Železné kovy: ložiska, skladování. Hutnictví železných kovů

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Kovy jsou materiály, které nikdy neztrácejí svůj význam. Jsou široce používány v každodenním životě a v průmyslu. Samozřejmě dnes přišli se spoustou různých alternativních látek, na jejichž základě se získávají materiály, které svou kvalitou nejsou horší než kovy. Nelze je však zcela nahradit. Je těžké si představit ploty a brány, mříže, poklopy, nářadí a mnoho dalšího z něčeho jiného.

Přestože plast, sklo, silikon, polyetylen a polypropylen pevně vstoupily do moderního života člověka, je obtížné nahradit základní části konstrukcí, četné části automobilů a jiných vozidel jakoukoli alternativou ke kovům. Ona prostě neexistuje.

Kovy v periodické tabulce

V periodické tabulce chemických prvků zaujímají kovy přední místo. Ze 117 dnes známých poloh patří kovům více než 90. Všechny tyto prvky mají řadu charakteristických znaků, které je umožňují přiřadit ke skupině kovů:

1. Schopný vést elektřinu.
2. Má tepelnou vodivost.
3. Tučné, tvárné, lze svinout do plechů a drátu (ne všechny).
4. Mějte stříbrný lesk (kromě mědi a zlata).

Kromě obecných vlastností má každý podobný prvek řadu specifických, díky čemuž je tak oblíbený.

Typologie

Všechny kovy jako jednoduché látky lze také rozdělit do tří tříd:

1. Černá.
2. Barevné.
3. Vzácné.

Neželezné kovy zahrnují vše kromě drahých kovů a železa. To znamená, že je to měď, rtuť, palladium, chrom, nikl, zinek, hořčík, vápník, hliník, olovo, cín a tak dále.

Vzácné kovy zahrnují následující:

• silver;
• zlato;
• platina.

Železné kovy – co to je?

Tato třída zahrnuje:

• železo a všechny jeho slitiny;
• mangan;
• chrome;
• vanad;
• titan;
• aktinidy a uran (thorium, plutonium, neptunium a další);
• tungsten;
• alkalické kovy.

To znamená, že z celé řady těchto látek tvoří železné kovy menší část. A většinou ne ty nejběžnější (s výjimkou železa) jsou v zemské kůře a útrobách.

Navzdory skutečnosti, že železné kovy jsou zastoupeny tak malým počtem prvků, jsou při výrobě a zpracování velmi běžné a objemné. Množství výrobků, dílů, příslušenství je vyrobeno ze železa a jeho slitin.

Metalurgie železných kovů je poměrně rozsáhlá a žádaná po celém světě. Těžba a zpracování železa je jedním z pokročilých technických a ekonomických úkolů mnohýchzemí světa, včetně Ruska.

Naleziště železných kovů na planetě

Železo je z hlediska těžby na prvním místě mezi všemi kovy. Jeho hmotnostní obsah v přírodě, včetně zemské kůry, se pohybuje v miliardách. Přitom podle odborníků dnes člověk prozkoumal jen sto miliard tun.

Pokud mluvíme o světových nalezištích železných kovů, především železa, je třeba poznamenat, že jsou na všech kontinentech, ve všech částech světa, s výjimkou míst Dálného severu. Zároveň je rozdělení podle zemí přibližně následující (v sestupném pořadí):

• Rusko (asi čtyřicet procent všech světových zásob);
• Brazílie;
• Austrálie;
• Kanada;
• USA;
• Čína;
• Indie;
• Švédsko.

Vklady v Rusku

V Rusku jsou železné kovy obsaženy téměř ve všech rozsáhlých federálních distriktech.

1. Centrální federální okruh (magnetická anomálie Kursk) – více než 59 %.
2. Uralský federální okruh – 14 %.
3. Sibiřská oblast – 13 %.
4. Dálný východ – 8 %.
5. Severozápadní federální okruh – 4 %.
6. Privolzhsky – 0,5 %.

V každém z výše uvedených okresů je podnik, kde se provádí metalurgie železa. Rusko je v tomto ukazateli jasným lídrem na světě a soudě podle zásob to bude pokračovat ještě velmi dlouho.

Těžba materiálu

Výroba železných kovů zahrnuje několik složitých fázových procesů. Za prvé, železné kovy se nevyskytují v nativní formě, ale jsou součástí odpovídajících rud (mangan, železo atd.). Proto je před získáním kovu nutné vytěžit ze země horninu – rudu.

Tento proces provádí těžební průmysl. Současně mohou být rudy obsahující železo bohaté a nasycené nebo chudé na kov. Po vytěžení rudné vrstvy je proto její kus odebrán k chemickému rozboru. Pokud je kvantitativní obsah kovu vyšší než 57-60 %, pak práce pokračuje. Pokud je nižší, zastaví se nebo se přesunou na jiné území, aby hledali bohatší rudu. Jinak tento proces jednoduše není ekonomicky životaschopný.

Další fází, která zahrnuje výrobu železného kovu, je zpracování vytěžené rudy ve speciálním závodě. Tento proces se nazývá metalurgie. Může být několika typů:

1. Hydrometalurgie - technologie těžby a zpracování rudy je založena na využití vody. Současně v procesu loužení přecházejí kovy ze složení rudy do roztoku a odtud jsou extrahovány v čisté formě elektrolýzou. Energeticky i materiálově je tato metoda dražší, proto se používá pouze pro speciální kovy.
2. Základem techniky použití ohně je pyrometalurgie. Procesy tepelného zpracování rudy ve vysokých pecích na koksovatelné uhlí. Nejběžnější způsob zpracování rudy atěžba kovů. Používá se v metalurgii železa.
3. Biometalurgie. Na základě působení živých organismů se teprve začíná uvádět do praxe, vyvíjejí jej biotechnologové. Pointa je schopnost některých mikroorganismů extrahovat kovy ze složení rud během jejich života.

Zpracování

Ve zpracovatelském závodě se vytěžené rudy obsahující železné kovy pečlivě zpracovávají. Všechny tyto procesy jsou uvedeny v tabulce níže.

Technologický proces	Podstata procesu	Výsledek
1. Prospěch rudy	Oddělení části rudy obsahující kov od odpadní horniny. Může se to stát jedním ze tří způsobů: magnetické (založené na feromagnetismu železa); gravitace (základ - různé hustoty odpadu a bohaté horniny); flotace (založeno na použití vody s pěnícím činidlem).	Získejte čistý substrát bohatý na železné kovy, který je odeslán k dalšímu zpracování.
2. Aglomerace	Proces slinování rudy. Provádí se za účelem získání čisté látky bez nečistot plynů a prachu atd.	Získejte tři druhy zpracované rudy: sintrová ruda (pečená při vysokých teplotách bez přístupu vzduchu); separated (očištěno separací); pelety (hmota obsahující tavidla železa).
3. Proces domény	Koksování rudy ve vysoké peci připoužití jako palivo a reduktor železa z jeho oxidů uhlí.	Získejte čisté železo, volitelně již legované uhlíkem za účelem vytvoření oceli.

Takto se získává železo a jeho slitiny. V tomto případě jsou maximální materiálové náklady vynaloženy na přípravu a využití koksu (uhlí). Právě on je redukčním činidlem pro železo, palivem, zdrojem tepla, dodavatelem uhlíku. Proto se v popsaném procesu používá poměrně velké množství, a proto jsou vysoké hotovostní náklady.

Skladovací podmínky

Mezi železné kovy patří především železo a jeho slitiny. Mělo by být zřejmé, že se jedná o materiál velmi odolný proti korozi. Proto skladování železných kovů vyžaduje dodržování určitých pravidel, zejména pokud se nejedná o konstrukce a výrobky, ale o takzvaný šrot železných kovů (odpad, rozbité výrobky, plechy, tyče, kování atd.):

1. Místnost, ve které se materiál nachází, musí být zcela uzavřena před vlhkostí (déšť, sníh). Čím méně vlhkosti, tím delší životnost.
2. Skladová plocha by měla být velká, nemůžete skladovat plechové konstrukce ze železných kovů blízko sebe, protože by to vyvolalo brzkou korozi.
3. Veškerý dostupný materiál by měl být roztříděn podle značky a velikosti.

Při dodržení těchto jednoduchých pravidel bude možné omezit procesy destrukce struktury kovů na co nejdelší dobu.

Slitiny železa

Kje obvyklé označovat jako takové slitiny železa, které se dělí na několik typů:

1. Ocel. Tento výsledek poskytuje železný kov tavený s uhlíkem.
2. Litina. Výchozí surové železo, které se získává ve vysokých pecích při zpracování rudy, je jako materiál pro výrobu spotřebičů a potřeb pro domácnost zcela nevhodné. Je příliš křehký. Musí být podroben dalšímu zpracování ve formě sycení železem a uhlíkem, aby se získal vynikající odolný materiál. Ke zlepšení odolnosti proti korozi a výkonu jsou přidány i další prvky.
3. Feroslitiny (křemičitan, ferochrom, ferosilikon, silikomangan). Hlavním účelem těchto slitin je zlepšit technické vlastnosti finálního materiálu.

Ocel

Hlavní místo mezi všemi slitinami železných kovů má ocel. Dnes jsme se naučili, jak dosáhnout velmi významných výsledků při výrobě tohoto materiálu s předem danými důležitými vlastnostmi. Tento druh slitiny je nejdůležitější pro průmysl, který železné kovy daly. Jaké oceli se rozlišují?

1. Nízkouhlíkové – používá se k výrobě různých nástrojů.
2. Nerezové (vyrábějí se z nich trubky, žáruvzdorné díly, řezné nástroje, svařovaná zařízení atd.).
3. Ferrito Chrome.
4. Martenzitický chrom.
5. Slitina.
6. Nickel.
7. Chrome.
8. Chro-vanad.
9. Tungsten.
10. Molybden.
11. Mangan.

Z názvů je zřejmé, žeprávě tyto složky se přidávají do směsi železa a uhlíku v určitém poměru. To má vliv na významnou změnu vlastností výsledných materiálů.

Sekundární kovy

Bohužel, jak bychom si přáli, věci nemohou trvat věčně. Vše se postupem času stává nepoužitelným – láme se, tluče, stárne a vychází z módy. To je také případ konstrukcí ze železných kovů. Ocel, litina a další produkty, náhradní díly prostě přestanou být potřeba.

Poté jsou předány speciálním podnikům zabývajícím se zpracováním surovin, které se staly nepoužitelnými. Nyní jsou to černé sekundární kovy. Toto je název kovových výrobků vyrobených ze železných kovů, které jsou nefunkční a nepotřebné v každodenním životě.

Podniky, které sbírají šrot, musí dodržovat určitá pravidla pro jeho skladování, odstraňování a prodej. Právní předpisy naší země v této otázce stanoví GOST. Železné kovy, stejně jako neželezné, jsou pod přísnou kontrolou zákona.

Recyklované kovy lze recyklovat a vrátit zpět do výroby. Je na prodej pro takové účely, aby zprostředkující podnikatelé nakupovali černý kovový šrot.

S železnými kovy se dnes zachází s náležitou úctou, zaujímají vedoucí postavení na trhu se svými produkty.

Mechanické použití

Ocelové a litinové předměty, díly, různá zařízení jsou široce používány ve strojírenství. Jsou žádané nejen poautomobilovém, ale také v chemické, letecké výrobě a také ve stavbě lodí. To vše je způsobeno zvláštní pevností těchto materiálů, jejich tepelnou odolností a odolností proti korozi. Železné kovy se stávají základním materiálem pro výrobu mnoha druhů výrobků. Mezi nejběžnější patří:

• boční kryty ozubených kol;
• ložiska;
• ventily;
• fittings;
• pouzdra;
• pipes;
• válce automobilů a jiných vozidel;
• ozubená kola;
• články řetězu na traktorech;
• brzdové bubny;
• carriages;
• pouzdra a tak dále.

Tento seznam je nekonečný, protože výrobků ze železných kovů a jejich slitin je opravdu hodně.

Uplatnění v jiných odvětvích

Existuje několik hlavních oblastí, ve kterých se železné kovy používají:

1. Chemický průmysl.
2. Inženýrství.
3. Výroba nábytku pro speciální účely.
4. Uvolnění nádobí.
5. Výroba konstrukčních dílů.

Toto jistě není úplný seznam, ale pouze nejběžnější oblasti, které tvoří drtivou většinu ocelových výrobků.