Železné kovy: ložiská, skladovanie. Hutníctvo železných kovov

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Kovy sú materiály, ktoré nikdy nestrácajú svoj význam. Sú široko používané v každodennom živote av priemysle. Samozrejme, dnes prišli s množstvom rôznych alternatívnych látok, na základe ktorých sa získavajú materiály, ktoré svojou kvalitou nie sú horšie ako kovy. Nedajú sa však úplne nahradiť. Je ťažké si predstaviť ploty a brány, mreže, poklopy, náradie a oveľa viac z niečoho iného.

Hoci plast, sklo, silikón, polyetylén a polypropylén pevne vstúpili do moderného života človeka, je ťažké nahradiť základné časti konštrukcií, početné časti automobilov a iných vozidiel akoukoľvek alternatívou kovov. Ona jednoducho neexistuje.

Kovy v periodickej tabuľke

V periodickej tabuľke chemických prvkov zaujímajú kovy popredné miesto. Z dnes známych 117 pozícií patrí kovom viac ako 90. Všetky tieto prvky majú množstvo charakteristických vlastností, ktoré ich umožňujú priradiť ku skupine kovov:

1. Schopný viesť elektrinu.
2. Mať tepelnú vodivosť.
3. Tujné, tvárne, možno zvinúť do plechov a drôtu (nie všetky).
4. Mať strieborný lesk (okrem medi a zlata).

Okrem všeobecných vlastností má každý podobný prvok množstvo špecifických, vďaka čomu je taký populárny.

Typológia

Všetky kovy ako jednoduché látky možno tiež rozdeliť do troch tried:

1. Čierna.
2. Farebné.
3. Vzácny.

Neželezné kovy zahŕňajú všetko okrem vzácnych a železa. To znamená, že ide o meď, ortuť, paládium, chróm, nikel, zinok, horčík, vápnik, hliník, olovo, cín atď.

Vzácne kovy zahŕňajú:

• strieborná;
• zlato;
• platinum.

Železné kovy – čo sú to?

Táto trieda obsahuje:

• železo a všetky jeho zliatiny;
• mangán;
• chrome;
• vanád;
• titanium;
• aktinidy a urán (tórium, plutónium, neptúnium a iné);
• tungsten;
• alkalické kovy.

To znamená, že z celej škály týchto látok tvoria železné kovy menšiu časť. A väčšinou nie najbežnejšie (s výnimkou železa) sú v zemskej kôre a útrobách.

No napriek skutočnosti, že železné kovy sú zastúpené tak malým počtom prvkov, sú veľmi bežné a objemné pri výrobe a spracovaní. Množstvo výrobkov, dielov, príslušenstva je vyrobené zo železa a jeho zliatin.

Metalurgia železných kovov je pomerne rozsiahla a žiadaná po celom svete. Ťažba a spracovanie železa je jednou z pokročilých technických a ekonomických úloh mnohýchkrajín sveta vrátane Ruska.

Náleziská železných kovov na planéte

Železo z hľadiska ťažby je na prvom mieste medzi všetkými kovmi. Jeho hmotnostný obsah v prírode, vrátane zemskej kôry, je v miliardách. Zároveň podľa odborníkov dnes človek preskúmal iba sto miliárd ton.

Ak hovoríme o svetových ložiskách železných kovov, predovšetkým železa, treba poznamenať, že sú na všetkých kontinentoch, vo všetkých častiach sveta, s výnimkou miest Ďalekého severu. Zároveň je rozdelenie podľa krajín približne nasledovné (v zostupnom poradí):

• Rusko (asi štyridsať percent všetkých svetových zásob);
• Brazília;
• Austrália;
• Kanada;
• USA;
• Čína;
• India;
• Švédsko.

Vklady v Rusku

V Rusku sú železné kovy obsiahnuté takmer vo všetkých veľkých federálnych okresoch.

1. Centrálny federálny okruh (magnetická anomália Kursk) – viac ako 59 %.
2. Uralský federálny okruh – 14 %.
3. Sibírska oblasť – 13 %.
4. Ďaleký východ – 8 %.
5. Severozápadný federálny okruh – 4 %.
6. Privolzhsky – 0,5 %.

V každom z vyššie uvedených okresov sa nachádza podnik, kde sa vykonáva metalurgia železa. Rusko je v tomto ukazovateli jasným lídrom vo svete a súdiac podľa zásob to bude pokračovať ešte veľmi dlho.

Ťažba materiálu

Výroba železných kovov zahŕňa niekoľko zložitých fázových procesov. Po prvé, železné kovy sa nevyskytujú v natívnej forme, ale sú súčasťou zodpovedajúcich rúd (mangán, železo atď.). Preto pred získaním kovu je potrebné vyťažiť zo zeme horninu – rudu.

Tento proces vykonáva ťažobný priemysel. Zároveň rudy obsahujúce železo môžu byť bohaté a nasýtené alebo chudobné na kov. Preto sa po vyťažení rudnej vrstvy jej kus odoberie na chemický rozbor. Ak je kvantitatívny obsah kovu nad 57-60%, potom práca pokračuje. Ak je nižšia, zastavia sa alebo sa presunú na iné územie, aby hľadali bohatšiu rudu. Inak tento proces jednoducho nie je ekonomicky životaschopný.

Ďalšou fázou, ktorá zahŕňa výrobu železného kovu, je spracovanie vyťaženej rudy v špeciálnom závode. Tento proces sa nazýva metalurgia. Môže byť niekoľkých typov:

1. Hydrometalurgia - technológia ťažby a spracovania rudy je založená na využití vody. Zároveň v procese lúhovania prechádzajú kovy zo zloženia rudy do roztoku a odtiaľ sa extrahujú v čistej forme elektrolýzou. Energeticky a materiálovo je táto metóda drahšia, preto sa používa len na špeciálne kovy.
2. Základom techniky používania ohňa je pyrometalurgia. Procesy tepelného spracovania rudy vo vysokých peciach s použitím koksovaného uhlia. Najbežnejší spôsob spracovania rudy aťažba kovov. Používa sa v metalurgii železa.
3. Biometalurgia. Na základe pôsobenia živých organizmov sa len začína uvádzať do praxe, vyvíjajú ho biotechnológovia. Pointa je schopnosť niektorých mikroorganizmov extrahovať kovy zo zloženia rúd počas ich života.

Spracovanie

V spracovateľskom závode sa vyťažené rudy obsahujúce železné kovy starostlivo spracúvajú. Všetky tieto procesy sú uvedené v tabuľke nižšie.

Technologický proces	Podstata procesu	Výsledok
1. Úžitok z rudy	Oddelenie časti rudy obsahujúcej kov od odpadovej horniny. Môže sa to stať jedným z troch spôsobov: magnetické (založené na feromagnetizme železa); gravitácia (základ - rôzne hustoty odpadu a bohatá hornina); flotácia (založená na použití vody s penidlom).	Získajte čistý substrát bohatý na železné kovy, ktorý sa odošle na ďalšie spracovanie.
2. Aglomerácia	Proces spekania rudy. Vykonáva sa s cieľom získať čistú látku bez nečistôt plynov a prachu atď.	Získajte tri druhy spracovanej rudy: spekaná ruda (pečená pri vysokých teplotách bez prístupu vzduchu); oddelené (očistené separáciou); pelety (hmota obsahujúca tavidlá železa).
3. Proces domény	Koksovanie rudy vo vysokej peci pripoužiť ako palivo a redukciu železa z jeho oxidov uhlia.	Získajte čisté železo, voliteľne už legované uhlíkom na výrobu ocele.

Takto sa získava železo a jeho zliatiny. V tomto prípade sa maximálne materiálové náklady vynakladajú na prípravu a použitie koksu (uhlia). Je to redukčné činidlo pre železo, palivo, zdroj tepla, dodávateľ uhlíka. Preto sa v opísanom procese používa pomerne veľké množstvo, a preto sú vysoké hotovostné náklady.

Skladovacie podmienky

Medzi železné kovy patrí predovšetkým železo a jeho zliatiny. Malo by byť zrejmé, že ide o materiál veľmi odolný voči korózii. Preto skladovanie železných kovov vyžaduje dodržiavanie určitých pravidiel, najmä pokiaľ nejde o konštrukcie a výrobky, ale o takzvaný šrot zo železných kovov (odpad, rozbité výrobky, plechy, tyče, armatúry atď.):

1. Miestnosť, v ktorej sa materiál nachádza, musí byť úplne uzavretá pred vlhkosťou (dážď, sneh). Čím menej vlhkosti, tým dlhšia životnosť.
2. Skladová plocha by mala byť veľká, plechové konštrukcie zo železných kovov nemôžete skladovať blízko seba, pretože by to vyvolalo skorú koróziu.
3. Všetok dostupný materiál by mal byť zoradený podľa značky a veľkosti.

Pri dodržaní týchto jednoduchých pravidiel bude možné čo najdlhšie obmedziť procesy deštrukcie štruktúry kovov.

Zliatiny železa

Kje zvykom označovať ako také zliatiny železa, ktoré sa delia na niekoľko typov:

1. Oceľ. Tento výsledok poskytuje železný kov tavený s uhlíkom.
2. Liatina. Prvotné surové železo, ktoré sa získava vo vysokých peciach pri spracovaní rudy, je úplne nevhodné ako materiál na výrobu spotrebičov a potrieb pre domácnosť. Je príliš krehký. Musí byť podrobený ďalšiemu spracovaniu vo forme nasýtenia železom a uhlíkom, aby sa získal vynikajúci odolný materiál. Na zlepšenie odolnosti proti korózii a výkonu sa pridávajú aj ďalšie prvky.
3. Zliatiny železa (kremičitan, ferochróm, ferosilión, silikomangán). Hlavným účelom týchto zliatin je zlepšiť technické vlastnosti finálneho materiálu.

Steel

Hlavné miesto medzi všetkými zliatinami železných kovov má oceľ. Dnes sme sa naučili, ako dosiahnuť veľmi významné výsledky pri výrobe tohto materiálu s vopred určenými dôležitými vlastnosťami. Tento druh zliatiny je najdôležitejší pre priemysel, ktorý železné kovy poskytli. Aké ocele sa rozlišujú?

1. Nízky uhlík – používa sa na výrobu rôznych nástrojov.
2. Nerez (používajú sa na výrobu rúr, žiaruvzdorných dielov, rezných nástrojov, zváraných zariadení atď.).
3. Ferrito Chrome.
4. Martenzitický chróm.
5. Alloyed.
6. Nikel.
7. Chrome.
8. Chróm-vanád.
9. Tungsten.
10. Molybdén.
11. Mangán.

Z názvov je zrejmé, žepráve tieto zložky sa pridávajú do zmesi železa a uhlíka v určitom pomere. To ovplyvňuje výraznú zmenu vlastností výsledných materiálov.

Sekundárne kovy

Bohužiaľ, akokoľvek by sme chceli, veci nemôžu trvať večne. Všetko sa časom stáva nepoužiteľným – láme sa, bije, starne a vychádza z módy. To je aj prípad konštrukcií zo železných kovov. Oceľ, liatina a iné produkty, náhradné diely jednoducho prestanú byť potrebné.

Potom sú odovzdané špeciálnym podnikom, ktoré sa zaoberajú spracovaním surovín, ktoré sa stali nepoužiteľnými. Teraz sú to čierne sekundárne kovy. Toto je názov kovových výrobkov vyrobených zo železných kovov, ktoré sú nefunkčné a nepotrebné v každodennom živote.

Podniky, ktoré zbierajú šrot, musia dodržiavať určité pravidlá pre jeho skladovanie, odstraňovanie a predaj. Právne predpisy našej krajiny v tejto otázke stanovuje GOST. Železné kovy, ako aj neželezné, sú pod prísnou kontrolou zákona.

Recyklované kovy je možné recyklovať a vrátiť späť do výroby. Predáva sa na také účely, aby sprostredkovatelia nakupovali čierny kovový šrot.

S železnými kovmi sa dnes zaobchádza s náležitou úctou, zaujímajú popredné miesto na trhu so svojimi výrobkami.

Mechanické použitie

Oceľové a liatinové predmety, diely, rôzne zariadenia sú široko používané v strojárstve. Sú žiadané nielen poautomobilovej, ale aj v chemickej, leteckej výrobe, ako aj v lodiarstve. To všetko je spôsobené špeciálnou pevnosťou týchto materiálov, ich tepelnou odolnosťou a odolnosťou proti korózii. Železné kovy sa stávajú základným materiálom pre výrobu mnohých druhov výrobkov. Medzi najbežnejšie patria:

• bočné kryty prevodovky;
• bearings;
• ventily;
• fittings;
• pushing;
• pipes;
• valce automobilov a iných vozidiel;
• ozubené kolesá;
• články reťaze na traktoroch;
• brzdové bubny;
• carriages;
• puzdrá a tak ďalej.

Tento zoznam je nekonečný, pretože výrobkov zo železných kovov a ich zliatin je naozaj veľa.

Aplikácia v iných odvetviach

Existuje niekoľko hlavných oblastí, v ktorých sa používajú železné kovy:

1. Chemický priemysel.
2. Inžinierstvo.
3. Výroba špeciálneho nábytku.
4. Uvoľnenie riadu.
5. Výroba konštrukčných dielov.

Toto určite nie je úplný zoznam, ale iba najbežnejšie oblasti, ktoré tvoria veľkú väčšinu výrobkov z ocele.