Metale feroase: depozite, depozitare. Metalurgia metalelor feroase

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Metalele sunt materiale care nu-și pierd niciodată relevanța. Sunt utilizate pe scară largă în viața de zi cu zi și în industrie. Desigur, astăzi au venit cu o mulțime de substanțe alternative diferite, pe baza cărora se obțin materiale care nu sunt inferioare ca calitate metalelor. Cu toate acestea, ele nu pot fi înlocuite complet. Este greu să-ți imaginezi garduri și porți, gratii, capace de canal, unelte și multe altele din altceva.

Deși plasticul, sticla, siliconul, polietilena și polipropilena au intrat ferm în viața modernă a unei persoane, este dificil să înlocuiești părțile fundamentale ale structurilor, numeroasele părți ale mașinilor și ale altor vehicule cu orice alternativă la metale. Ea pur și simplu nu există.

Metale în tabelul periodic

În Tabelul periodic al elementelor chimice, metalele ocupă o poziție de lider. Din cele 117 poziții cunoscute astăzi, peste 90 aparțin metalelor. Toate aceste elemente au o serie de trăsături caracteristice care le permit să fie atribuite grupului de metale:

1. Capabil să conducă electricitatea.
2. Au conductivitate termică.
3. Ductil, ductil, poate fi rulat în foi și sârmă (nu toate).
4. Ai un luciu argintiu (cu excepția cuprului și aurului).

Pe lângă proprietățile generale, fiecare element similar are un număr de unele specifice, ceea ce îl face atât de popular.

Tipologie

Toate metalele ca substanțe simple pot fi, de asemenea, împărțite în trei clase:

1. Negru.
2. colorate.
3. Prețios.

Metalele neferoase includ orice, cu excepția fierului și prețios. Adică, este cupru, mercur, paladiu, crom, nichel, zinc, magneziu, calciu, aluminiu, plumb, staniu și așa mai departe.

Metalele prețioase includ următoarele:

• argint;
• aur;
• platină.

Metale feroase - ce sunt acestea?

Această clasă include:

• fier și toate aliajele sale;
• mangan;
• chrome;
• vanadiu;
• titan;
• actinide și uraniu (toriu, plutoniu, neptuniu și altele);
• wolfram;
• metale alcaline.

Adică, din întreaga varietate a acestor substanțe, metalele feroase reprezintă o parte mai mică. Și cele mai multe nu cele mai comune (cu excepția fierului) se află în scoarța și intestinele pământului.

Dar în ciuda faptului că metalele feroase sunt reprezentate de un număr atât de mic de elemente, acestea sunt foarte frecvente și voluminoase în producție și prelucrare. Masa de produse, piese, accesorii este realizată din fier și aliajele acestuia.

Metalurgia metalelor feroase este destul de extinsă și este solicitată în întreaga lume. Extracția și prelucrarea fierului este una dintre sarcinile tehnice și economice avansate ale multorațări ale lumii, inclusiv Rusia.

Depozite de metale feroase pe planetă

Fierul în ceea ce privește mineritul este pe primul loc între toate metalele. Conținutul său de masă în natură, inclusiv în scoarța terestră, este de miliarde. În același timp, conform experților, astăzi omul a explorat doar o sută de miliarde de tone.

Dacă vorbim despre zăcămintele mondiale de metale feroase, în primul rând fier, trebuie menționat că acestea se află pe toate continentele, în toate părțile lumii, cu excepția punctelor din nordul îndepărtat. În același timp, distribuția pe țară este aproximativ următoarea (în ordine descrescătoare):

• Rusia (aproximativ patruzeci la sută din toate rezervele mondiale);
• Brazilia;
• Australia;
• Canada;
• SUA;
• China;
• India;
• Suedia.

Depozite în Rusia

În Rusia, metalele feroase sunt conținute în aproape toate districtele federale la scară largă.

1. Districtul Federal Central (anomalie magnetică Kursk) - peste 59%.
2. Districtul Federal Ural - 14%.
3. Districtul Siberian - 13%.
4. Orientul Îndepărtat - 8%.
5. Districtul Federal de Nord-Vest - 4%.
6. Privolzhsky - 0,5%.

În fiecare dintre raioanele de mai sus există o întreprindere în care se realizează metalurgia feroasă. Rusia este un lider clar în lume în acest indicator și, judecând după rezerve, acest lucru va continua foarte mult timp.

Extragerea materialului

Producția de metal feros implică mai multe procese complexe. În primul rând, metalele feroase nu apar în formă nativă, ci fac parte din minereurile corespunzătoare (mangan, fier și așa mai departe). Prin urmare, înainte de a obține metal, este necesară extragerea rocii din pământ - minereu.

Acest proces este realizat de industria minieră. În același timp, minereurile care conțin fier pot fi bogate și saturate sau sărace în metal. Prin urmare, după extragerea stratului de minereu, bucata acestuia este luată pentru analiză chimică. Dacă conținutul cantitativ al metalului este peste 57-60%, atunci munca continuă. Dacă este mai jos, atunci se opresc sau se mută pe alt teritoriu pentru a căuta minereu mai bogat. În caz contrar, acest proces pur și simplu nu este viabil din punct de vedere economic.

Următoarea etapă, care include producția de metal feros, este prelucrarea minereului extras la o fabrică specială. Acest proces se numește metalurgie. Poate fi de mai multe tipuri:

1. Hidrometalurgie - tehnologia de extragere și prelucrare a minereului se bazează pe utilizarea apei. În același timp, în procesul de leșiere, metalele din compoziția minereului trec în soluție, iar de acolo sunt extrase în formă pură prin electroliză. Din punct de vedere energetic și material, această metodă este mai costisitoare, de aceea este folosită numai pentru metale speciale.
2. Pirometalurgia stă la baza tehnicii de utilizare a focului. Procese de tratare termică a minereului în furnal cu cărbune cocsificat. Cel mai comun mod de a procesa minereu șiextragerea metalelor. Folosit în metalurgia feroasă.
3. Biometalurgie. Pe baza acțiunii organismelor vii, abia începe să fie pus în practică, este dezvoltat de biotehnologi. Concluzia este capacitatea unor microorganisme de a extrage metale din compoziția minereurilor în timpul vieții lor.

Se procesează

La uzina de procesare, minereurile extrase care conțin metale feroase sunt prelucrate cu atenție. Toate aceste procese sunt reflectate în tabelul de mai jos.

Proces tehnologic	Esența procesului	Rezultat
1. Valorificarea minereurilor	Separarea unei părți a minereului care conține metal din roca sterilă. Se poate întâmpla într-unul din trei moduri: magnetic (pe baza feromagnetismului fierului); gravitație (bază - diferite densități de deșeuri și roci bogate); flotație (pe baza utilizării apei cu un agent de spumare).	Obțineți un substrat curat, bogat în metale feroase, care este trimis pentru procesare ulterioară.
2. Aglomerație	Procesul de sinterizare a minereului. Se realizeaza in scopul obtinerii unei substante pure, fara impuritati de gaze si praf, si asa mai departe.	Obțineți trei tipuri de minereu prelucrat: minereu sinterizat (coapt la temperaturi ridicate, fără acces la aer); separat (purificat prin separare); pelete (care conține fluxuri de fier).
3. Proces de domeniu	Cocsificarea minereului într-un furnal lautilizați ca combustibil și reducător de fier din oxizii săi de cărbune.	Obțineți fier pur, opțional deja aliat cu carbon pentru a forma oțel.

Așa se obține fierul și aliajele sale. În acest caz, costurile maxime ale materialelor sunt cheltuite pentru prepararea și utilizarea cocsului (cărbune). El este un agent reducător al fierului, un combustibil, o sursă de căldură, un furnizor de carbon. Prin urmare, în procesul descris, se folosește o cantitate destul de mare din acesta, de unde și costurile mari în numerar.

Condiții de depozitare

Metalele feroase includ în principal fierul și aliajele acestuia. Trebuie înțeles că acesta este un material foarte rezistent la coroziune. Prin urmare, depozitarea metalelor feroase necesită respectarea anumitor reguli, mai ales când este vorba nu de structuri și produse, ci de așa-numitele resturi de metale feroase (deșeuri, produse sparte, table, tije, armături etc.):

1. Camera în care se află materialul trebuie să fie complet închisă de umezeală (ploaie, zăpadă). Cu cât umiditatea este mai mică, cu atât durata de valabilitate este mai lungă.
2. Zona depozitului ar trebui să fie mare, nu puteți depozita structuri de tablă de metale feroase aproape una de alta, deoarece acest lucru va provoca coroziune timpurie.
3. Toate materialele disponibile trebuie sortate după marcă și dimensiune.

Dacă sunt respectate aceste reguli simple, procesele de distrugere a structurii metalelor vor fi restrânse cât mai mult timp posibil.

Aliaje feroase

Kse obișnuiește să se facă referire la aliajele de fier ca atare, care sunt împărțite în mai multe tipuri:

1. Oțel. Metalul feros fuzionat cu carbonul dă acest rezultat.
2. Fontă. Fonta inițială, care se obține în furnalele în timpul procesării minereului, este complet nepotrivită ca material pentru producția de aparate și articole de uz casnic. E prea fragil. Trebuie supus unei prelucrări ulterioare sub formă de saturație cu fier și carbon pentru a obține un material durabil excelent. Sunt adăugate și alte elemente pentru a îmbunătăți rezistența la coroziune și performanța.
3. Ferroaliaje (silicocalcic, ferocrom, ferosiliciu, silicomangan). Scopul principal al acestor aliaje este de a îmbunătăți caracteristicile tehnice ale materialului final.

Oțel

Locul principal printre toate aliajele de metale feroase este acordat oțelului. Astăzi am învățat cum să obținem rezultate foarte semnificative în producerea acestui material cu proprietăți importante predeterminate. Acest tip de aliaj este cel mai important pentru industria pe care l-au dat metalele feroase. Ce oțeluri se disting?

1. Cu conținut scăzut de carbon - folosit pentru a face diverse unelte.
2. Inoxidabil (sunt folosite pentru a face țevi, piese refractare, unelte de tăiere, echipamente sudate și așa mai departe).
3. Ferrito Chrome.
4. Crom martensitic.
5. aliat.
6. Nichel.
7. Chrome.
8. Crom vanadiu.
9. Tungsten.
10. Molibden.
11. Mangan.

Este evident din nume căaceste componente sunt adăugate amestecului de fier și carbon într-un anumit raport. Acest lucru afectează o schimbare semnificativă a proprietăților materialelor rezultate.

Metale secundare

Din păcate, oricât de mult ne-am dori, lucrurile nu pot dura pentru totdeauna. Cu timpul, totul devine inutilizabil - se rupe, bate, îmbătrânește și se demodează. Acesta este și cazul structurilor metalice feroase. Oțel, fontă și alte produse, piese de schimb pur și simplu nu mai sunt necesare.

Apoi sunt predate întreprinderilor speciale implicate în prelucrarea materiilor prime care au devenit inutilizabile. Acum acestea sunt metale secundare negre. Acesta este numele produselor metalice fabricate din metale feroase, care sunt nefuncționale și inutile în viața de zi cu zi.

Acele întreprinderi care colectează deșeuri trebuie să respecte anumite reguli pentru depozitarea, îndepărtarea și vânzarea acestora. Legislația țării noastre în această problemă este stabilită de GOST. Metalele feroase, precum și cele neferoase, sunt sub control strict al legii.

Metalele reciclate pot fi reciclate și repuse în producție. Este de vânzare în astfel de scopuri ca întreprinzătorii intermediari să cumpere fier vechi de metal negru.

Astăzi, metalele feroase sunt tratate cu respectul cuvenit, ele ocupând o poziție de lider pe piață pentru produsele lor.

Utilizare mecanică

Articole, piese, diverse dispozitive din oțel și fontă sunt utilizate pe scară largă în inginerie mecanică. Sunt căutați nu numai pentruautomobile, dar și în producția chimică, aviatică, precum și în construcțiile navale. Toate acestea se datorează rezistenței deosebite a acestor materiale, rezistenței lor la căldură și rezistenței la coroziune. Metalele feroase devin materialul de bază pentru producerea multor tipuri de produse. Printre cele mai frecvente sunt:

• huse laterale pentru roți;
• rulmenți;
• valve;
• fittings;
• bucșe;
• țevi;
• cilindri de mașini și alte vehicule;
• roți dințate;
• lanțuri pe tractoare;
• tamburi de frână;
• caruri;
• carcase și așa mai departe.

Această listă este nesfârșită, deoarece există într-adevăr o mulțime de produse din metale feroase și aliajele acestora.

Aplicație în alte industrii

Există mai multe domenii principale în care sunt utilizate metale feroase:

1. Industria chimică.
2. Inginerie.
3. Producere de mobilier cu destinație specială.
4. Lansare de feluri de mâncare.
5. Producerea de piese structurale.

Aceasta nu este cu siguranță o listă completă, ci doar cele mai comune zone care reprezintă marea majoritate a produselor din oțel.