книги / Металлургия черных и цветных металлов
..pdfМеталлургия черных и цветных металлов
Рекомендовано Государственным комитетом Российской Федерации по высшему образованию в качестве учебника для студентов
металлургических специальностей вузов
МОСКВА МЕТАЛЛУРГИЯ 1993
Р е ц е н з е н т ы : кафедра металлургии черных н цветных металлов ВЗПИ и докт. техн. наук В. И. Кашин
УДК 669.18
Металлургия черных и цветных металлов: Учебник для вузов/Чел^щев Е. В., Арсентьев П. П., Яковлев В. В., Рыжонков Д. И.— М.: Металлургия, 1993447 с.
Рассмотрены исходные материалы металлургического производства и способы подготовки сырья к плавке. Описаны конструкции основных агрега тов и оборудования черной и цветной металлургии, а также способы опти мального размещения их в цехе. Описаны процессы, протекающие при вы плавке чугуна в доменной печи, современные методы интенсификации домен ной плавки, различные способы выплавки стали (конвертерной, мартенов ской, электродуговой), рафинирующие переплавы. Указаны методы улучше ния качества стали: внелечное рафинирование, раскисление и легирование. Изложены принципы производства ферросплавов и технология получения их. Рассмотрены основные способы получения, рафинирования и разливки раз личных цветных металлов.
Для студентов металлургических вузов. Ил. 184. Табл. 18. Библиогр. список: 66 назв
Федеральная целевая программа кннгонздання Росснн
М _2605000000 «047 |
* —93 |
040( 0 1 )—93 |
|
|
© Челищев Е. В., Арсентьев П. II, |
ISBN 5-229-00690-0 |
Яковлев В. В., Рыжонков Д. И., |
издательство "Металлургия", 1993 |
Предисловие |
|
|
|
|
8 |
||
Введение |
|
|
|
|
|
10 |
|
Раздел |
I |
|
|
|
|
|
|
СЫРЫЕ |
МАТЕРИАЛЫ |
ПРОИЗВОДСТВА |
ЧЕРНЫХ |
МЕТАЛЛОВ |
|||
И ПОДГОТОВКА ИХ К ПЛАВКЕ |
|
|
15 |
||||
Г л а в а |
1. |
Топливо металлургических печей |
|
|
15 |
||
§ 1. Кокс. § 2. Другие виды металлургического топлива. |
|
||||||
Г л а в а |
2. Железные руды . . . . |
|
|
17 |
|||
§ 1. Понятие о рудах. § 2. Основные виды железных руд и их |
|||||||
общие запасы. § 3. Основные месторождения |
железных руд СССР. |
||||||
§ 4. Марганцевые руды. § 5. Хромовые руды. § 6. Комплексные |
|||||||
руды. |
§ 7. |
Отходы |
металлургических |
и |
других |
производств. |
|
§ 8. Флюсы металлургических производств. |
|
|
|||||
Г л а в а |
3. Подготовка сырых материалов к |
плавке |
. . 26 |
||||
§ 1. Дробление и сортировка. § 2. Обогащение железных руд. § 3. |
|||||||
Обогащение марганцевых руд. § 4. Обжиг. § 5. Окускование руд |
|||||||
ных материалов спеканием. § 6. Производство окатышей. |
|||||||
Раздел |
II |
|
|
|
|
|
|
ПРОИЗВОДСТВО |
ЧУГУНА |
|
|
61 |
|||
Г л а в а |
1. |
Профиль и конструкция доменной |
печи |
61 |
§1. Профиль печи и его элементы. § 2. Конструкция доменной печи
ивспомогательного оборудования
Г л а в а |
2. |
Подача плавильныхматериалов |
в печь |
68 |
§ 1. Складирование плавильных материалов. § 2. Доставка пла |
||||
вильных материалов к печи. |
|
|
||
Г л а в а |
3. |
Процессы при выплавке чугуна |
в доменной печи |
. . 73 |
§ 1. Движение и теплообмен газов и шихтовых материалов. § 2. |
||||
Восстановительные процессы и удаление серы. § 3. Образование |
||||
чугуна |
и шлака. § 4. Горение кокса и топливных добавок в |
горне. |
||
Г л а в а |
4. |
Интенсификация н технико-экономические, показатели |
домен |
ной |
плавки |
|
|
|
|
89 |
|
§ 1. Способы интенсификации процесса:; § 2. Технико-экономические |
|||||||
показатели доменного процесса. § ,3. Внедоменная обработка чу |
|||||||
гуна. |
|
|
|
|
|
|
|
Раздел III |
|
|
|
|
|
||
ВНЕДОМЕННОЕ ПОЛУЧЕНИЕ ЖЕЛЕЗА И СПЛАВОВ |
|
95 |
|||||
§ |
1. |
Классификация |
внедоменных |
способов |
получения |
железа и |
|
сплавов. § 2. Энергетическое обеспечение процессов прямого полу |
|||||||
чения металлов. § 3. |
Прямое получение металла в шахтных |
печах. |
|||||
§ 4. Установки получения металла во вращающихся печах. § 5. По |
|||||||
лучение металла восстановлением |
оксидных |
расплавов. § |
6. |
Двух- |
|||
и многостадийные процессы. |
|
|
|
|
|||
Раздел IV |
|
|
|
|
|
||
ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ В КОНВЕРТЕРАХ |
|
|
109 |
||||
Г л а в а |
1. Кислородно-конвертерный |
процесс |
........................................ 109 |
||||
§ 1. |
Общая характеристика процесса. § 2. |
Взаимодействие |
дутья |
с расплавом. § 3. Конструкция кислородных конвертеров и верхних фурм. § 4. Изменение состава металла, шлака и газа по ходу конвертирования. § 5. Пыле- и дымообразование в кислородно-кон вертерном процессе.
Г л а в а |
2. |
Переработка |
чугунов |
нестандартного |
состава |
и выплавка |
|||||||||
легированных сталей в |
кислородных |
конвертерах |
|
|
- |
• |
|||||||||
§ |
1. |
Передел фосфористых |
чугунов |
в |
кислородных |
конвертерах |
|||||||||
с |
верхним |
дутьем. |
§ |
2. |
Передел природнолегированных |
чугунов. |
|||||||||
§ 3. Производство легированных сталей в кислородных конверте |
|||||||||||||||
рах. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Глава 3. Планировка и оборудование конвертерного цеха. Технико |
|||||||||||||||
экономические показатели кислородно-конвертерного процесса |
|
136 |
|||||||||||||
Гла ва |
4. |
Производство |
стали в |
конвертерах с |
донной продувкой |
140 |
|||||||||
§ 1. Общая характеристика донных процессов. § 2. Физико-хими |
|||||||||||||||
ческие |
особенности |
выплавки |
стали |
в конвертерах донного дутья |
|||||||||||
Г л а в а |
5. |
Производство |
стали |
в |
конвертерах |
с комбинированным |
|||||||||
дутьем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
145 |
§ 1. Общая характеристика комбинированных процессов. § 2. Кон |
|||||||||||||||
структивные |
особенности |
конвертеров |
с |
комбинированным |
дутьем. |
§ 3. Особенности гидродинамики металлической ванны в комбини рованных процессах. § 4. Особенности физико-химического взаимо
действия в конвертерной |
ванне |
при |
комбинированной |
продувке. |
|||
§ 5. |
Технико-экономические показатели |
и |
перспективы развития |
||||
комбинированных процессов. |
|
|
|
|
|
|
|
Раздел V |
|
|
|
|
|
|
|
ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ В МАРТЕНОВСКИХ ПЕЧАХ |
|
158 |
|||||
Глава |
1. Общая характеристика мартеновского процесса и мартенов |
||||||
ских печей |
|
|
|
|
|
158 |
|
§ 1. Основные принципы мартеновского процесса и конструкции |
|||||||
мартеновских печей. § 2. Выплавка стали в мартеновских |
печах |
||||||
Гла ва |
2. Конструкция мартеновских |
печей |
|
|
160 |
||
Глава |
3. Технология плавки |
в мартеновских |
печах |
. . |
163 |
||
§ 1. Заправка печи. § 2. Завалка и прогрев шихты. § 3. Заливка |
|||||||
чугуна. § 4. Плавление. |
|
|
|
|
|
166 |
|
Гла ва |
4. Окисление примесей, дёфосфорация |
и десульфурация |
§ 1. Перенос кислорода в мартеновской ванне. § 2. Окисление крем ния, марганца. Восстановление оксидов марганца. § 3. Дефосфорация металла в основной печи. § 4. Десульфурация мартеновской стали.
Гла ва |
5. Окисление углерода |
в мартеновской печи. Применение кис |
лорода |
Значение окисления |
углерода для мартеновского процесса. |
§ 1. |
§ 2. Термодинамика окисления углерода. § 3. Возникновение и рост пузырьков монооксида углерода в расплаве металла. § 4. Кинетика окисления углерода, полировка металла, чистое кипение. § 5. При менение кислорода в мартеновском процессе.
Г л а в а |
6. Передел высокофосфористых чугунов. Качающиеся печи |
Ка |
|||||||
§ |
1. Мартеновский |
передел высокофосфористых чугунов. |
§ 2. |
||||||
чающиеся мартеновские печи. |
|
|
|
|
|
||||
Глава |
7. Производство стали в кислых мартеновских печах . |
|
|||||||
§ |
1. |
Кислая |
сталь |
и кислая |
мартеновская |
печь. § |
2. |
Активный |
|
и кремневосстановительный процессы. |
|
|
|
|
|||||
Глава |
8. Сжигание топлива в мартенбвекой печи |
. . |
|
|
|||||
§ 1. Мартеновская печь как теплообменный агрегат. § 2. Газовые |
|||||||||
потоки. § 3. |
Теплопередача в |
печи. § 4. |
Тепловая |
работа |
печи |
и ее показатели. § 5. Автоматическое регулирование тепловой ра боты печи.
Гл а в а 9. Планировка |
цехов, |
технико-экономические |
показатели |
и |
||||||||||
перспективы |
|
мартеновского производства |
стали |
|
|
|
|
|
183 |
|||||
§ 1. Планировка и устройство мартеновских цехов. § 2. Технико |
||||||||||||||
экономические показатели и перспективы. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Гла ва |
10. |
Двухванные сталеплавильные |
печи |
и |
проблемы |
замены |
||||||||
мартеновских |
печей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
187 |
|||
§ 1. Принцип конструкции и работы двухванных сталеплавильных |
||||||||||||||
печей. |
|
§ |
2. Конструкции |
двухванных |
сталеплавильных |
|
печей. |
|||||||
§ |
3. |
Технология плавки в двухванных сталеплавильных |
печах. |
|||||||||||
§ |
4. |
Качество и сортамент стали, выплавляемой в двухванных |
||||||||||||
печах. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Раздел VI |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЕЧАХ |
|
|
194 |
|||||||||||
Г л а в а |
1. |
Конструкция |
дуговых электрических |
печей |
. . . . |
|
194 |
|||||||
§ 1. Значение и развитие электрометаллургии стали. § 2. Устрой |
||||||||||||||
ство дуговой электропечи. § 3. Перспективы развития конструкции |
||||||||||||||
дуговых электропечей. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Г л а в а |
2. Технология выплавки стали в* основных дуговых печах . |
209 |
||||||||||||
§ |
1. |
Шихтовые материалы |
электроплавки. § |
2. |
Технология |
|
плавки |
|||||||
в |
основной дуговой |
печи. |
§ 3. Выплавка |
стали |
в |
кислых |
дуговых |
электропечах. § 4. Особенности технологии плавки в крупных ду говых электропечах. § 5. Автоматизация и механизация электро сталеплавильного производства. § 6. Технико-экономические пока затели работы дуговых электропечей. § 7. Выплавка стали в ин дукционных печах. § 8. Электропереплавные процессы.
Раздел VII |
|
|
|
|
РАСКИСЛЕНИЕ, ЛЕГИРОВАНИЕ, |
ВНЕПЕЧНОЕ РАФИНИРОВАНИЕ |
|||
СТАЛИ |
|
|
|
241 |
Глава 1. Раскисление и |
легирование . . . |
|
241 |
|
§ 1. Предварительное раскисление. § 2. Раскисление методом осаж |
||||
дения и окончательное раскисление. § 3. Комплексные |
раскислнтели |
|||
§ 4. Удаление неметаллических включений. § 5. Экстракционное или |
||||
диффузионное раскисление. § 6. Легирование стали. |
249 |
|||
Г л а в а 2. Газы в стали |
. |
. |
. |
|
§ 1. Водород в железе и его сплавах. § 2\ Азот в железе и его |
||||
сплавах. |
|
|
|
253 |
Г л а в а 3. Внепечное рафинирование стали |
|
|||
§ 1. Обработка металла вакуумом. § 2. Обезуглероживание в ва |
||||
кууме. § 3. Продувка |
металла в ковше инертными газами. § 4. Вне- |
печная обработка стали синтетическими шлаками. § 5. Обработка стали порошками. § 6. Примеры технологических схем производства высококачественной стали. Мини-заводы.
Раздел |
VIII |
СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ |
|
270 |
||
НЕПРЕРЫВНЫЕ |
|
|||||
Г л а в а |
1. Основы непрерывных |
процессов |
|
270 |
||
Глава |
2. Разновидности непрерывных сталеплавильных процессов и не |
272 |
||||
который |
примеры |
перспективных |
НСП |
|
||
Раздел |
ЧХ |
|
|
|
|
|
РАЗЛИВКА СТАЛИ И ФОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ СЛИТКОВ |
277 |
|||||
И ЗАГОТОВОК |
|
|
|
|
||
Г л а в а |
Разливка стали из |
ковша |
. . . . |
277 |
||
§ \. |
Выпуск |
стали в ковш. |
§ |
2. Гидродинамика струи. |
§ 3 Турбу- |
|
лизация струи |
и влияние |
турбулентности на |
технологию |
разливки. |
||||
§ 4. Вихреобразование, кавитация. § 5. Основы конструирования, на |
||||||||
садка и выбор разливочных стаканов. |
|
|
|
|||||
Г л а в а |
2. Организация |
и технология |
разливки |
|
|
|||
§ |
1. |
Разливка |
сверху |
и |
сифоном. § 2. Изложницы. § 3. Поддоны |
|||
и |
прибыльные |
надставки. |
§ 4. Повышение эффективности борьбы |
|||||
с |
усадочной |
раковиной |
и осевой |
рыхлостью |
в слитке |
спокойной |
стали. |
|
290 |
|
Глава |
3. |
Кристаллизация и формирование стального слитка |
|
§ 1. Формирование зон мелких равноосных и столбчатых кристал |
|
||
лов. § 2. Перераспределение примесей, концентрационное уплотне |
|
||
ние и переохлаждение. § 3. Формирование структурных зон. § 4. Лик |
|
||
вация и усадка при затвердевании слитка. |
300 |
||
Г л а в а |
4. |
Классификация стали по технологии раскисления |
|
Глава |
5. |
Непрерывная разливка слитков й заготовок |
310 |
§ 1. Развитие непрерывной разливки. § 2. Основы технологии и кон струкции машин непрерывной разливки стали. § 3. Варианты не прерывной разливкй-стали и МНЛЗ. § 4. Кристаллизация непрерыв
ного |
слитка. § |
5. |
Сегрегация, газы и |
неметаллические включения |
||||
в |
непрерывном |
слитке. § 6. |
Дефекты |
непрерывнолитых |
заготовок |
|||
стали и меры к их ослаблению и предотвращению. |
|
|||||||
Раздел |
X |
|
|
|
|
|
|
|
ПРОИЗВОДСТВО ФЕРРОСПЛАВОВ |
|
327 |
||||||
Г л а в а |
1. Физико-химические и технологические основы производства |
|||||||
ферросплавов |
|
|
|
|
|
327 |
||
Г л а в а |
2. Производство |
ферросилиция |
|
331 |
||||
§ 1. Углеродовосстановнтельное получение ферросилиция. |
||||||||
Глава |
3. Производство |
ферромарганца |
и металлического |
марганца 335 |
||||
§ 1. Применение и состав сплавов марганца. § 2. Производство вы |
||||||||
сокоуглеродистого ферромарганца. § 3. Производство силикомар- |
||||||||
ганца и его применение. § 4. Получение ферромарганца с понижен |
||||||||
ным |
содержанием |
углерода |
и низкоуглеродистого ферромарганца. |
|||||
§ 5. Производство металлического марганца. |
|
|||||||
Глава |
4. Производство феррохромаи металлического хрома |
341 |
||||||
§ |
1. |
Применение и состав сплавов хрома. § 2. Производство высо |
коуглеродистого феррохрома. § 3. Получение средне- и ннзкоуглеродистого феррохрома. § 4. Силикотермическое получение низкоуг леродистого феррохрома, § 5. Алюминотермичеекнй способ получения хрома и его сплавов.
Раздел XI |
|
|
|
|
ПРОИЗВОДСТВО |
ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ |
349 |
||
Г л а в а |
1. |
Общие |
основы цветной металлургии |
349 |
Г л а в а |
2. |
Металлургия меди . |
. . 351 |
§ 1. Общие сведения. § 2. Медные руды, подготовка сырья. § 3. Обжиг медных руд и концентратов. § 4. Пирометаллургическое получение меди из руд и концентратов. § 5. Плавка в отражатель ных печах. § 6. Выплавка штейна в шахтной печи. § 7. Плавка медных руд и концентратов в электрических и других печах. § 8. Выделение металлической меди, конвертирование медных штейнов. § 9. Рафинирование меди.
Г л а в а |
3. Металлургия никеля |
печах. § 3. |
370 |
§ 1. |
Общие сведения. § 2. Плавка в шахтных |
Конверти |
|
рование штейнов. § 4. Обжиг никелевого файнштейна. § 5. Полу |
|||
чение |
никеля из сульфидных медно-никелевых |
руд. § 6. |
Конэерти- |
рование медно-никелевого штейна. § 7. Переработка белого медно- ■никелевого штейна. § 8. Электролитическое рафинирование никеля
Г л а в а 4. Металлургия алюминия |
. . 378 |
§1. Общие сведения. § 2. Сырье для получения алюминия. § 3. Производство глинозема. § 4. Получение металлического алюминия.
§5. Показатели процесса электролиза и влияние различных фак
торов на расход электроэнергии. § 6. Рафинирование алюминия.
Г л а в а 5. Металлургия магния |
. . . . . . 393 |
§ 1. Общие сведения. § 2. Сырье для получения магния и его под готовка. § 3. Электролитическое получение магния. § 4. Произ водство магния методом электролиза. § 5. Конструкция магниевых ванн и их обслуживание. § 6. Рафинирование магния. § 7. Терми ческие способы получения магния.
Гла ва |
6. Металлургия |
титана |
406 |
§ 1. |
Общие сведения. |
§ 2. Титановые минералы, |
руды и их пере |
работка. § 3. Хлорирование титансодержащих материалов. § 4. .Ме таллотермическое и электролитическое получение титана и его ра финирование.
Г л а в а |
7. Производство ванадия . |
? |
§ |
1. Общие сведения. § 2. Сырье для |
производства ванадия. |
§ 3. Подготовка сырья и получение ванадия. § 4. Извлечение ва надия из промежуточных продуктов титанового производства. § 5. Из влечение ванадия из нефтепродуктов. § 6. Производство феррованадия
Г л а в а 8. Производство тугоплавких металлов |
418 |
§ 1. Физико-химические свойства и применение вольфрама и мо |
|
либдена. § 2. Металлургия вольфрама. § 3. Металлургия молиб |
|
дена. |
|
Раздел XII |
|
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВИДЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ 431
Г ла в а |
1. |
Проблемыкосмической металлургии |
431 |
Г л а в а |
2. |
Использованиеатомной энергии вметаллургии |
434 |
Глава |
3. |
Производство аморфных и микрокристаллических металлов |
|
и сплавов |
................................. 436 |
||
§ 1. Аморфные сплавы и их применение. § 2. Способы получения |
|
||
аморфных сплавов. |
|
||
Предметный |
указатель |
441 |
В 1971 г. авторами был создан учебник «Общая металлургия» для студентов металлургических вузов специальности 1104 «Физико-химические исследования металлургических процес сов». Книга встретила хороший прием со стороны студентов, преподавательского состава и интерес у работников производ ства.
За прошедшие годы отношение к книге и ее необходимость не изменились, она осталась стабильным учебником, но сохра нилась в недостаточном количестве на полках библиотек ВТУЗов.
Для восполнения и обеспечения учебной литературой, а также в связи с необходимостью отразить огромные измене ния, происшедшие в технологии, новые направления в развитии отдельных отраслей и всей металлургии авторы заново напи сали учебный курс для той же специальности, озаглавив книгу «Металлургия черных и цветных металлов». Такое название учебника более отвечает программе курса, объединяющего ряд традиционных классических дисциплин подготовки инженераметаллурга: «Металлургия чугуна», «Металлургия стали», «Электрометаллургия», «Производство ферросплавов», «Метал лургия Цветных металлов» и другие. Создание такого курса наталкивается на ряд трудностей и сложность объединения самостоятельных, насыщенных фактическим и научным мате риалом, отдельных курсов.
Авторы излагали материал на строгой, современной научной основе, не повторяя последнюю, считая достаточно усвоенной в предыдущих теоретических дисциплинах, также избегали возможных повторений. Имея в виду специфичность подготовки инженера-металлурга исследователя, стремились в построении учебника вскрыть возможно более общие идеи, лежащие в ос нове различных отраслей металлургии: основоположения в тех нологии, металлургических процессах, Способах и приемах.
Обращая внимание на важность и приоритетность проблемы качества металла, авторы стремились показать возможности формирования качества окончательной продукции от началь ных и на всех звеньях многостадийного металлургического производства, вскрывая общность основ, лежащих в техно логических приемах и способах, направленных на повышение качества.
Поскольку учебник предназначен для подготовки инженераметаллурга исследователя, авторы старались расширить круго зор обучающихся, обращая внимание на новые процессы, по казывая их развитие, останавливаясь особенно на перспектив ных видах и возможностях их совершенствования.
Обширность материала и ограниченность объема учебника определили необходимость сокращенного изложения второсте пенных или широко известных проблем, но авторы стремились создать учебник, удовлетворяющий студента в изучении курса, дающего представление о металлургическом производстве, рас ширяющего кругозор будущего исследователя и его пытли7 вость. А также стремились, чтобы преподаватель, ведущий курс, не был скован рамками структуры и содержания учебника, а имел бы возможности к расширению как фактического мате риала, так и личной интерпретации материала и проблем.
Сообразно с общей идеей учебника обращено внимание на комплексные методы передела и соответственно проблемы без отходной технологии извлечения металлов, соблюдения и повы шения экологических норм металлургических производств.
Доц. Челищевым Е. В. написаны: предисловие, введение,
разделы |
V, VII, VIII, IX, проф. Арсентьевым П. П.— главы |
2 |
|
и 3 раздела |
IV, раздел VI, § 6 главы 3 раздела VII и глава |
3 |
|
раздела |
XII, |
проф. Яковлевым В. В.— разделы I, II, глава |
1 |
раздела IV, глава 8 раздела XI, проф. Рыжонковым Д. И.— разделы III, X, главы 1—7 раздела XI и главы 1, 2 раздела XII.
Авторы выражают глубокую благодарность коллективу ка федры металлургии черных и цветных металлов ВЗПИ и проф. докт. техн. наук Кашину В. И. за большой труд по рецецзиро'- ванию рукописи и за ценные замечания, которые были учтены при подготовке учебника к печати.
История человечества неразрывно связана с развитием использования, а сле довательно, и производства металлов. В отдаленные времена было известно лишь несколько металлов, по мере развития цивилизации число их увеличива лось: к концу XVIII в. знали около 20, а к концу XIX в. число их достигло 50.
В настоящее время из 106 элементов Периодической |
системы |
92 составляют |
|
металлы. |
на |
черные и цветные. |
|
Промышленная классификация делит металлы |
|||
К черным относятся железо и его сплавы — чугун, |
сталь, |
ферросплавы, |
а также марганец и хром. Все остальные металлы объединены в группы: цвет ных, подразделяющихся на легкие — алюминий, магний, титан, тяжелые — медь, никель, свинец, цинк, олово, кобальт, кадмий, вольфрам, сурьма, ртуть,
висмут; благородных |
— золото, серебро, |
платина |
и платиноиды; а |
также ред |
||
ких и радиоактивных |
металлов. |
на |
качественно |
новый путь, как только |
||
Развитие человечества вступило |
||||||
перешло от каменных орудий труда |
и |
защиты |
к |
металлическим. |
Первыми |
.используемыми металлами были медь и ее сплавы, положившие начало брон зовому веку.
Применение железа началось 4 тысячи лет назад, ознаменовав тем начало железного века, продолжающегося по наши дни. Среди металлов железо по своему значению, зажимает особое место. С железом и его сплавами нераз рывно связаны развитие материальной культуры, технический прогресс во всех областях общества. «Железо — это один из фундаментов цивилизации»,— писал В. И. Ленин. Экономический потенциал страны определяют, в частно сти, количеством стали, выплавленной на душу населения.
Первоначально медленное развитие металлургии, в том числе и металлур гии железа, получает ускорение с начала XVIII в. В это время создается до менный процесс современного типа. Основными этапами этого развития были: переход от древесного угля к коксу (1735 г.), замена маломощных мехов на воздуходувные машины (конец XVIII в.), применение нагрева дутья (1828 г.). Переработка чугуна на сталь проходит этапы кричного и пудлингового пере делов, но только в XIX в. в связи с изобретением конвертирования (1856 г.) и мартенования (1863 г.) выходит на путь современного сталеварения. Даль нейший прогресс доменного и сталеплавильного производства развивался не
прерывно, быстро и естественно сопровождался ростом производства |
чугуна |
и стали. Если 120 лет назад в мире производилось стали 3 млн. т, то |
в на |
стоящее время ее выплавка достигла более 700 млн. т/год.
Особенностью развития металлургической промышленности СССР был высокий темп роста производства, поставивший ее к 1970 г. на первое место по производству черных металлов в мире. В 1988 г. было выплавлено 163 млн. т стали.
Первенствующее значение железа и его сплавов, наибольшее производ ство и потребление связаны с благоприятным сочетанием его физико-химиче ских свойств. Железо обладает высокими прочностными и пластическими свойствами, твердостью, электрической проводимостью, магнитностью, спосебностыб свариваться. Благодаря этим свойствам железо применяют в ма шиностроении, для создания транспортных средств, конструкций и т. д. Об ласти применения железа расширяются в связи с возможностью создавать на его основе практически неограниченно сплавы с самыми разнообразными свой ствами, усиливая одни, ослабляя другие. Из таких сплавов можно назвать ряд конструкционных, инструментальных, жаропрочных и жаростойких, кор розионностойких, магнитных, с высоким электрическим сопротивлением и др. Наряду со свойствами, благоприятствующими применению железа и его спла вов, развитию черной металлургии способствовало широкое распространение железных руд, их большие запасы в формах, удобных для добычи и перера ботки.