Что такое выплавка и прокат черных металлов?
2025-09-11
1. Под выплавкой чёрных металлов обычно понимают переплавку железной руды в чугун или переплавку чугуна в стальные заготовки. Прокатная обработка заключается в прокатке стальных заготовок на станах в листовую сталь или различные сортовые профили — это вид обработки, при которой на металл воздействуют давлением, чтобы придать ему заданную форму.
2. Чёрные металлы в основном относятся к железу и его сплавам, таким как сталь, чугун, ферросплавы, литейный чугун и т.д.
1. Сталь:
Сталь — это общее название для железоуглеродных сплавов, содержащих от 0,02% до 2,11% углерода по массе. Химический состав стали может значительно варьироваться; сталь, содержащая только углерод, называется углеродистой (углеродистой) или простой сталью.
2. Чугун:
Ковкий чугун — это железоуглеродный сплав с содержанием углерода более 2%; промышленный ковкий чугун обычно содержит от 2,11% до 4,3% углерода и включает такие элементы, как C, Si, Mn, S, P; он получается путём выплавки железной руды в доменной печи. В зависимости от формы существования углерода в ковком чугуне его подразделяют на несколько видов: сталеплавильный ковкий чугун, литейный ковкий чугун и шаровиднографитовый чугун.
3. Ферросплавы:
Ферросплавы (на английском — Ferroalloys) в широком смысле представляют собой продукты, которые добавляются в чугун при выплавке стали в качестве раскислителей, элементных добавок и т.д., чтобы придать стали определённые свойства или достичь заданных требований. Промежуточные сплавы, состоящие из железа и одного или нескольких элементов, используются преимущественно в металлургии черных металлов.
В сталелитейной промышленности все промежуточные сплавы, используемые для выплавки стали, независимо от содержания железа (например, кремнийкальциевые сплавы), обычно называют «ферросплавами». Также принято включать сюда некоторые чистые металлические добавки и оксидные добавки.
4. Чугун:
Чугун — это общее название сплавов, главным образом состоящих из железа, углерода и кремния. В этих сплавах содержание углерода превышает количество, которое может оставаться в аустенитной твёрдой растворе при эвтектической температуре.
Классификация металлургии:
1. Пирометаллургия:
Также называемая сухой металлургией, этот процесс заключается в нагревании руды вместе с необходимыми добавками до высоких температур в печи, её плавлении до состояния жидкости и достижении требуемых химических реакций, что позволяет выделить черновой металл, который затем подвергается доочистке.
2. Мокрое металлургическое производство:
Металлургический процесс, известный как гидрометаллургия, заключается в использовании водных растворов кислот, щелочей и солей для химического извлечения необходимых металлических компонентов из руды, после чего металлы получают различными методами, такими как электролиз водных растворов.
Этот метод в основном применяется для низкосортных, трудноплавких или мелкодисперсных руд. Сегодня 75% цинка и кадмия в мире производится с использованием технологии обжига — выщелачивания — электролиза водных растворов. Эта методика уже практически полностью заменила традиционный пирометаллургический способ получения цинка. Другие металлы, которые трудно разделить, такие как никель-кобальт, цирконий-гафний, тантал-ниобий, а также редкоземельные металлы, также поддаются разделению с помощью современных гидрометаллургических технологий, таких как экстракция растворителями или ионный обмен, что дает выдающиеся результаты.
3. Химическая реакция:
Металлургический процесс, при котором с использованием определённого растворителя и с помощью химических реакций (включая окисление, восстановление, нейтрализацию, гидролиз и комплексообразование) осуществляется извлечение и разделение металлов из исходного сырья.
Гидрометаллургия занимает важное место в таких отраслях, как производство цинка, алюминия, меди и урана; во всём мире вся глинозёмная и оксидно-урановая продукция, большая часть цинка и некоторая часть меди производятся именно гидрометаллургическим способом.
Преимущества гидрометаллургии заключаются в её применимости к рудам очень низкого качества (золото, уран), а также к ситуациям, когда аналогичные металлы (гафний и цирконий) трудно разделить; кроме того, по сравнению с пирометаллургией, оборот материалов проще, степень комплексной переработки полезных металлов из сырья высока, что способствует охране окружающей среды, а сам производственный процесс легче наладить в режиме непрерывности и автоматизации.