Temir ruda. Temir (po'lat) qanday olinadi va u nimadan tayyorlanadi? Rudadan temirni qanday eritish mumkin

Jarayonlar to'g'ridan-to'g'ri qabul qilish rudalardan temir

Temirni to'g'ridan-to'g'ri ishlab chiqarish jarayonlari deganda to'g'ridan-to'g'ri rudadan yuqori o'choqni chetlab o'tib, shimgich, kraker yoki suyuq metall shaklida metall temir olish imkonini beradigan kimyoviy, elektrokimyoviy yoki kimyoviy-termik jarayonlar tushuniladi.

Bunday jarayonlar metallurgiya koksi, oqimlari, elektr energiyasini iste'mol qilmasdan amalga oshiriladi (tayyorlash uchun siqilgan havo), shuningdek, juda sof metallni olish imkonini beradi.

Temirni bevosita ishlab chiqarish usullari uzoq vaqtdan beri ma'lum. 70 dan ortiq turli xil usullar sinab ko'rildi, ammo faqat bir nechtasi amalga oshirildi va bundan tashqari, kichik sanoat miqyosida.

So'nggi yillarda ushbu muammoga qiziqish ortdi, bu koksni boshqa yoqilg'ilar bilan almashtirishdan tashqari, rudalarni chuqur boyitish usullarini ishlab chiqish bilan bog'liq bo'lib, konsentratlarda nafaqat yuqori temir miqdorini ta'minlaydi (70 ... 72). %), balki oltingugurt va fosfordan deyarli to'liq ajralib chiqadi. .

Shaftli pechlarda shimgichli temirni olish.

Jarayon diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 2.1.

Guruch. 2.1. Rudalardan temirni to'g'ridan-to'g'ri qaytarish va metalllashtirilgan granulalar ishlab chiqarish zavodining sxemasi

Shimgichli temirni olgandan so'ng, qazib olingan ruda boyitiladi va granulalar olinadi. Bunker 1 dan ekran 2 orqali zarralar zaryadlash mashinasining 10 qutisiga va u erdan milya pechiga kiradi. 9 qarshi oqim printsipi asosida ishlaydi. Granulalardan to'kilgan bunkerga 3 briketlash pressi bilan kiradi va granulalar shaklida yana ekranga 2 kiradi. . Temirni granulalardan kamaytirish uchun tabiiy va yuqori o'choq gazlari aralashmasi o'choqqa quvur liniyasi 8 orqali etkazib beriladi, o'rnatish 7 da konvertatsiya qilinadi, buning natijasida aralashma vodorod va uglerod oksidiga parchalanadi. S pechining reduksiya zonasida 1000 ... 1100 0 S harorat yaratiladi, bunda granulalardagi temir javhari qattiq shimgichli temirga kamayadi. Granulalardagi temir miqdori 90...95% ga etadi. Temir granulalarini quvur liniyasi 6 orqali sovutish zonasiga sovutish uchun 0 pechlar havo bilan ta'minlaydi. Sovutilgan granulalar 5 konveyerga 4 etkazib beriladi va elektr pechlarda po'lat eritishga beriladi.

Suyuqlangan yotoqda temirni qayta tiklash.

Yupqa taneli ruda yoki konsentrat panjara ustiga joylashtiriladi, u orqali 1,5 MPa bosimda vodorod yoki boshqa qaytaruvchi gaz beriladi. Vodorod bosimi ostida ruda zarralari suspenziyada bo'lib, uzluksiz harakatlanib, "qaynoq", "soxta suyultirilgan" qatlam hosil qiladi. Suyultirilgan qatlam qaytaruvchi gazning temir oksidi zarralari bilan yaxshi aloqa qilishini ta'minlaydi. Qayta olingan kukunning bir tonnasiga vodorod sarfi 600...650 m 3 ni tashkil qiladi.

Shimgichli temirni tigel kapsulalarida tayyorlash.

Diametri 500 mm va balandligi 1500 mm bo'lgan silikon karbid kapsulalari ishlatiladi. Zaryad konsentrik qatlamlarda yuklanadi. Kapsulaning ichki qismi oltingugurtni yo'qotish uchun qaytaruvchi - maydalangan qattiq yoqilg'i va ohaktosh (10...15%) bilan to'ldiriladi. Ikkinchi qatlam qayta tiklanadigan maydalangan ruda yoki kontsentrat, tegirmon shkalasi, so'ngra qaytaruvchi agent va ohaktoshning yana bir konsentrik qatlami. Trolleybuslarga o'rnatilgan kapsulalar 140 m uzunlikdagi tunnel pechida asta-sekin harakatlanadi, u erda ular isitiladi, 1200 0 S da saqlanadi va 100 soat sovutiladi.

Qisqartirilgan temir qalin devorli quvurlar shaklida olinadi, ular tozalanadi, maydalanadi va eziladi, tarkibida 99% gacha bo'lgan temir kukuni, uglerod - 0,1 ... 0,2% olinadi.

Chelik ishlab chiqarish

Jarayonning mohiyati

Bo'lmoq- tarkibida deyarli 1,5% uglerod bo'lgan temir-uglerodli qotishmalar, yuqori tarkibga ega, po'latlarning qattiqligi va mo'rtligi sezilarli darajada oshadi va ular keng qo'llanilmaydi.

Po'lat ishlab chiqarish uchun asosiy xom ashyo cho'yan va po'lat parchalari(hurda).

Temir asosan temir po'lat ishlab chiqaruvchi pechlarda kislorod bilan reaksiyaga kirishganda oksidlanadi:

Temir bilan bir vaqtda kremniy, fosfor, marganets va uglerod oksidlanadi. Yuqori haroratlarda hosil bo'lgan temir oksidi o'z kislorodini quyma temirdagi faolroq aralashmalarga beradi va ularni oksidlaydi.

Po'lat ishlab chiqarish jarayonlari uch bosqichda amalga oshiriladi.

Birinchi bosqich - zaryadning erishi va suyuq metall vannaning isishi.

Metallning harorati nisbatan past, temirning oksidlanishi intensiv ravishda sodir bo'ladi, temir oksidi hosil bo'ladi va aralashmalarning oksidlanishi: kremniy, marganets va fosfor.

Bosqichning eng muhim vazifasi fosforni olib tashlashdir. Buning uchun shlaklar mavjud bo'lgan asosiy o'choqda eritishni o'tkazish maqsadga muvofiqdir. Fosforik angidrid temir oksidi bilan beqaror birikma hosil qiladi. Kaltsiy oksidi temir oksidiga qaraganda kuchli asosdir, shuning uchun past haroratlarda uni bog'laydi va cürufga aylantiradi:

Fosforni olib tashlash uchun metall va cüruf vannasining past harorati, cürufda etarli miqdorda bo'lishi kerak. Shlak tarkibini ko'paytirish va aralashmalarning oksidlanishini tezlashtirish uchun o'choqqa temir javhari va shkala qo'shiladi, bu esa temir cürufini keltirib chiqaradi. Fosfor metalldan shlakga chiqarilsa, shlakdagi fosfor miqdori ortadi. Shuning uchun, bu cürufni metall oynadan olib tashlash va uni yangi qo'shimchalar bilan yangisi bilan almashtirish kerak.

Ikkinchi bosqich - metall hammomning qaynashi - yuqori haroratgacha qizdirilganda boshlanadi.

Haroratning oshishi bilan uglerodning oksidlanish reaktsiyasi jadalroq davom etadi, bu issiqlikni yutish bilan sodir bo'ladi:

Uglerodni oksidlash uchun metallga oz miqdordagi ruda, shkala kiritiladi yoki kislorod puflanadi.

Temir oksidi uglerod bilan reaksiyaga kirishganda, suyuq metalldan uglerod oksidi pufakchalari ajralib, "hammom qaynashi" ni keltirib chiqaradi. "Qaynatish" paytida metalldagi uglerod miqdori kerakli darajaga tushiriladi, harorat vannaning hajmiga tenglashtiriladi, paydo bo'lgan pufakchalarga yopishgan metall bo'lmagan qo'shimchalar, shuningdek pufakchalarga kiradigan gazlar. qisman olib tashlandi. Bularning barchasi metall sifatini yaxshilashga yordam beradi. Shuning uchun bu bosqich po'lat ishlab chiqarish jarayonida asosiy hisoblanadi.

Oltingugurtni olib tashlash uchun ham sharoitlar yaratilgan. Po'latdagi oltingugurt sulfid () shaklida bo'lib, u asosiy cürufda ham eriydi. Harorat qanchalik yuqori bo'lsa, temir sulfidi shlakda eriydi va kaltsiy oksidi bilan o'zaro ta'sir qiladi:

Olingan birikma cürufda eriydi, lekin temirda erimaydi, shuning uchun oltingugurt cürufga chiqariladi.

Uchinchi bosqich, po'lat deoksidlanish, suyuq metallda erigan temir oksidini kamaytirishdan iborat.

Erish paytida metall tarkibidagi kislorod miqdorining ko'payishi aralashmalarning oksidlanishi uchun zarurdir, ammo tayyor po'latda kislorod zararli aralashmadir, chunki u kamaytiradi mexanik xususiyatlar po'lat, ayniqsa yuqori haroratlarda.

Chelik ikki usulda oksidlanadi: cho'kma va diffuziya.

Cho'kma deoksidlanish suyuq po'latga eruvchan deoksidlovchi moddalarni (ferromanganets, ferrosilikon, alyuminiy) kiritish orqali amalga oshiriladi, ular temirga qaraganda kislorodga ko'proq yaqinlik qiladi.

Deoksidlanish natijasida temir kamayadi va oksidlar hosil bo'ladi: , po'latdan pastroq zichlikka ega va cürufga chiqariladi.

Diffuziyali deoksidlanish shlaklarni deoksidlanish yo'li bilan amalga oshiriladi. Ferromanganets, ferrosilikon va alyuminiy maydalangan holda shlak yuzasiga yuklanadi. Temir oksidini kamaytiradigan deoksidlovchi moddalar uning shlakdagi tarkibini kamaytiradi. Binobarin, po'latda erigan temir oksidi cürufga aylanadi. Ushbu jarayonda hosil bo'lgan oksidlar shlakda qoladi va qaytarilgan temir po'latga o'tadi, po'latdagi metall bo'lmagan qo'shimchalar miqdori kamayadi va uning sifati oshadi.

Deoksidlanish darajasiga ko'ra po'latlar eritiladi:

a) tinch

b) qaynatish

c) yarim tinch.

Sokin po'lat pechda va cho'chqada to'liq deoksidlanish yo'li bilan olinadi.

Qaynayotgan po'lat o'choqda to'liq deoksidlanmagan. Uning oksidlanishi temir oksidi va uglerodning o'zaro ta'siri tufayli quyma qotib qolganda qolipda davom etadi:

Olingan uglerod oksidi po'latdan ajralib chiqadi, po'latdan azot va vodorodni olib tashlashga yordam beradi, gazlar pufakchalar shaklida chiqariladi, bu esa uning qaynashiga olib keladi. Qaynayotgan po'latda metall bo'lmagan qo'shimchalar mavjud emas, shuning uchun u yaxshi egiluvchanlikka ega.

Yarim sokin po'lat tinch va qaynash o'rtasida oraliq deoksidlanishga ega. Po'lat tarkibidagi temir oksidi va uglerodning o'zaro ta'siri tufayli qisman pechda va cho'chqada, qisman qolipda deoksidlanadi.

Po'latni qotishma ichiga ferroqotishmalar yoki sof metallarni kiritish orqali amalga oshiriladi kerakli miqdor eritishga. Kislorodga yaqinligi temirga qaraganda kamroq bo'lgan qotishma elementlar eritish va quyish paytida oksidlanmaydi, shuning uchun ular eritish paytida istalgan vaqtda kiritiladi. Temirga qaraganda kislorodga yaqinroq bo'lgan qotishma elementlar ( ), metallga deoksidlanishdan keyin yoki u bilan bir vaqtda eritmaning oxirida, ba'zan esa cho'chqa ichiga kiritiladi.

Chelik eritish usullari

Quyma temir turli xil ish printsiplarining metallurgiya agregatlarida po'latga aylantiriladi: o'choq pechlari, kislorod konvertorlari, elektr pechlari.

Ochiq o'choqli pechlarda po'lat ishlab chiqarish

Ochiq o'choq jarayoni (1864-1865, Frantsiya). Yetmishinchi yillargacha bo'lgan davrda bu po'lat ishlab chiqarishning asosiy usuli edi. Usul nisbatan past mahsuldorlik, ikkilamchi metall - po'lat qoldiqlarini ishlatish imkoniyati bilan tavsiflanadi. Pechning quvvati 200...900 t.Usul yuqori sifatli po'lat olish imkonini beradi.

Olovli pech (2.2-rasm) qurilma va ishlash printsipiga ko'ra olovni qaytaruvchi regenerativ pech hisoblanadi. Eritma kamerasida gazsimon gaz yoqiladi

yoqilg'i yoki moy. Eritilgan holatda po'latni olish uchun yuqori harorat o'choq gazlarining issiqlik qayta tiklanishi bilan ta'minlanadi.

Zamonaviy o'choqli pech - bu o'tga chidamli g'ishtlardan yasalgan gorizontal cho'zilgan kamera. Ishchi eritish maydoni pastdan o'choq 12, yuqoridan esa 11 gvardiya bilan cheklangan , va old tomondan 5 va orqa 10 devorning yon tomonlaridan. O'choq o'choq devorlari tomon qiyaliklari bilan vanna shakliga ega. Old devorda zaryad va oqimni ta'minlash uchun yuklash oynalari 4, orqa devorda esa tayyor po'latni chiqarish uchun teshik 9 mavjud.

2.2-rasm. Ochiq o'choqli pechning sxemasi

Ish joyining o'ziga xos xususiyati o'choq o'chog'ining maydoni bo'lib, u yuklash oynalarining ostonalari darajasida hisoblanadi. Olovli kallaklar 2 eritish joyining ikkala uchida joylashgan bo'lib, ular yoqilg'ini havo bilan aralashtirish va bu aralashmani eritish joyiga etkazib berish uchun xizmat qiladi. Yoqilg'i sifatida tabiiy gaz va neft ishlatiladi.

Kam kaloriyali gazda ishlaganda havo va gazni isitish uchun pechda ikkita regenerator mavjud 1.

Regenerator - ko'krak joylashtirilgan kamera - havo va gazlarni isitish uchun mo'ljallangan, qafasga yotqizilgan o'tga chidamli g'isht.

Pechdan chiqadigan gazlar 1500 ... 1600 0 S haroratga ega. Regeneratorga kirib, gazlar o'rashni 1250 0 S haroratgacha qizdiradi. Havo regeneratorlardan biri orqali etkazib beriladi, bu esa o'rash orqali o'tadi. , 1200 0 S gacha qiziydi va o'choq boshiga kiradi, u erda yoqilg'i bilan aralashadi, boshning chiqishida mash'al 7 hosil bo'lib, zaryadga 6 yo'naltiriladi.

Egzoz gazlari shlak va chang zarralarini gazdan ajratish uchun xizmat qiluvchi qarama-qarshi bosh (chap), tozalash moslamalari (shlakli tanklar) orqali o'tadi va ikkinchi regeneratorga yuboriladi.

Sovutilgan gazlar o'choqdan mo'ri 8 orqali chiqib ketadi.

To'g'ri regeneratorning nozullari sovutilgandan so'ng, klapanlar almashtiriladi va o'choqdagi gaz oqimi yo'nalishini o'zgartiradi.

Olovli mash'alning harorati 1800 0 S ga etadi. Chiroq qiziydi ish maydoni pechlar va zaryad. Mash'al eritish paytida zaryadli aralashmalarning oksidlanishiga hissa qo'shadi.

Eritmaning davomiyligi 3…6 soat, katta pechlar uchun - 12 soatgacha. Tayyor eritma o'choqning pastki sathida orqa devorda joylashgan teshik orqali chiqariladi. Teshik past haroratli o'tga chidamli materiallar bilan mahkam yopilgan, ular eritma chiqarilganda ishdan chiqadi. Pechlar doimiy ravishda ishlaydi, ular kapital ta'mirlash uchun to'xtaguncha - 400 ... 600 issiqlik.

Eritmada ishlatiladigan zaryadning tarkibiga ko'ra, o'choq jarayonining navlari mavjud:

- hurda-jarayon, unda zaryad po'lat parchalari (hurda) va 25 ... 45% cho'chqa temirdan iborat bo'lib, jarayon yuqori pechlar mavjud bo'lmagan zavodlarda qo'llaniladi, lekin metall parchalari ko'p.

- hurda-ruda jarayoni, unda zaryad suyuq temir (55 ... 75%), hurda va temir rudasidan iborat bo'lib, jarayon yuqori o'choqli metallurgiya zavodlarida qo'llaniladi.

Pechning qoplamasi asosiy va kislotali bo'lishi mumkin. Agar po'latni eritish jarayonida shlakda asosiy oksidlar ustun bo'lsa, u holda jarayon deyiladi. asosiy ochiq o'choq jarayoni, va nordon bo'lsa - nordon.

Eng ko'p po'lat miqdori asosiy astarli ochiq o'choqli pechlarda rudalarni qayta ishlash jarayonida ishlab chiqariladi.

Temir rudasi va ohaktosh o'choqqa yuklanadi va qizdirilgandan so'ng hurda oziqlanadi. Chiqindilarni qizdirgandan so'ng, suyuq temir o'choqqa quyiladi. Erish davrida ruda va hurda oksidlari tufayli temir aralashmalari intensiv oksidlanadi: kremniy, fosfor, marganets va qisman uglerod. Oksidlar tarkibida temir va marganets oksidi (temir cürufu) ko'p bo'lgan cüruf hosil qiladi. Shundan so'ng, vannaning "qaynatish" davri o'tkaziladi: temir javhari o'choqqa solinadi va vanna quvurlari 3 orqali etkazib beriladigan kislorod bilan tozalanadi. Bu vaqtda o'choqqa yoqilg'i va havo etkazib berish o'chiriladi va cüruf chiqariladi.

Oltingugurtni olib tashlash uchun shlakning viskozitesini kamaytirish uchun boksit qo'shilishi bilan metall oynaga ohak qo'llash orqali yangi cüruf kiritiladi. Shlakdagi tarkib ko'payadi va kamayadi.

"Qaynoq" davrida uglerod intensiv oksidlanadi, shuning uchun aralashmada ortiqcha uglerod bo'lishi kerak. Yoniq bu bosqich metall belgilangan kimyoviy tarkibga keltiriladi, undan gazlar va metall bo'lmagan qo'shimchalar chiqariladi.

Keyin metall ikki bosqichda deoksidlanadi. Birinchidan, deoksidlanish metallning uglerodini oksidlash orqali davom etadi, shu bilan birga deoksidlovchi moddalar - ferromanganets, ferrosilikon, alyuminiy - vannaga kiradi. Alyuminiy va ferrosilikon bilan yakuniy deoksidlanish, po'lat pechdan urilganda, cho'chqada amalga oshiriladi. Nazorat namunalarini tanlagandan so'ng, po'lat po'choqqa chiqariladi.

Asosiy marten pechlarida uglerodli konstruktiv po’latlar, past va o’rta qotishmali (marganets, xromli) po’latlar eritiladi, elektr pechlarida olinadigan yuqori qotishma po’lat va qotishmalardan tashqari.

Yuqori sifatli po'latlar kislotali marten pechlarida eritiladi. Oltingugurt va fosforning past miqdori bo'lgan aralashma ishlatiladi.

Marten pechlarida po'lat ishlab chiqarishning asosiy texnik-iqtisodiy ko'rsatkichlari:

· pechning mahsuldorligi - kuniga 1 m 2 o'choq maydonidan po'latni olib tashlash (kuniga t / m 2), o'rtacha 10 t / m 2; R

· eritilayotgan 1 tonna po'lat uchun yoqilg'i sarfi, o'rtacha 80 kg/t.

Pechlarning kengayishi bilan ularning iqtisodiy samaradorligi oshadi.

Kislorod konvertorlarida po'lat ishlab chiqarish.

BOF jarayoni - asosiy qoplamali konvertorda suyuq temirdan po'lat eritish va suv bilan sovutilgan nay orqali kislorodni puflash.

1933-1934 yillardagi birinchi tajribalar - Miya.

IN sanoat miqyosi- 1952-1953 yillarda Linz va Donavits (Avstriya)dagi zavodlarda - LD jarayoni deb nomlandi. Hozirgi vaqtda bu usul po'latni ommaviy ishlab chiqarishda asosiy hisoblanadi.

Kislorod konvertori asosiy g'isht bilan qoplangan po'lat plitalardan yasalgan nok shaklidagi idishdir.

Konverter quvvati - 130 ... 350 tonna suyuq temir. Ish paytida konvertor hurdalarni yuklash, temir quyish, po'lat va cürufni to'kish uchun 360 0 ga aylanishi mumkin.

Kislorod-konvertor jarayonining zaryadlovchi materiallari suyuq cho'yan, po'lat qoldiqlari (30% dan ko'p bo'lmagan), cürufni yo'naltirish uchun ohak, temir rudasi, shuningdek, cürufni suyultirish uchun boksit va florspatdir.

Kislorod konvertorlarida po'lat ishlab chiqarishda texnologik operatsiyalar ketma-ketligi shaklda ko'rsatilgan. 2.3.

2.3-rasm. Kislorodli konvertorlarda po'lat quyishda texnologik operatsiyalar ketma-ketligi

Po'latning navbatdagi erishidan so'ng, chiqish teshigi refrakter massa bilan yopiladi va astar tekshiriladi va ta'mirlanadi.

Eritishdan oldin konvertor egilib, guruch hurdalari to'ldirish mashinalari yordamida yuklanadi. (2.3.a), quyma temir 1250 ... 1400 0 S haroratda quyiladi (2.3.b-rasm).

Shundan so'ng, konvertor buriladi ish pozitsiyasi(2.3.c-rasm), ichkariga sovutilgan tuyer kiritiladi va u orqali kislorod 0,9 ... 1,4 MPa bosimda beriladi. Ohak, boksit va temir rudalari puflash boshlanishi bilan bir vaqtda yuklanadi. Kislorod metallga kirib, uning konvertorda aylanishiga va shlak bilan aralashishiga olib keladi. Tuyer ostida 2400 0 S harorat rivojlanadi.Temir kislorod oqimi bilan metallning aloqa zonasida oksidlanadi. Temir oksidi cüruf va metallda eriydi, metallni kislorod bilan boyitadi. Erigan kislorod metall tarkibidagi kremniy, marganets, uglerodni oksidlaydi va ularning miqdori kamayadi. Metall oksidlanish jarayonida ajralib chiqadigan issiqlik bilan isitiladi.

Fosfor vannani kislorod bilan tozalashning boshida, uning harorati past bo'lganda chiqariladi (quyma temirdagi fosfor miqdori 0,15% dan oshmasligi kerak). Fosforning ko'payishi bilan uni olib tashlash uchun cürufni to'kib tashlash va yangisini kiritish kerak, bu esa konvertorning ish faoliyatini pasaytiradi.

Oltingugurt butun eritma davomida chiqariladi (quyma temirdagi oltingugurt miqdori 0,07% gacha bo'lishi kerak).

Metall tarkibidagi uglerod miqdori belgilangan qiymatga to'g'ri kelganda kislorod ta'minoti to'xtatiladi. Shundan so'ng, konvertor aylantiriladi va po'lat cho'chqaga chiqariladi (2.3.d-rasm), u erda cho'kma usuli bilan ferromarganets, ferrosilikon va alyuminiy bilan deoksidlanadi, so'ngra shlak drenajlanadi (2.3.d-rasm). .

Kislorodli konvertorlarda turli xil uglerodli tarkibga ega, qaynaydigan va tinchlanadigan po'latlar, shuningdek, past qotishma po'latlar eritiladi. Eritilgan shakldagi qotishma elementlar po'latni qoqib qo'yishdan oldin idishga kiritiladi.

Antik davrda temir texnologiyasi

Rudadan temir olish uchun birinchi navbatda gullash kerak. Buning uchun birinchi marta oksidlangan temir javhari ishlatilgan, bu ko'pincha sirt yaqinida sodir bo'ladi. Uning xossalari aniqlangandan so'ng, bunday konlar intensiv o'zlashtirilishi natijasida tezda tugaydi.

Botqoq rudalari ancha keng tarqalgan. Ular Subatlantika davrida, botqoqlanish jarayonida temir javhari suv omborlari tubiga cho'kganda shakllangan. Butun oʻrta asrlarda qora metallurgiya botqoq rudalaridan foydalangan. Ularga hatto boj to'langan. Rudadan temirni nisbatan katta miqdorda ishlab chiqarish pishloq soxtasi ixtiro qilingandan keyin mumkin bo'ldi. Bu nom yuqori pechlarda isitiladigan havo bilan portlatish ixtiro qilinganidan keyin paydo bo'ldi. Qadim zamonlarda metallurglar o'choqqa xom (sovuq) havo berishgan. 900 o haroratda foydalanish karbonat angidrid, temir oksididan kislorodni olib tashlaydigan, temir rudadan kamayadi va shlak bilan singdirilgan xamir yoki shaklsiz gözenekli bo'lak olinadi - kritsa. Ushbu jarayonni amalga oshirish uchun karbonat angidrid manbai sifatida ko'mir kerak edi. Keyin kritz undan shlakni olib tashlash uchun zarb qilingan. Ba'zan temir eritish deb ataladigan xom puflash usuli tejamkor emas, ammo uzoq vaqt davomida u qora metall ishlab chiqarishning yagona va o'zgarmas usuli bo'lib qoldi.

Avvaliga temir yuqoridan yopilgan oddiy chuqurlarda eritilgan, keyinchalik ular loydan pechlar qurishni boshlagan. Maydalangan ruda va ko'mir pechning ish joyiga qatlam-qatlam yuklangan, bularning barchasi olovga qo'yilgan va maxsus (charm) ko'rgichlar bilan ko'krak teshiklari orqali havo yuborilgan. Tosh shlaklarga 1300-1400 o haroratda joylashadi, bunda 0,3 dan 1,2% gacha bo'lgan po'lat-temir olinadi. uglerod. Sovutganda, u juda qattiq bo'ladi. Cho'yanni olish uchun - uglerod miqdori 1,5-5% bo'lgan erituvchi temir - katta ish joyiga ega bo'lgan yanada murakkab o'choq dizayni kerak. Shu bilan birga, temirning erish nuqtasi pastroq bo'lib chiqdi va u shlak bilan birga o'choqdan qisman oqib chiqdi. U soviganida, u mo'rt bo'lib qoldi va dastlab u tashlandi, lekin keyin uni ishlatishni o'rganishdi. Egiluvchan temirni quyma temirdan olish uchun undan uglerodni olib tashlash kerak.

Temir qotishmalarini yaratish texnologiyasi

Rudadan temir olish uchun birinchi qurilma bir marta ishlatiladigan pishloqli portlash pechi edi. Ko'p sonli kamchiliklar bilan, uzoq vaqt davomida rudadan metall olishning yagona usuli edi.

Qadimgi odamlar uzoq vaqt davomida boy va baxtli yashagan - tosh boltalar jasperdan yasalgan va mis olish uchun malaxit yoqib yuborilgan, ammo hamma yaxshi narsalar tugaydi. O'rta er dengizi qadimiy tsivilizatsiyasining qulashi sabablaridan biri mineral resurslarning tugashi edi. Oltin xazinada emas, ichaklarda, qalay hatto Tin orollarida ham tugab qoldi. Sinay va Kiprda hali ham mis qazib olinsa-da, hozirda o'zlashtirilayotgan konlar rimliklar uchun mavjud emas edi. Shu bilan birga, xom ashyoni qayta ishlashga yaroqli ruda ham tugab qoldi. Qo'rg'oshin juda ko'p edi.

Biroq, egasiz bo'lib qolgan Yevropaga o'rnashib qolgan vahshiy qabilalar, uning ichaklari o'zidan oldingilar tomonidan to'kilib ketganini uzoq vaqt bilmagan edi. Metall ishlab chiqarish hajmining katta pasayishini hisobga olgan holda, rimliklar mensimagan manbalar uzoq vaqt davomida etarli edi. Keyinchalik metallurgiya, birinchi navbatda, Germaniya va Chexiya Respublikasida jonlana boshladi, ya'ni rimliklar cho'tkalar va aravalar bilan etib bormagan.

rivojlanishning yuqori darajasi qora metallurgiya Evropada shtukofen deb nomlangan doimiy yuqori pechlar edi. Bu haqiqatan ham baland o'choq edi - tortishni kuchaytirish uchun to'rt metrli quvur bilan. Gizmo pufakchalari bir necha kishi, ba'zan esa suv dvigateli tomonidan pompalanardi. Shtukofenning eshiklari bor edi, ular orqali kuniga bir marta jo'ja chiqariladi.

Shtukofen miloddan avvalgi birinchi ming yillikning boshlarida Hindistonda ixtiro qilingan. Bizning eramizning boshida ular Xitoyga kelishdi va 7-asrda "arab" raqamlari bilan birga arablar bu texnologiyani Hindistondan olishdi. 13-asrning oxirida shukofen Germaniya va Chexiyada paydo bo'la boshladi (va undan oldin ular Ispaniyaning janubida edi) va keyingi asrda butun Evropaga tarqaldi.

Shukofenning unumdorligi pishloqli portlash pechiga qaraganda beqiyos yuqori edi - u kuniga 250 kg temir ishlab chiqardi va undagi erish harorati temirning bir qismini quyma holga keltirish uchun etarli bo'ldi. temir. Biroq, o'choq to'xtatilgandan so'ng, shlakli quyma temir shlaklar bilan aralashib, uning tubida qotib qoldi va keyin ular metallni shlaklardan qanday tozalashni faqat zarb qilish orqali bilishdi, ammo quyma temir unga bo'ysunmadi. Uni tashlab yuborish kerak edi.

Biroq, ba'zida ular quyma temir uchun qandaydir foydalanishni topishga harakat qilishdi. Masalan, qadimgi hindlar harom temirdan tobut, turklar esa 19-asr boshlarida to‘p o‘qlarini quyganlar. Tobutlar qanday ekanligini aniqlash qiyin, ammo yadrolar undan olingan - shunday.

To'plar 16-asrning oxirida Evropada temir shlaklardan quyilgan. Yo'llar quyma tosh bloklardan yasalgan. Nijniy Tagilda poydevor quyma shlak bloklaridan qurilgan binolar hali ham saqlanib qolgan.

Metallurglar erish nuqtasi va mahsulot unumi o'rtasidagi bog'liqlikni uzoq vaqtdan beri payqashgan - u qanchalik baland bo'lsa, ruda tarkibidagi temirning ko'p qismini qaytarib olish mumkin edi. Shuning uchun, ertami-kechmi, ular havoni oldindan qizdirish va trubaning balandligini oshirish orqali shtukofenni majburlash g'oyasi bilan chiqdilar. 15-asrning o'rtalarida Evropada o'choqning yangi turi - blauofen paydo bo'ldi, u darhol po'lat ishlab chiqaruvchilarga yoqimsiz ajablanib taqdim etdi.

Yuqori erish harorati rudadan temir hosildorligini sezilarli darajada oshirdi, lekin u quyma temir holatiga karbürlangan temir ulushini ham oshirdi. Endi u shtukofendagi kabi 10% emas, balki mahsulotning 30% quyma temir edi - "cho'yan", hech qanday biznes uchun mos emas. Natijada, daromad ko'pincha modernizatsiya uchun to'lamadi.

Blauofen quyma temir, shlakli temir kabi, o'choqning pastki qismida qotib, cüruf bilan aralashtiriladi. U biroz yaxshiroq chiqdi, chunki u o'zi kattaroq edi, shuning uchun shlaklarning nisbiy tarkibi kamroq chiqdi, lekin quyish uchun unchalik foydali bo'lmagan. Blauofendan olingan quyma temir allaqachon juda kuchli bo'lib chiqdi, ammo baribir juda heterojen bo'lib qoldi - undan faqat oddiy va qo'pol narsalar chiqdi - balyoz, anvillar. To'plar allaqachon yaxshi chiqib ketgan edi.

Bundan tashqari, agar faqat temirni xom-ashyo pechlarida olish mumkin bo'lsa, u keyinchalik karbürizatsiya qilingan, keyin shtukofen va blauofenda gullashning tashqi qatlamlari po'latdan yasalgan bo'lib chiqdi. Blauofen kritsida temirdan ham ko'proq po'lat bor edi. Bir tomondan, bu yaxshi tuyulardi, lekin endi po'lat va temirni ajratish juda qiyin bo'lib chiqdi. Uglerod tarkibini nazorat qilish qiyinlashdi. Faqat uzoq zarb qilish uning taqsimlanishining bir xilligiga erishishi mumkin edi.

Bir vaqtlar, bu qiyinchiliklarga duch kelgan hindular harakat qilmadilar, balki texnologiyani nozik takomillashtirish bilan shug'ullanishdi va damas po'latini olishga kelishdi. Biroq, o'sha paytda hindlarni mahsulot miqdori emas, balki sifati qiziqtirardi. Cho‘yan bilan tajriba o‘tkazgan yevropaliklar tez orada temir metallurgiyasini sifat jihatidan yangi bosqichga ko‘taruvchi konversiya jarayonini kashf etdilar.

Metallurgiya rivojlanishining navbatdagi bosqichi domna pechlarining paydo bo'lishi edi. Hajmi oshirish, havoni oldindan qizdirish va mexanik portlash, bunday pechda rudadan barcha temir eritilgan va vaqti-vaqti bilan tashqariga chiqarilgan cho'yanga aylantirildi. Ishlab chiqarish uzluksiz davom etdi - o'choq kechayu kunduz ishladi va sovib ketmadi. Kun davomida u bir yarim tonnagacha cho'yan berdi. Pechlarda quyma temirni krakerdan urib tushirishdan ko'ra, temirga quyish ancha oson edi, garchi zarb qilish hali ham talab qilinayotgan bo'lsa-da, ammo hozir shlaklar temirdan emas, balki shlaklardan allaqachon urilgan edi.

Domna pechlari birinchi marta XV-XVI asrlar boshida Evropada qo'llanila boshlandi. Yaqin Sharq va Hindistonda bu texnologiya faqat 19-asrda paydo bo'lgan (asosan, ehtimol, Yaqin Sharqdagi xarakterli suv tanqisligi sababli suv dvigatelidan foydalanilmaganligi sababli). Evropada yuqori o'choqlarning mavjudligi 16-asrda metallning sifati bo'yicha bo'lmasa, mil bo'yicha Turkiyadan o'zib ketishga imkon berdi. Bu kurashning natijasiga shubhasiz ta'sir ko'rsatdi, ayniqsa to'plarni quyma temirdan quyish mumkinligi aniqlanganda.

BILAN XVII boshi asrda Shvetsiya temirning yarmini Evropada ishlab chiqaradigan Evropa temirchisiga aylandi. 18-asrning oʻrtalarida uning bu boradagi roli boshqa ixtiro – koʻmirning metallurgiyada qoʻllanilishi munosabati bilan tez pasaya boshladi.

Avvalo, shuni aytish kerakki, 18-asrga qadar ko'mir metallurgiyada u deyarli qo'llanilmadi - mahsulot sifatiga zarar etkazuvchi aralashmalarning, birinchi navbatda oltingugurtning yuqori miqdori tufayli. Biroq, 17-asrdan boshlab Angliyada ko'mir quyma temirni tavlash uchun ko'lmak pechlarida ishlatila boshlandi, ammo bu ko'mirni ozgina tejashga erishishga imkon berdi - yoqilg'ining katta qismi eritishga sarflangan, bu erda imkonsiz edi. ko'mir va ruda o'rtasidagi aloqani istisno qilish.

Ko'pchilik orasida metallurgiya kasblari O'sha paytda, ehtimol, eng qiyin kasb ko'lmakchi edi. Puddling deyarli butun 19-asr uchun temir olishning asosiy usuli edi. Bu juda qiyin va mashaqqatli jarayon edi. Uning qo'l ostidagi ish shunday kechdi: cho'yan quymalari olovli o'choq o'chog'iga yuklangan; ular eritildi. Metalldan uglerod va boshqa aralashmalar yonib ketganda, metallning erish nuqtasi oshdi va juda toza temir kristallari suyuq eritmadan "muzlay boshladi". Pechning pastki qismida bir bo'lak yopishqoq xamir massasi to'plangan. Ko'lmakchilar temir tirgak yordamida gulni o'rash operatsiyasini boshladilar. Bir og'iz metallni tirgak bilan aralashtirib, ular lom atrofida temir bo'lagi yoki kritsa yig'ishga harakat qilishdi. Bunday bo'lakning og'irligi 50 - 80 kg gacha yoki undan ko'p edi. Kritsa pechdan chiqarib tashlandi va shlak zarralarini olib tashlash va metallni siqish uchun zarb qilish uchun darhol bolg'a ostiga berildi.

Ular 1735 yilda Angliyada oltingugurtni kokslash yo'li bilan yo'q qilishni o'rgandilar, shundan so'ng temir eritish uchun ko'mirning katta zaxiralaridan foydalanish imkoniyati paydo bo'ldi. Ammo Angliyadan tashqarida bu texnologiya faqat XIX asrda tarqaldi.

O'sha paytda metallurgiyada yoqilg'i iste'moli juda katta edi - yuqori o'choq soatiga bir arava ko'mirni yutib yubordi. Ko'mir strategik resursga aylandi. Shvetsiyaning o'zida va unga tegishli bo'lgan Finlyandiyada yog'ochning ko'pligi shvedlarga ishlab chiqarishni bunday miqyosda kengaytirishga imkon berdi. O'rmonlari kamroq bo'lgan (va hatto ular flot ehtiyojlari uchun ajratilgan) inglizlar ko'mirdan foydalanishni o'rganmaguncha, Shvetsiyada temir sotib olishga majbur bo'lishdi.

Temir eritishning elektr va induksion usullari

Chelik kompozitsiyalarining xilma-xilligi ularni eritishni juda qiyinlashtiradi. Haqiqatan ham, ochiq o'choqli pechda va konvertorda atmosfera oksidlanadi va xrom kabi elementlar osongina oksidlanadi va cürufga aylanadi, ya'ni. yo'qolgan. Bu shuni anglatadiki, xrom miqdori 18% bo'lgan po'latni olish uchun bir tonna po'lat uchun 180 kg dan ko'ra ko'proq xrom o'choqqa berilishi kerak. Chrome qimmat metalldir. Ushbu vaziyatdan chiqish yo'lini qanday topish mumkin?

20-asrning boshlarida chiqish yo'li topildi. Metall eritish uchun elektr yoyining issiqligidan foydalanish taklif qilindi. Metall parchalari dumaloq pechga solingan, quyma temir quyilgan va uglerod yoki grafit elektrodlari tushirilgan. Ular va o'choqdagi metall ("vanna") o'rtasida taxminan 4000 ° C haroratli elektr yoyi paydo bo'ldi. Metall oson va tez eriydi. Va bunday yopiq elektr pechda siz har qanday atmosferani yaratishingiz mumkin - oksidlovchi, kamaytiruvchi yoki butunlay neytral. Boshqacha qilib aytganda, qimmatbaho buyumlarning yonib ketishining oldini olish mumkin. Yuqori sifatli po'latlar metallurgiyasi shunday yaratilgan.

Keyinchalik elektr eritishning yana bir usuli - induksiya taklif qilindi. Fizikadan ma'lumki, agar metall o'tkazgich yuqori chastotali tok o'tadigan lasan ichiga joylashtirilsa, unda tok induktsiya qilinadi va o'tkazgich qiziydi. Bu issiqlik ma'lum vaqt ichida metallni eritish uchun etarli. Induksion o'choq astarga o'rnatilgan spiralli tigeldan iborat. Spiraldan yuqori chastotali oqim o'tadi va tigeldagi metall eritiladi. Bunday pechda siz har qanday atmosferani ham yaratishingiz mumkin.

Elektr yoyli pechlarda eritish jarayoni odatda bir necha bosqichda amalga oshiriladi. Birinchidan, keraksiz aralashmalar metalldan yoqib yuboriladi, ularni oksidlaydi (oksidlanish davri). Keyinchalik, ushbu elementlarning oksidlarini o'z ichiga olgan cüruflar o'choqdan chiqariladi (yuklanadi) va ferroqotishmalar yuklanadi - metallga kiritilishi kerak bo'lgan elementlar bilan temir qotishmalari. Pech yopiladi va eritish havo kirmasdan davom ettiriladi (tiklanish davri). Natijada, po'lat ma'lum miqdorda kerakli elementlar bilan to'yingan. Tayyor metall kepakka chiqariladi va quyiladi.

Temir ishlab chiqarishdagi kimyoviy reaksiyalar

Zamonaviy sanoatda temir temir rudasidan, asosan, gematit (Fe 2 O 3) va magnetit (Fe 3 O 4) dan olinadi.

Rudalardan temir olishning turli usullari mavjud. Eng keng tarqalgani domen jarayonidir.

Ishlab chiqarishning birinchi bosqichi - 2000 ° S haroratda yuqori o'choqda temirni uglerod bilan kamaytirish. Domna pechida koks holidagi uglerod, sinter yoki granula shaklidagi temir rudasi va oqim (masalan, ohaktosh) yuqoridan oziqlanadi va pastdan yuborilgan issiq havo oqimi bilan kutib olinadi.

Pechda koksning uglerodini atmosfera kislorodi bilan uglerod oksidi (uglerod oksidi) ga oksidlanadi:

2C + O 2 → 2CO.

O'z navbatida, uglerod oksidi rudadan temirni oladi:

3CO + Fe 2 O 3 → 2Fe + 3CO 2.

Rudadan kiruvchi aralashmalarni, birinchi navbatda, kvarts (kremniy dioksidi) kabi silikatlarni olish uchun oqim qo'shiladi. Oddiy oqim tarkibida ohaktosh (kaltsiy karbonat) va dolomit (magniy karbonat) mavjud. Boshqa oqimlar boshqa aralashmalarga qarshi ishlatiladi.

Oqim ta'siri: issiqlik ta'sirida kaltsiy karbonat kaltsiy oksidi (tez ohak) ga parchalanadi:

CaCO 3 → CaO + CO 2.

Kaltsiy oksidi kremniy dioksidi bilan birikib shlak hosil qiladi:

CaO + SiO 2 → CaSiO 3.

Shlak, kremniy dioksididan farqli o'laroq, pechda eritiladi. Temirdan engilroq, cüruf sirtda suzadi va metalldan alohida drenajlanishi mumkin. Keyinchalik shlak qurilish va qishloq xo'jaligida ishlatiladi. Yuqori o'choqda olingan eritilgan temir juda ko'p uglerodni (quyma temir) o'z ichiga oladi. To'g'ridan-to'g'ri quyma temirdan foydalanilgandan tashqari, u keyingi ishlov berishni talab qiladi.

Ortiqcha uglerod va boshqa aralashmalar (oltingugurt, fosfor) quyma temirdan marten pechlarida yoki konvertorlarda oksidlanish yo'li bilan chiqariladi. Elektr pechlari qotishma po'latlarni eritish uchun ham ishlatiladi.

Yuqori o'choq jarayoniga qo'shimcha ravishda, temirni bevosita ishlab chiqarish jarayoni keng tarqalgan. Bunday holda, granulalar hosil qilish uchun oldindan maydalangan ruda maxsus loy bilan aralashtiriladi. Pelletlar qovuriladi va vodorodni o'z ichiga olgan issiq metan konversiyalash mahsulotlari bilan milya pechida ishlov beriladi. Vodorod temirni osonlik bilan kamaytiradi, shu bilan birga temirning oltingugurt va fosfor kabi aralashmalar bilan ifloslanishi yo'q - ko'mirdagi umumiy aralashmalar. Temir qattiq shaklda olinadi, keyin esa elektr pechlarida eritiladi.

Kimyoviy toza temir uning tuzlari eritmalarini elektroliz qilish yo'li bilan olinadi.

Avvalo, sizga karerning o'zi haqida gapirib beraman. Lebedinskiy GOK - eng katta hisoblanadi Rossiya korxonasi temir rudasini qazib olish va qayta ishlash bo'yicha va temir rudasini qazib olish bo'yicha dunyodagi eng yirik ochiq karerga ega. Zavod va karer Belgorod viloyatida, Stariy Oskol va Gubkin shaharlari o'rtasida joylashgan.

Yuqoridan karerning ko'rinishi. Bu haqiqatan ham katta va har kuni o'sib bormoqda. Lebedinskiy GOK karerining chuqurligi dengiz sathidan 250 m yoki er yuzasidan 450 m (va diametri 4 dan 5 km gacha), er osti suvlari doimo unga kirib boradi va agar u nasoslarning ishlashi uchun bo'lmasa. , keyin bir oy ichida eng yuqori darajaga to'ldirilgan. Ginnesning rekordlar kitobiga ikki marta yonmaydigan foydali qazilmalarni qazib olish bo'yicha eng yirik karer sifatida kiritilgan.

Ozgina rasmiy ma'lumotlar: Lebedinskiy GOK Metalloinvest konserni tarkibiga kiradi va Rossiyadagi yetakchi temir rudasi ishlab chiqaruvchisi hisoblanadi. 2011 yilda Rossiyada temir javhari kontsentrati va sinter rudasining umumiy yillik ishlab chiqarishida zavod tomonidan konsentrat ishlab chiqarishning ulushi 21% ni tashkil etdi.

Karerda ko'plab turdagi uskunalar ishlaydi, lekin eng ko'zga ko'ringanlari ko'p tonnali Belaz va Caterpillar samosvallaridir.

Yil davomida kompaniya tarkibiga kiradigan ikkala zavod (Lebedinskiy va Mixaylovskiy GOK) konsentrat va sinter rudasi shaklida 40 million tonnaga yaqin temir rudasi ishlab chiqaradi (bu ishlab chiqarish hajmi emas, balki allaqachon boyitilgan ruda, ya'ni ajratilgan). chiqindi jinslardan). Shunday qilib, ikkita tog'-kon-qayta ishlash zavodida kuniga o'rtacha 110 ming tonnaga yaqin boyitilgan temir rudasi ishlab chiqarilishi ma'lum bo'ldi.

Bu bola bir vaqtning o‘zida 220 tonnagacha (!) temir rudasini tashiydi.

Ekskavator signal beradi va u ehtiyotkorlik bilan orqaga suriladi. Bir necha chelak va devning tanasi to'lgan. Ekskavator yana signal beradi va samosval jo'naydi.

Yaqinda yuk ko‘tarish quvvati 160 va 220 tonna bo‘lgan Belazlar xarid qilindi (shu paytgacha karerlardagi samosvallarning yuk ko‘tarish hajmi 136 tonnadan oshmas edi), chelak sig‘imi 23 kubometr bo‘lgan Hitachi ekskavatorlari kelishi kutilmoqda. (Hozirgi vaqtda kon kuraklarining maksimal chelak hajmi 12 kubometrni tashkil qiladi).

"Belaz" va "Caterpillar" almashinadi. Darvoqe, chetdan keltirilgan samosval bor-yo‘g‘i 180 tonna yuk ko‘taradi. Bunday katta yuk ko‘tarish quvvatiga ega samosvallar yangi texnika bo‘lib, ayni paytda “Metalloinvest” kompaniyasining kon-transport kompleksi samaradorligini oshirish bo‘yicha investitsiya dasturi doirasida tog‘-kon sanoati korxonalariga yetkazib berilmoqda.

Toshlarning qiziqarli to'qimalariga e'tibor bering. Adashmasam, kvarsit chap tomonda, shunday rudadan temir qazib olinadi. Karyer nafaqat temir rudasi, balki turli foydali qazilmalarga ham boy. Ular odatda sanoat miqyosida keyingi qayta ishlash uchun qiziq emas. Bugungi kunda bo'r chiqindi jinslardan olinadi va shag'al qurilish uchun ham tayyorlanadi.

Chiroyli toshlar, men qanday mineral ekanligini aniq ayta olmayman, kimdir menga ayta oladimi?

Har kuni Lebedinskiy GOK ochiq karerida 133 ta asosiy tog'-kon texnikasi (30 ta og'ir samosval, 38 ta ekskavator, 20 ta yuk mashinasi, 45 ta tortish moslamasi) ishlaydi.

Men, albatta, ajoyib portlashlarni ko'rishga umid qilgandim, lekin ular shu kuni sodir bo'lgan taqdirda ham, men karer hududiga kira olmasdim. Bunday portlash har uch haftada bir marta amalga oshiriladi. Xavfsizlik standartlariga muvofiq barcha jihozlar (va ularning ko'pi bor) undan oldin karerdan olib tashlanadi.

Lebedinskiy GOK va Mixaylovskiy GOK ishlab chiqarish hajmi bo'yicha Rossiyadagi ikkita yirik temir rudasi qazib olish va qayta ishlash zavodlaridir. Metalloinvest temir rudasi zahiralari bo'yicha dunyoda ikkinchi o'rinda turadi - taxminan 14,6 milliard tonna xalqaro tasnifi Joriy ishlab chiqarish darajasida taxminan 150 yillik ishlash muddatini kafolatlaydigan JORC. Shunday qilib, Stariy Oskol va Gubkin aholisi uzoq vaqt ish bilan ta'minlanadi.

Oldingi suratlardan ob-havo yaxshi emasligini, yomg‘ir yog‘ayotganini, karerda tuman borligini payqagandirsiz. Ketishga yaqinroq, u biroz tarqaldi, lekin hali ham ko'p emas. Fotosuratni iloji boricha tortib oling. Karyerning kattaligi, albatta, ta'sirli.

Karerning o'rtasida bo'sh jinsli tog' bor, uning atrofida temir bo'lgan barcha rudalar qazib olingan. Tez orada uni qismlarga bo'lib portlatib, karerdan olib chiqish rejalashtirilgan.

Temir rudasi aynan shu yerda poyezdlarga, karerdan ruda olib chiqadigan maxsus mustahkamlangan vagonlarga yuklanadi, ular samosvallar deb ataladi, ularning yuk ko‘tarish quvvati 105 tonnani tashkil qiladi.

Erning rivojlanish tarixini o'rganish mumkin bo'lgan geologik qatlamlar.

Kuzatuv maydonchasi balandligidan ulkan mashinalar chumolidan boshqa narsa emasdek tuyuladi.

Keyin ruda zavodga olib boriladi, u yerda chiqindi jinslar magnit ajratish yoʻli bilan ajratiladi: ruda mayda maydalanadi, soʻngra magnit barabanga (separator) yuboriladi, unga fizika qonunlariga muvofiq barcha temir tayoqchalar, va temir suv bilan yuvilmaydi. Shundan so'ng, olingan temir javhari konsentratidan granulalar va issiq briketlangan temir (HBI) tayyorlanadi, keyinchalik u po'lat eritish uchun ishlatiladi.
Issiq briketli temir (HBI) to'g'ridan-to'g'ri qisqartirilgan temir (DRI) turlaridan biridir. Yuqori o'choqdan boshqa texnologiya bilan olingan yuqori (>90%) temir tarkibiga ega material. Po'lat ishlab chiqarish uchun xom ashyo sifatida ishlatiladi. Yuqori sifatli (oz miqdordagi zararli aralashmalar bilan) quyma temir, metallolom o'rnini bosadi.

Cho'yandan farqli o'laroq, HBI ishlab chiqarishda ko'mir koks ishlatilmaydi. Briketli temir ishlab chiqarish jarayoni temir rudasi xom ashyosini (pelletlarni) yuqori haroratlarda, ko'pincha tabiiy gaz yordamida qayta ishlashga asoslangan.

Siz shunchaki HBI zavodiga kira olmaysiz, chunki issiq briketli piroglarni pishirish jarayoni taxminan 900 daraja haroratda sodir bo'ladi va men Stariy Oskolda quyosh botishni rejalashtirmaganman).

Lebedinskiy GOK - Rossiya va MDHdagi yagona HBI ishlab chiqaruvchisi. Zavod 2001 yilda HYL-III texnologiyasi bo‘yicha yiliga 1,0 mln. 2007 yilda LGOK yiliga 1,4 million tonna ishlab chiqarish quvvatiga ega MIDREX texnologiyasidan foydalangan holda HBI ishlab chiqarish zavodining (CHBI-2) ikkinchi navbatini qurishni yakunladi. Hozirda ishlab chiqarish quvvati LGOK yiliga 2,4 million tonna HBI ni tashkil qiladi.

Karyerdan so'ng biz kompaniyaning metallurgiya segmentiga kiruvchi Oskol elektrometallurgiya zavodiga (OEMK) tashrif buyurdik. Zavod tsexlaridan birida ana shunday po'latdan yasalgan ignalar ishlab chiqariladi. Ularning uzunligi mijozlarning xohishiga qarab 4 metrdan 12 metrgacha yetishi mumkin.

Bir dasta uchqunlarni ko'rdingizmi? O'sha joyda bir po'lat po'lat kesiladi.

Chelakli vagon deb ataladigan qiziqarli mashina ishlab chiqarish jarayonida unga shlak quyiladi.

OEMKning yondosh sexida boshqa sexda prokat qilingan turli diametrli po‘lat baralar buralib, sayqallanadi. Aytgancha, ushbu zavod Rossiyada po'lat va po'lat buyumlar ishlab chiqarish bo'yicha ettinchi yirik korxona hisoblanadi.2011 yilda OEMKda po'lat ishlab chiqarish ulushi Rossiyada ishlab chiqarilgan umumiy po'latning 5% ni, prokat ulushi ham 5% ni tashkil etdi.

OEMK ilg'or texnologiyalarni qo'llaydi, shu jumladan temir va elektr yoyi eritishini to'g'ridan-to'g'ri kamaytirish, bu esa aralashmalar miqdori kamaygan yuqori sifatli metall ishlab chiqarishni ta'minlaydi.

OEMK po'lat mahsulotlarining asosiy iste'molchilari Rossiya bozori avtomobilsozlik, mashinasozlik, quvur, apparat va podshipnik sanoati korxonalari hisoblanadi.

OEMK po'lat mahsulotlari Germaniya, Frantsiya, AQSh, Italiya, Norvegiya, Turkiya, Misr va boshqa ko'plab mamlakatlarga eksport qilinadi.

Zavodda Peugeot, Mercedes, Ford, Renault, Volkswagen kabi jahonning yetakchi avtomobil ishlab chiqaruvchilari tomonidan qo'llaniladigan mahsulotlar ishlab chiqarish uchun uzun mahsulotlar ishlab chiqarish o'zlashtirildi. Xuddi shu xorijiy avtomobillar uchun podshipniklar ba'zi mahsulotlardan tayyorlangan.

Aytgancha, men bunday sohalarda ayollar - kran operatorlarini birinchi marta ko'rishim emas.

Bu zavodda deyarli steril tozalik, bunday sanoat uchun xos emas.

Chiroyli katlanmış po'lat panjaralar kabi.

Xaridorning iltimosiga binoan har bir mahsulotga stiker yopishtiriladi.

Issiqlik raqami va po'lat navining kodi stikerda muhrlangan.

Qarama-qarshi uchi bo'yoq bilan belgilanishi mumkin va har bir paket uchun tayyor mahsulotlar teglar shartnoma raqami, belgilangan mamlakat, po'lat navi, issiqlik raqami, millimetrdagi o'lchami, yetkazib beruvchi nomi va paketning og'irligi ko'rsatilgan holda ilova qilinadi.

Ushbu mahsulotlar nozik prokat uchun uskunalar sozlanishi standartlardir.

Va bu mashina mahsulotni skanerlashi va metall mijozga etib borishidan oldin mikro yoriqlar va nuqsonlarni aniqlashi mumkin.

Kompaniya xavfsizlikka juda jiddiy yondashadi.

Ishlab chiqarishda foydalaniladigan barcha suv eng so'nggi o'rnatilgan eng zamonaviy uskunalar yordamida tozalanadi.

Bu zavodning oqava suvlarni tozalash inshooti. Qayta ishlashdan keyin u to'kilgan daryodan ko'ra toza bo'ladi.

Texnik suv, deyarli distillangan. Har qanday kabi ishlov berish suvi siz uni icholmaysiz, lekin uni bir marta sinab ko'rishingiz mumkin, bu sog'liq uchun xavfli emas.

Ertasi kuni biz Kursk viloyatida joylashgan Jeleznogorsk shahriga bordik. Aynan o'sha erda Mixaylovskiy GOK joylashgan. Suratda qurilayotgan 3-sonli qovurish mashinasi majmuasi ko'rsatilgan. Bu erda granulalar ishlab chiqariladi.

Uning qurilishiga 450 million dollar sarmoya kiritiladi. Korxona 2014-yilda qurilib, foydalanishga topshiriladi.

Bu zavodning sxemasi.

Keyin biz Mixaylovskiy GOKning kareriga bordik. MGOK karerining chuqurligi yer yuzasidan 350 metrdan ortiq, oʻlchami esa 3x7 kilometrni tashkil etadi. Uning hududida aslida uchta karer bor, buni sun'iy yo'ldosh tasvirida ko'rish mumkin. Biri katta va ikkitasi kichikroq. Taxminan 3-5 yil ichida karer shunchalik o'sib boradiki, u bitta katta bitta karerga aylanadi va ehtimol Lebedinskiy karerining hajmiga yetib boradi.

Karyerda 49 samosval, 54 tortish agregati, 21 teplovoz, 72 ekskavator, 17 burg‘ulash mashinasi, 28 buldozer va 7 avtogreyder ishlaydi.

Aks holda, MGOKda ruda qazib olish LGOKdan farq qilmaydi.

Bu safar ham temir rudasi konsentrati aylanadigan zavodga yetib oldik yakuniy mahsulot- granulalar..
Granulalar - maydalangan ruda konsentratining bo'laklari. Temir metallurgiya ishlab chiqarishining yarim tayyor mahsuloti. Temirli rudalarni maxsus konsentratsiyalash usullari bilan boyitish mahsulidir. U cho'yan ishlab chiqarish uchun yuqori o'choq ishlab chiqarishda ishlatiladi.

Palaf ishlab chiqarish uchun temir javhari konsentrati ishlatiladi. Mineral aralashmalarni olib tashlash uchun asl (xom) ruda mayda maydalanadi va turli usullar bilan boyitiladi.

Palaflarni tayyorlash jarayoni ko'pincha "pelletizatsiya" deb ataladi. Aralash, ya'ni tarkibida temir moddasi bo'lgan minerallarning mayda bo'lingan konsentratlari, oqim (mahsulot tarkibini tartibga soluvchi qo'shimchalar) va qattiqlashtiruvchi qo'shimchalar (odatda bentonit gil) aralashmasi namlanadi va aylanadigan kosalarda (granulyatorlar) yoki pelletlanadi. pelletizatsiya barabanlari. Ular rasmda eng ko'p.

Keling, yaqinlashaylik.

Pelletlash natijasida diametri 5÷30 mm bo'lgan sharsimon zarrachalarga yaqin zarrachalar olinadi.

Jarayonni kuzatish juda qiziq.

Keyin granulalar kamar bo'ylab olov kamerasiga yo'naltiriladi.

Ular quritiladi va 1200 ÷ 1300 ° S haroratda maxsus qurilmalarda - otish mashinalarida yondiriladi. Qovurish mashinalari (odatda konveyer turi) relslar bo'ylab harakatlanadigan otish aravalari (palletlar) konveyeridir.

Ammo rasmda - tez orada barabanga tushadigan konsentrat.

Kalsinlash mashinasining ustki qismida, kuydiruvchi aravachalar ustida isitish o'chog'i joylashgan bo'lib, unda gazsimon, qattiq yoki suyuq yoqilg'ilar yondiriladi va granulalarni quritish, isitish va kaltsiylash uchun issiqlik tashuvchisi hosil bo'ladi. To'g'ridan-to'g'ri mashinada va tashqi sovutgich bilan pelletli sovutish bilan qovurish mashinalari mavjud. Afsuski, biz bu jarayonni ko'rmadik.

Qovurilgan granulalar yuqori mexanik kuchga ega bo'ladi. Qovurish oltingugurtli ifloslantiruvchi moddalarning muhim qismini olib tashlaydi. Tayyor mahsulot shunday ko'rinadi.

Uskunalar sovet davridan beri xizmat ko'rsatganiga qaramay, jarayon avtomatlashtirilgan va uni boshqarish uchun ko'p sonli xodimlarni talab qilmaydi.

Insoniyatga ma'lum bo'lgan narsa kosmik kelib chiqishi yoki aniqrog'i meteorik edi. Instrumental material sifatida u miloddan avvalgi 4 ming yil oldin qo'llanila boshlandi. Metall eritish texnologiyasi bir necha bor paydo bo'lgan va urushlar va tartibsizliklar natijasida yo'qolgan, ammo tarixchilarning fikriga ko'ra, birinchi bo'lib xettlar eritishni o'zlashtirgan.

Shuni ta'kidlash joizki gaplashamiz oz miqdorda aralashmalar bilan temir qotishmalari haqida. Kimyoviy toza metallni faqat paydo bo'lishi bilan olish mumkin bo'ldi zamonaviy texnologiyalar. Ushbu maqolada to'g'ridan-to'g'ri pasaytirish, gullash, gubka, xom temir, issiq briketli temir yo'li bilan metall ishlab chiqarishning xususiyatlari haqida batafsil ma'lumot beriladi, biz xlor va sof moddalarni ishlab chiqarishga to'xtalamiz.

Boshlash uchun temir rudasidan temir ishlab chiqarish usulini ko'rib chiqishga arziydi. Temir juda keng tarqalgan element hisoblanadi. Er qobig'idagi tarkibi bo'yicha metall barcha elementlar orasida 4-o'rinni va metallar orasida 2-o'rinni egallaydi. Litosferada temir odatda silikatlar shaklida bo'ladi. Uning eng yuqori miqdori asosiy va o'ta asosli jinslarda qayd etilgan.

Deyarli barcha tog' rudalarida temirning ma'lum bir qismi mavjud. Biroq, faqat elementning nisbati bo'lgan jinslar ishlab chiqilgan sanoat qiymati. Ammo bu holatda ham, qazib olish uchun mos foydali qazilmalar miqdori kattaroqdir.

• Avvalo, bu Temir ruda- qizil (gematit), magnit (magnetit) va jigarrang (limonit). Bu 70-74% element tarkibiga ega bo'lgan murakkab temir oksidlari. Jigarrang temir rudasi ko'proq nurash qobig'ida keng tarqalgan bo'lib, u erda qalinligi bir necha yuz metrgacha bo'lgan "temir qalpoqlar" deb ataladigan narsalarni hosil qiladi. Qolganlari asosan cho'kindi kelib chiqishi.
• Juda keng tarqalgan temir sulfid- pirit yoki oltingugurt piritlari, ammo u temir rudasi hisoblanmaydi va sulfat kislota ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
• Siderit- temir karbonat, 35% gacha o'z ichiga oladi, bu elementning o'rtacha miqdori bo'lgan rudadir.
• Markazit- 46,6% gacha o'z ichiga oladi.
• noto'g'ri- mishyak va oltingugurt bilan birikma, 34,3% gacha temirni o'z ichiga oladi.
• Lellingit- elementning atigi 27,2% ni o'z ichiga oladi va kambag'al ruda hisoblanadi.

Mineral jinslar temir ulushiga ko'ra quyidagicha tasniflanadi:

• boy- metall tarkibi 57% dan ortiq, kremniy dioksidi 8-10% dan kam, oltingugurt va fosfor aralashmasi 0,15% dan kam. Bunday rudalar boyitilmaydi, ular darhol ishlab chiqarishga yuboriladi;
• o'rta navli ruda moddaning kamida 35% ni o'z ichiga oladi va uni boyitish kerak;
• kambag'al temir rudalari kamida 26% bo'lishi kerak, shuningdek, ustaxonaga jo'natilishdan oldin boyitiladi.

Ushbu videoda quyma temir, po'lat va prokat shaklida temir ishlab chiqarishning umumiy texnologik tsikli muhokama qilinadi:

Konchilik

Rudani qazib olishning bir necha usullari mavjud. Eng tejamkor deb topilganini qo'llang.

• Ochiq rivojlanish usuli yoki martaba. Mineral jinslarning sayoz yuzaga kelishi uchun mo'ljallangan. Kon qazib olish uchun 500 m chuqurlikda va konning qalinligiga qarab kenglikda karer qaziladi. Temir rudasi karerdan olinadi va og'ir yuklarni tashish uchun mo'ljallangan transport vositalarida tashiladi. Qoida tariqasida, boy ruda shu tarzda qazib olinadi, shuning uchun uni boyitish kerak emas.
• meniki- jins 600–900 m chuqurlikda sodir bo'lganda, shaxtalar burg'ulanadi. Bunday rivojlanish ancha xavflidir, chunki u portlovchi er osti ishlari bilan bog'liq: topilgan qatlamlar portlatiladi, so'ngra to'plangan ruda yuqoriga ko'tariladi. Barcha xavfliligiga qaramay, bu usul samaraliroq hisoblanadi.
• Gidro kon- bu holda quduqlar ma'lum bir chuqurlikka qaziladi. Quvurlar shaxtaga tushiriladi va suv juda yuqori bosim ostida beriladi. Suv oqimi toshni maydalaydi, so'ngra temir javhari yer yuzasiga ko'tariladi. Quduqlarni gidroekstraksiya qilish keng tarqalmagan, chunki u katta xarajatlarni talab qiladi.

Temir ishlab chiqarish texnologiyalari

Barcha metallar va qotishmalar rangli (kabi va boshqalar) va qora rangga bo'linadi. Ikkinchisiga quyma temir va po'lat kiradi. Qora metallurgiya barcha metallurgiya jarayonlarining 95% ni tashkil qiladi.

Ishlab chiqarilgan po'latlarning ajoyib xilma-xilligiga qaramay, ishlab chiqarish texnologiyalari unchalik ko'p emas. Bundan tashqari, temir va po'lat aniq 2 xil mahsulot emas, cho'yan po'latni olishda majburiy dastlabki bosqichdir.

Mahsulot tasnifi

Ikkala quyma temir ham, po'lat ham temir qotishmalari sifatida tasniflanadi, bu erda uglerod qotishma komponent sifatida ishlaydi. Uning ulushi kichik, lekin u metallga juda yuqori qattiqlik va biroz mo'rtlikni beradi. Quyma temir, chunki u ko'proq uglerodni o'z ichiga oladi, po'latdan ko'ra mo'rtroqdir. U kamroq plastik, lekin yaxshi issiqlik sig'imi va ichki bosimga chidamliligiga ega.

Cho‘yan yuqori o‘choqda eritish yo‘li bilan olinadi. 3 turi mavjud:

• kulrang yoki quyma- sekin sovutish natijasida olinadi. Qotishma tarkibida 1,7 dan 4,2% gacha uglerod mavjud. Kulrang quyma temir u mexanik asboblar bilan yaxshi qayta ishlanadi, qoliplarni mukammal tarzda to'ldiradi, shuning uchun u inyeksion kalıplama mahsulotlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi;
• oq- yoki tez sovutish natijasida olingan tozalash. Uglerodning ulushi 4,5% gacha. Qo'shimcha aralashmalar, grafit, marganets bo'lishi mumkin. Oq quyma temir qattiq va mo'rt bo'lib, asosan po'lat ishlab chiqarish uchun ishlatiladi;
• egiluvchan- 2 dan 2,2% gacha uglerodni o'z ichiga oladi. U oq quyma temirdan quymalarni uzoq muddatli isitish va sekin uzoq muddatli sovutish orqali ishlab chiqariladi.

Chelik 2% dan ko'p bo'lmagan uglerodni o'z ichiga olishi mumkin, u 3 ta asosiy usulda olinadi. Ammo har qanday holatda, po'lat ishlab chiqarishning mohiyati kremniy, marganets, oltingugurt va boshqalarning kiruvchi aralashmalarini tavlashga tushadi. Bundan tashqari, agar qotishma po'latdan olingan bo'lsa, unda ishlab chiqarish jarayonida qo'shimcha ingredientlar kiritiladi.

Maqsadiga ko'ra po'lat 4 guruhga bo'linadi:

• qurilish- issiqlik bilan ishlov berilmagan prokat shaklida qo'llaniladi. Bu ko'priklar, ramkalar, vagonlar ishlab chiqarish va boshqalarni qurish uchun materialdir;
• muhandislik- konstruktiv, uglerodli po'lat toifasiga kiradi, 0,75% dan ko'p bo'lmagan uglerod va 1,1% dan ko'p bo'lmagan marganetsni o'z ichiga oladi. Turli xil mashina qismlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi;
• instrumental- shuningdek, uglerodli, ammo marganets miqdori past - 0,4% dan ko'p emas. Undan turli xil asboblar ishlab chiqariladi, xususan, metall kesish;
• maxsus maqsadli po'lat- bu guruhga maxsus xususiyatlarga ega bo'lgan barcha qotishmalar kiradi: issiqlikka bardoshli po'lat, zanglamaydigan po'lat, kislotaga chidamli va boshqalar.

dastlabki bosqich

Chiqindilardan tozalangan temirni eritishdan oldin hatto boy ruda ham tayyorlanishi kerak.

• Aglomeratsiya usuli– ruda maydalanadi, maydalanadi va koks bilan birga sinterlash mashinasining lentasiga quyiladi. Lenta burnerlardan o'tadi, bu erda harorat ta'sirida koks yonadi. Bunday holda, ruda sinterlanadi, oltingugurt va boshqa aralashmalar yonib ketadi. Olingan aglomerat bunker idishlariga quyiladi, u erda suv bilan sovutiladi va havo oqimi bilan puflanadi.
• Magnit ajratish usuli- ruda maydalanadi va magnit separatorga beriladi, chunki temir magnitlanish xususiyatiga ega, minerallar suv bilan yuvilganda separatorda qoladi, chiqindi jinslar yuviladi. Keyin hosil bo'lgan konsentratdan granulalar va issiq briketli temir tayyorlanadi. Ikkinchisi quyma temirni olish bosqichini chetlab o'tib, po'lat tayyorlash uchun ishlatilishi mumkin.

Ushbu video sizga temir ishlab chiqarish haqida batafsil ma'lumot beradi:

Temir eritish

Quyma temir rudadan yuqori pechda eritiladi:

• zaryad tayyorlanadi - sinter, granulalar, koks, ohaktosh, dolomit va boshqalar. Tarkibi quyma temir turiga bog'liq;
• zaryad skipli ko'targich yordamida yuqori o'choqqa yuklanadi. Pechdagi harorat 1600 S, issiq havo pastdan beriladi;
• bu haroratda temir eriy boshlaydi va koks yonadi. Bunday holda, temir kamayadi: birinchi navbatda, ko'mirni yoqish paytida uglerod oksidi olinadi. Uglerod oksidi temir oksidi bilan reaksiyaga kirishadi toza metall va karbonat angidrid;
• oqim - ohaktosh, dolomit, kiruvchi aralashmalarni yo'q qilish osonroq bo'lgan shaklga o'tkazish uchun aralashmaga qo'shiladi. Masalan, kremniy oksidlari bunday past haroratda erimaydi va ularni temirdan ajratib bo'lmaydi. Ammo ohaktoshning parchalanishi natijasida olingan kaltsiy oksidi bilan o'zaro ta'sirlashganda, kvarts kaltsiy silikatiga aylanadi. Ikkinchisi bu haroratda eriydi. U quyma temirdan engilroq va sirtda suzib yuradi. Uni ajratish juda oddiy - shlak vaqti-vaqti bilan teshiklar orqali chiqariladi;
• suyuq temir va shlaklar turli kanallar orqali cho'chqalarga oqadi.

Hosil bo‘lgan cho‘yan po‘lat tsexiga yoki quyma mashinasiga olib boriladi, u yerda cho‘yan quymalari olinadi.

po'lat eritish

Cho'yanni po'latga aylantirish 3 usulda amalga oshiriladi. Eritma jarayonida ortiqcha uglerod, kiruvchi aralashmalar yonib ketadi va kerakli komponentlar qo'shiladi - masalan, maxsus po'latlarni pishirishda.

• Ochiq o'choq eng mashhur ishlab chiqarish usuli hisoblanadi, chunki u yuqori sifatli po'latdir. Eritilgan yoki qattiq temir ruda yoki hurda qo'shilgan holda o'choq pechiga quyiladi va eritiladi. Harorat taxminan 2000 S ni tashkil qiladi, gaz yoqilg'isining yonishi bilan saqlanadi. Jarayonning mohiyati temirdan uglerod va boshqa aralashmalarni yoqishdir. Kerakli qo'shimchalar, agar qotishma po'lat haqida gapiradigan bo'lsak, eritish oxirida qo'shiladi. tayyor mahsulot qoliplarga qoliplarga yoki ingotlarga quyiladi.

• Kislorod-konvert usuli - yoki Bessemer. Yuqori samaradorlikka ega. Texnologiya 26 kg/kv bosimda quyma temir qalinligi orqali siqilgan havoni puflashni o'z ichiga oladi. qarang Shu bilan birga, uglerod yonib ketadi va quyma temir po'latga aylanadi. Reaktsiya ekzotermik bo'lib, harorat 1600 S gacha ko'tariladi. Mahsulot sifatini yaxshilash uchun quyma temirdan havoning kislorod yoki hatto toza kislorod bilan aralashmasi puflanadi.
• Elektr eritish usuli eng samarali hisoblanadi. Ko'pincha u ko'p qotishma po'latlarni olish uchun ishlatiladi, chunki bu holda eritish texnologiyasi havo yoki gazdan keraksiz aralashmalarning kirib kelishini istisno qiladi. Temir ishlab chiqarish pechida maksimal haroratga erishiladi - elektr yoyi tufayli taxminan 2200 S.

To'g'ridan-to'g'ri qabul qilish

1970 yildan boshlab temirni to'g'ridan-to'g'ri kamaytirish usuli ham qo'llanila boshlandi. Usul koks borligida quyma temir ishlab chiqarishning qimmat bosqichini chetlab o'tishga imkon beradi. Bunday turdagi birinchi qurilmalar unumdorligi bilan farq qilmadi, ammo bugungi kunda bu usul juda mashhur bo'ldi: tabiiy gazni kamaytirish vositasi sifatida foydalanish mumkinligi ma'lum bo'ldi.

Qayta tiklash uchun xom ashyo granulalardir. Ular val o'choqqa yuklanadi, isitiladi va gaz konvertatsiya qilish mahsuloti - uglerod oksidi, ammiak, lekin asosan vodorod bilan tozalanadi. Reaktsiya 1000 C haroratda sodir bo'ladi, vodorod esa temirni oksiddan kamaytiradi.

Biz quyida dunyodagi an'anaviy (xlor va boshqalar emas) temir ishlab chiqaruvchilari haqida gapiramiz.

Mashhur ishlab chiqaruvchilar

Temir rudasi konlarining eng katta ulushi Rossiya va Braziliyada - 18%, Avstraliyada - 14%, Ukrainada - 11%. Eng yirik eksportchilar Avstraliya, Braziliya va Hindistondir. Temir narxining eng yuqori nuqtasi 2011 yilda kuzatilgan, o'shanda bir tonna metall 180 dollarga baholangan. 2016 yilga kelib, narx bir tonna uchun 35 dollargacha tushdi.

Eng yirik temir ishlab chiqaruvchilarga quyidagi kompaniyalar kiradi:

• Vale S. A. - Braziliyaning tog'-kon kompaniyasi, eng yirik temir ishlab chiqaruvchisi va;
• BHP Billiton - Avstraliya kompaniyasi. Uning asosiy yo'nalishi neft va gaz qazib olishdir. Shu bilan birga, u mis va temirning eng yirik yetkazib beruvchisi hisoblanadi;
• Rio Tinto Group Avstraliya-Britaniya konsernidir. Rio Tinto Group oltin, temir, olmos va uran qazib oladi va ishlab chiqaradi;
• Fortescue Metals Group - yana bir Avstraliya kon va temir kompaniyasi;
• Rossiyada eng yirik ishlab chiqaruvchi Evrazxolding metallurgiya va tog'-kon sanoati kompaniyasi hisoblanadi. Metallinvest va MMK jahon bozorida ham tanilgan;
• Metinivest Holding MChJ - Ukrainaning tog'-metallurgiya kompaniyasi.

Temirning tarqalishi yuqori, qazib olish usuli juda oddiy va eritish pirovardida iqtisodiy jihatdan foydali jarayondir. Jismoniy xususiyatlar bilan birgalikda ishlab chiqarish temirni asosiy strukturaviy materialning roli bilan ta'minlaydi.

Temir xloridni tayyorlash ushbu videoda ko'rsatilgan:

Rossiyada temir ishlab chiqarish qadim zamonlardan beri ma'lum. Arxeologik qazishmalar natijasida Novgorod, Vladimir, Yaroslavl, Pskov, Smolensk, Ryazan, Murom, Tula, Kiev, Vishgorod, Pereyaslavl, Vjishchga tutashgan hududlarda, shuningdek, Ladoga ko'li hududida va boshqa joylarda. , eritish qozonlari qoldiqlari bo'lgan yuzlab joylar, xom pechlar, "bo'ri chuqurlari" deb ataladigan va qadimgi metallurgiya ishlab chiqarish uchun mos keladigan asboblar topilgan. Moskva koʻmir havzasining janubiy qismidagi Podmokly qishlogʻi yaqinidagi temir eritish uchun qazilgan boʻri chuqurlaridan birida musulmon davrining 189-yiliga oid tanga topildi, bu zamonaviy asrning 9-asr boshlariga toʻgʻri keladi. xronologiya. Bu shuni anglatadiki, Rossiyada ular o'sha uzoq, chuqur nasroniygacha bo'lgan davrda temirni qanday eritishni bilishgan.

Rus xalqining ismlari bizga qadimgi Rus hududida metallurgiyaning tarqalishi haqida tom ma'noda qichqiradi: Kuznetsov, Kovalev, Koval, Kovalenko, Kovalchuk. Tarqalishi bo'yicha rus "metallurgiya" familiyalari, ehtimol, hatto ingliz arxetipi Jon Smit bilan ham raqobatlashadi (aslida u temirchi, ya'ni o'sha temirchi).

Biroq, har qanday qilich yoki to'p barrelining yo'li har doim ancha oldin boshlangan. metallurgiya pechi va, ayniqsa, temirchilik. Har qanday metall, birinchi navbatda, yoqilg'i (ko'mir yoki uni eritish uchun koks), ikkinchidan, uni ishlab chiqarish uchun xom ashyo.

Bu erda men darhol ta'kidlashim kerak. Nima uchun yoqilg'i birinchi o'rinda turadi, lekin temir rudasining o'zi men tomonidan jasorat bilan ikkinchi o'ringa qo'yilgan? Gap o‘rta asrlarda temir ishlab chiqarish uchun zarur bo‘lgan ruda va yoqilg‘ini tashish logistikasi bilan bog‘liq.

Oxir oqibat, o'rta asrlarda gullaydigan temirni eritish uchun asosiy va eng yuqori sifatli yoqilg'i edi. ko'mir.
Hozir ham, zamonaviy ma'rifat davrida, yuqori sifatli ko'mir olish vazifasi bir qarashda ko'rinadigan darajada oddiy emas.
Eng yuqori sifatli ko'mir faqat juda cheklangan miqdordagi yog'och turlaridan olinadi - barcha juda kam uchraydigan va sekin o'sadigan qattiq daraxt turlaridan (eman, shox, olxa) va arxetiplardan. Rus qayini.
Allaqachon ignabargli daraxtlardan - qarag'ay yoki archa, ko'mir ancha mo'rt va mayda va katta hosilga ega. ko'mir chang, va yumshoq bargli aspen yoki alderdan yaxshi ko'mir olishga urinish deyarli haqiqiy emas - yaxshi ko'mirning hosildorligi eman bilan solishtirganda deyarli ikki baravar kamayadi.

Agar temir konlari topilgan hududda o'rmonlar etarli bo'lmasa yoki ushbu hududdagi o'rmonlar metallurglarning oldingi avlodlari tomonidan vayron qilingan bo'lsa, turli xil ersats o'rnini bosuvchi moddalar ixtiro qilinishi kerak edi.
Masalan, Oʻrta Osiyoda yuqori sifatli temir rudasi konlariga qaramay, u oʻrmon bilan qattiq boʻlgan, shuning uchun koʻmir oʻrniga quyidagi innovatsion yoqilgʻidan foydalanish zarur edi:

Agar kimdir tushunmasa - bu sigir go'ngi. Siz ot, qo'y, echki yoki eshakni olishingiz mumkin - bu alohida rol o'ynamaydi. Kizyak qo'llari bilan tekis keklarga yoğuruldi (shunday narsa), keyin quyoshda quritish uchun qo'yildi.
Albatta, bunday vaziyatda yoqilg'ining "tarkibining doimiyligi" haqida gapirishning hojati yo'q edi va bunday "kompozitsion yoqilg'i" ning yonishi natijasida olov harorati yuqori haroratga qaraganda ancha past edi. sifatli ko'mir.

Ko'mirning boshqa, texnologik jihatdan ilg'or o'rnini bosuvchi vosita ancha keyinroq paydo bo'ldi. Bu, albatta, haqida koks hozirda barcha zamonaviy qora metallurgiya bunga asoslanadi.
Koksning "ixtirosi" tarixi atigi ikki yuz yil. Axir, sanoat inqilobining birinchi, eng kuchli voleyboni bo'lgan "ko'mir o'zini yoqib yuborgan" koks pechining batareyasi edi. Aynan u neft qurilmasi emas, balki koks pechining akkumulyatori edi, biz hozir steampunk haqidagi kitoblarda, filmlarda va animelarda eslashni yaxshi ko'radigan "ko'mir va bug' olami" ni yaratdi.

Sanoat inqilobidan ancha oldin Angliya allaqachon toshko'mirning boy konlarini ishlatgan, ammo ular deyarli faqat uylarni isitish uchun ishlatilgan. Angliyada rudani eritish, dunyoning ko'p joylarida bo'lgani kabi, faqat ko'mirda amalga oshirildi. Bu ko'pchilik ko'mirlarga xos bo'lgan noxush fakt bilan bog'liq edi - ular tarkibida o'choqda olingan temir uchun juda zararli bo'lgan juda ko'p miqdorda fosfor va oltingugurt mavjud.

Biroq, Buyuk Britaniya oroldir. Va nihoyat, ko'mirga asoslangan ingliz metallurgiyasining ortib borayotgan ehtiyojlari, ingliz o'rmonlarining barcha imkoniyatlaridan oshib ketdi. Ingliz Robin Gudning yashirinadigan joyi yo'q edi- temir eritishning ko'payishi tumanli Albionning deyarli barcha o'rmonlarini yo'q qildi. Bu oxir-oqibat, eritish talab qilinganidek, temir ishlab chiqarishni to'xtatdi katta miqdordagi yog'och: bir tonna rudani qayta ishlash uchun - deyarli 40 kubometr yog'och xom ashyosi.
Temir ishlab chiqarishning ko'payishi munosabati bilan o'rmonlarni butunlay yo'q qilish xavfi mavjud edi. Mamlakat xorijdan, asosan, Rossiya va Shvetsiyadan metall import qilishga majbur bo‘ldi. Temir eritish uchun qazilma ko'mirdan foydalanishga urinishlar yuqorida ko'rsatilgan sabablarga ko'ra uzoq vaqt davomida muvaffaqiyatsiz bo'ldi.
Faqat 1735 yilda selektsioner Abraham Derbi ko'p yillik tajribadan so'ng kokslanadigan ko'mir yordamida temir eritish yo'lini topdi. Bu g'alaba edi. Ammo milodiy 9-asr boshidagi bu g'alabadan oldin hali 900 yildan ko'proq vaqt bor edi.

Shunday qilib, o'tinni (yoki hatto tayyor ko'mirni) dazmollash uchun olib boring ishlamaydi oddiygina jarayonning logistikasi tufayli - yoqilg'i massasi ruda massasidan 4-5 baravar ko'proq va undan ham ko'proq hajmda - kamida o'n baravar kerak. Temirni yoqilg'iga olib kelish osonroq.

Yoqilg'i Qadimgi rus bor va ko'p. Va temir bilan rus platformasi haqida nima deyish mumkin?
Ammo temir bilan bog'liq savollar mavjud.
sifatli temir rudasi Rossiya tekisligida emas.

Men darhol qichqiriqni ushlayman: “Kursk magnit anomaliyasi haqida nima deyish mumkin? Dunyodagi eng yuqori sifatli magnit temir rudasi!
Ha, dunyodagi eng yuqori sifatlardan biri. 1931 yilda ochilgan. Voqea chuqurligi 200 dan 600 metrgacha. Vazifa, shubhasiz, eramizning 9-asrida qadimgi slavyanlar ixtiyorida bo'lgan texnologiyalar uchun emas. Hozir hammasi go'zal ko'rinadi, ammo o'sha vaqt uchun zamonaviy temir rudasi karerining surati zamonaviy insoniyat uchun Alpha Sentavriga sayohatga o'xshaydi. Nazariy jihatdan bu mumkin, lekin amalda bunday emas.

Natijada, 9-asrda Rossiyada hozirda insoniyat tomonidan ishlatiladigan barcha temir rudalari ro'yxatiga kiritilgan narsalarni tanlash kerak:

Magnit temir javhari - shaklda 70% dan ortiq Fe magnetit Fe3O4 (misol: biz tomonidan tasvirlangan Kursk magnit anomaliyasi)
- qizil temir rudasi - 55-60% Fe shaklida gematit Fe2O3 (masalan: yana Kursk magnit anomaliyasi yoki Krivoy Rog havzasi)
- jigarrang temir rudasi (limonit) - 35-55% Fe shaklida gidroksidlar aralashmalari temir temir Fe2O3-3H2O va Fe2O3-H2O (misol: Ukraina Kerch koni tomonidan vayron qilingan).
- shpat temir rudasi - shaklda 40% gacha Fe karbonat FeCO3 (masalan: Bakal koni)

Magnetit va gematit Rossiya platformasida chuqur joylashgan, unda dala shpati temir rudasi umuman yo'q.
Qoʻngʻir temir rudasi (limonit) qoladi.
Xom ashyo, yumshoq qilib aytganda, foydasiz - undagi temir kontsentratsiyasiga qarang, lekin hazil shundaki, u o'sha paytdagi Rossiya hududida joylashgan. deyarli hamma joyda. Bundan tashqari, bu "deyarli hamma joyda" mo''jizaviy tarzda o'sha paytdagi yuqori sifatli ko'mir yoqilg'isi manbai - Rossiya tekisligining qudratli o'rmonlariga yaqin bo'lib chiqadi.

Bu, albatta, torf botqoqlari va ko'pincha deb ataladigan limonit haqida botqoq temir.
Marsh temiridan tashqari, shunga o'xshash genezis mavjud o'tloq va ko'l temir. Biroq, keyinroq ko'rib turganingizdek, bunday temirni botqoqda qazish eng foydali bo'lgan.

Ushbu mahalliy resursning haqiqiy qazib olinishining Rossiyada tarqalishining kengligini tushunish uchun, xuddi "metallurgiya familiyalari" misolida bo'lgani kabi, har qanday geografik xaritani ochib, rus, ukrain, belarus nomlariga qarash kifoya. yoki Litva qishloqlari.
Va darhol sizni Guta, Buda, Ruda so'zlari bilan juda ko'p toponimlar hayratda qoldiradi. Mana ularning ma'nolari:

Guta: shisha zavodi
Ruda: botqoqda temir qazib olish
Buda: o'simlik kulidan kaliy olish.

Bunday qishloqlarni hamma joyda topasiz - Polesye botqoqlaridagi keng kamarda - Brestdan Sumigacha. Rossiyada "botqoq rudasi" ko'plab manbalar mavjud edi. "Botqoq temir" odatda kislorodli tuproqlardan anoksik qatlamga o'tish sodir bo'lgan deyarli hamma joyda hosil bo'ladi (aynan shu ikki qatlamning birlashmasida).
Botqoqlarda bu chegara oddiygina joylashgan, boshqa turdagi releflardan farqli o'laroq, yuzasiga juda yaqin, shuning uchun u erda temir nodullarni tom ma'noda belkurak bilan qazish mumkin, faqat olib tashlash mumkin yupqa qatlam botqoq o'simliklari.

Botqoqli temir shunday oddiy ko'rinadi (botqoq temir) .
Ammo bu Rossiyani qutqardi.

Bog'li temir konlarining o'zi klassik hisoblanadi joylashtiruvchilar.
Plasserlar odatda ruda jismlariga qaraganda ancha kichik konlar bo'lib, ularning umumiy hajmi kamdan-kam hollarda o'n minglab tonnadan oshadi (ruda konlarida millionlab va milliardlab tonna ruda bo'lishi mumkin), lekin toshqinlarni qazib olish odatda ruda tanasini qazib olishdan ko'ra ancha sodda.
Plasser odatda deyarli yalang'och qo'llar bilan va tog 'jinslarini minimal maydalash bilan ishlab chiqilishi mumkin, chunki toshqinlar odatda allaqachon vayron bo'lgan cho'kindi jinslarda paydo bo'ladi.
Bu, odatda, keng tarqalgan amaliyotdir: birinchi navbatda plasterlar qazib olinadi - keyin rudalar.
Va - barcha metallar, minerallar yoki birikmalar uchun.

Aytgancha, "yog'och qalay" (men bronza davri halokati haqidagi seriyalarda yozganman) ham joylashtiruvchidir.

Biroq, botqoqli temir cho'kindilarini qazib olish oddiy ish edi, deb aytish mumkin emas.

Botqoqli temir uchta asosiy usulda qazib olingan.

Birinchisi, yozda botqoqlikdagi ko'llar va botqoqlardan oqib o'tadigan daryolardagi sallardan tubi loyni olib tashlash edi. Salni bir joyda ustun (bir kishi) ushlab turdi va boshqa bir kishi cho'p bilan pastdan loy tortdi. Ushbu usulning afzalliklari soddaligi va ishchilarga kam jismoniy kuch sarflashidir.
Kamchiliklari ko'p miqdorda foydasiz mehnatdir, chunki chiqindi toshlar nafaqat botqoqli temir bilan to'plangan, balki loy bilan birga katta miqdorda suv ko'tarilishi kerak edi. Bundan tashqari, qoshiq bilan tuproqni katta chuqurlikka tanlash qiyin.

Ikkinchi yo'l. Qishda, kanallar pastga muzlagan joylarda avval muz kesilgan, so'ngra botqoq temirini o'z ichiga olgan pastki cho'kindi ham kesilgan. Ushbu usulning afzalliklari: botqoqli temirni o'z ichiga olgan katta qatlamni tanlash imkoniyati. Kamchiliklari: muzni va muzlagan erni o'chirish jismonan qiyin. Kon qazish faqat muzlash chuqurligigacha mumkin.

Uchinchi usul eng keng tarqalgan edi. Kanallar yoki botqoqli ko'llar yaqinidagi qirg'oqda, quduq uchun bo'lgani kabi, faqat katta, masalan, 4 dan 4 metrgacha bo'lgan yog'och uy yig'ilgan. Keyin, yog'och uyning ichida, ular birinchi navbatda, chiqindi jinslarning qoplama qatlamini qazishni boshladilar, yog'och uyni asta-sekin chuqurlashtirdilar. Keyin tarkibida botqoq temir bo'lgan tosh ham tanlangan. Yog'och uyning chuqurlashishi bilan log rulolari qo'shildi.
Doimiy oqayotgan suv vaqti-vaqti bilan olib tashlanishi kerak edi. Albatta, devorlarni loglar bilan mustahkamlamasdan shunchaki qazish mumkin edi, lekin agar eroziyalangan tuproq to'kilsa va ishchilar chuqurda uxlab qolsa, hech kimni qutqarib bo'lmaydi - odamlar tezda bo'g'ilib, cho'kib ketish. Ushbu usulning afzalliklari: botqoqli temirni o'z ichiga olgan butun qatlamni tanlash imkoniyati va ikkinchi usulga nisbatan kamroq mehnat xarajatlari. Bundan tashqari, qazib olish boshlanishidan oldin ham qazib olinayotgan xom ashyoning sifatini taxminan aniqlash mumkin edi (u erda yashovchilar ham rudaning yaxshiligini unda o'sadigan daraxtlar turiga qarab baholaydilar; shunday qilib, topilgan. qayin va aspen ostida eng yaxshisi hisoblanadi, chunki temir undan yumshoqroq va qoraqarag'ay o'sadigan joylarda u qattiqroq va kuchliroqdir").
Kamchiliklari: siz doimo suvda ishlashingiz kerak.

Umuman olganda, qadimgi rus konchilari qiyin kunlarni boshdan kechirdilar. Endi, albatta, butun dunyo bo'ylab reenaktorlar quruqroq va osonlik bilan botqoq rudasini olishingiz mumkin bo'lgan qulayroq joylarda dala sayohatlari va hatto teshik qazishmoqda:

Reenaktorlarning bolalari xursand. 9-asrda hamma narsa, menimcha, boshqacha edi.

Biroq, 9-12-asrlarda Rossiyadagi vaziyatni tushunish uchun tushunish kerak. masshtab ajdodlarimiz tomonidan botqoqlik kabi to'lib-toshgan manbada tashkil etilgan baliqchilik.

Zero, botqoqlarda loy qazish jarayonining o‘zi asrlar osha iz qoldirmagan bo‘lsa, keyinchalik botqoqli temirni qayta ishlash madaniy qatlamda iz qoldirgan, hattoki!

Axir, o'sha paytda qadimgi rus metallurgiyasida qo'llanilgan va yuqori temirli shlak ishlab chiqarilgan pishloq ishlab chiqarish jarayoni uchun zarur edi. juda boy Temir ruda. Va limonit, biz eslaganimizdek, kambag'al rudadir.
Limonitning yaxshi konsentratini olish uchun qazib olingan rudalarni, ham botqoq, ham o'tloqni oldindan boyitish kerak edi. Shuning uchun qadimgi rus metallurglari botqoq temir rudalarini eritish uchun boyitishlari kerak edi.

Xom pechlarda temir ishlab chiqarish uchun boyitish operatsiyasi juda muhim texnologik shart edi.
Keyinchalik tarixiy yodgorliklarni tahlil qilish natijasida rudani boyitishning quyidagi usullari aniqlandi:

1) quritish (ob-havo, bir oy ichida);
2) otish;
3) maydalash;
4) yuvish;
5) skrining.

Yuqori konsentratsiyali rudalarni olish faqat bitta yoki ikkita operatsiya bilan cheklanib qolmaydi, balki ko'rsatilgan barcha usullar bilan tizimli qayta ishlashni talab qiladi. Arxeologik jihatdan taniqli operatsiya - rudani qovurish.
Siz tushunganingizdek, otish uchun yuqori sifatli yoqilg'i (ko'mir), shuningdek, katta miqdorda kerak edi.

Finlyandiya ko‘rfazi sohilidagi Lasuny qishlog‘i yaqinida olib borilgan arxeologik qidiruv ishlari chog‘ida chuqurlardan birida yonib ketgan rudalar uyumi topildi. Rudani boyitish bo'yicha barcha operatsiyalar uchun juda oddiy jihozlar kerak bo'ladi: rudani maydalash uchun - yog'och blok va ohak, va elakdan o'tkazish va yuvish uchun - yog'och elak (novdalar to'ri).
Yong'in va chuqurlarda botqoq rudalarini yoqishning kamchiliklari katta bo'laklarni yoqishda undan suvning to'liq olib tashlanmaganligi va kichik bo'laklarni yoqishda katta yo'qotishlar edi.

IN zamonaviy ishlab chiqarish, albatta, boyitish ancha sodda - mayda maydalangan ruda bir xil maydalangan koks bilan aralashtiriladi va katta go'sht maydalagichga o'xshash apparatga beriladi. Shne, ruda va koks aralashmasini 8 mm dan katta bo'lmagan teshiklari bo'lgan panjaraga beradi. Teshiklardan siqib chiqqach, bunday bir hil aralashma olovga kiradi, koks esa yonib ketadi, rudani eritadi va qo'shimcha ravishda rudadan oltingugurt yondiriladi va shu bilan bir vaqtning o'zida xom ashyoni oltingugurtdan tozalaydi.

Axir, botqoq temir, ko'mir kabi, zararli aralashmalar - oltingugurt va fosforni o'z ichiga oladi. Albatta, oz miqdorda fosfor o'z ichiga olgan xom ashyoni topish mumkin edi (yaxshi, nisbatan oz - ruda temirida u har doim botqoqdagidan kamroq). Ammo tarkibida fosfor va oltingugurt kam bo'lgan botqoqli temirni topish deyarli mumkin emas edi. Shu sababli, botqoqli temirni qazib olishning butun sanoatiga qo'shimcha ravishda, uni boyitishning teng miqyosli sanoati paydo bo'ldi.

Ushbu harakatning ko'lamini tushunish uchun men bitta misol keltiraman: Eski Ryazandagi qazishmalar paytida 19 ta shahar turar joyidan 16 tasida oddiy pechda qozonlarda temirni "uy" pishirish izlari topilgan.
G'arbiy Evropa sayohatchisi Yakov Reitenfels 1670 yilda Moskvaga tashrif buyurib, "Moskvaliklar mamlakati non va metallning tirik manbai" deb yozgan.

Shunday qilib, yalang'och joyda, pastda qayin daraxtlari va torf botqoqlari bo'lgan kambag'al o'rmon tuproqlaridan boshqa hech narsa bo'lmagan holda, ota-bobolarimiz to'satdan oyoqlari ostida "oltin koni" topdilar. Va bu tomir emas, balki oltin emas, balki temir bo'lsa ham, vaziyat bundan o'zgarmadi.

Endigina paydo bo'layotgan mamlakat dunyoda o'z o'rnini va uni Balaklava to'plari, T-Z4 tanki va Topol-M ICBMga olib boradigan tsivilizatsiya yo'lini oldi.
Resurslar. Ish. Ishlab chiqarish. Qurol.

Chunki resurslarga ega bo'lish - siz muqarrar ravishda qurollanasiz. Yoki - kimdir sizning resurslaringiz uchun keladi.
Rossiyada temir davri boshlandi.
Asr - aniqrog'i - rus qurollarining ming yilliklari.

Yana bir dushman mag'lub bo'lib, qayin o'rmonlari va torf botqoqlaridan tashlanganidan keyin qilich ko'tariladigan ming yillik.

Va dushmanlar uzoq kutilmadi.
Darhaqiqat, 10-asrda temir asrida qurollanish poygasi allaqachon kuchayib bordi.