Белгілі мұнай мен газдан басқа, басқа да бірдей маңызды пайдалы қазбалар бар. Оларға темір және өңдеу арқылы өндірілетін кендер жатады. Кенді кен орындарының болуы – кез келген елдің байлығы.
Кендер дегеніміз не?
Әрбір жаратылыстану ғылымдарыбұл сұраққа өзінше жауап береді. Минералогия кенді олардың ішіндегі ең бағалысын алу процестерін жетілдіру үшін қажетті пайдалы қазбалардың жиынтығы деп анықтайды, ал химия ондағы бағалы металдардың сапалық және сандық құрамын анықтау мақсатында кеннің элементтік құрамын зерттейді.
Геология: «Кендер дегеніміз не?» деген сұраққа жауап береді. оларды өнеркәсіптік пайдаланудың орындылығы тұрғысынан, өйткені бұл ғылым планетаның ішкі қабаттарында болып жатқан құрылым мен процестерді, тау жыныстары мен пайдалы қазбалардың пайда болу шарттарын және жаңа пайдалы қазбаларды барлауды зерттейді. Олар Жер бетіндегі аудандар, онда байланысты геологиялық процестерөнеркәсіптік пайдалану үшін минералды түзілімдердің жеткілікті мөлшері жинақталған.
Кен түзілуі
Сонымен, «кендер дегеніміз не?» деген сұраққа. Ең толық жауап - бұл. Кен – құрамында өнеркәсіптік металдар бар тау жынысы. Тек осы жағдайда ғана оның құндылығы болады. Металл кендері олардың қосылыстары бар магма салқындаған кезде пайда болады. Сонымен бірге олар кристалданады, атомдық салмағына қарай бөлінеді. Ең ауырлары магманың түбіне шөгіп, жеке қабатқа бөлінеді. Басқа минералдар тау жыныстарын құрайды, ал магмадан қалған гидротермиялық сұйықтық қуыстарға таралады. Оның құрамындағы элементтер қатып, тамыр түзеді. Табиғи күштердің әсерінен қираған тау жыныстары су қоймаларының түбіне шөгіп, шөгінді шөгінділерді құрайды. Тау жыныстарының құрамына қарай әртүрлі металл кендері түзіледі.
Темір рудалары
Бұл минералдардың түрлері айтарлықтай ерекшеленеді. Кендер, атап айтқанда темір рудалары дегеніміз не? Егер кенде жеткілікті болса өнеркәсіптік өңдеуметалдың мөлшері темір деп аталады. Олар шығу тегі, химиялық құрамы және пайдалы болуы мүмкін металдар мен қоспалардың мазмұны бойынша ерекшеленеді. Әдетте, бұл байланысты түсті металдар, мысалы, хром немесе никель, бірақ зияндылары да бар - күкірт немесе фосфор.
Химиялық құрамы оның әртүрлі оксидтері, гидроксидтері немесе темір оксидінің көмірқышқыл газының тұздары арқылы ұсынылған. Өндірілетін кендерге қызыл, қоңыр және магнитті темір рудалары, сондай-ақ темір жылтырлығы жатады - олар ең бай болып саналады және 50% -дан астам металды қамтиды. Нашарларға пайдалы құрамы аз - 25% жатады.
Темір рудасының құрамы
Магниттік темір рудасы – темір оксиді. Оның құрамында 70%-дан астам таза металл бар, бірақ кен орындарында мырыш қоспасымен және басқа түзілімдермен бірге, кейде бірге кездеседі. пайдаланудағы ең жақсы кен болып саналады. Темірдің жылтырлығы да 70%-ға дейін темірден тұрады. Қызыл темір кені – темір оксиді – таза металды алу көздерінің бірі. Ал қоңыр аналогтары 60% дейін металды қамтиды және қоспалармен, кейде зиянды болады. Олар сулы темір оксиді болып табылады және барлық дерлік темір рудаларымен бірге жүреді. Олар сондай-ақ өндіру мен өңдеудің қарапайымдылығы үшін ыңғайлы, бірақ руданың бұл түрінен алынған металл онша емес. Жоғары сапа.
Темір кен орындарының шығу тегіне қарай олар үш үлкен топқа бөлінеді.
- Эндогендік немесе магмалық. Олардың пайда болуы жер қыртысының тереңдігінде болатын геохимиялық процестер мен магмалық құбылыстарға байланысты.
- Экзогендік немесе жер үсті кен орындары жер қыртысының жер бетіне жақын аймағында, яғни көлдердің, өзендердің, мұхиттардың түбінде болатын процестер нәтижесінде пайда болды.
- Метаморфогендік шөгінділер жер бетінен жеткілікті тереңдікте жоғары қысым мен бірдей температуралардың әсерінен пайда болды.
Еліміздегі темір рудасының қоры
Ресей әртүрлі кен орындарына бай. Дүние жүзіндегі ең үлкені - ол бүкіл әлемдік қордың 50% дерлік қамтиды. Бұл аймақта 18 ғасырда атап өтілді, бірақ кен орындарын игеру өткен ғасырдың 30-жылдары ғана басталды. Бұл бассейндегі кен қорының құрамында таза металдың мөлшері жоғары, олар миллиардтаған тоннамен өлшенеді, ал өндіру ашық немесе жерасты әдіспен жүзеге асырылады.
Еліміздегі және әлемдегі ең ірі кен орындарының бірі саналатын Бақчар темір кені өткен ғасырдың 60-жылдары ашылған. Оның 60%-ға дейінгі таза темір концентрациясы бар кен қоры шамамен 30 млрд тоннаны құрайды.
Краснояр өлкесінде магнетит кендері бар Абагаское кен орны бар. Ол өткен ғасырдың 30-жылдарында ашылды, бірақ оның дамуы жарты ғасырдан кейін ғана басталды. Солтүстікте және Оңтүстік аймақтарбассейндік өндіріс жүргізілуде ашық әдіс, ал нақты қоры 73 млн тоннаны құрайды.
Сонау 1856 жылы ашылған Абакан темір кені әлі де белсенді. Бастапқыда игеру ашық әдіспен, ал 20 ғасырдың 60-жылдарынан бастап 400 метрге дейінгі тереңдікте жерасты өндірумен жүзеге асырылды. Кендегі таза металдың мөлшері 48%-ға жетеді.
Никель кендері
Никель кендері дегеніміз не? Бұл металды өнеркәсіптік өндіру үшін пайдаланылатын минералды түзілімдерді никель кендері деп атайды. Құрамында төрт пайызға дейін таза металды құрайтын сульфидті мыс-никель рудалары және силикат никель рудалары бар, бұл көрсеткіш 2,9%-ға дейін. Бірінші типті кен орындары әдетте магмалық типке жатады, ал силикат кендері үгілу қыртысының аймақтарында кездеседі.
Ресейдегі никель өнеркәсібінің дамуы олардың Орта Оралда орналасуының дамуымен байланысты ортасы 19ғасырлар. Сульфидті кен орындарының шамамен 85% Норильск облысында шоғырланған. Таймыр кен орындары қорларының байлығы мен пайдалы қазбалардың алуан түрлілігі бойынша әлемдегі ең ірі және бірегей болып табылады, оларда периодтық жүйенің 56 элементі бар. Ресейдегі никель рудаларының сапасы басқа елдерден кем түспейді, артықшылығы – олардың құрамында қосымша сирек элементтердің болуы.
Сульфидті кен орындарындағы никель ресурстарының шамамен он пайызы Кола түбегінде, Орта және Оңтүстік Оралсиликат кен орындары игерілуде.
Ресейдің рудалары өнеркәсіптік пайдалану үшін қажетті саны мен әртүрлілігімен сипатталады. Дегенмен, сонымен бірге олар күрделілігімен ерекшеленеді табиғи жағдайларөндіру, ел аумағында біркелкі таралу, ресурстың орналасу аймағы мен халықтың тығыздығы арасындағы сәйкессіздік.
Темір - табиғатта кең таралған элемент. Оның мазмұны жер қыртысы 4,2% құрайды. Оның құрамында тек оттегі көп – 49,7%, кремний – 26% және алюминий – 7,45%.
Кенді минералдар немесе рудалар - металдарды немесе қажетті элементті алу экономикалық тұрғыдан мүмкін болатын минералды массалар. Осыған сәйкес темір рудаларытемір балқыту экономикалық тұрғыдан қолайлы тау жыныстары деп аталады. Кенді байыту әдістерінің дамуына және оларды тасымалдау құнының төмендеуіне байланысты экономикалық жағдайлардың тұрақты өзгеруі темір рудасы туралы идеяны өзгертеді, өйткені ондағы темірдің төменгі шегі үнемі төмендейді.
Өнеркәсіптік кен орны деп игеруге экономикалық тұрғыдан қолайлы кендердің жинақталуы жатады. Бұл игерудің рентабельділігі кен орнының қуаттылығының ұлғаюымен артады, өйткені, мысалы, шахталар немесе карьерлер, тұрғын үйлер, коммуникациялар құрылысына инвестициялау, егер кен орны жеткілікті ұзақ уақыт бойы пайдаланылған болса ғана орынды. Тәжірибе көрсеткендей, темір кен орнын пайдалану мүмкін және 250-500 миллион тоннаға жуық қоры бар тұрақты перспективаға ие.
Кен рудадан және кен түзуші минералдардан, ганга мен қоспалардан тұрады. Шығарылатын элемент ішінде кен минералы.
Темір рудаларының рудалық минералдары оксидтер, темір карбонаттары және кейбір басқа қосылыстар болып табылады. Негізгілері төменде сипатталған.
Оның химиялық құрамы Fe 2 O 3 – сусыз темір оксиді. Гематитте 70% темір бар. Гематиттен пайда болған кен қызыл темір тас деп аталады және кеннің ең көп таралған түрі болып табылады. Ол әдетте темірдің жоғары мөлшерімен және зиянды қоспалардың төмен мөлшерімен сипатталады. Гематит кендерінің типтік кен орны Кривой Рог болып табылады.
1-сурет - Жалпы формагематит минералы
Онда бар Химиялық құрамы Fe 3 O 4 – құрамында 72,4% темір бар магнитті темір оксиді. Ол 570oС-тан жоғары қыздырғанда жоғалатын магниттік қасиетімен басқа өнеркәсіптік темір кен минералдарынан ерекшеленеді.Магнетит – FeO*Fe 2 O 3 аралас темір оксиді. Магнетиттен түзілген кендерді магнитті темір рудалары немесе магнетиттер деп атайды. Олар гематиттерге қарағанда сирек кездеседі, құрамында темірдің жоғары болуымен, тотықсыздану қабілетінің төмендеуімен және жиі күкіртпен бірге жүреді.
2-сурет- магнетит минералының түрі
Сулы темір оксидтері - Fe 2 O 3 *nH 2 O - n түрінің мәніне байланысты әртүрлі түрлеріоксидтер, бірақ олар түзетін барлық кендер деп аталады қоңыр темір рудалары. Келесі сулы темір оксидтері бөлінеді:
- n=0,1 – гидрогематит
- n=1 – гетит
- n=1,5 – лимонит және т.б.
Лимонит негізіндегі ең көп таралған қоңыр темір рудалары 2Fe 2 O 3 * 3H 2 O, олар лимонит деп аталады.
Қоңыр темір рудалары құрамында темірдің аздығымен сипатталады, майысқақ, көбінесе марганец пен фосформен бірге жүреді, кеуектілігі мен тотықсызданғыштығы жоғары.
3-сурет- Лимонит негізіндегі қоңыр темір кені
Сидерит- химиялық құрамы FeCO 3 - темір карбонаты бар. Құрамында 48,2% темір бар. Сидериттен түзілген кен шпат темір рудасы немесе сидерит деп аталады. Саз қоспаларының айтарлықтай мөлшерімен оны сазды темір кені деп атауға болады. Сидерит басқа кендерге қарағанда әлдеқайда аз кездеседі. Олар жоғары тотықсыздандырғыштығымен, кен минералындағы елеусіз мөлшерімен және бос жыныстың көп мөлшерімен байланысты темірдің төмендігімен сипатталады. Атмосфералық ылғал мен оттегінің әсерінен сидериттер қоңыр темір рудаларына айналуы мүмкін, өйткені FeO*CO 2 молекуласындағы темір оксиді (II) тотығады және ылғалды сіңіреді. Сондықтан руданың жоғарғы қабаттары қоңыр темір рудалары, ал төменгі қабаты сидериттер болып табылатын кен орындары бар.
4-сурет
Оның химиялық құрамы FeTiO 3 – титан қышқылының темір тұзы. Ильмениттің құрамында 36,8% темір және 31,8% титан бар. Ол әрқашан кәдімгі магнетитпен өсінділерде кездеседі, яғни. FeTiO 3 *Fe 3 O 4 түрінде. Ильмениттен түзілген кендерді титаномагнититтер деп атайды.
5-сурет- Ильменит минералының жалпы көрінісі
Титан магнетиті – құрамында титан бар қалың және отқа төзімді шлактарды шығаратын тығыз, редукциялануы қиын кен. Оның магниттік қасиеттері бар және магниттік бөлу арқылы жақсы байытылған. Көбінесе ванадиймен бірге жүреді.
Темір сульфиді FeS 2 табиғатта минералды пирит немесе күкіртті пирит түрінде кездеседі. Құрамында 46,6% темір бар. Темір рудалары пирит түзбейді. Ол қолданылады химия өнеркәсібі, онда күкіртті бөлу үшін жағылады. Темір тотықтырылады және агломерация өндірісінде пирит шлактары түрінде қолданылады.
Темір рудаларықұрамында темірі бар тау жыныстары болып табылады және руданы өңдеу тиімді болатындай мөлшерде. Табиғатта құрамында темірі жоғары (23-72%) 20-ға жуық минерал бар. Рудадағы темір тау жыныстарымен біріккен оксидтер немесе тұздар түрінде болады. Темірдің орналасқан күйіне қарай темір кендерінің төрт түрі бөлінеді.
Қоңыр темір рудасының құрамында 2Fe2O3-3H2O су оксиді түріндегі Темір бар. Кеннің түсі сары-қоңыр. Бұл кенде темір аз (35-тен 60%-ға дейін), ал, керісінше, басқа кендерге қарағанда күкірт пен фосфор көп. Кенді оңай алуға болады. Оның ең ірі кен орындары Оралда (құрамында темірі жоғары, күкірт пен фосфор қоспалары жоқ дерлік Бакал кендері) орналасқан. Керчь түбегінде ұнтақ түріндегі қоңыр темір рудасының үлкен қоры бар. Тула және Липецк кен орындары мен рудалары да белгілі Кола түбегі, Тоғай темір кені бассейні.
Қызыл темір рудасында Fe2O3 оксиді түріндегі темір бар. Кен қызыл түсті, темір мөлшері 55-60%. Бұл ең жақсы темір рудаларының бірі; ол оңай қалпына келтіріледі және құрамында күкірт пен фосфор аз. Ең бай кен орындарықызыл темір кені Кривой Рогта орналасқан. Курск магниттік аномалиясы аймағында қызыл темір рудасының үлкен қоры бар.
Магниттік темір рудасының құрамында Fe304 оксиді түріндегі темір бар. Кені қара, темір мөлшері 45-70%. Бұл темірге ең бай кен. Оның магниттік қасиеті бар, тығыз және қалпына келтіру қиын. Ол негізінен Оралда - Магнитная, Высокая және Благодат тауларында орналасқан. Қазақстандағы Тоғай даласында соңғы уақытта магнитті темір рудасының кен орындары барланған.
Шпат темір рудасында FeCO3 тұзы түріндегі темір бар. Бұл кен сидерит немесе батпақты кен деп аталады. Оның құрамында темір аз (30-45%). Шпат темір рудасының кен орындары Оралда Бақал кен орны аймағында кездеседі
Күрделі темір рудаларының құрамында темірден басқа домналық балқыту кезінде тотықсыздандырылатын басқа металдар (хром, никель, титан, ванадий) бар:
Орско-Халилов кен орнының хром-никельді қоңыр темір рудаларында 35-45% темір бар; 1,3-1,5% хром және 0,3-0,5% никель;
құрамында 42-48% темір бар титаномагнетиттер; 0,3-0,4/шамамен ванадий және 4,5-13,0% титан диоксиді Оралда Качканарское, Кусинское және Первоуральское кен орындарында өндіріледі.
Марганец кендері балқытылған шойын құрамындағы марганецті арттыру үшін қолданылады. Бұл кендер жұмсақ, борпылдақ және гигроскопиялық. Олардағы марганец оксидінің мөлшері 28-40% құрайды. Көпшілігі маңызды депозитбай рудалар (марганец оксидінің мөлшері 48-52%) Кавказдағы Чиатурское, Украинадағы Никопольское, Сібірдегі Ачинск қаласына жақын, Орал мен Қазақстандағы Уралоазовское және Полуночное.
Домна пешінде балқыту процесінде темір және марганец кендерінен басқа әртүрлі қалдықтар: шойын сынықтары мен жоңқалары, ластанған болат сынықтары қолданылады.
Флюстер бос жыныстар мен отын күлін қожға балқыту үшін домна пешінде балқытуда қолданылады. Домна пештері кокспен жұмыс істегенде негізінен әктас (CaCO3) пайдаланады. Егер бос жыныстардың құрамында негіздік оксидтер болса, қышқылдық ағындар – кварциттер қолданылады.
Кокс домна пешінде балқыту үшін отын ретінде пайдаланылады. Металлургиялық отынның келесі сапалары болуы керек: жоғары калориялылығы, беріктігі, кеуектілігі, күлділігі аз және күкірт мөлшері аз. Кокс осы талаптардың барлығына дерлік жауап береді. Кокстың жану жылуы 5600 ккал/кг, сондықтан дүние жүзіндегі шойынның 98%-ы онда балқытылады. Кокс көмірді арнайы пештерде ауа кірмей 950-1000° дейін қыздыру арқылы өндіріледі. Бұл процесте көмірден ұшқыш заттар жойылады, ал қалған бөлігі қатты және кеуекті коксқа агломерацияланады.
Қазіргі заманғы кокс пеші (батарея) сыйымдылығы 18-20 м3 болатын 50-70 тар ұзын камерадан тұрады, олардың әрқайсысы 12-16 тонна коксты жағады. Кокстеу процесінің ұзақтығы шамамен 12-15 сағатты құрайды. Бір тонна көмірден 750-800 кг кокс және 300-350 м3 жоғары калориялы газ алуға болады.
Ең жақсы кокс Кузнецк коксы болып саналады, оның құрамында 0,5-0,6% күкірт және 12-13,5% күл бар.
Домналық балқыту кезінде кокстың ең тиімді жартылай алмастырғыштарының бірі табиғи газ болып табылады. Оның құны 2 рубльден аспайды. 1000 л3, яғни кокстың өзіндік құнынан ондаған есе төмен.
Табиғи газды пайдалану шойынның құнын төмендетуге көмектеседі, өйткені кокстың 10-15% үнемделеді.
5. Домна пешінің конструкциясы және оның жұмысы
Домна пеші- домна пеші) — үздіксіз жұмыс істейтін шахталы пеш. Ол кең негіздермен бүктелген екі кесілген конус тәрізді, олардың арасында распар деп аталатын цилиндрлік бөлік бар.
Шойын темір рудаларынан домна деп аталатын арнайы пештерде балқытылады. Сондықтан темір рудаларынан шойын алу процесі домна пеші деп аталады.
Домна пешінде процестің үздіксіздігін қамтамасыз ететін көптеген арнайы құрылғылар мен механизмдер бар. Көптеген механизмдер автоматты түрде жұмыс істейді.
1-өткізу; 2-құю құрылғысы; 3-домна пеші; 4 фурма саңылаулары; 5- шойыннан жасалған кран тесігі; шлак кран; 7-ауа жылытқыштары; 8-газ тазалау құрылғылары; 9 - мұржа
Домна пешіне құю үшін белгілі пропорцияда руда, кокс және флюс қоспасы дайындалады. Бұл қоспа қоспа деп аталады. Арнайы көтергіш – скип 1, көлбеу жолдармен қозғалып, шихтаны домна пешінің жоғарғы бөлігіне жеткізеді, ол жерден зарядтау аппараты 2 арқылы 3 пешке түседі.
Жүктелген кокстың қарқынды жануын қамтамасыз ету үшін ауаның көп мөлшері қажет. Пешке ауа пештің төменгі бөлігіндегі арнайы саңылаулар 4 арқылы беріледі, оларды фурма саңылаулары деп атайды. Ауа шихтаның жоғары бағанасынан өтіп, пештің барлық бөліктеріне енуі үшін, сондай-ақ барлық отынның жануы үшін оттегінің жеткілікті мөлшерін қамтамасыз ету үшін пешке ауа үрленеді. қысым 1-2 ati. Ауа 600-800° температураға дейін қызады, өйткені көп мөлшерде суық ауаны айдау пеш ішіндегі температураны төмендетеді, соның нәтижесінде кенді балқыту процесі баяулайды.
Ауа домна пешінің жанынан салынған ауа қыздырғыштарда 7 жылытылады. Ауа қыздырғыштар шойын балқыту кезінде алынған домна (пеш) газымен қыздырылады. Домна пешінің газы алдын ала арнайы газ тазалау құрылғыларында шаңнан тазартылады 8. Ауа жылытқыштарының жану өнімдері мұржа 9.
Пеште өндірілген сұйық шойын оның төменгі бөлігіне түсіріледі, ол жерден мезгіл-мезгіл шойын кран тесігі деп аталатын 5-тесік арқылы босатылады. Арнайы сыйымдылықтағы шөміштерде домна пешінен шыққан шойын болат өңдеу үшін болат балқыту цехтарына немесе шойын алу үшін құю машинасына тасымалданады.
Банды, флюстер және отын күлі пеште сұйық қожды құрайды, оның меншікті салмағы шойынға қарағанда төмен, сондықтан сұйық шойынның үстінде орналасады. Қож пештен шлак кран тесігі 6 арқылы шығарылады және өңдеуге және одан әрі құрылыс материалы ретінде пайдалануға немесе қож үйіндісіне жіберіледі.
Домна пеші қарсы ағым принципі бойынша үздіксіз жұмыс істейді: бастапқы материалдар жоғарыдан жүктеледі, бірте-бірте төмен түседі, шойын мен шлакқа айналады, ал пештің төменгі аймағында қыздырылған газдар бастапқы материалдармен кездесу үшін жоғары көтеріледі.
Пештің қаптама деп аталатын сыртқы болат қабығы және ішкі кірпіш немесе төсемі бар. Қаптау шикізаттың үздіксіз түсетін бағандарының үйкелісінен тозуға тұрақты қарсы тұруы керек, балқымай немесе деформацияны тудырмай жоғары температураға төтеп беруі керек. Сондықтан қаптау үшін жоғары сапалы шамот кірпіштері қолданылады.
6. Конвертерлерде болат өндіру
Үстіңгі үрлеуі бар ОТТЕК КОНВЕРТОР. 1 – болат корпус; 2 – отқа төзімді төсем; 3 – оттегі найзасы; 4 – флюсті толтыру; 5 – легірлеуші қоспалар; 6 – кран тесігі; 7 – шөміш; 8 – дайындама; 9 – сым; 10 – жіксіз құбыр; 11 - гүлдену; 12 – сәуле; 13 – қалың қаңылтыр болат; 14 – парақ дайындамасы (плита); 15 – орама парақтар.
Жоғарыдан тазартатын оттегі түрлендіргіші диаметрі шамамен алмұрт тәрізді ыдыс (ашық, тар жоғарғы мойыны бар). 6 м және биіктігі шамамен. 10 м, ішінен магнезия (негізгі) кірпішпен қапталған. Бұл төсем шамамен 1500 қызуға төтеп бере алады. Конвертер тірек сақиналарында бекітілген бүйірлік түйреуіштермен жабдықталған, бұл оны еңкейтуге мүмкіндік береді. Түрлендіргіштің тік күйінде оның мойыны түтін шығаратын каминнің сорғыштың астында орналасқан. Бір жағындағы бүйірлік розетка ағызу кезінде металды шлактан бөлуге мүмкіндік береді. Конвертер цехында әдетте түрлендіргіштің жанында жүк тиеу орны болады. Мұнда домна пешінен шыққан сұйық шойын үлкен шөмішпен тасымалданады, ал металл сынықтары тиеу үшін болат бункерлерге жиналады. Бұл шикізаттың барлығы конвертерге аспалы кран арқылы беріледі. Конвертердің екінші жағында құю алаңы орналасқан, онда балқытылған болаттарды қабылдайтын шөміш және оны құю алаңына тасымалдауға арналған темір жол арбалары бар.
Оттегі-конвертер процесі басталмас бұрын конвертер тиеу орнына қарай еңкейтіліп, мойын арқылы металл сынықтары құйылады. Содан кейін конвертерге шамамен 4,5% көміртегі және 1,5% кремний бар домна пешінен алынған сұйық металл құйылады. Металл алдымен шөміште күкіртсіздендіріледі. Конвертер тік күйіне қайтарылады, жоғарыдан сумен салқындатылған найза енгізіледі және оттегі беру қосылады. Шойынның құрамындағы көміртегі СО немесе СО2 тотығады, ал кремний SiO2 диоксидіне дейін тотығады. Кремний диоксиді бар шлак түзу үшін «дроссель» (құю науасы) бойымен әк қосылады. Шойынның құрамындағы кремнийдің 90% дейін шлакпен бірге жойылады. Дайын болаттағы азот мөлшері СО-ның шаю әрекетіне байланысты айтарлықтай азаяды. Шамамен 25 минуттан кейін үрлеу тоқтатылады, конвертер аздап еңкейтіледі, үлгі алынады және талданады. Реттеу қажет болса, түрлендіргішті қайтадан тік күйіне қайтарып, мойынға оттегі шанағын салуға болады. Егер балқыманың құрамы мен температурасы техникалық сипаттамаларға сәйкес келсе, онда конвертер құю алаңына қарай еңкейтіліп, болат розетка арқылы ағызылады.
7. Мартен пештерінде болат өндіру
Мартен процесін 1865 жылы француз металлургтерінің әкесі Э.Мартин мен ұлы П.Мартин жасаған. Мартен пеші конструкциясы және жұмыс істеу принципі бойынша жалынды қалпына келтіретін пеш болып табылады. Оның балқыту кеңістігінде газ тәрізді отын немесе мазут жағылады. Балқыған күйде болатты алудың жоғары температурасы пеш газдарынан жылуды қалпына келтіру арқылы қамтамасыз етіледі. Пештің жұмыс балқыту кеңістігі төменнен ошақ пен беткейлерден құралған ваннамен шектеледі; жоғарыдан - қойма арқылы; бүйірлерден - алдыңғы және артқы қабырғалар; ұшынан - бастар. Алдыңғы қабырғада терезелер бар, олар арқылы бастапқы заряд пешке жүктеледі және Қосымша материалдар(балқыту процесінде), сонымен қатар металл мен қож үлгілерін алу, фосфорсыздандыру кезінде қожды жою. Терезелер қарау тесіктері бар жапқыштармен жабылған. Дайын балқыма ошақтың төменгі деңгейіндегі артқы қабырғада орналасқан тесік арқылы шығарылады. Саңылау тоқырауға төзімділігі төмен материалдармен тығыз жабылған.
Пайдаланылған газдардың жылуын толық пайдалану үшін газды шығару жүйесінде регенераторлар орнатылады. Регенераторлар отқа төзімді кірпіш қаптамамен толтырылған камералар түрінде жасалады. Жылуды қалпына келтіру принципі бір жұп регенератордың саптамасы пештен шығатын газдармен біраз уақыт 1250 - 1300 oС дейін қызады. Содан кейін клапандардың көмегімен регенераторлардың қозғалыс бағыты автоматты түрде өзгереді. Пештің жұмыс кеңістігіне қыздырылған регенераторлардың біреуі арқылы ауа беріледі, ал екіншісі арқылы газ беріледі. Саптама арқылы өтіп, олар 1100-1200 С-қа дейін қызады. Бұл кезде басқа жұп регенераторлар қызады, пайдаланылған газдардың жылуын жинақтайды. Регенератор саптамасы белгіленген температураға дейін салқындағаннан кейін клапандар автоматты түрде қайтадан ауысады.
8. Электр пештерінде болат өндіру
Электр пештерінде балқыту конвертерлерде және мартен пештерінде балқытуға қарағанда бірқатар артықшылықтарға ие. Жоғары температура күшті негізді қождарды қолдануға, флюстардың көп мөлшерін енгізуге және болаттан күкірт пен фосфорды барынша жоюға мүмкіндік береді. Электр пешінде балқыту үшін ауа қажет емес; Пештің тотықтырғыш қабілеті төмен, сондықтан ваннадағы FeO мөлшері шамалы, ал болат айтарлықтай тотықсызданған және тығыз болып шығады. Пештегі жоғары температураның арқасында балқитын элементтері бар легирленген болаттарды алуға болады: вольфрам, молибден және т.б.
Электр пештерінде балқытудың бастапқы материалдары болат сынықтары, темір рудалары және қақ болып табылады. Шойын шойын тек көміртегі мөлшері жоғары болаттар үшін қолданылады, бірақ көбінесе электродтармен немесе күкіртті кокспен ауыстырылады.
Негізгі пештерде флюс ретінде әк, ал қышқылды пештерде кварц құмы қолданылады. Негізгі шлактарды сұйылту үшін флюоршпат, боксит және шамот қалдықтары, қышқылды қождар үшін әк пен шамот қалдықтары қолданылады. Болатты тотықсыздандыру үшін кәдімгі ферроқорытпалардан басқа күрделі тотықсыздандырғыштар (АМС, кремний, марганец және алюминий, силикомарганец, кремний кальцийі 10% бар) қолданылады.
Ылғалдың ыдырауынан болат сутегімен қанықпауы үшін электр пештеріне жүктелетін барлық материалдар құрғақ болуы керек.
Металл балқытуға арналған электр пештері үш түрге бөлінеді : қарсылық, доғалық және индукциялық пештер.
Болат балқыту үшін негізінен доғалық және индукциялық пештер қолданылады, ал түсті металдардың қорытпалары кедергілік пештерде балқытылады.
Доғалық пештер nОлар өнеркәсіпте ең көп таралған, өйткені олардың конструкциясы мен жұмысы қарапайым, олардың тиімділігі жоғары және сонымен қатар олар әртүрлі болаттар мен түсті металл қорытпаларын балқыту үшін қолданылады. Доғалық пештерде электр энергиясы түрленеді жылу энергиясысәулелену арқылы балқу зарядына берілетін доға.
Индукциялық пештержоғары легірленген болаттар мен құрамында көміртегі аз қорытпаларды балқыту үшін, сондай-ақ арнайы әдістермен (жоғалған балауыз, қысыммен және т.б.) жұқа қабырғалы пішінді құймалар алу үшін қолданылады.
Болатты электрослакпен қайта балқытуабсолютті білдіреді жаңа әдісжоғары сапалы легирленген болаттарды, оның ішінде жылдам болаттарды өндіру. атындағы электр дәнекерлеу институты әзірлеген. Украина КСР Ғылым академиясының Патон Э.О.
Оның мәні кәдімгі пештерде алынған болат құймаларының электрошлак пешінде кейіннен қайта балқыту үшін электродтарға өңделуінде жатыр. электродтардың балқуы электр доғасының қызуынан емес, ол арқылы электр тогы өткенде қарсылық қызметін атқаратын балқытылған шлак қабатында бөлінетін жылу есебінен болады. Электрқожды қайта балқыту принципі өте қарапайым. Диаметрі 150 мм-ге дейін және ұзындығы 2-ден 6 м-ге дейін электрод құймасы 1 (3-сурет) қуыс цилиндр болып табылатын мыс сумен салқындатылған кристаллизаторға 2 енгізіледі. Кристаллизатордың түбіне тұқым 4 бар науа 5 бекітілген - бұл қайта балқытылған болаттан жасалған шайба. Тұқымға алюминий ұнтағы мен магнийдің электр өткізгіш ағыны құйылады. Электрод құймасы мен кристаллизатор қабырғасының арасындағы саңылауға Al2O3, CaFe2 және CaO-дан тұратын жұмыс ағыны 3 құйылады.
9. Болат өндірудің прогрессивті әдістері
Күрделі және жоғары легирленген болаттарды алудың прогрессивті әдістерінің бірі электрометаллургиялық: электр доғалық және индукциялық пештерде балқыту.
Әсіресе жоғары сапалы болат вакуумдық электр пештерінде, сондай-ақ электрошлакпен, плазмалық балқытумен және электронды сәулелік балқытумен балқытады.
10. Негізгі ақпаратметалдар туралы. Металдардың классификациясы.
Металдар - кристалдық құрылымы бар материалдар, олардың саны көп ерекше қасиеттер: металл жылтырлығы; жоғары электр және жылу өткізгіштік; электр кедергісінің оң температуралық коэффициенті; электрондық эмиссия; қалыпты жағдайда олар қатты күйде болады (сынап - бұл ерекшелік).
Авторы сыртқы түріметалдар қара және түсті болып екіге бөлінеді. Қара металдарға темір және оның негізіндегі қорытпалар жатады, ал басқа металдар әдетте түсті деп жіктеледі.
Тұрмыстық бұйымдарды өндіруде қолданылатын қара металдар екі қорытпамен ұсынылған: болат (көміртегі бар темір қорытпасы, соңғы мөлшері 2,14%-дан аспайтын) және шойын (соңғы мөлшері 2,14-тен жоғары көміртегі бар темір қорытпасы). %).
Шойын домна пештерінде темір кенінен балқытылады.
Болат шойыннан артық көміртекті атмосфералық оттегімен жағу арқылы алынады.
11. Металдардың атомдық-кристалдық құрылысы.
Атомдық кристалдық құрылым деп түсініледі өзара реттеукристалда бар атомдар. Кристалл үш өлшемде периодты түрде қайталанатын белгілі бір ретпен орналасқан атомдардан (иондардан) тұрады.
Кристаллдарда атомдардың орналасу реті қысқа ғана емес, сонымен қатар ұзақ диапазондағы реттілік болады, яғни кристалдағы бөлшектердің реттелген орналасуы кристалдардың үлкен аумақтарында сақталады. Атомдық-кристалдық құрылымды сипаттау үшін кеңістіктік немесе кристалдық тор ұғымы қолданылады.
Кристалл торы — ойша кеңістіктік тор, оның түйіндерінде металл (қатты кристалды дене) түзетін атомдар (иондар) орналасқан.
Бүкіл көлемдегі металдың атомдық құрылымы туралы түсінік беретін кристалдың ең кіші көлемі элементар кристалдық жасуша деп аталады.
12. Металдар мен қорытпалардың қасиеттері
Негізгі механикалық қасиеттерге мыналар жатады:
Күш
Пластмасса
Қаттылық
Беріктік - бұл материалдың жүктеме кезінде бұзылуға қарсы тұру қабілеті.
Пластикалық – материалдың сыртқы күштердің әсерінен пішіні мен өлшемін өзгерту қабілеті.
Қаттылық – материалдың оған басқа дененің енуіне қарсы тұру қабілеті.
Физикалық қасиеттері
TO физикалық қасиеттерімыналарды қамтиды:
Тығыздығы
Еру нүктесі
Жылу өткізгіштік
Электр өткізгіштік
Магниттік қасиеттер
Түс - металдардың белгілі бір толқын ұзындығының сәулеленуін көрсету қабілеті. Мысалы, мыс қызғылт-қызыл түсті, ал алюминий күмістей ақ.
Металлдың тығыздығы массаның көлем бірлігіне қатынасымен анықталады. Тығыздығына қарай металдар жеңіл (4500 кг/м3 кем) және ауыр болып бөлінеді.
Балқу температурасы – металл қатты күйден сұйық күйге ауысатын температура. Балқу температурасына қарай олар отқа төзімді (вольфрам - 3416 °С, тантал - 2950 °С және т.б.) және төмен балқитын (қалайы - 232 ° C, қорғасын - 327 ° C) деп ажыратады. SI өлшем бірліктерде балқу температурасы Кельвин градусымен (К) көрсетіледі.
Жылу өткізгіштік - металдардың дененің көп қызған жерлерінен аз қыздырылған жерлеріне жылуды беру қабілеті. Күміс, мыс және алюминий жоғары жылу өткізгіштікке ие. SI бірліктерде жылу өткізгіштік W/(m K) өлшеміне ие.
Металдардың өткізгіштік қабілеті электр тоғыекі қарама-қарсы сипаттамалармен бағаланады - электр өткізгіштік және электр кедергісі.
Электрөткізгіштік сименспен (Sm) SI бірліктерімен өлшенеді. Электр кедергісі Оммен (Оммен) өрнектеледі. Жақсы электр өткізгіштік қажет, мысалы, ток өткізетін сымдар үшін (олар мыс, алюминийден жасалған). Электр жылыту құрылғылары мен пештер өндірісінде жоғары электр кедергісі бар (никромнан, константаннан, манганиннен) қорытпалар қажет. Металдың температурасы жоғарылаған сайын оның электр өткізгіштігі төмендейді, ал төмендеген сайын жоғарылайды.
Магниттік қасиеттер металдардың магниттелу қабілетімен көрінеді. Ферромагниттік деп аталатын темір, никель, кобальт және олардың қорытпалары жоғары магниттік қасиетке ие. Магниттік қасиеттері бар материалдар электр жабдықтарында және магниттер жасау үшін қолданылады.
Химиялық қасиеттері
Химиялық қасиеттері металдар мен қорытпалардың тотығуға қарсы тұру қабілетін немесе әртүрлі заттармен: атмосфералық оттегімен, қышқыл ерітінділерімен, сілті ерітінділерімен және т.б.
Химиялық қасиеттерге мыналар жатады:
Коррозияға төзімділік
Ыстыққа төзімділік
Коррозияға төзімділік - металдардың олардың бетіндегі сыртқы агрессивті ортаның әсерінен химиялық жойылуға қарсы тұру қабілеті (коррозия басқа элементтермен химиялық әрекеттесу кезінде пайда болады).
Ыстыққа төзімділік - бұл металдардың тотығуға қарсы тұру қабілеті жоғары температуралар
Химиялық қасиеттер ең алдымен химиялық агрессивті ортада жұмыс істейтін өнімдер немесе бөлшектер үшін ескеріледі:
Химиялық реагенттерді тасымалдауға арналған цистерналар
Химиялық құбырлар
Химия өнеркәсібіндегі құрылғылар мен аспаптар
13. Ұғымдар: Қорытпа, компонент, фаза, механикалық қоспалар, қатты ерітінділер, химиялық қосылыстар.
Қорытпа – екі немесе одан да көп химиялық элементтердің қоспасынан тұратын, металдық компоненттер басым болатын макроскопиялық біртекті металл материал.
Компоненттер – жүйе құрайтын заттар. Таза заттар мен химиялық қосылыстар зерттелетін температура диапазонында өздерінің құрамдас бөліктеріне диссоциацияланбаса, компоненттер ретінде әрекет етеді.
Фаза – құрылым мен қасиеттері күрт өзгеретін ауысу кезінде беттік интерфейс жүйесінің басқа бөліктерінен бөлінген жүйенің біртекті бөлігі.
МЕХАНИКАЛЫҚ АРАС (металлургияда) – қатты күйде өзара ерімейтін және қосылыстар түзу үшін химиялық реакцияға түспейтін екі компоненттен тұратын қорытпаның құрылымы. Қорытпа А және В компоненттерінің кристалдарынан тұрады
Қатты ерітінділер - әртүрлі элементтердің атомдары ортақ кристалдық торда орналасқан айнымалы құрамды фазалар.
Химиялық қосылыс – екі немесе одан да көп элементтердің химиялық байланысқан атомдарынан (гетеронадролық молекулалар) тұратын күрделі зат. Кейбір қарапайым заттарды, егер олардың молекулалары коваленттік байланыс арқылы байланысқан атомдардан (азот, оттегі, йод, бром, хлор, фтор, астатин болса керек) тұратын болса, химиялық қосылыстар деп те қарастыруға болады.
14. Металдар мен қорытпалардың кристалдануы
Металдар мен қорытпалардың кристалдану процестері, бұл олардың сұйық күйден қатты күйге өту процестері кристалданудың жасырын жылуының бөлінуімен байланысты. Металлдың немесе қорытпаның кристалдану процесі жүруі үшін оны үнемі салқындату керек (одан жылуды алып тастау, алу).
Кристалдану процестерін қарастырғанда, ең алдымен жылу беретін сұйық металдың немесе қорытпаның белгілі бір көлемін және оны қабылдайтын пішінді ескеру керек. Сұйық металдан және қорытпадан пішінге жылу беру бірден болмайды, өйткені сұйық металдың немесе қорытпаның және пішіннің жылу өткізгіштігінің белгілі бір соңғы мәндері бар. Сондықтан формадағы металдың немесе қорытпаның бүкіл көлемін бір мезгілде кристалдану мүмкін емес. бірдей температуралароның көлемінің барлық нүктелерінде.
15. Бинарлы қорытпалардың фазалық диаграммаларының тәжірибелік құрылысы
16. Фазалар мен сегменттердің ережелері
Фазалар сұйық ерітінділер, қатты ерітінділер және химиялық қосылыстар болуы мүмкін. Демек, біртекті сұйықтық бір фазалы жүйе, кристалдардың екі түрінің механикалық қоспасы екі фазалы жүйе және т.б.
Жүйенің еркіндік дәрежелерінің саны (өзгергіштігі) деп жүйедегі фазалар санын өзгертпей өзгертуге болатын сыртқы және ішкі факторлардың (температура, қысым және концентрация) саны түсініледі.
Орналасқан жүйенің еркіндік дәрежелерінің саны арасындағы сандық тәуелділік тепе-теңдік күйі, ал компоненттер мен фазалар саны әдетте фазалық ереже (Гиббс заңы) деп аталады. Металлдық жүйелер үшін фазалық ереже теңдеу арқылы өрнектеледі
C = K - F + m,
мұндағы С – жүйенің еркіндік дәрежелерінің саны; K – компоненттер саны; Ф - фазалар саны; t - саны сыртқы факторлар(температура, қысым).
Егер біз барлық түрлендірулер орындалатынын қабылдасақ тұрақты қысым(P = const), бұл теңдеу қабылданады келесі көрініс: C = K – F + 1, мұндағы 1 сыртқы айнымалы фактор(температура).
Фазалық ережені пайдалана отырып, балқытылған таза металл (К = 1; Ф = 1) С = 1-1 + 1 = 1, яғни бір компонентті жүйенің еркіндік дәрежелерінің саны қалай өзгеретінін қарастырайық. температураны фазалар санын өзгертпей өзгертуге болады. Жүйенің бұл күйі моновариантты (бір нұсқалы) деп аталады. Кристалдану процесінде F = 2 (екі фаза - сұйық және қатты), ал K = 1, содан кейін С = 1-2 + 1 = 0. Бұл екі фазаның қатаң белгіленген температурада (балқу нүктесі) тепе-теңдікте екенін білдіреді және оны фазалардың бірі жойылмайынша өзгерту мүмкін емес. Жүйенің бұл күйі өзгермейтін (вариантсыз) деп аталады.Сұйық күйдегі (К = 2; Ф = 1) екі компонентті жүйе үшін фазалық ереже C = 2-1 + 1 = 2 түрінде болады, мұндай жүйе бивариантты (екі нұсқалы) деп аталады. Бұл жағдайда екі тепе-теңдік факторын өзгертуге болады (температура және концентрация), бірақ фазалар саны өзгермейді. Бір жүйе үшін екі фаза (сұйық және қатты) болса, K = 2, Ф = 2, фазалық ереже бойынша C = 2-2+1 = 1, яғни. температураның өзгеруімен концентрацияны қатаң түрде анықтау керек.
Бірінші типті күй диаграммасы үшін фазалық ережені қолдану (суретті қараңыз). Бұл диаграмманы пайдалана отырып, кез келген температурада кез келген құрамды қорытпалардың фазалық күйін анықтауға болады. Мәселен, мысалы, 1 аймақта бір фаза бар - сұйық ерітінді. Фазалық ереже C = K – Ф + 1 = 2- 1 + 1 = 2 түрінде жазылады, яғни жүйеде екі еркіндік дәрежесі бар. Қалған 2, 3, 4 және 5 аймақтары үшін жүйе бір еркіндік дәрежесімен сипатталады (C = 2 – 2 + 1 = 1).
17. Механикалық қоспасы бар қорытпалардың күйінің диаграммасы
22. Темір-көміртекті қорытпалардың құрылымдық компоненттері
Ферритα-темірдегі көміртегінің қатты ерітіндісі болып табылады. Көміртектің максималды концентрациясы тек 0,025% (Р нүктесі). Бөлме температурасында – 0,006% жоғары емес. Феррит жұмсақ және икемді.
Аустенит– γ-темірдегі көміртегінің қатты ерітіндісі. Көміртектің максималды концентрациясы 2,14% (Е нүктесі). Аустениттің қаттылығы төмен, пластикалық және магниттік емес.
Цементит - химиялық қосылыскөміртегімен темір (темір карбиді, Fe3C). Көміртек концентрациясы сәйкесінше тұрақты – 6,67% көміртек. Цементит өте қатты, сынғыш және пластик емес.
Сондай-ақ темір-көміртекті қорытпалардың 2 құрылымдық компонентін ажырату қажет:
Перлит(эвтектоид) – 2 фазадан тұратын механикалық қоспа – феррит пен цементиттің пластиналары/түйіршіктері. Перлит PSK сызығынан төмен өткенде 0,8% көміртегі концентрациясы бар аустениттің («бос» немесе ледебурит құрамына кіреді) перлиттік түрленуі нәтижесінде түзіледі:
A0,8→F0,025 + C6,67
Бұл жағдайда темір γ-формадан α-формаға өтеді. Механикалық қасиеттер берілген перлитті құрайтын бөлшектердің мөлшеріне (дисперстілігіне) қатты тәуелді.
Ледебурит (эвтектикалық)– 2 фазаның механикалық қоспасы – пластиналар/аустенит пен цементит түйірлері. Ледебурит ECF сызығынан төмен өткенде көміртегі концентрациясы 4,3% сұйық фазадан түзіледі:
Ж4.3→А2.14 + С6.67
Ледебуриттің құрылымы. С – цементит, А – аустенит.
23. Темір-цементит қорытпаларының күй диаграммасы
Темір-көміртек диаграммасы (темір-цементит)бастапқы орташа көміртектің концентрациясы мен қорытпаның ағымдағы температурасына байланысты тек темір мен көміртектен тұратын қорытпалардың құрылымын графикалық бейнелеу болып табылады. Темір-көміртекті диаграммасы болатты термиялық өңдеу кезінде болатын процестерді түсінуге мүмкіндік береді.
Темір-көміртекті (темір-цементит) диаграммасы. Жеңілдетілген
ACD сызығы. Сұйықтық сызығы. Оның астындағы қорытпалар салқындаған кезде олардың кристалдануы басталады;
AECF сызығы. Solidus сызығы. Оның астындағы қорытпаларды суытқанда, бүкіл қорытпа қатты күйге айналады;
ECF сызығы. Кейде ледебурит түрлендіру сызығы деп аталады. Көміртегі мөлшері 2,14%-дан жоғары қорытпаларды салқындатқанда оның астындағы сұйық фаза ледебуритке айналады;
PSK желісі. Перлит трансформация сызығы. Оның астындағы қорытпаларды суытқанда аустенит перлитке айналады.
Диаграммадағы бірнеше маңызды сәттерді атап өтейік:
E нүктесі. Аустениттің көміртегімен максималды қанығу нүктесі 2,14%, 1147°С температурада;
нүктесі P. Ферриттің көміртегімен максималды қанығу нүктесі 0,025%, 727 ° C температурада;
S нүктесі. Көміртегі концентрациясы 0,8% аустениттің бірдей орташа концентрациядағы перлитке (эвтектоидқа) айналуының “0,8% С-727°С” нүктесі;
нүктесі С. «2,14% С-1147°С» нүктесі көміртегі концентрациясы 2,14% сұйықты бірдей орташа концентрациядағы ледебуритке (эвтектикаға) айналдыру үшін.
Стойленский атындағы ГОК Белгород облысы- темір рудасы шикізатының жетекші өндірушілерінің бірі: оның үлесі Ресейдегі тауарлық кен өндірісінің 15%-дан астамын құрайды. Түсірілім бес жыл бойы жүргізілді және барлығы 25 күннен астам уақытқа созылды. Керемет фоторепортаж.
1. Темір рудалары – табиғи минералдар»/>
Фотосуреттер мен мәтін Дмитрий Чистопрудовтың
1. Темір рудалары – құрамында темір мен оның қосылыстары осы түзілімдерден темірді өнеркәсіптік алу орынды болатындай көлемдегі табиғи минералды түзілімдер. СГОК өзінің шикізатын Курск магниттік аномалиясының Стойленский кен орнынан алады. Сырттай қарағанда, мұндай нысандар көптеген өнеркәсіптерге ұқсайды - қандай да бір цехтар, элеваторлар және құбырлар.
2. Карьер тостағанының шетінде қоғамдық көру алаңдары жасалған кезде сирек кездеседі. Стойленский ГОК-та бетінің диаметрі 3 км-ден асатын және тереңдігі шамамен 380 метрді құрайтын бұл үлкен кратерге кіру тек рұқсаттар мен рұқсаттар арқылы мүмкін болады. Сырттай қарағанда, Мәскеу қаласының зәулім ғимараттары бұл шұңқырға оңай түседі және олар тіпті жабыспайды деп айта алмайсыз) Басуға болады:
3. Тау-кен өндіру ашық әдіспен жүзеге асырылады. Кеншілер бай кендер мен кварциттерге жету үшін ондаған миллион текше метр жерді, сазды, борды және құмды қоқыс тастап, үйінділерге тасымалдайды.
4. Борпылдақ тау жыныстары экскаваторлар мен драгллиндердің көмегімен өндіріледі. «Эквагондар» кәдімгі шелектерге ұқсайды, тек SGOK карьерінде олар үлкен - 8 текше метр. м.
«/>
5. Бұл шелек 5-6 адамды немесе 7-8 қытайды оңай сыйдырады.
6. Кеншілер төбе деп атайтын борпылдақ тау жыныстары үйінділерге пойыздармен тасымалданады. Апта сайын жұмыс жүргізілетін көкжиектер пішінін өзгертеді. Осыған байланысты сіз үнемі ауысуыңыз керек темір жолдар, желілік, темір жол өткелдерін жылжыту және т.б.
7. Dragline. Шелек 40 метрлік жебеде алға лақтырылады, содан кейін арқандар оны экскаваторға қарай тартады.
Шрифт-отбасы:="" ms="" генева="" шрифт өлшемі:="" орта="">
8. Өз салмағымен шелек бір лақтырғанда он текше метрдей топырақты жинайды.
«/>
9. Турбиналық бөлме.
10. Локомотивтің түйіспе торабының жоғары вольтты желісін жан-жағын бүлдірмей, мұндай шелекті вагонға түсіру үшін машинистке өте үлкен шеберлік қажет.
«/>
11. Экскаватор жебелері.
12. Самосвалдары бар пойыз (бұл өздігінен аударылатын вагондар) үйінділерге үйінділерге тасымалдайды.
«/>
13.
14. Үйінділерде болады кері жұмыс- вагондардың шатырлары экскаватормен ұқыпты төбелерге жиналады. Бұл жағдайда борпылдақ тау жыныстары жай ғана үйіндіге төгілмейді, бірақ бөлек сақталады. Кеншілер тілінде мұндай қоймалар аталады техногендік кен орындары. Олардан цемент өндіру үшін бор, керамзит өндіру үшін саз, құрылысқа құм, мелиорация үшін қара топырақ алынады.
15. Бор шөгінділерінің таулары. Мұның бәрі теңіздегі тарихқа дейінгі тұрғындардың - моллюскалардың, белемниттердің, трилобиттер мен аммониттердің шөгінділерінен басқа ештеңе емес. Шамамен 80 - 100 миллион жыл бұрын бұл жерде тайыз ежелгі теңіз шашыранды.
16. Стойленский атындағы ГОК-тың басты көрнекті орындарының бірі негізгі қондырғысы бар тау-кен қазба кешені (ТҚК) болып табылады - КУ-800 жаяу шелек доңғалақ экскаваторы. GVK Чехословакияда шығарылды, екі жыл бойы СГОК карьерінде жиналды және 1973 жылы пайдалануға берілді.
17. Содан бері роторлы экскаватор карьердің шеттерінде жүріп, бор шөгінділерін 11 метрлік дөңгелекпен кесіп жатыр.
18. Экскаватордың биіктігі – 54 метр, салмағы – 3 мың 350 тонна. Бұл метродағы 100 вагонның салмағымен салыстыруға болады. Бұл металл мөлшері 70 Т-90 цистернасын құра алады. Басуға болады:
19. Экскаватор айналмалы табаққа тіреледі және гидравликалық цилиндрлермен қозғалатын «шаңғылардың» көмегімен қозғалады. Бұл құбыжықты жұмыс істеу үшін 35 мың вольт кернеу қажет.
20. Механик Иван Толмачев КУ-800 ұшағын ұшыруға қатысқандардың бірі. 40 жылдан астам уақыт бұрын, 1972 жылы Иван Дмитриевич Губкин атындағы тау-кен техникумын бітіргеннен кейін бірден роторлы экскаватор машинисінің көмекшісі болып қабылданды. Дәл сол кезде жас маманға баспалдақ галереяларымен жоғары-төмен жүгіруге тура келді! Өйткені, экскаватордың электрлік бөлігі мінсіз болып шықты, сондықтан бір немесе басқа қондырғының істен шығу себебін табу үшін жүздеген қадамдарды еңсеру керек болды. Оның үстіне құжаттар чех тілінен толық аударылмаған. Диаграммаларды түсіну үшін түнде қағазға отыруға тура келді, өйткені таңертең мен осы немесе басқа ақаулықты қалай түзетуге болатынын анықтауға тура келді.
21. КУ-800 ұзақ қызмет етуінің құпиясы оның ерекше жұмыс режимінде. Өйткені, жұмыс маусымында жоспарлы жөндеуден басқа, қыста бүкіл кешен жарамсыз болып қалады. күрделі жөндеужәне конвейерлік желілерді қайта құруды жүргізу. GVK жаңа маусымға үш ай бойы дайындалды. Осы уақыт ішінде олар барлық тетіктер мен тораптарды ретке келтіріп үлгереді.
22. Алексей Мартианов кабинада экскаватор роторының көрінісімен. Айналмалы үш қабатты дөңгелек әсерлі. Жалпы, КУ-800 галереялары арқылы саяхаттау керемет.
- Бұл әсерлер сіз үшін аздап бұлыңғыр болған шығар? – Иә, ондай нәрсе бар, әрине. Өйткені, 1971 жылдан бері осында еңбек етіп келемін. – Сонда ол жылдары бұл экскаватор әлі болған емес пе? – Орнатуды енді бастап жатқан сайт болды. Ол мұнда түйіндермен келді және оны шамамен үш жыл бойы чех құрастыру жетекшілері жинады. – Ол кезде бұл бұрын-соңды болмаған техника болды ма? – Иә, бұл чехословакиялық өндірушінің конвейерінен шыққан төртінші көлік. Сол кезде газет қызметкерлері бізге шабуыл жасады. Тіпті «Ғылым және өмір» журналы біздің экскаватор туралы жазған.
- Мен, "/>
23. Аспалы электр жабдықтары мен тарату құрылғыларының бөлмелері жебеге қарсы салмақ қызметін атқарады.
– Әрине, бұл жаяу экскаватор деп түсінемін. Бірақ мен әлі де мұндай «колоссус» қалай жүре алатынын елестете алмаймын? - Ол өте жақсы жүреді, жақсы айналады. Екі жарым метрлік қадам бір жарым минутты алады. Міне, сіздің қолыңызда қадамдарды басқару тақтасы: шаңғы, негіз, тоқтау, экскаваторды бұру. Бір аптадан кейін біз орналасқан жерімізді өзгертуге дайындалып жатырмыз кері жағыКонвейер салынып жатқан жерге барайық.
24. ГВК машинистерінің бригадирі Алексей Мартианов өзінің экскаваторы туралы жанды зат сияқты сүйіспеншілікпен әңгімелейді. Ол ұялатын ештеңесі жоқ екенін айтады: оның экипажының әрқайсысы өз көлігіне бірдей қарайды. Оның үстіне экскаватордың күрделі жөндеу жұмыстарын қадағалайтын чех өндірушісінің мамандары тірі жан туралы айта бастады.
25. Тек экскаватордың жоғарғы платформасында, жерден қырық метр жерде оның шынайы өлшемін сезінесіз. Баспалдақ галереяларында адасып кетуге болатын сияқты, бірақ металл және кабельдік коммуникациялардың осынау толғаныстарында сонымен қатар жұмысшылар мен машина бөлмелері, электр жабдықтары бар зал, тарату құрылғылары, жүруге, бұруға арналған гидроагрегаттардың бөлімдері, көтеру және көтеру құрылғылары бар. айналмалы жебені ұзарту, жүк көтергіш крандар, конвейерлер.
Экскаватордың қанша металды және энергияны тұтынуына қарамастан, оның бригадасында небәрі 6 адам жұмыс істейді.
26. Кейбір жерлерде жылжымалы баспалдақтары бар тар темір баспалдақтар экскаваторды орман жолдары сияқты айналдырады. Экскаватор арқылы жоғары-төмен сымдардың шексіз өзендері өтеді.
27. - Сіз оны қалай басқарасыз? Өз құпияларыңыз бар ма? Міне, мысалы, жаңа адам, ол неше айдан кейін осы орындыққа отыра алады? – Бұл айлар емес, бұл жылдар. Ұшқыш кабинасында жұмыс істеуді, соқтығысуды, жаяу жүруді үйрену бір бөлек, ал көлікті сезіну мүлдем басқа. Өйткені, меннен тиеу бумының операторына дейінгі қашықтық 170 метр, біз бір-бірімізді жақсы көріп, естуіміз керек. Мен арқаммен не сезінерімді білмеймін, менің ойымша. Мұнда, әрине, динамик бар. Бес жүргізуші де мені естиді. Ал мен оларды естимін. Сіз сондай-ақ осы үлкен машинаның электр тізбектері мен құрылымын білуіңіз керек. Кейбіреулер тез үйренеді, ал кейбіреулері он жылдан кейін ғана жүргізуші болады.
28. КУ-800 дизайны әлі де өзінің инженерлік шешімдерімен таң қалдырады. Ең алдымен, жүк көтергіш агрегаттар мен бөлшектердің оңтайлы есептеулері. Экскаваторлардың өнімділігі бойынша чех КУ-800-ге ұқсас екенін айтсақ та жеткілікті. үлкен өлшемдержәне массасы, олар бір жарым есеге дейін ауыр.
29. Ротор арқылы кесілген бор конвейер жүйесі арқылы шамамен 7 шақырым жүреді және таратқыштың көмегімен бор тауларында сақталады.
30. Бір жылдың ішінде үйінділерге осындай көлемде бор жіберіледі, ол биіктігі 1 метр және ұзындығы 500 шақырым болатын екі жолақты жолды толтыруға жетеді.
«/>
31. Жүктеу бумының операторы. Барлығы 4 адамнан тұратын ауысым таратқышта жұмыс істейді.
32. Спрейдер – ротор дөңгелегі жоқтығын қоспағанда, КУ-800 кішірек көшірмесі. Кері бағытта экскаватор.
«/>
33.
34. Енді негізгісі пайдалы минералСтойленский атындағы ГОК карьерінде бұл темірлі кварциттер. Олардың құрамында 20-дан 45% -ға дейін темір бар. 30%-дан астам темірі бар тастар магнитке белсенді түрде әрекет етеді. Бұл трюкпен кеншілер қонақтарды жиі таң қалдырады: «Бұл қарапайым тастар қалай көрінеді және кенеттен магнит тартылады?»
35. Стойленский атындағы тау-кен байыту комбинатының карьерінде бұдан былай бай темір рудасы жеткіліксіз. Ол өте қалың емес кварцит қабатымен жабылған және тозған. Сондықтан кварциттер қазіргі кезде негізгі темір рудасының шикізаты болып табылады.
«/>
36.
37. Кварциттерді алу үшін алдымен оларды жарып жібереді. Ол үшін ұңғымалардың желісін бұрғылап, оларға жарылғыш заттарды құяды.
«/>
38. Ұңғымалардың тереңдігі 17 метрге жетеді.
39. Стойленский ГОК жылына 20-ға дейін тау жыныстарының жарылыстарын жасайды. Оның үстіне бір жарылыс кезінде қолданылатын жарылғыш заттардың массасы 1000 тоннаға жетуі мүмкін. Сейсмикалық сілкіністің алдын алу үшін жарылғыш зат секундтың бір бөлігін кідіріспен ұңғыдан ұңғыға толқын арқылы жарылады.
«/>
40. Бадабум!
41.
«/>
42.
43. Ірі экскаваторлар жарылыс кезінде ұсақталған кенді автосамосвалдарға қайта тиейді. СГОК карьерінде жүк көтергіштігі 136 тонна болатын 30-ға жуық БелАЗ көлігі бар.
«/>
44. 136 тонналық Белаз экскаватордың 5-6 айналымында үйіндімен толтырылады.
«/>
45.
«/>
46. Вжжжж!
«/>
47.
«/>
48. Басуға болады:
«/>
49. Көлемі адамдай құрт.
«/>
50.
52. Бірақ лицензияны бөлек алу керек. Ең бастысы - өлшемдерді сезіну және сіз қанша салмақпен жұмыс істеп жатқаныңызды ешқашан ұмытпаңыз.
«/>
53.
«/>
54.
«/>
55.
«/>
56.
«/>
57.
«/>
58.
«/>
59.
60. Белазиялықтар кенді карьердің ортаңғы бөлігіндегі ауыстырып тиеу қоймаларына тасымалдайды, онда басқа экскаваторлар оны қоқыс вагондарына қайта тиейді.
«/>
61.
«/>
62. Экскаватор және оның операторы.
63. Өңдеу зауытына 11 вагоннан тұратын тиелген пойыздар жіберіледі. 1150 тонна кенді көтеріліп келе жатқан жылан тәрізді жолмен тасымалдау оңай шаруа емес болғандықтан, электровоздарға көп жұмыс істеуге тура келеді.
«/>
64. Көтерілу үшін жүктелді және түсу үшін бос.
«/>
65.
«/>
66. Өңдеу зауытында кенді үлкен ұсақтағыштардың аузына түсіреді.
67. Байыту процесінде кен бірнеше ұсақтау сатысынан өтеді. Олардың әрқайсысында ол кішірейе түседі.
«/>
68. Процестің мақсаты – кен ұнтағын дерлік ұсақ құмға айналдыру.
69. Магниттік компонент магниттік сепараторлардың көмегімен кварциттердің осы ұсақталған массасынан таңдалады.
«/>
70.
«/>
71.
72. Осылайша құрамында темірі 65 - 66 % темір кені концентраты алынады. Сепараторларға магниттелмеген кез келген нәрсені кеншілер бос тау жыныстары немесе қалдықтар деп атайды.
«/>
73. Қалдықтарды сумен араластырып, арнайы резервуарларға – қалдық қоймаларына айдайды.
74. Қалдық қоймалары техногендік кен орындары болып саналады, өйткені болашақта олардан бағалы элементтерді алуды үйренетін шығар. Экологтар мен жергілікті тұрғындардың наразылығын тудыратын қалдықтар қоймасының шаңын жел ұшырып жібермеу үшін қалдықтарды үнемі кемпірқосақпен жауып тұрады. Бақытымызға орай, карьердегі су үйінді болып жатыр!
75. Карьерді су басып кетпеу үшін жер астынан шамамен 200 метр тереңдікте дренажды оқпандардың дрейфтерінің айналасындағы желі бұрғыланды.
76. Жалпы ұзындығы шамамен 40 километрді құрайтын дрейфтерден жер асты суларын ұстап тұру үшін карьерге жоғары қарай ұңғымалар бұрғыланады.
«/>
77.
78. Стойленский атындағы ГОК су бұру шахтасынан сағат сайын 4500 текше метр су сорылады. Бұл 75 теміржол цистернасының көлеміне тең.
«/>
Байланыста
Темір кені – құрамында темір мен оның қосылыстары бар ерекше минералды түзілім. Кен темір болып саналады, егер оның құрамында осы элемент бар болса, оны өндіруге экономикалық тиімді болу үшін жеткілікті мөлшерде.
Темір рудасының негізгі сорты - құрамында 70% дерлік темір оксиді мен темір оксиді бар. Бұл кен қара немесе болат сұр түсті. Ресейдегі магнитті темір рудасы Оралда өндіріледі. Ол Высокая, Грейс және Качканар тереңдігінде кездеседі. Швецияда ол Фалун, Даннемора және Гелливар маңында кездеседі. АҚШ-та бұл Пенсильвания, ал Норвегияда Арендал және Персберг.
Қара металлургияда темір кені өнімдері үш түрге бөлінеді:
Бөлінген темір кені(төмен темір);
Агломерациялық кен (темір мөлшері орташа);
Түйіршіктер (шикі темірі бар масса).
Морфологиялық түрлері
Құрамында 57%-дан астам темір бар темір кен орындары бай болып саналады. Төмен сортты рудаларға құрамында кемінде 26% темір барлар жатады. Ғалымдар темір рудасын екіге бөлді морфологиялық түрі: сызықты және жазық тәрізді.
Сызықтық типті темір рудасы жердегі иілу және жарықтар аймақтарында сына тәрізді кен денелері түрінде кездеседі. Бұл түр темірдің ерекше жоғары құрамымен сипатталады (50-ден 69% дейін), бірақ күкірт пен фосфор бұл кенде аз мөлшерде болады.
Тегіс тәріздес шөгінділер әдеттегі үгілу қыртысын білдіретін темірлі кварцит қабаттарының үстінде орналасады.
Темір кені. Қолдану және алу
Бай темір рудасы шойын алу үшін пайдаланылады және негізінен конвертерлік және мартендік өндірісте балқыту үшін немесе темірді қалпына келтіру үшін тікелей қолданылады. Табиғи бояу (очер) және балшықты өлшейтін агент ретінде аз мөлшерде қолданылады.
Барланған кен орындарының дүниежүзілік қорының көлемі 160 миллиард тонна, ал оларда 80 миллиард тоннаға жуық темір бар. Темір рудасы Украинада кездеседі, ал Ресей мен Бразилияда таза темірдің ең үлкен қоры бар.
Дүниежүзілік кен өндіру көлемі жыл сайын өсіп келеді. Көп жағдайда темір кені ашық әдіспен өндіріледі, оның мәні кен орнына барлық қажетті құрал-жабдықтар жеткізіліп, ол жерде карьер салынады. Карьердің тереңдігі орта есеппен шамамен 500 м, ал оның диаметрі табылған кен орнының ерекшеліктеріне байланысты. Осыдан кейін арнайы техниканың көмегімен темір кені өндіріліп, ауыр жүктерді тасымалдауға арналған көліктерге орналастырылады және карьерден оны өңдейтін зауыттарға жеткізіледі.
Ашық әдістің кемшілігі – кенді тек таяз тереңдікте өндіру мүмкіндігі. Егер ол әлдеқайда тереңірек болса, сіз шахталарды салуыңыз керек. Біріншіден, қабырғалары жақсы күшейтілген терең құдыққа ұқсайтын магистраль жасалады. Дрейфтер деп аталатын дәліздер магистральдан әртүрлі бағытта созылады. Олардан табылған кенді жарып, одан кейін оның кесектерін арнайы қондырғылар арқылы жер бетіне көтереді. Бұл әдіспен темір рудасын өндіру тиімді, бірақ үлкен қауіптер мен шығындарды қамтиды.
Темір рудасын өндірудің тағы бір әдісі бар. Оны SHD немесе ұңғыманың гидравликалық экстракциясы деп атайды. Кенді жерден осылайша алады: олар ұңғыманы бұрғылайды, оған гидравликалық мониторы бар құбырларды түсіреді және өте күшті су ағынымен тау жынысын ұсақтайды, содан кейін ол жер бетіне көтеріледі. Бұл әдіспен темір рудасын өндіру қауіпсіз, бірақ, өкінішке орай, тиімсіз. Осылайша, кеннің тек 3%-ын алуға болады, ал 70%-ы шахталар арқылы өндіріледі. Дегенмен, SHD әдісінің дамуы жақсаруда және болашақта бұл нұсқа шахталар мен карьерлерді ығыстыратын негізгі нұсқаға айналу ықтималдығы жоғары.
Жүктелуде...
