Металлургия

 

МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ

 

 

Проверил: Ведерникова Т.Г.

 

 

Уфа 2014

Содержание

 

 

Металлургия — наука о промышленных способах по­лучения металлов и металлических сплавов — одна из древнейших отраслей знания.

Любой металлургический процесс – это процесс восстановления металла с помощью различных восстановителей. Чтобы реализовать этот процесс, надо учесть активность металла, подобрать восстановитель, рассмотреть технологическую целесообразность, экономические и экологические факторы.
История материальной культуры человечества нераз­рывно связана с использованием металлов. Переход от каменных орудий труда (каменный век) к орудиям ме­таллическим явился величайшим достижением челове­чества, вызвавшим бурный рост производительных сил.
Около 7—6 тысяч лет до н. э. человек впервые начал исполь­зовать самородные металлы: золото, серебро, медь. В V — IV ты­сячелетиях до н. э. началась выплавка из руд меди, олова, свинца. Наступил медный век — медные орудия труда и оружие посте­пенно вытесняли каменные изделия. Примерно в III тысячелетии до н. э. появление и применение бронзы — сплава меди с оловом, зна­чительно более прочного и твердого, чем другие известные в то вре­мя металлы, ознаменовало начало бронзового века — дальнейшего важного этапа в развитии материальной культуры. Железо сначала, вероятно, метеоритное, а затем и восстанавливаемое из руды, было известно очень давно. Все более широкое применение железа, а за­тем стали —его сплавов с углеродом в конце II тысячелетия до н. э. открывает железный век — по определению Ф. Энгельса — «.... героическую эпоху — эпоху железного меча, а вместе с тем же­лезного плуга и топора».
Ф. Энгельс указывал, что железо «... важнейший вид сырья, сы­гравший революционную роль в истории»¹. В. И. Ленин называл же­лезо одним из фундаментов цивилизации.
До н. э. были известны золото, серебро, медь, железо, олово, свинец, ртуть; к XVIII в. были открыты цинк, висмут, сурьма, пла­тина, мышьяк; в настоящее время известно около 80 металлов. Прак­тическое использование многих металлов началось значительно поз­же их открытия как химических элементов. Например, только в 1948 г. было получено несколько тонн титана, открытого как эле­мент в 1791 г.
Все металлы и сплавы условно принято подразделять на черные (железные) и цветные (нежелезные).
Черные металлы и сплавы, К ним относят железо и его сплавы с углеродом: сталь (практически до 1,5% С), чугун (2,5- 4,6% С), а также ферросплавы; наиболее важное значение имеет сталь.
Сталь -
Обобщенное Название очень большой группы железоуглеродистых сплавов основа современной тех­ники. Ее производство примерно в двадцать раз превышает общее производство всех остальных металлов и сплавов.
Чугун был известен еще до н. э. Серый чугун является наиболее распространенным литейным сплавом. Переде­льный чугун с XIII—XIV вв. служит основным исход­ным материалом для выплавки стали.
Техническое железо — железо с минимальным содер­жанием углерода и других примесей — производят в небольших количествах для нужд электротехники и др.
К этой группе относят также ферросплавы, например ферросилиций (до 2,5% С, 9 — 13% Si, основа железо) и др., применяемые при выплавке стали.
Цветные металлы и сплавы. В настоящее время ис­пользуют около 65 цветных металлов и очень много цветных сплавов. К ним относятся медь, алюминий, титан, никель, олово, цинк и т. д.; алюминиевые, тита­новые, медные и многие другие сплавы. Хром, никель и многие другие элементы используют для получения наи­более качественных конструкционных легированных, нержавеющих, жаропрочных сталей. Алюминиевые и ти­тановые сплавы — основные конструкционные материа­лы в авиации и некоторых других областях техники. Медь — основной проводниковый материал в электро-и радиотехнике; медные сплавы — латуни и бронзы— широко применяют в машиностроении. Все более широ­кое применение находят тугоплавкие и редкие металлы: молибден, тантал, бериллий и др.
По-видимому, нет ни одной машины или прибора, в которых не применялись бы цветные металлы в чистом виде или в виде различных сплавов (включая и легиро­ванные стали) и неметаллических соединений.
Подчеркивая значение металлов, следует отметить, что современная техника не мыслима без использования неметаллических материалов, прежде всего пластиче­ских масс. Несмотря на быстро развивающееся произ­водство пластмасс, ведущая роль принадлежит метал­лам и их сплавам. Пластмассы и другие неметалличе­ские материалы заменяют примерно только 5—6% ме­талла.

 

РАЗВИТИЕ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ МЕТАЛЛУРГИИ
По производству стали и чугуна, а также ферроспла­вов, железной руды, агломерата, кокса СССР занимало первое место в мире.
Зарождение русской металлургии относится к древнейшим вре­менам. В XVIII в. Россия по выплавке стали и чугуна занимала пер­вое место в мире. В XIX в. по производству металла Россия начина­ет все больше отставать от развитых капиталистических стран. В 1913 г. по выплавке стали (4,2 млн. т) Россия занимала пятое место в мире, далеко отставая от США (31 млн. т), Англии (10 млн. т). Цветная металлургия удовлетворяла потребность по меди на 85%, по цинку на 6%, по свинцу на 3%; не было производства алюминия, никеля, олова и других металлов. Технический уровень в металлургии был очень низким.
В годы предвоенных пятилеток была проведена коренная рекон­струкция крупных старых заводов, построены новые современные металлургические заводы, в том числе такие гиганты, как Магнито­горский и Кузнецкий металлургические комбинаты.
В 1940 г. было выплавлено более 18 миллионов тонн стали (третье место в мире); особое внимание было обращено на дальней­шее увеличение выпуска качественных сталей. Возникло отечествен­ное производство алюминия, никеля, магния и других цветных ме­таллов.
В послевоенный период отечественная металлургия развивалась невиданными темпами. Были восстановлены на новой технической базе заводы Юга, значительно расширены Магнитогорский комби­нат и другие заводы, построены Череповецкий (1955 г.), Караган­динский (1961 г.) и ряд других заводов.
В 1975 г. было выплавлено 141 млн. т стали — зна­чительно больше, чем в США, Японии, ФРГ и других странах. По техническому уровню наша металлургия занимала и занимает ведущее место в мире.