Новые металлургические технологии

Новые металлургические технологии.

Введение.

Металлу́ргия и металлурги́я — (от др.-греч. μεταλλουργέω — добываю руду, обрабатываю металлы) — область науки и техники, охватывающая процессы получения металлов из руд или других материалов, а также процессы, связанные с изменением химического состава, структуры и свойств металлических сплавов. В первоначальном, узком значении — искусство извлечения металлов из руд. В настоящее время металлургия является также отраслью промышленности.

К металлургии относятся: 

• производство металлов из природного сырья и других металлосодержащих продуктов,
• получение сплавов,
• обработка металлов в горячем и холодном состоянии,
• сварка,
• нанесение покрытий из металлов,
• область материаловедения, изучающая физическое и химическое поведение металлов, интерметаллидов и сплавов.

 

К основным металлургическим производствам относятся:

• доменное производство,
• сталеплавильное производство,
• агломерационное производство,
• коксохимическое производство,
• литейное производство.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Истрия зарождение металлургии.

Археологические исследования свидетельствуют о том, что человечество добывало металл с давних пор. В частности, обнаруженные в 50-60-х годах XX века в юго-западной части Малой Азии следы выплавки меди датируются седьмым, шестым тысячелетием до нашей эры. Первые свидетельства того, что человек занимался металлургией в 5-6 тысячелетии до н. э. были найдены в Майданпеке, Плочнике  и других местах в Сербии (в том числе медный топор 5500 лет до н. э., относящийся к культуре Винча), Болгарии (5000 лет до н. э.), Палмеле (Португалия), Испании,Стоунхендже (Великобритания). Однако, как это нередко случается со столь давними явлениями, возраст не всегда может быть точно определён.

(Источник информации  http://ru.wikipedia.org/wik).

В культуре ранних времён присутствуют серебро, медь, олово и метеоритное железо, позволявшие вести ограниченную металлообработку. Так, высоко ценились «Небесные кинжалы» — египетское оружие, созданное из метеоритного железа 3000 лет до н. э. Но, научившись добывать медь и олово из горной породы и получать сплав, названный бронзой, люди в 3500 годы до н. э. вступили в Бронзовый век.

В бронзовом веке (третье—первое  тысячелетие до н.э.) применение получили изделия и орудия труда из сплавов  меди с оловом (оловянная бронза). Этот сплав - древнейший сплав, выплавленный человеком. Считается, что первые изделия из бронзы получены за 3 тыс. лет до н.э. восстановительной плавкой смеси медной и оловянной руд с древесным углем. Значительно позже бронзы стали изготовлять добавкой в медь олова и других металлов (алюминиевые, бериллиевые, кремненикелевые и др. бронзы, сплавы меди с цинком, называемые латунью, и др.). Бронзы применялись вначале для производства оружия и орудий труда, затем для отливки колоколов, пушек и т.д. В настоящее время наиболее распространены алюминиевые бронзы, содержащие 5-12 % алюминия с добавками железа, марганца и никеля.

Вслед за медью человек  стал использовать железо.

Общее представление о трёх «веках»- каменном, бронзовом и железном — возникло ещё в античном мире (Тит Лукреций Кар). Термин «железный век» был введён в науку в середине XIX века датским археологом К. Томсеном.

Получение железа из руды и  выплавка металла на основе железа было гораздо сложнее. Считается, что  технология была изобретена хеттами примерно в 1200 году до н. э., что стало началом Железного века. В расшифрованных хеттских текстах XIX века до н.э. упоминается о железе как о металле, «упавшем с неба». Секрет добычи и изготовления железа стал ключевым фактором могущества филистимлян.

Железная колонна в  Дели (Кутубская колонна)

Принято считать, что человек  впервые познакомился с метеоритным железом. Косвенным подтверждением этому является названия железа на языках древних народов: «небесное тело» (древнеегипетский, древнегреческий), «звезда» (древнегреческий). Шумеры называли железо «небесной медью». Возможно, поэтому всё, что было связано в древности с железом, было окружено ореолом таинственности. Люди, добывающие и перерабатывающие железо, были окружены почётом и уважением, к которым примешивалось и чувство страха (их часто изображали колдунами).

В исторической литературе эпоху железного века делят на два периода. Ранний железный век, охватывает период X-V веков до н.э.. Этот период получил название гальштатская культура по названию города Гальштат в Австрии, возле которого были найдены железные предметы того времени. Поздний или «второй железный век» охватывает период V-II веков до н.э.— начало н.э. и получил название латенская культура — по одноименному месту в Швейцарии, от которого осталось много железных предметов. Латенская культура связывается с кельтами, считавшимися мастерами изготовления различных орудий из железа. Большое переселение кельтов, начавшееся в V веке до н.э., способствовало распространению этого опыта на территории Западной Европы. От кельтского названия железа «изарнон» произошли немецкое «айзен» и английское «айрон».

В конце второго тысячелетия  до н.э. железо появилось в Закавказье. В степях Северного Причерноморья в VII—I веках до н.э. обитали племена скифов, создавших наиболее развитую культуру раннего железного века на территории России и Украины.

Вначале железо ценилось очень  дорого, использовалось для изготовления монет, хранилось в царских сокровищницах. Затем оно стало всё активнее использоваться как орудие труда, и как оружие. Об использовании железа в качестве орудий труда упоминается в Илиаде Гомера. Там же упоминается о том, что Ахилл наградил победителя дискобола диском из железа. Греческие мастера уже в древние времена использовали железо. В построенном греками храме Артемиды барабаны мраморных колонн храма были скреплены мощными железными штырями длиной 130, шириной 90 и толщиной 15 мм.

Пришедшие в Европу народы с Востока внесли свой вклад в  распространение металлургии. По преданию, колыбелью монголов и туркменов были богатые рудами Алтайские горы. Своими богами эти народы считали тех, кто ведал кузнечным ремеслом. Доспехи и оружие воинственных кочевников из Средней Азии было сделано из железа, что подтверждает их знакомство с металлургией.

Богатые традиции производства изделий из железа имеются в Китае. Здесь, возможно ранее, чем у других народов, научились получать жидкий чугун и делать из него отливки. До наших дней сохранились некоторые уникальные отливки из чугуна, изготовленные в первом тысячелетии н.э., например, колокол высотой 4 и диаметром З метра, массой 60 тонн.

Известны уникальные изделия  металлургов древней Индии. Классическим примером является знаменитая вертикально  стоящая Кутубская колонна в Дели массой 6 тонн, высотой 7,5 метров и диаметром 40 см. Надпись на колонне гласит, что она сооружена примерно в 380—330 годах до н.э. Анализ показывает, она сооружена из отдельных криц, сваренных в кузнечном горне. На колонне нет ржавчины. В захоронениях древней Индии найдено стальное оружие, изготовленное в середине первого тысячелетия до н.э.

Таким образом, следы развития чёрной металлургии можно отследить  во многих прошлых культурах и  цивилизациях. Сюда входят древние и средневековые королевства и империи Среднего Востока и Ближнего Востока, древний Египет и Анатолия (Турция), Карфаген, греки и римляне античной и средневековой Европы, Китай, Индия, Япония и т. д. Нужно заметить, что многие методы, устройства и технологии металлургии первоначально были придуманы в Древнем Китае, а потом и европейцы освоили это ремесло (изобретя доменные печи, чугун, сталь, гидромолоты и т. п.). Тем не менее, последние исследования свидетельствуют о том, что технологии римлян были гораздо более продвинутыми, чем предполагалось ранее, особенно в области горной добычи и ковки.

 

 

 

 

 

Основная часть.

На данный момент в мире идет борьба за инновации. Каждый день ученые разных стран разрабатывают новые технологии. Своим трудом они хотят улучшить жизнь человечества и мир, в котором оно живет. Инженеры упорно ведут разработки в областях: доменного производства, сталеплавильного, агломерационного, литейного и т.д. Одним из примеров этому являются новые металлургические технологии.

Не так давно доменщиками  была Разработана и внедрена технология использования стального конвертерного шлака, с целью утилизации железа, свободного оксида кальция, оксида магния и оксида марганца без ухудшения технико-экономических показателей работы доменных печей и увеличением содержания ванадия в чугуне.

Применение неформованных  огнеупоров. На литейных дворах доменных печей комбината впервые в России внедрен комплекс мероприятий по использованию вместо пекосодержащих экологически вредных материалов менее опасных и более стойких неформованных огнеупоров. 
    Футеровка главных желобов на всех доменных печах выполнена совместно с ОАО "Динур" разработанными наливными бетонами. Расход массы составляет менее 250грамм на тонну пропущенного чугуна. Через первый главный желоб пропущено более двух с половиной миллионов тонн чугуна, при шести промежуточных ремонтах методом подливки изношенных участков футеровки. 
    Использование наливных футеровок для главных желобов позволило уменьшить:

• количество ремонтов желобов,
• расход огнеупорных масс,
• удельные затраты по огнеупорным материалам на тонну чугуна.

 

 Совместно с ОАО "Динур" разработана технология и внедрены леточные массы кремнеземистого состава, что позволило заменить углеродсодержащие массы и улучшить условия труда. 

Футеровка футляров чугунных леток выполняется с использованием наливного бетона. Новая технология позволила заменить технологию ручного трамбования брикетов из канцерогенносодержащих углеродистых материалов и повысить стойкость в сотни раз.(http://www.ntmk.ru/ru/manufacture/technologies4.php)

Что касается производства стали, то в 2000 годах была разработана технология нанесения шлакового гарнисажа на футеровку конвертера позволяет повысить стойкость футеровки конвертеров. 
    В конвертерном производстве комбината разработана и внедрена технология нанесения гарнисажа шлаком, сформированным в процессе плавки, на футеровку конвертера после слива стали путем раздува шлака азотом. 
    Использование данной технологии позволило повысить стойкость футеровки конвертеров в 2001 году, в сравнении с 2000 годом, на 50%. 
Применение огнеупоров. Разработана схема футеровки стальковшей, позволяющая в условиях комбината с малой толщиной футеровки снизить тепловые потери через нее при использовании периклазоуглеродистых огнеупоров. 
    Внедрены ремонтные массы для восстановления локальных повреждений футеровки с использованием специального стенда поворота ковша. Разработана конструкция стыковочной воронки погружного стакана с дозатором. Новое решение обеспечивает плотную стыковку стаканов и позволяет оперативно ликвидировать подтеки металла в случае их появления.( http://www.ntmk.ru/ru/manufacture/technologies5.php)