Raua tootmise tehnoloogia iidsetel aegadel

Maagist raua saamiseks peate esmalt hankima kritsa. Selleks kasutati esmalt oksüdeeritud rauamaaki, mis esineb kõige sagedamini pinna lähedal. Pärast selle omaduste avastamist ammendusid sellised maardlad nende intensiivse arendamise tulemusena kiiresti.

Rabamaagid on palju laiemalt levinud. Need tekkisid Atlandi-alusel perioodil, kui soostumise käigus settis rauamaak reservuaaride põhja. Läbi keskaja kasutati musta metallurgias rabamaake. Nad maksid nendega isegi tollimakse. Raua tootmine maagist suhteliselt suurtes kogustes sai võimalikuks pärast juustuahju leiutamist. See nimi tekkis pärast kõrgahjude kuumutatud õhuga puhumise leiutamist. Iidsetel aegadel söötsid metallurgid sepikojasse toorest (külma) õhku. Temperatuuril 900 o süsinikdioksiidi abil, mis eemaldab raudoksiidist hapnikku, redutseeritakse maagist raud ja saadakse räbu leotatud tainas või vormitu poorne tükk - kritsa. Selle protsessi läbiviimiseks oli süsihappegaasi allikana vaja sütt. Seejärel sepistati kritsa, et sellest räbu eemaldada. Juustu valmistamise meetod, mida mõnikord nimetatakse ka raua sulatamiseks, on ebaökonoomne, kuid pikka aega jäi see ainsaks ja muutumatuks meetodiks musta metalli saamiseks.

Algul sulatati rauda tavalistes, pealt suletud süvendites, hiljem hakati ehitama saviahjusid. Sepikoja tööruumi laaditi kihiti purustatud maak ja kivisüsi, see kõik pandi põlema ning spetsiaalsete (nahk)lõõtsadega suruti õhk läbi düüsiavade. Kivim settib temperatuuril 1300–1400 o räbu, mille juures saadakse terast - rauda, ​​mis sisaldab 0,3–1,2%. süsinik. Jahtudes muutub see väga kõvaks. Malmi - 1,5-5% süsinikusisaldusega sulava malmi - saamiseks vajate keerukamat sepiskonstruktsiooni, millel on suur tööruum. Sel juhul oli raua sulamistemperatuur madalam ja see voolas koos räbuga osaliselt ahjust välja. Jahtudes muutus see hapraks ja algul visati minema, aga siis õpiti seda kasutama. Malmist tempermalmi valmistamiseks peate eemaldama sellest süsiniku.

Esimene seade maagist raua saamiseks oli ühekordselt kasutatav juustuahi. Väga paljude puudustega oli see pikka aega ainus viis maagist metalli saamiseks.

Muistsed inimesed elasid pikka aega rikkalikult ja õnnelikult – jaspisest valmistati kivikirveid, vase saamiseks põletati malahhiiti, kuid kõik hea kipub otsa saama. Vahemere iidse tsivilisatsiooni kokkuvarisemise üheks põhjuseks oli maavarade ammendumine. Kuld sai otsa mitte riigikassast, vaid sügavikust; tina sai otsa isegi "tinasaartel". Kuigi Siinail ja Küprosel kaevandatakse endiselt vaske, ei olnud praegu arendatavad maardlad roomlastele kättesaadavad. Muuhulgas on otsa saanud ka juustutöötlemiseks sobiv maak. Edu oli ikka palju.

Peremehetuks jäänud Euroopa asustanud barbarite hõimud ei teadnud aga pikka aega, et selle maavarad olid nende eelkäijate poolt ammendatud. Arvestades metallitootmise tohutut langust, piisas ressurssidest, mida roomlased põlgasid, pikaks ajaks. Hiljem hakkas metallurgia elavnema eelkõige Saksamaal ja Tšehhis – ehk sinna, kuhu roomlased kirkade ja kärudega ei jõudnud.

Mustmetallurgia arengu kõrgemat etappi esindasid püsivad kõrged ahjud, mida Euroopas nimetati krohvahjudeks. See oli tõesti kõrge ahi – neljameetrise toruga veojõu parandamiseks. Stukomasina lõõtsad kõikusid juba mitmekesi, vahel ka veemootori poolt. Stukofenil olid uksed, mille kaudu kord päevas kritsat eemaldati.

Stukofeenid leiutati Indias I aastatuhande alguses eKr. Meie ajastu alguses jõudsid nad Hiinasse ja 7. sajandil laenasid araablased selle tehnoloogia koos “araabia” numbritega Indiast. 13. sajandi lõpus hakkasid Stuktofenid ilmuma Saksamaal ja Tšehhis (ja juba enne seda olid nad Lõuna-Hispaanias) ning järgmise sajandi jooksul levisid nad üle kogu Euroopa.

Stukofeeni tootlikkus oli võrreldamatult kõrgem kui juustupuhumisahjul - päevas toodeti kuni 250 kg rauda ja sulamistemperatuur selles oli piisav, et osa rauast karboniseerida malmi olekusse. Kui aga ahi seisata, külmus krohvmalm selle põhjas, segunedes räbuga ja sel ajal võisid nad metalli räbudest puhastada ainult sepistamise teel, kuid malm ei sobinud selleks. Ta tuli ära visata.

Mõnikord prooviti siiski kipsmalmile mingit kasutust leida. Näiteks vanad hindud valasid kirstud määrdunud malmist, türklased aga 19. sajandi alguses kahurikuule. Raske on hinnata, kuidas kirstud on, aga kahurikuulid, mis sealt välja tulid, olid lihtsalt nii ja naa.

Suurtükkide kuulid valati Euroopas 16. sajandi lõpul mustast šlakist. Valatud tänavakividest tehti teed. Nižni Tagilis on siiani säilinud valatud räbuplokkidest vundamendiga hooned.

Metallurgid on juba ammu märganud seost sulamistemperatuuri ja toote saagise vahel – mida kõrgem see oli, seda suurem osa maagis sisalduvast rauast suudeti kätte saada. Seetõttu tekkis neil varem või hiljem mõte stukofeeni kiirendada õhu eelsoojendamise ja toru kõrguse tõstmise teel. 15. sajandi keskel ilmus Euroopasse uut tüüpi ahjud - blauofen, mis valmistas terasetootjatele kohe ebameeldiva üllatuse.

Kõrgem sulamistemperatuur suurendas tõepoolest oluliselt raua saagist maagist, kuid suurendas ka malmi olekusse karboniseerunud raua osakaalu. Nüüd, mitte 10%, nagu krohvmasinas, vaid 30% toodangust oli malm - “seamalm”, mis ei sobinud ühegi otstarbega. Selle tulemusena ei tasunud kasum sageli moderniseerimist ära.

Blauofeni malm, nagu krohv malm, tahkunud ahju põhjas, segunedes räbuga. See tuli mõnevõrra parem, kuna seda oli rohkem, seega oli räbu suhteline sisaldus väiksem, kuid see jäi jätkuvalt valamiseks kõlbmatuks. Blauofenist saadud malm osutus üsna tugevaks, kuid jäi siiski väga heterogeenseks - sellest tulid välja ainult lihtsad ja karedad esemed - kelgud, alasid. Kahurikuule tuli juba päris palju välja.

Lisaks, kui juustuahjudes saadi ainult rauda, ​​mis seejärel karboniseeriti, siis stukofeenis ja blauofeenis osutusid kritsa välimised kihid terasest. Terast oli blauofen kritis isegi rohkem kui rauda. Ühest küljest tundus see hea, kuid terase ja raua eraldamine osutus väga keeruliseks. Süsinikusisaldust oli raske kontrollida. Ainult pika sepistamise abil on võimalik saavutada selle jaotuse ühtlane.

Ühel ajal ei liikunud indiaanlased nende raskustega silmitsi seistes kaugemale, vaid hakkasid tehnoloogiat viimistlema ja jõudsid damaskiterase tootmiseni. Kuid indiaanlasi ei huvitanud sel ajal mitte toote kogus, vaid kvaliteet. Malmiga katsetades avastasid eurooplased peagi konversiooniprotsessi, mis tõstis rauametallurgia kvalitatiivselt uuele tasemele.

Metallurgia arengu järgmine etapp oli kõrgahjude ilmumine. Suuruse suurendamise, õhu eelsoojendamise ja mehaanilise lõhkamise teel muudeti sellises ahjus kogu maagist saadud raud malmiks, mis sulatati ja perioodiliselt välja lasti. Tootmine muutus pidevaks – ahi töötas ööpäevaringselt ja ei jahtunud. See tootis kuni poolteist tonni malmi päevas. Malmi destilleerimine sepis rauaks oli palju lihtsam kui selle kritsast välja kloppimine, kuigi sepistamist oli ikka vaja – aga nüüd peksti rauast välja räbu, mitte aga räbu.

Euroopas hakati kõrgahjusid kasutama 15.–16. sajandi vahetusel. Lähis-Idas ja Indias tekkis see tehnoloogia alles 19. sajandil (suurel määral ilmselt seetõttu, et Lähis-Idale iseloomuliku veepuuduse tõttu ei kasutatud veemootorit). Kõrgahjude olemasolu Euroopas võimaldas tal 16. sajandil Türgist mööduda, kui mitte metalli kvaliteedis, siis šahtis. Sellel oli kahtlemata mõju võitluse tulemusele, eriti kui selgus, et kahureid saab valada malmist.

Alates 17. sajandi algusest sai Rootsist Euroopa sepikoda, mis tootis poole Euroopas olevast rauast. 18. sajandi keskel hakkas selle roll selles osas kiiresti langema ühe teise leiutise – kivisöe kasutamise tõttu metallurgias.

Kõigepealt tuleb öelda, et kuni 18. sajandini kaasa arvatud kivisütt metallurgias praktiliselt ei kasutatud – toote kvaliteeti kahjustavate lisandite, eelkõige väävli suure sisalduse tõttu. Alates 17. sajandist hakati Inglismaal kivisütt kasutama malmi lõõmutamiseks kallasahjudes, kuid see võimaldas söe pealt vaid väikest kokkuhoidu – suurem osa kütusest kulus sulatamisele, kus oli võimatu välistada kokkupuudet kivisöega. kivisüsi maagiga.

Paljude tolleaegsete metallurgiaametite seas oli võib-olla kõige keerulisem amet lombimees. Puding oli peamine raua hankimise viis peaaegu kogu 19. sajandi vältel. See oli väga raske ja aeganõudev protsess. Töö tema alluvuses käis nii: malm laaditi tulise ahju põhja; need sulatati. Kui süsinik ja muud lisandid metallist välja põlesid, tõusis metalli sulamistemperatuur ja üsna puhta raua kristallid hakkasid vedelast sulatisest "välja külmuma". Ahju põhja kogunes tükk kleepuvat taignataolist massi. Pudrutöölised alustasid taigna rullimist rauajäägi abil. Segades metallimassi raudkangiga, püüdsid nad koguda rauatükki ehk kritsat raudkangi ümber. Selline tükk kaalus kuni 50–80 kg või rohkem. Kritsa tõmmati ahjust välja ja söödeti otse haamri alla - sepistamiseks, et eemaldada räbuosakesed ja tihendada metalli.

Väävlit õppisid nad 1735. aastal Inglismaal koksimise teel eemaldama, misjärel sai võimalikuks kasutada suuri söevarusid raua sulatamiseks. Kuid väljaspool Inglismaad levis see tehnoloogia alles 19. sajandil.

Kütusekulu oli metallurgias juba siis tohutult suur – kõrgahi neelas autotäie kivisütt tunnis. Puusöest on saanud strateegiline ressurss. Just puidu rohkus Rootsis endas ja selle Soomes võimaldas rootslastel tootmist sellises mahus arendada. Inglased, kellel oli vähem metsi (ja isegi need olid reserveeritud laevastiku vajadusteks), olid sunnitud ostma Rootsist rauda, ​​kuni nad õppisid kivisütt kasutama.

Raua sulatamise elektrilised ja induktsioonmeetodid

Terase koostiste mitmekesisus muudab nende sulatamise väga keeruliseks. Avatud koldega ahjus ja konverteris on ju atmosfäär oksüdeeruv ning sellised elemendid nagu kroom oksüdeeruvad kergesti ja muutuvad räbuks, s.t. on kadunud. See tähendab, et 18% kroomisisaldusega terase saamiseks tuleb ahju sisestada palju rohkem kroomi kui 180 kg terasetonni kohta. Ja kroom on kallis metall. Kuidas leida sellest olukorrast väljapääs?

Lahendus leiti 20. sajandi alguses. Tehti ettepanek kasutada metalli sulatamiseks elektrikaare soojust. Vanametall laaditi ringikujulisse ahju, valati sisse malm ja langetati süsinik- või grafiitelektroodid. Nende ja ahju (“vanni”) metalli vahele tekkis elektrikaar temperatuuriga umbes 4000°C. Metall sulas kergesti ja kiiresti. Ja sellises suletud elektriahjus saate luua igasuguse atmosfääri - oksüdeeriva, redutseeriva või täiesti neutraalse. Teisisõnu saab vältida väärtuslike elementide läbipõlemist. Nii tekkis kvaliteetsete teraste metallurgia.

Hiljem pakuti välja veel üks elektrisulatamise meetod – induktsioon. Füüsikast on teada, et kui asetada metalljuht mähisesse, millest läbib kõrgsagedusvool, indutseeritakse selles vool ja juht kuumeneb. Sellest kuumusest piisab metalli sulamiseks teatud aja jooksul. Induktsioonahi koosneb tiiglist, mille vooderdis on spiraal. Läbi spiraali juhitakse kõrgsagedusvool ja tiiglis olev metall sulab. Sellises ahjus saate luua ka igasuguse atmosfääri.

Elektrikaarahjudes toimub sulatusprotsess tavaliselt mitmes etapis. Esiteks põletatakse metallist välja mittevajalikud lisandid, oksüdeerides need (oksüdatsiooniperiood). Seejärel eemaldatakse (laaditakse alla) ahjust nende elementide oksiide sisaldav räbu ja laaditakse ferrosulamid - rauasulamid elementidega, mis tuleb metalli sisse viia. Ahi suletakse ja sulamine jätkub ilma õhu juurdepääsuta (taastumisperiood). Selle tulemusena on teras teatud koguses vajalike elementidega küllastunud. Valmis metall lastakse kulpi ja valatakse.

Keemilised reaktsioonid raua tootmisel

Kaasaegses tööstuses saadakse rauda rauamaagist, peamiselt hematiidist (Fe 2 O 3) ja magnetiidist (Fe 3 O 4).

Raua eraldamiseks maakidest on erinevaid viise. Kõige tavalisem on domeeniprotsess.

Tootmise esimene etapp on raua redutseerimine süsinikuga kõrgahjus temperatuuril 2000 °C. Kõrgahjus juhitakse ülalt koksi kujul olev süsinik, aglomeraadi või graanulite kujul olev rauamaak ja räbust (nt lubjakivi) ning altpoolt juhitakse neile vastu sunnitud kuuma õhu vool.

Ahjus oksüdeeritakse koksis olev süsinik atmosfäärihapniku toimel süsinikmonooksiidiks (süsinikmonooksiidiks):

2C + O 2 → 2CO.

Süsinikoksiid omakorda vähendab maagist saadavat rauda:

3CO + Fe2O3 → 2Fe + 3CO2.

Räbusti lisatakse, et eraldada maagist soovimatud lisandid, peamiselt silikaadid nagu kvarts (ränidioksiid). Tüüpiline räbustik sisaldab lubjakivi (kaltsiumkarbonaat) ja dolomiiti (magneesiumkarbonaat). Teiste lisandite vastu kasutatakse muid räbusteid.

Voolu mõju: kaltsiumkarbonaat laguneb kuumuse mõjul kaltsiumoksiidiks (kiirlubjaks):

CaCO 3 → CaO + CO 2.

Kaltsiumoksiid ühineb ränidioksiidiga, moodustades räbu:

CaO + SiO 2 → CaSiO 3.

Räbu, erinevalt ränidioksiidist, sulatatakse ahjus. Räbu, rauast kergem, hõljub pinnal ja seda saab metallist eraldi tühjendada. Seejärel kasutatakse räbu ehituses ja põllumajanduses. Kõrgahjus toodetud sulamalm sisaldab üsna palju süsinikku (malm). Välja arvatud juhtudel, kui malmi kasutatakse otse, vajab see täiendavat töötlemist.

Liigne süsinik ja muud lisandid (väävel, fosfor) eemaldatakse malmist oksüdeerimise teel avatud koldeahjudes või konverterites. Elektriahjusid kasutatakse ka legeerteraste sulatamiseks.

Lisaks kõrgahjuprotsessile on tavaline raua otsetootmise protsess. Sel juhul segatakse eelnevalt purustatud maak spetsiaalse saviga, moodustades graanulid. Pelletid põletatakse ja töödeldakse šahtahjus vesinikku sisaldavate kuumade metaani muundamisproduktidega. Vesinik redutseerib rauda kergesti, saastamata rauda selliste lisanditega nagu väävel ja fosfor – kivisöe tavalised lisandid. Raud saadakse tahkel kujul ja sulatatakse seejärel elektriahjudes.

Keemiliselt puhas raud saadakse selle soolade lahuste elektrolüüsil.

Raua saamise protsess algab toormalmi sulatamise etapist, mis sisaldab märkimisväärsel hulgal süsinikku (mis satub malmi maagi sulatamiseks kasutatud koksist või puusöest). Malm on väga kõva, kuid rabe. Süsi saab malmist täielikult eemaldada. Saadud sepis on tempermalmist, kuid suhteliselt pehme materjal. Sinna sisestatakse taas teatud kogus süsinikku ja tulemuseks on piisava sitkuse ja samas piisava kõvadusega teras.

Arvutage 1 tonni malmi sulatamiseks elektriahjus vajalik elektrienergia kogus, kui eeldame, et a) raua redutseerimisreaktsioon ahjus kulgeb järgmise diagrammi järgi:

Kõik metallurgilised protsessid võib jagada primaarseteks ja sekundaarseteks. Primaarsed protsessid on metalli ekstraheerimine erinevatest looduslikest või tehislikest toorainetest (kõrgahjuprotsess, raua otsene ekstraheerimine, raua sulatamine

Kõigi sulatusprotsesside ajal sisaldab vedel teras vähesel määral lahustunud hapnikku (kuni 0,1%). Terase kristalliseerumisel reageerib hapnik lahustunud süsinikuga, moodustades süsinikmonooksiidi (C). See gaas (nagu ka mõned teised vedelas terases lahustunud gaasid) eraldub terasest mullide kujul. Lisaks eralduvad piki terase terade piire raua ja metalli lisandite oksiidid. Kõik see toob kaasa terase mehaaniliste omaduste halvenemise.

Mangaani kaevandatakse ferromangaani kujul, mis sisaldab 85-88% mangaani, kuni 7% süsinikku, ülejäänu on raud. Ferromangaani sulatatakse mangaani ja rauamaagi segust, kasutades redutseerijana kivisütt. MnOz redutseerimise reaktsioonivõrrand

Süsiniku ja lisandite oksüdeerimisel oksüdeerub osa metallilisest rauast FeO oksiidiks (metallijäätmed). Metalli kadude vähendamiseks regenereeritakse see ehk redutseeritakse rauaks. Vastavalt sellele eristatakse terase sulatamise protsessis kahte järjestikust perioodi - oksüdatiivset ja redutseerivat perioodi, mida saab kujutada diagrammiga

B. Sulatamise taastumisperiood hapnikukonverteriga terase sulatamisel on ruumiliselt eraldatud oksüdatsiooniperioodist ja toimub pärast terase vabastamist kulbis olevast konverterist. Samaaegselt raudoksiidi FeO redutseerimisega redutseerimisel

Rauamaagi, kivisöe, lubjakivi ja süsivesinikkütuste lõpptooteks töötlemise tehnoloogilise protsessi saab jagada 3-4 põhietapiks, mis viiakse läbi eraldi, et saada konkreetne toode, mis järgmises etapis töödeldakse uut tüüpi. tootest. Ühes protsessiüksuses võivad toimuda erinevad protsessi etapid. See mitte ainult ei säästa energiat ja transpordikulusid, vaid lihtsustab ka tehnoloogilist protsessi. Peamised tehnoloogilised etapid malmi ja terase tootmisel on järgmised: tooraine ettevalmistamine (söe koksistamine, lubjakivi röstimine, rauamaagi paagutamise ja graanulite tootmine) malmi tootmine (kõrgsulatus, käsnmalmi tootmine raua otsese redutseerimise teel) teras (avakolde- ja elektrikaarahjudes, Bessemer ja põhihapniku konverterites) valtstooted (toorikute pidevvalu, pika terase valtsimine, torude tootmine, sepised).

Esimesena kasutati tõenäoliselt kulda ja hõbedat, kuna neid võis looduses leida vabas olekus. Neid kasutati peamiselt dekoratiivtoodetes. Vaske hakati kasutama umbes 8000 eKr tööriistade, relvade, köögiriistade ja ehete valmistamiseks. Umbes 3800 eKr leiutati pronks – vase ja tina sulam. Selle tulemusena liikus inimkond kiviajast pronksiaega. Siis leiti viis raua sulatamiseks ja algas rauaaeg. Kuna inimesed kogusid oma keemiakogemusi, laienes kasulike materjalide hulk, mida inimesed õppisid saama mitmesuguste maakide töötlemisel.

Vase sulatamise pürometallurgilised meetodid ei ole soovitatavad madala kvaliteediga maakide töötlemiseks, mida ei saa rikastada. Sellesse kategooriasse kuuluvad oksüdeeritud maagid, nii madala kvaliteediga kui ka kõrgema kvaliteediga, samuti madala kvaliteediga sulfiidmaakide ja töötlemise aheraine puistangud. Selle tooraine puhul kasutatakse meetodeid vase leostamiseks maagist ja selle ekstraheerimiseks lahustest rauasadestamise või lahustumatute anoodidega elektrolüüsi teel.

Kõige tavalisem maak, millest kroomi saadakse, on kroomi rauamaak PeCgaO. Arvutage maagi lisandite sisaldus (protsentides), kui on teada, et 1 tonnist sellest saadi sulatamisel 240 kg ferrokroomi (raua ja kroomi sulam), mis sisaldas 65% kroomi.

Kui palju on selle maagi raua suhteline sisaldus massi järgi (protsentides) Kui palju süsinikku on vaja raua sulatamiseks

Polümetalliliste sulfiidmaakide komplekssel kasutamisel saadakse mitmesuguseid värvilisi metalle, väävelhapet ja raudoksiidi malmi sulatamiseks. Looduslike materjalide, mis on orgaaniliste ainete segud, integreeritud kasutamise näideteks on kivisöe koksimine koos sellega kaasneva keemilise tootmisega, õli, põlevkivi, turba ja puidu töötlemine. Igast kütuseliigist saadakse sadu tooteid. Varem oli kivisöe koksimisel protsessi ainsaks tooteks koks, gaas põletati ahjudes ja tõrv visati ära. Praegu eraldatakse koksiahju gaasist benseeni süsivesinikke, ammoniaaki, vesiniksulfiidi ja muid väärtuslikke aineid.

Klaasi sulatamine. Klaas võib olla läbipaistev või poolläbipaistev, värvitu või värviline. See on räni (kvarts või liiv), sooda ja lubjakivi segu kõrgel temperatuuril ümbersulatamise toode. Spetsiifiliste või ebatavaliste optiliste ja muude füüsikaliste omaduste saamiseks kasutatakse muid materjale (alumiinium, kaaliumkloriid, naatriumboraat, pliisilikaat või baariumkarbonaat) sulatise lisandina või osa laengus sisalduva sooda ja lubjakivi asendajana. Värvilised sulatised tekivad raud- või kroomoksiidide (kollane või roheline), kaadmiumsulfiidi (oranž), koobaltoksiidide (sinine), mangaani (lilla) ja nikli (lilla) lisamise tulemusena. Temperatuur, milleni neid koostisosi tuleb kuumutada, ületab 1500 °C. Klaasil ei ole kindlat sulamistemperatuuri ja see pehmeneb temperatuuril 1350-1600 ° C vedelaks. Energiatarve isegi hästi läbimõeldud ahjudes on ligikaudu 4187 kJ/kg toodetud klaasi kohta. Nõutav leegi temperatuur (1800-1950 °C) saavutatakse 1000 °C-ni kuumutatud õhuga segatud gaasi põletamisel tulekindlatest tellistest konstrueeritud ja põlemisjääkainetega kuumutatud regeneratiivses soojusvahetis. Gaas puhutakse kuuma õhuvooluna läbi regeneraatori peamise põlemiskambri ülemise pea külgseinte ning põlemisproduktid, andnud soojuse klaasisulale, lahkuvad ahjust ja lähevad regeneraatorisse. asub vastas. Kui põlemisele suunatava kütteõhu temperatuur oluliselt langeb, pööratakse õhu ja põlemisproduktide voolud ümber ning gaas hakkab voolama vastas asuvas regeneraatoris soojendatavasse õhuvoolu.

Vertikaalsete elektrostaatiliste filtrite koroonaelektroodid on õhuke ümmargune traat, väikeste naeltega traat või ruudu- või tähekujulise ristlõikega traat. Kuna koroonaelektroodid on sageli üle 6 m pikad, ei pruugi ümmargune traat, kuigi piisavalt õhuke, et tagada stabiilne koroona, olla piisavalt tugev, eriti kuna see on raputamise ajal vibratsiooni all. Sellega seoses kasutatakse suurema gabariidiga traati ruudu- või tähekujulise ristlõikega, teravate servadega, mis tagavad stabiilse krooni moodustumise. Mõnes elektrostaatilises filtris eelistatakse okastraadist elektroode ja viimasel ajal on neid kasutatud raudoksiidi udu sadestamiseks hapnikuga terase sulatamisel.

Tööstusjäätmete kasutamise põhimõte (tooraine integreeritud kasutamine, jäätmevaba tehnoloogia). Jäätmete muutmine tootmise kõrvalsaadusteks võimaldab paremini kasutada toorainet, mis omakorda vähendab tootmiskulusid ja hoiab ära keskkonnareostuse. Näiteks polümetalliliste sulfiidmaakide komplekssel töötlemisel saadakse malmi sulatamiseks värvilisi metalle, väävlit, väävelhapet ja raud(III)oksiidi. Tooraine integreeritud kasutamine on ettevõtete ühendamise aluseks. Samal ajal tekivad uued tööstusharud, mis töötlevad põhiettevõttest tekkivaid jäätmeid, mis annab kõrge majandusliku efekti ja on oluline element rahvamajanduse keemistamisel.

Metalle saab nende maakidest ekstraheerida otse elektrolüütilise või keemilise redutseerimise teel. Elektrolüütiline redutseerimine, millest on juba juttu olnud sekt. 19,6, kasutatakse tööstuslikus mastaabis kõige aktiivsemate metallide naatriumi, magneesiumi ja alumiiniumi saamiseks. Vähereaktiivseid metalle – vaske, rauda ja tsinki – toodetakse tööstuslikus mastaabis keemilise redutseerimise teel, enamik vähemreaktiivsemaid metalle saadakse kõrgtemperatuurse sularedutseerimise teel. Seetõttu nimetatakse selliseid protsesse sulatamiseks.

Süsinikdioksiid tekib raudoksiidi redutseerimisel [võrrand (22.20)] ja ka lubjakivi lagunemisel. Kuid lubjakivi ei mängi raua sulatamisel ainult süsinikdioksiidi tarnija rolli. Tavaliselt sisaldab taaskasutatud maak

Raua sulatamisel hõljub räbu sulametalli pinnal, kaitstes seda sissetuleva õhuga oksüdeerumise eest. Saadud raud ja räbu eemaldatakse perioodiliselt ahjust. Kõrgahjus toodetud rauda nimetatakse malmiks ja see sisaldab kuni 5% süsinikku ja kuni 2% muid lisandeid – räni, fosforit ja väävlit.

Malmi sulatamisel kõrgahjus toimuvad mitmesugused keemilised protsessid, eelkõige raud(III)oksiidi redutseerimine süsinik(II)oksiidiga, mida saab väljendada võrrandiga Fe203 + 3C0 = Fe-(-3C02).

Raua ja terase sulatamisel toimuvad keemilised reaktsioonid peamiselt lahustes. Vedel raud ja teras on erinevate elementide lahused rauas. Kõrg- ja terasesulatusahjudes interakteeruvad nad vedela räbuga – oksiidide lahusega.

Seleeni ja telluuri leidub sellistes haruldastes mineraalides nagu Cl33e, Pb5e, A25e, Cu2Te, PbTe, A2Te ja AuTe, samuti lisanditena vase, raua, nikli ja plii sulfiidmaakides. Tööstuslikust vaatenurgast on vasemaagid nende elementide kaevandamise olulised allikad. Vase metalli sulatamise põletamise käigus jääb suurem osa seleenist ja telluurist vaske. Vase elektrolüütilise puhastamise ajal, mida on kirjeldatud jaotises. 19.6, kogunevad lisandid nagu seleen ja telluur koos väärismetallide kulla ja hõbedaga nn anoodimudasse. Kui anoodimuda töödeldakse kontsentreeritud väävelhappega ligikaudu 400°C juures, oksüdeeritakse seleen seleendioksiidiks, mis reaktsioonisegust sublimeerub.

Mõnel juhul (näiteks trafoterase sulatamisel) on vaja saavutada väga madal süsiniku kontsentratsioon 0,002-0,003%. Ülaltoodud võrrandist selgub, et selleks on vaja vähendada pco-d Vaakumpahjude kasutamine tänapäevases metallurgias võimaldab sulatada minimaalse süsinikusisaldusega rauda ja terast.

Raua magnetilisest rauamaagist sulatamisel väljendatakse üht kõrgahjus toimuvat reaktsiooni võrrandiga Res04 + CO = 3ReO + Oj Tabeli andmeid kasutades. 5 rakendust, määrake reaktsiooni termiline efekt. Millises suunas muutub selle reaktsiooni tasakaal, kui temperatuur tõuseb?

Magnetiline rauamaak Oksiidrauamaagi rauasisaldus 50-70%, koosneb peamiselt raudoksiidist (11, ill) RbzO, Tooraine malmi tootmiseks, lisand terase tootmisel (sulatus)

U-88. 1 tonnist kroomi rauamaagist tekkis 240 kg raua ja kroomi-ferrokroomi sulami sulatamisel, mis sisaldas 65% kroomi. Arvutage lisandite protsent maagis.

X18N10T tüüpi kõrge kroomisisaldusega teraste sulatamisel moodustub tööpinnale omapärane kammkarp, millel on suurenenud AlA TiO (kuni 33%), raudoksiidide (kuni 57%) ja kroomoksiidide (kuni 33%) sisaldus. tulekindla voodri pind, mis pikendab voodri kasutusiga.

Selle tulemusena moodustub ahjus kaks vedelat kihti - peal heledam räbu ja allpool FeS-st ja U2S-st koosnev sulam (matt). Räbu kurnatakse ja vedel matt valatakse konverterisse, millesse lisatakse räbust ja puhutakse õhku. Vase sulatamise konverter on sarnane terase tootmisel kasutatavaga, sellesse suunatakse õhku ainult küljelt (kui õhku antakse altpoolt, siis vask jahtub tugevasti ja kõveneb). Konverteris moodustub sulavask, raudsulfiid muutub oksiidiks, mis muutub räbuks

Lõplik väävlisisaldus Arlani õlitõrvast kaltsineeritud koksis on sama, mis Romaškini õli krakitud jäägi koksis, st alla 1%. Ülejäänud näitajad on põhimõtteliselt samad, välja arvatud vanaadiumi (Arlani koksi puhul 1,5 korda kõrgem), raua ja muude metallide sisaldus. Suurenenud vanaadiumisisaldus desulfureeritud koksis on seletatav selle suure sisaldusega Arlani õlis. Seetõttu ei saa sellist koksi alumiiniumitööstuses kasutada. Alumiiniumi sulatamisel toodetakse vanaadiumi, nagu ka teisi metalle, koksist

Töös kirjeldatakse mangaani mõju teraste sulfiidpragunemisele. Mangaani koguses 1 kuni 167o viidi 0,04% C sisaldava armeeritud raua sulatamisel terasesse 20 ja terasesse U8. Uurimistulemused on toodud tabelis. 1.2, millest on näha, et teraste legeerimine mangaaniga suurendab nende vastuvõtlikkust lõhenemisele vesiniksulfiidi sisaldavas keskkonnas ning mangaani negatiivne mõju sõltub süsinikusisaldusest terases. Seega hakkab mangaani negatiivne mõju armeeritud rauale, terasele 20 ja terasele U8 ilmnema vastavalt selle sisaldusel 3 2 n 1%. Autorid seostavad mangaani negatiivset mõju teraste pragunemisele terase välimusega

Metallurgias on suur tähtsus raua ja räni sulamil – ferrosiliconil. Seda kasutatakse paljude terase klasside deoksüdeerimiseks ja räni-süsinik ferrosulamite tootmiseks. Ferrosiliitsiumi sisaldusega 9-17% 51 sulatatakse kõrgahjudes kvartsist, rauaviilidest ja koksist. Kõrge ränisisaldusega ferrosilikoon on oma erakordse happekindluse tõttu paljulubav materjal keemiaseadmete osade valmistamisel. Seda kasutatakse laialdaselt redutseeriva ainena silikomangaani, ferrotvolframi ja ferromolübdeeni sulatamisel. Räni lisamine terasele ferrosiliitsiumi kujul selle sulatamise ajal annab sellele elastsuse ja suurendab vastupidavust korrosioonile.

Mõnda tüüpilise sulatusprotsessi tunnust saab illustreerida raua redutseerimise näitega. Raua pidev sulatamine toimub spetsiaalses reaktoris, mida nimetatakse kõrgahjuks; selle skemaatiline esitus on näidatud joonisel fig. 22.16. Kõrgahju ülaossa laaditakse tavaliselt FejO-sid sisaldav koksi, lubjakivi ja purustatud maagi segu. (Koks on tahke jääk, mis saadakse looduslike kütuste, peamiselt kivisöe, koksimisel, et eemaldada neist lenduvad komponendid.) Soojendatud õhk, mõnikord hapnikuga rikastatud, pumbatakse altpoolt ahju. 1 tonni raua saamiseks on vaja ligikaudu 2 tonni maaki, 1 tonni koksi ja 0,3 tonni lubjakivi. Üks kõrgahi võib toota kuni 2000 tonni rauda päevas. Ahju pumbatud õhk reageerib süsinikuga, moodustades CO. Sel juhul eraldub nii palju soojust, et ahju alumises osas tekib temperatuur umbes 1500°C. Metallilise raua redutseerimist saab kirjeldada reaktsioonide abil

Mitu tonni magnetilist rauamaaki, mis sisaldab 90% FegOi, saab toota 2 tonni 93% rauasisaldusega malmi sulatamisel, kui toote saagis on 92%.

Räni viimisega terasesse ja malmi kaasneb raudsilikiidide (ferrosilicon FeSi) moodustumine. 15-17% räni sisaldav malm on happekindel. Ferrosiili lisatakse terasele selle sulatamisel, et eemaldada selles sisalduv hapnik.

MATE on vahesaadus mõnede värviliste metallide (Cu, N1, Pv jne) sulatamisel nende vedelatest maakidest. Sh. - raudsulfiidi sulam koos saadud metallide sulfiididega (näiteks Cu, 8).

Lahuste sulamistemperatuuri langetamise nähtus on oluline nii looduses kui ka tehnikas. Näiteks malmi sulatamist rauamaagist hõlbustab oluliselt asjaolu, et raua sulamistemperatuur langeb ligikaudu 400 ° C, kuna selles on lahustunud süsinik ja muud lahustielemendid. Sama kehtib ka jääkkivi moodustavate tulekindlate oksiidide kohta, mis koos räbustitega (CaO) moodustavad lahuse (räbu), mis sulab suhteliselt madalal temperatuuril. See võimaldab kõrgahjudes läbi viia pidevat perioodilist protsessi, vabastades neist vedelat rauda ja räbu. ]

Esiteks räägin teile karjäärist endast. Lebedinsky GOK on Venemaa suurim rauamaagi kaevandamise ja rikastamise ettevõte ning omab maailma suurimat rauamaagi kaevandust. Tehas ja karjäär asuvad Belgorodi piirkonnas Stary Oskoli ja Gubkini linnade vahel.

Vaade karjäärile ülalt. See on tõesti tohutu ja kasvab iga päevaga. Lebedinsky GOK süvendi sügavus on 250 m merepinnast või 450 m maapinnast (ja läbimõõt on 4 x 5 kilomeetrit), põhjavesi imbub sinna pidevalt ja kui see poleks pumpade tööks. , täituks see kuu ajaga päris tippu. See on kaks korda kantud Guinnessi rekordite raamatusse kui suurim mittesüttivate mineraalide kaevandamise karjäär.

Mõned ametlikud andmed: Lebedinsky GOK kuulub kontserni Metalloinvest ja on Venemaa juhtiv rauamaagitoodete tootja. 2011. aastal moodustas tehase kontsentraadi tootmise osa Venemaa rauamaagi kontsentraadi ja paagutamaagi aastatoodangust 21%.

Karjääris on tööl väga palju erinevat tüüpi tehnikat, kuid kõige silmatorkavamad on muidugi mitmetonnised Belaz ja Caterpillar kallurautod.

Mõlemad ettevõttesse kuuluvad tehased (Lebedinsky ja Mihhailovski Korea valitsus) toodavad igal aastal umbes 40 miljonit tonni rauamaaki kontsentraadi ja paagutamismaagi kujul (see ei ole tootmismaht, vaid rikastatud maak, st eraldatud jäätmetest kivi). Seega selgub, et keskmiselt toodetakse kahes kaevandus- ja töötlemistehases umbes 110 tuhat tonni rikastatud rauamaaki päevas.

See beebi veab korraga kuni 220 tonni (!) rauamaaki.

Ekskavaator annab signaali ja ta tagurdab ettevaatlikult. Vaid paar ämbrit ja hiiglase keha on täis. Ekskavaator annab uuesti signaali ja kallur sõidab minema.

Hiljuti osteti BelAZ veokeid tõstevõimega 160 ja 220 tonni (seni ei olnud karjäärides kallurautode kandevõime suurem kui 136 tonni) ning Hitachi ekskavaatorite saabumine kopa mahutavusega 23 kuupmeetrit. oodatud. (praegu on mäeekskavaatorite maksimaalne kopa maht 12 kuupmeetrit).

Belaz ja Caterpillar vahelduvad. Muide, imporditud kallur veab vaid 180 tonni. Nii suure kandevõimega kallurautod on uued seadmed, mida praegu tarnitakse kaevandus- ja töötlemisettevõtetele Metalloinvesti investeerimisprogrammi raames, et tõsta kaevandus- ja transpordikompleksi efektiivsust.

Kivid on huvitava tekstuuriga, pange tähele. Kui ma vasakul ei eksi, on kvartsiit selline maak, millest rauda ammutatakse. Karjäär on täis mitte ainult rauamaaki, vaid ka erinevaid mineraale. Üldjuhul ei paku need edasiseks töötlemiseks tööstuslikus mastaabis huvi. Tänapäeval saadakse aherainest kriiti, ehituseks valmistatakse ka killustikku.

Ilusad kivid, ma ei oska täpselt öelda, mis mineraal see on, kas keegi oskab öelda?

Lebedinski KV karjääris töötab iga päev 133 ühikut põhilisi kaevandusseadmeid (30 raskeveokite kallurautot, 38 ekskavaatorit, 20 puurmasinat, 45 veoüksust).

Muidugi lootsin ma näha suurejoonelisi plahvatusi, kuid isegi kui need sel päeval aset leidsid, poleks ma ikkagi karjääri territooriumile tunginud. Seda plahvatust tehakse kord kolme nädala jooksul. Enne seda viiakse karjäärist välja kõik ohutusstandarditele vastavad seadmed (ja neid on palju).

Lebedinsky GOK ja Mihhailovsky GOK on tootmismahu poolest Venemaa kaks suurimat rauamaagi kaevandamise ja töötlemise tehast. Ettevõttel Metalloinvest on maailma suuruselt teine ​​tõestatud rauamaagi varud – rahvusvahelise JORC klassifikatsiooni järgi ligikaudu 14,6 miljardit tonni, mis tagab praeguse tootmistaseme juures ligikaudu 150-aastase kasutusaja. Nii et Stary Oskoli ja Gubkini elanikele pakutakse pikka aega tööd.

Ilmselt märkasite eelmistelt fotodelt, et ilm ei olnud hea, sadas vihma ja karjääris oli udu. Väljasõidule lähemal hajus see veidi, kuid siiski mitte palju. Tõmbasin foto välja nii palju kui võimalik. Karjääri suurus on kindlasti muljetavaldav.

Otse karjääri keskel on aherainemägi, mille ümbert kaevandati kogu rauda sisaldav maak. Peagi on plaanis see osade kaupa õhku lasta ja karjäärist välja viia.

Rauamaak laaditakse koheselt raudteerongidesse, spetsiaalsetesse tugevdatud vagunitesse, mis veavad maaki karjäärist, neid nimetatakse kallurvaguniteks, nende kandevõime on 105 tonni.

Geoloogilised kihid, millest saab uurida Maa arengulugu.

Vaateplatvormilt vaadates ei paista hiiglaslikud masinad sipelgast suuremad.

Seejärel viiakse maak tehasesse, kus toimub jääkkivimi eraldamise protsess magneteraldusmeetodil: maak purustatakse peeneks, seejärel suunatakse magnettrumlisse (separaatorisse), kuhu vastavalt maakasutuse seadustele. füüsika, kõik, mis on raud, kleepub ja mis pole raud, pestakse veega maha. Saadud rauamaagi kontsentraadist valmistatakse seejärel graanuleid ja kuumbriketitud rauda (HBI), mida kasutatakse seejärel terase valmistamiseks.
Hot briquetted iron (HBI) on üks otse redutseeritud raua (DRI) tüüpe. Kõrge (>90%) rauasisaldusega materjal, mis on saadud muul tehnoloogial kui kõrgahjus töötlemine. Kasutatakse terase tootmise toorainena. Kvaliteetne (väikese koguse kahjulike lisanditega) malmi ja vanametalli aseaine.

Erinevalt malmist ei kasutata HBI tootmisel kivisöekoksi. Briketeeritud raua tootmisprotsess põhineb rauamaagi tooraine (graanulite) töötlemisel kõrgel temperatuuril, enamasti läbi maagaasi.

Te ei saa lihtsalt HBI tehasesse sisse minna, sest kuumade briketeeritud pirukate küpsetamise protsess toimub temperatuuril umbes 900 kraadi ja Stary Oskolis päevitamine ei kuulunud minu plaanidesse).

Lebedinsky GOK on ainus HBI tootja Venemaal ja SRÜs. Tehas alustas seda tüüpi toodete tootmist 2001. aastal, käivitades HYL-III tehnoloogiat kasutava HBI (HBI-1) tootmise töökoja võimsusega 1,0 miljonit tonni aastas. 2007. aastal lõpetas LGOK MIDREX tehnoloogial HBI tootmistsehhi (HBI-2) teise etapi ehituse tootmisvõimsusega 1,4 miljonit tonni aastas. Hetkel on LGOK tootmisvõimsus 2,4 miljonit tonni HBI-d aastas.

Peale karjääri külastasime Oskol elektrometallurgia tehast (OEMK), mis on osa ettevõtte metallurgia segmendist. Ühes tehase töökojas toodetakse neid terasest toorikuid. Nende pikkus võib ulatuda 4 kuni 12 meetrini, olenevalt klientide soovidest.

Kas näete hunnikut sädemeid? Sel hetkel lõigatakse terasest tükk ära.

Huvitav kopaga masin, mida nimetatakse kopakandjaks, millesse tootmisprotsessi käigus valatakse räbu.

Naabertöökojas lihvib ja poleerib OEMK erineva läbimõõduga terasvardaid, mis rulliti teises töökojas. Muide, see tehas on Venemaal suuruselt seitsmes terase ja terasetoodete tootmise ettevõte, 2011. aastal moodustas OEMK terase tootmise osa Venemaal toodetud terase kogumahust 5%, valtsitud terase osakaal. toodete toodang moodustas samuti 5%.

OEMK kasutab täiustatud tehnoloogiaid, sealhulgas raua ja elektrikaare sulatamise otsest vähendamist, mis tagab kvaliteetse metalli valmistamise vähendatud lisandite sisaldusega.

OEMK metalltoodete peamised tarbijad Venemaa turul on auto-, masina-, toru-, riistvara- ja laagritööstuse ettevõtted.

OEMK metalltooteid eksporditakse Saksamaale, Prantsusmaale, USA-sse, Itaaliasse, Norrasse, Türki, Egiptusesse ja paljudesse teistesse riikidesse.

Tehas on õppinud valmistama pikki tooteid maailma juhtivate autotootjate, nagu Peugeot, Mercedes, Ford, Renault ja Volkswagen, toodete valmistamiseks. Osa tooteid kasutatakse nende samade välismaiste autode laagrite valmistamiseks.

Muide, see pole esimene kord, kui ma sellistes tööstustes naiskraanaoperaatoreid märkan.

Sellel taimel on peaaegu steriilne puhtus, mis pole sellistele tööstusharudele tüüpiline.

Mulle meeldivad korralikult volditud terasvardad.

Kliendi soovil kinnitatakse igale tootele kleebis.

Kleebisele on kantud kuumuse number ja terase klassi kood.

Vastasotsa saab märgistada värviga ning igale valmistoodete pakendile kinnitatakse sildid lepingu numbri, sihtriigi, terase klassi, kuumuse numbri, suuruse millimeetrites, tarnija nime ja pakendi kaaluga.

Need tooted on standardid, mille järgi reguleeritakse täppisvaltsimise seadmeid.

Ja see masin suudab toote skannida ning tuvastada mikropraod ja defektid enne, kui metall kliendini jõuab.

Ettevõte võtab ettevaatusabinõusid tõsiselt.

Kogu tootmises kasutatav vesi puhastatakse hiljuti paigaldatud tipptasemel seadmetega.

See on tehase reoveepuhasti. Pärast töötlemist on see puhtam kui jões, kuhu see visatakse.

Tehniline vesi, peaaegu destilleeritud. Nagu iga tööstusvett, ei saa seda juua, kuid võite korra proovida, see ei ole tervisele ohtlik.

Järgmisel päeval läksime Kurski oblastis asuvasse Železnogorskisse. Siin asub Mihhailovski GOK. Fotol on valmimisjärgus röstimismasina nr 3 kompleks. Siin hakatakse tootma pelleteid.

Selle ehitusse investeeritakse 450 miljonit dollarit. Ettevõte ehitatakse ja antakse käiku 2014. aastal.

See on tehase paigutus.

Seejärel läksime Mihhailovski GOK karjääri. MGOK karjääri sügavus on maapinnast rohkem kui 350 meetrit ja selle suurus on 3 x 7 kilomeetrit. Tema territooriumil on tegelikult kolm karjääri, nagu satelliidipildilt näha. Üks suur ja kaks väiksemat. Umbes 3-5 aastaga kasvab karjäär nii palju, et sellest saab üks suur ühtne karjäär ja võib-olla jõuab oma mõõtmetelt Lebedinski karjäärile järele.

Karjääris on kasutusel 49 kallurautot, 54 veoautot, 21 diiselvedurit, 72 ekskavaatorit, 17 puurplatvormi, 28 buldooserit ja 7 teehöövlit.

Muidu ei erine MGOK maagi tootmine LGOK-ist.

Seekord õnnestus siiski jõuda tehasesse, kus rauamaagi kontsentraat muudetakse lõpptooteks - graanuliteks..
Pelletid on purustatud maagi kontsentraadi tükid. Metallurgilise raua tootmise pooltooted. See on rauda sisaldavate maakide rikastamise toode spetsiaalsete kontsentreerimismeetodite abil. Kasutatakse kõrgahjude tootmisel malmi tootmiseks.

Rauamaagi kontsentraati kasutatakse graanulite tootmiseks. Mineraalsete lisandite eemaldamiseks purustatakse algne (toores) maak peeneks ja rikastatakse mitmel viisil.

Pelletite valmistamise protsessi nimetatakse sageli "graanuliteks". Laeng, st rauda sisaldavate mineraalide, räbusti (toote koostist reguleerivad lisandid) ja tugevdavate lisandite (tavaliselt bentoniitsavi) peeneks jahvatatud kontsentraatide segu niisutatakse ja granuleeritakse pöörlevates anumates (granulaatorid). ) või granuleerimistrumlid. Need on pildil olevad.

Tuleme lähemale.

Granuleerimise tulemusena saadakse peaaegu sfäärilised osakesed läbimõõduga 5÷30 mm.

Päris huvitav on protsessi jälgida.

Seejärel saadetakse graanulid mööda linti laskekehasse.

Neid kuivatatakse ja põletatakse temperatuuril 1200÷1300°C spetsiaalsetes paigaldistes - põletusmasinates. Kaltsineerimismasinad (tavaliselt konveiertüüp) on rööbastel liikuvate kaltsineerimiskärude (aluste) konveier.

Aga pildil on kontsentraat, mis peagi trummidesse jõuab.

Röstimismasina ülemises osas, küpsetuskärude kohal, on kütteahi, milles põletatakse gaasilist, tahket või vedelat kütust ning moodustub jahutusvedelik pelletite kuivatamiseks, soojendamiseks ja röstimiseks. Röstimismasinad on pelletite jahutamisega otse masinal ja välise jahutiga. Kahjuks me seda protsessi ei näinud.

Põletatud graanulid omandavad suure mehaanilise tugevuse. Põletamise ajal eemaldatakse märkimisväärne osa väävli saasteainetest. Selline näeb välja valmistoode.)

Vaatamata sellele, et seadmed on kasutusel olnud nõukogude ajast, on protsess automatiseeritud ega vaja selle jälgimiseks suurt hulka töötajaid.

Rauametallurgia ajalugu

Raud... Meie planeedi sügavused on rikkad selle metalli poolest, mida õigustatult nimetatakse "tsivilisatsiooni alustalaks". Justkui selleks, et mitte oma aaretest lahku minna, peitis loodus, olles rauda kindlalt teiste elementidega (peamiselt hapnikuga) sidunud, selle erinevatesse maagi mineraalidesse. Kuid juba iidsetel aegadel – teisel aastatuhandel eKr – õppis inimene vajalikku metalli ekstraheerima.

Ajalooliselt arenes mustmetallide tootmine järgmistes etappides:

Juustu valmistamise protsess (1500 eKr). Protsessi tootlikkus on väga madal, 1 tunniga saadi ainult kuni 0,5...0,6 kg rauda. Sepikodades redutseeriti raud maagist kivisöega, kui seda puhuti õhuga sepikõõtsa abil. Esiteks tekkis söe põletamisel vingugaas, mis redutseeris maagist pärinevat puhast rauda.

Maagitükkidest pikaajalise õhu puhumise tulemusena saadi puhta, praktiliselt lisanditeta raua tükid, mis keevitati sepiku abil kokku ribadeks, millest valmistati seejärel inimesele vajalikke tooteid. See tehniliselt puhas raud sisaldas väga vähe süsinikku ja vähe lisandeid (puhas puusüsi ja hea maak), nii et see sepis ja keevis hästi ning praktiliselt ei korrodeerunud. Protsess toimus suhteliselt madalal temperatuuril (kuni 1100...1350 o C), metall ei sulanud, s.t metalli redutseerimine toimus tahkes faasis. Tulemuseks oli tempermalm. See meetod eksisteeris kuni 14. sajandini ja veidi täiustatud kujul kuni 20. sajandi alguseni, kuid asendus järk-järgult kriitilise ümberjagamisega.

Sellest järeldub, et ajalooliselt oli kõige esimene metallikeevitaja sepp ja kõige esimene keevitusmeetod oli sepikeevitus.

Juustuahjude suuruse suurenemisega ja protsessi intensiivistumisega suurenes raua süsinikusisaldus, selle sulami (malm) sulamistemperatuur osutus madalamaks kui puhtamal raual ja osa metallist. saadi sulamalmi kujul, mis tootmisjäätmetena koos räbuga ahjust välja voolas. 14. sajandil töötati Euroopas välja kaheetapiline meetod raua tootmiseks (väike kõrgahi, seejärel ahjuprotsess). Tootlikkus tõusis 40...50 kg/tunnis rauda. Õhu varustamiseks kasutati vesiratast. Kritšnõi ümberjagamine- see on malmi rafineerimise protsess (C, Si, Mn koguse vähendamine), et saada malmist keevitusmalmi.

18. sajandi lõpus hakati Euroopas kasutama mineraalseid kütuseid kõrgahjuprotsessis ja a. pudrumisprotsess. Pudrumisprotsessis põletatakse kivisüsi ahjus, gaas läbib vanni, sulab ja puhastab metalli. Hiinas sulatati veelgi varem, 10. sajandil, malmi ja seejärel saadi terast lombistamise teel. Puding on malmi puhastamine tulises ahjus. Puhastamise käigus kogunevad rauaterad tükkideks. Pudliner keerab massi raudkangiga ikka ja jälle ümber ja jagab 3...5 osaks - krits. Sepikojas või valtsimismasinas keevitatakse terad ribade ja muude toorikute saamiseks. Vesiratta asemel kasutatakse juba aurumasinaid. Tootlikkus tõuseb 140 kg-ni sepistatud rauda tunnis.

19. sajandi lõpus võeti peaaegu samaaegselt kasutusele kolm uut terase tootmisprotsessi: Bessemer, avatud kolle ja Thomas. Terase sulatamise tootlikkus tõuseb järsult (kuni 6 tonni/tunnis).

20. sajandi keskel: võeti kasutusele hapnikpuhastus, protsesside automatiseerimine ja terase pidevvalu.

Juustupuhumis-, krichny- ja pudruprotsesside käigus raud ei sulanud (tollane tehniline tase ei võimaldanud tagada selle sulamistemperatuuri). Hapniku puhumine läbi sulametalli Bessemeri muunduris kiirendab metalli kokkupuutepinna järsu suurenemise tõttu oksüdeeriva ainega (hapnikuga) keemilisi reaktsioone võrreldes lombiahjuga tuhat korda.

Juustu puhumis- ja valuprotsessides saadi üheastmelisel meetodil tempermalmist sepistatud rauda (madala süsinikusisaldusega terast), mis sisaldas vähesel määral lisandeid ja oli seetõttu väga korrosioonikindel. Hetkel on väljatöötamisel üheetapiline terase tootmisprotsess: maagi rikastamine (90...95% rauda sisaldavate graanulite tootmine) ja terase sulatamine elektriahjus.

Kogu rauametallurgia ajalugu alates esimeste sulatuskaevude ilmumisest kuni tänapäevani on selle tootmismeetodite pidev täiustamine. Mitu sajandit tagasi ilmus kõrgahi - suure jõudlusega seade, milles rauamaak muudetakse malmiks - terase sulatamise esialgne toode. Sellest ajast alates on kõrgahjuprotsess muutunud terase tootmistehnoloogia peamiseks elemendiks.

Sepikojas maagist raua ekstraheerimise protsess läks metallurgia ajalukku “juustupuhastuse” nime all, kuna sepikojasse puhuti kuumutamata - toores - õhku (kuumpuhastus tekkis metallurgiatehastes alles 19. sajandil). Juustuahjus toodetud raud osutus mõnikord ebapiisavalt tugevaks ja kõvaks ning sellest valmistatud tooted - noad, kirved, odad - ei püsinud kaua teravana, paindusid ja läksid kiiresti rikki.

Sepiku põhjas oli koos suhteliselt pehmete rauakammudega ka kõvemaid - neid, mis puusöega tihedalt kokku puutusid. Seda mustrit märgates hakkas inimene teadlikult suurendama kokkupuutepinda kivisöega ja seeläbi rauda karboniseerima. Nüüd võiks metall rahuldada ka kõige nõudlikumat meistrimeest. See oli teras - kõige olulisem raua sulam, mis on tänapäevani peamine konstruktsioonimaterjal.

Nõudlus terase järele on alati ja peaaegu kõikjal ületanud selle tootmist ning primitiivne metallurgiatehnoloogia on pikalt elunõuetest maha jäänud. Üllataval kombel pole rauametallurgias peaaegu kolm tuhat aastat toimunud põhimõttelisi muutusi – raua ja terase tootmine põhines samal juustu puhumisprotsessil. Tõsi, sepikodade suurus suurenes järk-järgult, kuju paranes ja puhumisvõimsus suurenes, kuid tehnoloogia jäi ebaefektiivseks.

Keskajal võttis juustuahi šahtahju kuju, ulatudes mitme meetri kõrgusele. Venemaal nimetati neid ahjusid domnitsaks - iidsest vene sõnast "dmenie", mis tähendab "puhumist". Neile oli juba laetud märkimisväärne kogus laengumaterjale – rauamaak ja puusüsi ning õhku oli vaja kordades rohkem kui primitiivsete juustupuhutavate sepikodade puhul. Nüüd “hingasid” ahjud veeenergia abil: lõõtsa vedasid esmalt spetsiaalsed veetorud, hiljem aga tohutud vesirattad.

Šahtahjus põletati ajaühikus rohkem kütust kui sepikojas ja loomulikult eraldus rohkem soojust. Just ahju kõrged temperatuurid viisid selleni, et osa redutseeritud rauast, mis oli hapnikust vabastatud, kuid väga süsinikuga küllastunud, sulas ja voolas ahjust välja. Tahkumisel muutus selline raua-süsiniku sulam, mis sisaldas mitu korda rohkem süsinikku kui teras, väga kõvaks, aga ka väga rabedaks. See oli Malm.

Selle roll metallurgia arengus on väga oluline, kuid mitu sajandit tagasi olid rauameistrid täiesti teisel arvamusel; haamrilöökide all purunes ju selline metall tükkideks ja sellest relva või tööriista oli lihtsalt võimatu teha. Samal ajal vähenes selle kasutu sulami tõttu järsult hea toote - rauatera - kogus.

Millised hüüdnimed andsid keskaegsed metallurgid uuele sulamile? Kesk-Euroopa riikides nimetati seda metskiviks, haneks, Inglismaal - malmiks (inglise keeles nimetatakse malmi siiani nii) ja sama päritolu on ka vene sõnal pig ehk malmkangiks.

Kuna malmist polnud kasu, visati see tavaliselt prügimäele. Kuid 19. sajandil tuli keegi õnnelikule ideele malm ahju tagasi laadida ja see koos maagiga sulatada. See katse tähistas rauametallurgias tõelist revolutsiooni. Selgus, et see meetod võimaldab suhteliselt lihtsalt hankida vajaliku terase ja seda suurtes kogustes. Kahjuks pole ajalugu selle keskaegse leiutaja nime meie jaoks säilitanud.

Uuendus tõi kaasa selge “tööjaotuse”: kõrgahjudes, mis olid selleks ajaks juba arenenumateks kõrgahjudeks muutunud, sulatati maagist malm ja ahjudes eemaldati sellest liigne süsinik, st. viidi läbi malmi teraseks muutmise protsess - "kriitiline töötlemine" . Nii tekkis rauamaagist terase tootmiseks kaheetapiline meetod: maak - malm, malm - teras.

Nüüd on järsult kasvanud nõudlus malmi järele, eelkõige vahetootena, mis seejärel teraseks muudetakse. Ja kõrgahjud kasvasid kõikjal nagu seeni pärast vihma. Kuid kuna kõrgahjus sulatamine nõudis palju sütt, hakkas varsti nendes riikides, mis polnud metsarikkad, selle puudus teravalt tunda ja kütusest ilma jäänud metallurgia hakkas siin alla minema. See juhtus näiteks Inglismaal, mis oli pikka aega raua tootmises domineerival positsioonil.

Keeruline olukord, millesse Inglise tööstus sellega seoses sattus, sundis metallurge söele asendust otsima. Esiteks köitis nende tähelepanu kivisüsi, millega loodus Briti saari heldelt kinkis. Kõik katsed sellele malmi sulatada lõppesid aga ebaõnnestumisega: kütmisel purustati kivisüsi ja see muutis puhumise väga keeruliseks. Kuid lõpuks, aastal 1735, suutis inglane Abraham Derby läbi viia kõrgahjuprotsessi, kasutades koksi - koksisöest saadud kütust, kuumutades seda ilma õhu juurdepääsuta kõrgetele temperatuuridele (950–1050 ° C), samas kui kivisütt ei purustatud, vaid tükkideks paagutatud . Tänapäeval pole koksita mõeldav ei kõrgahjusulatus ega ka mitmed muud metallurgilised protsessid.

18. ja 19. sajand tõid kõrgahju kujundusse palju uut: leiutati esimesed puhumismasinad ja kõrgahju kõrvale kasvas “auvahtkond” – õhusoojendite tohutud tömbi ninaga sigarid, tänu millele antakse nüüd ahju kuuma õhku.

Iidne sepik raudse hüüatuse saamiseks. Õhulöögiga sarv (XVI sajand). Kõrgahi (18. sajandi lõpp)

Suured muutused toimusid ka metallurgia tootmise teises etapis. Algul andis karjuv sepikoda teed arenenumale ahjule - pudruahjule. Siin segati sulamalm (sellest ka ahju nimi - ingliskeelsest sõnast puddle - segama) kokku raudräbuga ja selle tulemusena saadi madala süsinikusisaldusega rauda. Ja eelmise sajandi teisel poolel loodi tootlikumad terase sulatusüksused - konverter ja avatud koldeahi. Neis ei muutunud malm enam taignataoliseks massiks - kritsaks, vaid vedelaks teraseks.

Siis kirjutati metallurgia ajalukku veel üks oluline lehekülg: projekteeriti kaarterase sulatusahi, mis võimaldas toota kvaliteetset metalli. Leegil, millel oli tuhandeid aastaid kõigi metallide sulatamise õiguste monopol, on nüüd tõsine konkurent - elektrivool.

Viimastel aastakümnetel on metallurgias toimunud omamoodi “kiirendus”: igasuguste ahjude mõõtmed kasvavad aasta-aastalt. Kahe tuhande kuupmeetrise mahuga kõrgahjusid peeti peaaegu maailma imeks, kuid tänapäeval on maailmas palju muljetavaldavamaid kolosse - "neli tuhat meetrit" ja isegi "viis tuhat meetrit".

Kõrgahjud jäävad kahtlemata oluliseks veel kaua. Sellegipoolest saab nende saatust vaevalt pilvetuks pidada. Erinevalt primitiivsest iidsest sepikojast, kus meie esivanemad said rauda otse maagist, ei tooda tänapäevane hiiglaslik struktuur – kõrgahi – peamiselt mitte metalli, mida tehnoloogia otseselt nõuab, vaid ainult muundamisprodukti, mis seejärel järgmises etapis muudetakse. meile vajalik teras (erandiks on valandite tootmiseks kasutatav valumalm; selle osakaal kogu toodetava malmi mahus ei ületa 15 protsenti). Teisisõnu, püüdes saavutada kõrgeid kvantitatiivseid näitajaid, on metallurgid sunnitud valima omamoodi ringtee.

Terasetootmise tehnoloogilise marsruudi muutmise küsimus on teadlasi pikka aega vaevanud. Ja siin pole mõtet tühisest soovist musta metallurgia teed sirgendada. Põhjus on erinev.

Kõrgahjul on tõsine puudus. Selle olemus on, kuigi esmapilgul võib tunduda kummaline, et tema dieedis on asendamatu “roog” koks. Sama koks, mille leiutamine sai oluliseks verstapostiks rauametallurgia arengus. Lõppude lõpuks on kõrgahi tänu koksile saanud suurepärast kõrge kalorsusega "toitumist" juba kaks ja pool sajandit. Kuid tasapisi hakkasid kõrgahjuhorisondile ilmuma pilved, mida võib õigustatult nimetada koksipilvedeks.

Mis viga?

Nagu teada, koksi looduses ei eksisteeri. Seda saadakse kivisöest. Kuid mitte ühtegi neist. Kuid ainult need, millel on kalduvus koksimiseks (paagutamiseks). Selliseid süsi pole maailmas väga palju, nii et aasta-aastalt jääb neid vähemaks ja kallimaks. Ja kivisüsi tuleb ikka koksiks teha. See protsess on üsna keeruline ja töömahukas ning sellega kaasneb kahjulike kõrvalsaaduste eraldumine, millel pole sugugi parfümeeria aroome. Et atmosfäär, vesi ja pinnas neist võimalikult palju lahti saada, on vaja ehitada kallid puhastusseadmed.

Koksi hinnatõus on viinud selleni, et see osutub kõige olulisemaks malmi kuluartikliks: see moodustab ligikaudu poole kõigist kuludest. Seetõttu püüavad kõrgahjude operaatorid pidevalt vähendada koksi tarbimist, asendades selle osaliselt maagaasi, söepulbri ja kütteõliga ning siin on juba saavutatud märkimisväärset edu. Nii et võib-olla suudavad kõrgahjude töötajad sellest järk-järgult täielikult lahti saada, töötades välja koksivastase rünnaku? Kuid siis peate kõrgahjust endast lahti saama: ilma koksita on see ju nagu pliit ilma puudeta.

Moodsa metallurgia rajaja D.K.Tšernov tegeles koksivaba metallurgia probleemidega. Eelmise sajandi lõpus pakkus ta välja šahtahju originaalse disaini, mis sulataks malmi asemel rauda ja terast. Kahjuks ei olnud tema ideele määratud teoks saada. Umbes poolteist aastakümmet pärast oma projekti esitlemist kirjutas ta kibedalt: „Meie eratehaste tavapärase inertsuse tõttu pöördusin kaubandus- ja tööstusministeeriumi poole lootuses, et suudan pakutud meetodi lihtsustatud kujul rakendada. moodustada ühes riigile kuuluvas kaevandustehases. Vaatamata tollase ministri kahel korral väljendatud soovile aidata sellist kogemust luua, tekkis see teema kabinettides ja ministeeriumi koridorides ületamatute takistustega.

D.I.Mendelejev oli ka plahvatusevaba tootmise pooldaja. "Ma usun," kirjutas ta sajandivahetusel, "et tuleb taas aeg otsida viise, kuidas malmist mööda malmist maakidest otse rauda ja terast hankida."

Erinevate riikide teadlased ja insenerid on aastakümneid püüdnud leida vastuvõetavat tehnoloogiat raua otseseks redutseerimiseks. Välja anti sadu patente, pakuti välja ja loodi erinevaid seadmeid, seadmeid ja ahjusid. Ent ka pealtnäha paljulubavamaid ideid ei suudetud kaua ellu viia.

Esimene suhteliselt edukas tööstusrajatis raua otseseks tootmiseks ehitati 1911. aastal Rootsis insener E. Sierini projekti järgi. Selle tehnoloogia eeliseks oli see. et redutseerija, mis rauast hapnikku ära võttis, olid söe ja koksi tootmise jäätmed (söetolm ja koksi peenfraktsioonid) ning ahju ennast köeti odavate kivisöega. Lisaks oli sulatatud metalli kvaliteet väga kõrge, mille poolest on Rootsi alati kuulus olnud. Seda tehnoloogiat aga laialdaselt ei kasutatud, sest protsess kestis mitu päeva. Rootsi installatsioon ei suutnud selleks ajaks konkureerida hästi toimivate kõrgahju-kolde- või kõrgahjumuunduri “duettidega”.

Oluline samm raua otsetootmise tehnoloogia arendamisel tehti 1918. aastal, kui Rootsi insener M. Wiberg tegi ettepaneku viia redutseerimisprotsess läbi šahtahjus, kasutades selleks vingugaasi ja vesinikku sisaldavat põlevat gaasi. Meetod võimaldas muuta maagi 95-protsendiliseks rauaks. Kuid (ja siin on "aga") oli sellel meetodil märkimisväärne puudus: redutseeriva gaasi tootmise algne tooraine oli sama koks ja selle gaasistamiseks oli vaja kompleksi ja kalleid seadmeid - elektrilisi gaasigeneraatoreid.

Meie riigis oli Siberi Metallurgia Instituudi dotsent V.P.Remin suur kõrgahjutehnoloogia entusiast. 30ndate lõpus töötas ta välja elektriahju konstruktsiooni, milles maak pidi sulama, libisedes mööda kaldpõhja alla, nagu jää mägedes (sellepärast hakati ahju kutsuma liustikuahjuks) ja seejärel rauda. peaks sulast kätte saama. Natsi-Saksamaa reeturlik rünnak meie riigi vastu esitas metallurgidele palju raskeid ülesandeid ja need katsed tuli edasi lükata parematesse aegadesse.

Kõrgahi: 1 - vahelejätmine; 2 - vastuvõtulehter: 3 - laadimisjaotur: 4 - õhutoru; 5 - malmist auk: 6 - räbu auk.

Kuid isegi kohale jõudes selgus, et asjatundjatel polnud ühtset seisukohta. Mõned pooldasid tingimusteta kõrgahju, mida on katsetatud sajandeid, samas kui teised nägid väljavaateid lõhke- ja koksivabalt. 1958. aastal märkis akadeemik I. P. Bardin, rääkides raua otsesest tootmisest maagist, et "kuulus Ameerika metallurg Smith, kes nimetas kõrgahju metallurgia kaelas rippuvaks veskikiviks karistuseks selle pattude eest teadusliku uurimistöö valdkonnas. , oli sunnitud kaaluma spetsiifilisi protsesse kõrgahju naasmiseks kui ainsa üksusena, millel saab praegu metallurgia põhineda.

Neil aastatel ei olnud metallurgial kõrgahjule märkimisväärset alternatiivi. Vaatamata arvukatele katsetele välja töötada meetodeid raua otse maagist saamiseks, ei olnud pikka aega võimalik leida metallurge tingimusteta rahuldavat lahendust. Kas tehnoloogiline skeem oli puudulik või osutus seadmed ebausaldusväärseks või ebaefektiivseks või jättis tulemuseks oleva metalli kvaliteet soovida. Lisaks ei olnud pakutud võimalused sageli majanduslikult õigustatud: metall osutus väga kalliks. Keeruliseks ülesandeks jäi ka redutseeriva aine valik. Otsingud on jõudnud ummikusse, kuigi Rootsis, NSV Liidus ja USA-s. Mehhikos, Venezuelas, Saksamaal ja Jaapanis oli mitu väikest rajatist raua otseseks kaevandamiseks maakidest.

See, et need riigid olid esimesed, kes uue tehnoloogia kasutusele võtsid, polnud üllatav. Näiteks Rootsi metallurgia on pikka aega spetsialiseerunud kvaliteetse terase tootmisele ja nagu praktika on näidanud, on otsene redutseerimine ka tee metalli kvaliteedi otseseks parandamiseks. Mis puutub Mehhikosse ja Venezuelasse, siis nemad said liidriks tahtmatult - nendel riikidel pole koksisütt, kuid neil on suured maagaasivarud, mistõttu nad ei saanud mustmetallurgiat traditsioonilisel alusel ehk kõrgahjude ehitamisega arendada, isegi kui nad tahtsid.

50. aastate lõpuks jõudsid metallurgid kindlale veendumusele, et gaas peaks raua otsese tootmise protsessides toimima redutseerijana. See tähendas, et edasised otsingud tuleks läbi viia Wibergi pakutud suunas. Peagi leiti mitmes riigis edukad lahendused. Seega oli ühe väljapakutud tehnoloogia eeliseks see, et redutseerija osutus praktiliselt vabaks: leiutajad tegid ettepaneku kasutada elektriliste terasesulatustsehhide heitgaasi, mis varem paisati atmosfääri. Oli veel üks originaalne lahendus. Šahtahjust, kus toimus raua redutseerimine, ei juhitud kuum gaas mitte taevasse, vaid rekuperaatorisse ja andis oma soojuse üle sinna sisenevale redutseerivale gaasile.

Seda juhtub harva, et külastan sama lavastust kaks korda. Aga kui mind kutsuti uuesti Lebedinsky GOK-i ja OEMK-i, otsustasin, et pean hetke ära kasutama. Huvitav oli vaadata, mis on viimasest reisist 4 aastaga muutunud, pealegi olin seekord rohkem varustatud ja võtsin lisaks kaamerale kaasa ka 4K kaamera, et kogu atmosfäär teieni päriselt edasi anda, kõrvetavad ja pilkupüüdvad kaadrid Oskoli elektrometallurgiatehase kaevandus- ja töötlemistehasest ning terasevalukodadest.

Tänapäeval eelkõige rauamaagi kaevandamise, selle töötlemise, sulatamise ja terasetoodete tootmise aruandluseks.

Lebedinsky GOK on Venemaa suurim rauamaagi kaevandamise ja töötlemise ettevõte ning omab maailma suurimat rauamaagi kaevandust. Tehas ja karjäär asuvad Belgorodi piirkonnas Gubkini linna lähedal. Ettevõte kuulub ettevõttesse Metalloinvest ja on juhtiv rauamaagitoodete tootja Venemaal.

Vaade, mis avaneb karjääri sissepääsu juures asuvalt vaateplatvormilt, on lummav.

See on tõesti tohutu ja kasvab iga päevaga. Lebedinsky GOK süvendi sügavus on 250 m merepinnast või 450 m maapinnast (ja läbimõõt on 4 x 5 kilomeetrit), põhjavesi imbub sinna pidevalt ja kui see poleks pumpade tööks. , täituks see kuu ajaga päris tippu. See on kaks korda kantud Guinnessi rekordite raamatusse kui suurim mittesüttivate mineraalide kaevandamise karjäär.

Nii näeb see välja spioonisatelliidi kõrguselt.

Metalloinvest hõlmab lisaks Lebedinski Korea valitsusele ka Mihhailovski Korea valitsust, mis asub Kurski oblastis. Kaks suurimat tehast koos teevad ettevõttest Venemaa rauamaagi kaevandamise ja töötlemise alal ühe maailma liidri ning kaubandusliku rauamaagi tootmise 5 parima hulka maailmas. Nende tehaste tõestatud koguvarud on rahvusvahelise klassifikatsiooni JORС järgi hinnanguliselt 14,2 miljardit tonni, mis tagab praeguse tootmistaseme juures umbes 150-aastase tööea. Nii et kaevurid ja nende lapsed saavad tööd pikaks ajaks.

Ilm polnud ka seekord päikseline, kohati sadas isegi vihma, mis küll plaanis polnud, aga see muutis pildid veelgi kontrastsemaks).

Tähelepanuväärne on, et otse karjääri “südames” on aherainega ala, mille ümbert on kogu rauda sisaldav maak juba kaevandatud. Viimase 4 aasta jooksul on see märgatavalt vähenenud, kuna see segab karjääri edasist arengut ja seda ka süstemaatiliselt kaevandatakse.

Rauamaak laaditakse koheselt raudteerongidesse, spetsiaalsetesse tugevdatud vagunitesse, mis veavad maaki karjäärist, neid nimetatakse kallurvaguniteks, nende kandevõime on 120 tonni.

Geoloogilised kihid, millest saab uurida Maa arengulugu.

Muide, karjääri ülemised rauda mittesisaldavatest kivimitest koosnevad kihid ei lähe puistangusse, vaid töödeldakse killustikuks, mida seejärel kasutatakse ehitusmaterjalina.

Vaateplatvormilt vaadates ei paista hiiglaslikud masinad sipelgast suuremad.

Sellel raudteel, mis ühendab karjääri tehastega, veetakse maaki edasiseks töötlemiseks. Sellest tuleb lugu hiljem.

Karjääris on tööl väga palju erinevat tüüpi tehnikat, kuid kõige silmatorkavamad on muidugi mitmetonnised Belaz ja Caterpillar kallurautod.

Muide, neil hiiglastel on samad numbrimärgid kui tavalistel sõiduautodel ja nad on liikluspolitseis arvel.

Igal aastal toodavad nii Metalloinvesti kaevandus- kui ka töötlemistehased (Lebedinsky ja Mihhailovski Korea valitsus) umbes 40 miljonit tonni rauamaaki kontsentraadi ja paagutamismaagi kujul (see ei ole tootmismaht, vaid rikastatud maak, see tähendab eraldatud maak aherainest). Seega selgub, et keskmiselt toodetakse kahes kaevandus- ja töötlemistehases umbes 110 tuhat tonni rikastatud rauamaaki päevas.

See Belaz veab korraga kuni 220 tonni rauamaaki.

Ekskavaator annab signaali ja ta tagurdab ettevaatlikult. Vaid paar ämbrit ja hiiglase keha on täis. Ekskavaator annab uuesti signaali ja kallur sõidab minema.
Selle Hitachi ekskavaatori, mis on karjääri suurim, kopa mahutavus on 23 kuupmeetrit.

"Belaz" ja "Caterpillar" vahelduvad. Muide, imporditud kallur veab vaid 180 tonni.

Varsti hakkab selle hunniku vastu huvi tundma ka Hitachi juht.

Rauamaak on huvitava tekstuuriga.

Lebedinski KV karjääris töötab iga päev 133 ühikut põhilisi kaevandusseadmeid (30 raskeveokite kallurautot, 38 ekskavaatorit, 20 puurmasinat, 45 veoüksust).

Väiksem Belaz

Plahvatusi näha ei õnnestunud ja harva lubatakse meedial või blogijatel ohutusnormide tõttu neid pealt näha.Selline plahvatus toimub kord kolme nädala jooksul. Kõik seadmed ja töötajad viiakse karjäärist välja vastavalt ohutusstandarditele.

No ja siis laadivad kallurautod maaki raudteele lähemale sealsamas karjääris, kust teised ekskavaatorid seda kallurautodesse ümber laadivad, millest eespool kirjutasin.

Seejärel viiakse maak töötlemistehasesse, kus purustatakse raudkvartsiidid ja toimub aheraine eraldamise protsess magneteraldusmeetodil: maak purustatakse, seejärel suunatakse magnettrumlisse (separaatorisse), kuhu Füüsikaseaduste kohaselt pestakse kõik raudpulgad, mitte raud, pestakse veega ära. Pärast seda valmistatakse saadud rauamaagi kontsentraadist graanulid ja HBI, mida kasutatakse seejärel terase sulatamiseks.

Fotol on maaki jahvatav veski.

Töötubades on sellised joogikausid, siin on ju palav, aga ilma veeta ei saa.

Muljetavaldav on töökoja mastaapsus, kus maaki trumlites purustatakse. Maak jahvatatakse looduslikult, kui kivid pöörlevad üksteisele vastu. Seitsmemeetrise läbimõõduga trumlisse pannakse umbes 150 tonni maaki. On ka 9-meetriseid trumme, nende tootlikkus on peaaegu kahekordne!

Läksime minutiks töökoja juhtpaneelile. Siin on küll üsna tagasihoidlik, aga pinge on kohe tunda: dispetšerid töötavad ja jälgivad tööprotsessi juhtpaneelidel. Kõik protsessid on automatiseeritud, nii et igasugune sekkumine – olgu see siis mõne sõlme peatamine või käivitamine – käib nende kaudu ja nende otsesel osalusel.

Marsruudi järgmiseks punktiks oli kuumbriketiraua tootmistsehhi kolmanda etapi kompleks - TsGBZh-3, kus, nagu arvata võis, toodetakse kuumbriketirauda.

TsHBI-3 tootmisvõimsus on 1,8 miljonit tonni tooteid aastas, ettevõtte kogu tootmisvõimsus, arvestades 1. ja 2. etappi HBI tootmiseks, on kokku kasvanud 4,5 miljoni tonnini aastas.

TsHBI-3 kompleksi pindala on 19 hektarit ja see hõlmab umbes 130 objekti: partiide ja toodete sõelumisjaamad, traktid ja oksüdeeritud graanulite ja valmistoodete transport, tolmueemaldussüsteemid madalama tihendusgaasi ja HBI jaoks, torujuhtmeriiulid, looduslik gaasi redutseerimisjaam, tihendusgaas, elektrialajaamad, reformer, protsessigaasi kompressor ja muud rajatised. Šahtahi ise on 35,4 m kõrgune ja asub kaheksakorruselises 126 meetri kõrguses metallkonstruktsioonis.

Samuti viidi projekti raames läbi ka seotud tootmishoonete - töötlemistehase ja granuleerimistehase moderniseerimine, millega tagati täiendavates kogustes rauamaagi kontsentraadi (rauasisaldus üle 70%) ja kõrgbaasilise tootmise. parema kvaliteediga graanulid.

HBI tootmine on tänapäeval kõige keskkonnasõbralikum viis raua saamiseks. Selle tootmine ei tekita koksi, paagutuse ja malmi tootmisega seotud kahjulikke heitmeid, samuti ei teki tahkeid jäätmeid räbu kujul. Võrreldes malmi tootmisega on HBI tootmise energiakulud 35% väiksemad ja kasvuhoonegaaside heitkogused 60% väiksemad.
HBI toodetakse pelletitest temperatuuril umbes 900 kraadi.

Seejärel moodustatakse raudbrikett läbi vormi või nagu seda nimetatakse ka "briketipressiks".

Toode näeb välja selline:

Noh, nüüd võtame kuumades poodides veidi päikest! See on Oskoli elektrometallurgiatehas ehk teisisõnu OEMK, kus sulatatakse terast.

Te ei saa lähedale tulla, tunnete kuumust käegakatsutavalt.

Ülemistel korrustel segatakse vahukulbiga kuuma rauarikast suppi.

Kuumakindlad terasetootjad teevad seda.

Tundsin raua spetsiaalsesse anumasse valamise hetkest veidi puudust.

Ja see on valmis rauast supp, palun tulge lauda, ​​enne kui külm hakkab.

Ja veel üks selline.

Ja liigume edasi läbi töötoa. Pildil on näha terasetoodete näidiseid, mida tehas toodab.

Siinne toodang on väga tekstureeritud.

Ühes tehase töökojas toodetakse neid terasest toorikuid. Nende pikkus võib ulatuda 4 kuni 12 meetrini, olenevalt klientide soovidest. Fotol on 6-ahelaline pidevvalu masin.

Siin on näha, kuidas toorikud tükkideks lõigatakse.

Järgmises töökojas jahutatakse kuumad toorikud veega vajaliku temperatuurini.

Ja sellised näevad välja juba jahtunud, kuid veel töötlemata tooted.

See on ladu, kus selliseid pooltooteid hoitakse.

Ja need on mitmetonnised rasked võllid raua valtsimiseks.

Naabertöökojas lihvib ja poleerib OEMK erineva läbimõõduga terasvardaid, mida valtsiti eelmistes töökodades. Muide, see tehas on Venemaal suuruselt seitsmes terase ja terasetoodete tootmise ettevõte.

Peale poleerimist on tooted naabertöökojas.

Järjekordne töötuba, kus toimub toodete treimine ja poleerimine.

Nii näevad nad välja oma toorel kujul.

Poleeritud varraste kokku panemine.

Ja ladustamine kraanaga.

OEMK metalltoodete peamised tarbijad Venemaa turul on auto-, masina-, toru-, riistvara- ja laagritööstuse ettevõtted.

Mulle meeldivad korralikult volditud terasvardad).

OEMK kasutab täiustatud tehnoloogiaid, sealhulgas raua ja elektrikaare sulatamise otsest vähendamist, mis tagab kvaliteetse metalli valmistamise vähendatud lisandite sisaldusega.

OEMK metalltooteid eksporditakse Saksamaale, Prantsusmaale, USA-sse, Itaaliasse, Norrasse, Türki, Egiptusesse ja paljudesse teistesse riikidesse.

Tehas toodab tooteid, mida kasutavad maailma juhtivad autotootjad, nagu Peugeot, Mercedes, Ford, Renault ja Volkswagen. Nendest tehakse nendele samadele välismaistele autodele laagreid.

Kliendi soovil kinnitatakse igale tootele kleebis. Kleebisele on kantud kuumuse number ja terase klassi kood.

Vastasotsa saab märgistada värviga ning igale valmistoodete pakendile kinnitatakse sildid lepingu numbri, sihtriigi, terase klassi, kuumuse numbri, suuruse millimeetrites, tarnija nime ja pakendi kaaluga.

Tänan, et lugesite lõpuni, loodan, et see oli teile huvitav.
Eriline tänu Metalloinvesti kampaaniale kutse eest!

Saate "Kuidas see on tehtud" tellimiseks klõpsake nuppu!