.Материалы для производства металлов

К исходным материалам для производства металлов относят руды, флюсы и топливо.

Руды — горные породы, содержащие химические соединения металлов (оксиды, силикаты, карбонаты), а также примесную пустую породу.

В зависимости от содержания добываемого материала бывают богатые и бедные руды. Для разных материалов градация на бедные и богатые руды осу­ществляется по-разному, например, для железа руда считается богатой, если она содержит металла от 45-50% и более, для меди 5% и более, для молибдена — от 0,02% . Бедные руды обогащают, удаляя пустую породу, получают концен­трат (содержащий более 60% металла).

Флюсы — материал, загружаемый в плавильную печь для получения шлака — легкоплавкого соединения с пустой породой и золой топлива. Шлак не только позволяет удалить пустой материал при плавке, но и защищает металл от печ­ных газов и воздуха. За счет изменения состава, шлаки позволяют получать ме­талл требуемого химического состава.

В условиях высоких температур шлаки в плавильной печи могут взаимо­действовать с футеровкой печи (кладкой внутренних пространств печи). Футе­ровка может быть кислой, основной и нейтральной. Поэтому при плавке в пе­чах с кислой футеровкой используют кислые флюсы (кварцевый песок, состоя­щий из Si0₂), а в печах с основной футеровкой — основные флюсы (известняк СаС03).

Топливо: кокс, мазут, природный и колошниковый (доменный) газ.

Требования, предъявляемые к основному твердому топливу:

—         механическая прочность, чтобы выдерживать массу шихтовых материа­лов;

—         кусковатость (размер кусков 25 — 60 мм);

—         зольность (в коксе 8-12% золы);

—         содержание серы (в коксе 0,5 — 1,8%).

Кокс — продукт сухой перегонки каменного угля определенных сортов. Для коксования используют смесь углей, которая размягчается при высокой температуре (Т = 1000 ⁰С без доступа воздуха) с выделением газов, затем спе­кается в пористую массу, которая потом растрескивается и распадается на кус-

Огнеупорные материалы применяют для покрытия внутренних поверх­ностей металлургических печей, разливочных ковшей, дымовых труб и т.д.

Эти материалы должны выдерживать резкие перепады температур, меха­нические нагрузки при высоких температурах и химическое воздействие шлака и печных газов. Огнеупорные материалы применяют в виде кирпичей, порош­ков и растворов как заполнителей швов при кладке печей.

По химическому составу огнеупорные материалы подразделяются на кис­лые, основные и нейтральные.

К кислым огнеупорным материалам относят кварцевый песок, в котором содержится не менее 95% кремнезема SiО₂ (кварц). Он служит для изготовле­ния динасового кирпича, огнеупорность которого равна 1690-1720 ⁰С.

К основным материалам относят магнезит и магнезитовый порошок.

Магнезитовый порошок содержит 80 — 85% MgО, из него изготавливают магнезитовый кирпич, огнеупорность которого больше 2000 ⁰С, однако он очень дорогой и мало термостоек. Магнезит, содержащий 35% MgО и 50% СаО (известь), служит для изготовления доломитового кирпича, огнеупорность ко­торого 1800 — 1900 ⁰С.

К нейтральным огнеупорным материалам относят каолинит и графит.

Из каолинита, содержащего 30 — 40% А1₂О₃, 50 — 60% SiО2, изготавливают шамотный кирпич, огнеупорность которого                                            кирпич

самый дешевый огнеупор, применяется для футеровки доменных печей, возду­хонагревателей, ковшей и т.д. Углеродистый кирпич и блоки, содержащие до 92% углерода, применяют для кладки лещади домны, электролизных ванн, тиг­лей.