди. Ця стадія досить матеріалоємна, великі витрати сировини, палива, води, вапняку, тому орієнтується на сировину.

2) отримання алюмінію з глинозему методом електролізу. Ця стадія дуже енергоємна. Для отримання 1 т алюмінію потрібно 17-18 кВт/год. Тому ця стадія орієнтована на відносно дешеві джерела електроенергії. Оптимальний варіант розміщення – максимальна близькість сировини та енергобази.

1 стадія. Існують 2 способи отримання глинозему:

1) мокрий лужний. Із розмеленого бокситу глинозем вилуджується розчином NaOH в автоклавах при температурі 250 – 300 0С і тиску 14 – 35 атм. від 40 хв. до кількох год. Утворюється алюмінат натрію. Його розкладають в апаратах, і в результаті низки процесів утворюється чистий глинозем Al2O3.

2) сухий лужний. Глинозем отримують із кременистих бокситів шляхом спікання з вапняками та содою при температурі 1200 – 1300 0С. Для отримання 1 т металевого алюмінію необхідно 2-3 тонни глинозему, 1 т вапняку та електроенергія.

2 стадія. Алюміній виробляють електролітичним способом, в електролітичних ваннах. В якості електролітів використовуються хімічні сполуки: криоліт, в якому розчиняють глинозем. Електричний струм, який проходить через електроліт, здійснює електрохімічний процес розкладу глинозему. Температура процесу 950 0С. При цьому металевий алюміній виділяється на катоді, збираючись у розплавленому стані на дні ванни. Накопичений алюміній вивантажують за допомогою вакуумного ковша раз на добу або й рідше. Потім здійснюється стадія рафінування шляхом повторного електролізу.

Отримання металевого алюмінію є дуже енергоємним (на 1 т алюмінію витрачається 16 тис. кВт/год.) Тому виробництво алюмінію орієнтується на джерела дешевої електроенергії. Виробництво глинозему, що пов’язане з переробкою великої кількості руди та інших матеріалів, розміщують біля їх родовищ.

Виробництво магнію

Магнієві сплави використовують у літакобудуванні, ракетній техніці, автомобілебудуванні, приладобудуванні, оптичній промисловості, як легуючий метал, в електрохімії, як відновник при виробництві металів (десульфуризація чавуну і сталі), фармацевтичних препаратів.

Магній входить до складу багатьох сполук та широко розповсюджений у природі. Найкращими є магнезит (карбонат магнію), доломіт (подвійний карбонат магнію та кальцію), карналіт та ін.

Магній отримують електролітичним та термічним способами. Руду випалюють та отримують оксид магнію. Потім його обробляють HCl та отримують хлорид магнію. Потім з хлориду магнію шляхом електролізу (як і алюміній) при температурі 700 – 750 0С отримують металевий магній. Цей процес відзначається високою енергоємністю (для отримання 1 т магнію потрібно 20 тис. кВт/год.)

При термічному способі магній отримують шляхом відновлення сірки та вуглецю доломітом (магнезитом).

Виробництво титану

Титан – легкий метал, має високі антикорозійні якості, тугоплавкий, міцний, хімічно дуже стійкий. Використовується у важкому машинобудуванні, у спецтехніці, літако- та ракетобудуванні.

Основними промисловими джерелами титану є рутил та ільменіт, які більш ніж на половину складаються із двоокису титану. Руди титану обробляють вуглецем та хлором. Отримують хлорид титану. Його вводять у реторту, де знаходиться металевий магній. Магній сполучають з хлором і відновлюють титан.

Одержану титанову губку розмелюють у порошок, пресують та спікають або переплавляють у дугових печах. Цей процес відрізняється великою енергоємністю, для отримання 1 т титану потрібно 60 тис. кВт/год.

Титан та магній використовуються в основному у сплавах. Найбільш міцні титаномагнієві сплави. Їх виплавляють в електричних дугових печах. Титаномагнієві сплави використовують у авіа- та ракетобудуванні, суднобудуванні, для виробництва броньованої техніки. У ракетній техніці використовують літієво-магнієві сплави, які мають високі жароміцні якості.

Через високу енергоємність виробництва титану, магнію та їх сплавів підприємства орієнтовані на дешеві джерела енергії.

 

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти