Bugün, çevremizdeki birçok şeyin yapıldığı çeliksiz bir yaşam hayal etmek zor. Bu metalin temeli, cevherin eritilmesiyle elde edilen demirdir. Demir cevheri, çıkarılmasının fizibilitesini belirleyen menşe, kalite ve ekstraksiyon yönteminde farklılık gösterir. Ayrıca demir cevheri, mineral bileşimi, metallerin ve safsızlıkların yüzdesinin yanı sıra katkı maddelerinin yararlılığı ile ayırt edilir.

demir gibi kimyasal element birçok kayanın bir parçasıdır, ancak hepsi madencilik için hammadde olarak kabul edilmez. Her şey maddenin yüzde bileşimine bağlıdır. Spesifik olarak, demir oluşumları, faydalı metal hacminin çıkarılmasını ekonomik olarak mümkün kıldığı mineral oluşumları olarak adlandırılır.

Demir, bakır ve bronzla karşılaştırıldığında daha dayanıklı ürünler üretmeyi mümkün kıldığı için, bu tür hammaddeler 3.000 yıl önce çıkarılmaya başlandı (bkz.). Ve zaten o zamanlar, izabe yapan ustalar cevher türlerini ayırt ettiler.

bugün mayınlı aşağıdaki türler daha fazla metal eritme için hammaddeler:

• Titanyum-manyetit;
• Apatit-manyetit;
• Manyetit;
• Manyetit-hematit;
• Götit-hidrogotit.

Demir cevheri, en az %57 demir içeriyorsa zengin olarak kabul edilir. Ancak gelişmeler %26 oranında uygun görülebilir.

Kayanın bileşimindeki demir daha çok oksit formundadır, kalan katkı maddeleri silika, kükürt ve fosfordur.

Şu anda bilinen tüm cevher türleri üç şekilde oluşturulmuştur:

• magmatik. Bu tür cevherler çarpma sonucu oluşmuştur. Yüksek sıcaklık magma veya eski volkanik aktivite, yani diğer kayaların yeniden eritilmesi ve karıştırılması. Bu tür mineraller, yüksek oranda demir içeren sert kristalli minerallerdir. Magmatik kökenli cevher yatakları genellikle erimiş malzemenin yüzeye yaklaştığı eski dağ yapı bölgeleriyle ilişkilidir.

Magmatik kayaçların oluşum süreci şu şekildedir: çeşitli minerallerin (magma) erimesi çok akışkan bir maddedir ve faylarda çatlaklar oluştuğunda, onları doldurur, soğur ve kristal bir yapı kazanır. Yerkabuğunda donmuş magmanın olduğu katmanlar bu şekilde oluşmuştur.

• metamorfik. Tortul mineral türleri bu şekilde dönüştürülür. İşlem şu şekildedir: tek tek bölümleri taşırken yerkabuğu, gerekli elementleri içeren katmanlarından bazıları, üstteki kayaların altına düşer. Derinlerde, üst katmanların yüksek sıcaklık ve basıncına maruz kalırlar. Milyonlarca yıllık maruz kalma sırasında, burada kaynak malzemenin bileşimini, maddenin kristalleşmesini dönüştüren kimyasal reaksiyonlar meydana gelir. Daha sonra, bir sonraki hareket sürecinde kayalar yüzeye daha yakındır.

Tipik olarak, bu menşeli demir cevheri çok derin değildir ve yüksek oranda faydalı metal bileşimine sahiptir. Örneğin, parlak bir örnek olarak - manyetik demir cevheri (% 73-75'e kadar demir).

• tortul. Cevher oluşumu sürecinin ana "işçileri" su ve rüzgardır. Kaya katmanlarını yok etmek ve bunları katmanlar halinde birikecekleri alçak alanlara taşımak. Ayrıca, bir reaktif olarak su, kaynak materyali (süzüntü) değiştirebilir. Sonuç olarak, kahverengi demir cevheri oluşur - çok sayıda çeşitli safsızlıklara sahip, %30 ila %40 arasında demir içeren ufalanan ve gevşek bir cevher.

Çeşitli oluşum yollarından kaynaklanan hammaddeler genellikle kil, kireçtaşı ve magmatik kayaçlarla katmanlar halinde karıştırılır. Bazen farklı kökenli tortular bir alanda karıştırılabilir. Ancak çoğu zaman listelenen cins türlerinden biri hakimdir.

Jeolojik keşif ile belirli bir alanda meydana gelen süreçlerin yaklaşık bir resmini oluşturduktan sonra, demir cevheri oluşumu ile olası yerleri belirlerler. Örneğin, Magmatik ve metamorfik etkilerin bir sonucu olarak, endüstriyel açıdan değerli demir cevheri türlerinin oluştuğu Kursk manyetik anomalisi veya Krivoy Rog havzası gibi.

Endüstriyel ölçekte demir cevheri madenciliği

İnsanlık çok uzun zaman önce cevher çıkarmaya başladı, ancak çoğu zaman önemli kükürt safsızlıklarına sahip düşük kaliteli hammaddelerdi ("bataklık" demiri olarak adlandırılan tortul kayaçlar). Geliştirme ve eritme ölçeği sürekli arttı. Bugün, çeşitli demir cevheri yataklarının tam bir sınıflandırması yapılmıştır.

Başlıca endüstriyel mevduat türleri

Tüm cevher yatakları, kayanın kökenine bağlı olarak türlere ayrılır ve bu da ana ve ikincil demir cevheri bölgelerini ayırt etmeyi mümkün kılar.

Başlıca ticari demir cevheri yatakları türleri

Bunlar aşağıdaki mevduatları içerir:

• Metamorfik bir yöntemle oluşturulan çeşitli demir cevheri yatakları (demirli kuvarsit, manyetik demir cevheri), üzerlerinde çok zengin cevherlerin çıkarılmasını mümkün kılar. Tipik olarak, tortular, yer kabuğunun kaya oluşumlarının en eski süreçleriyle ilişkilidir ve kalkan adı verilen oluşumlar üzerinde uzanır.

Kristal Kalkan, büyük, kavisli bir mercek oluşumudur. 4.5 milyar yıl önce yerkabuğunun oluşum aşamasında oluşan kayalardan oluşur.

Bu türün en ünlü yatakları şunlardır: Kursk manyetik anomalisi, Krivoy Rog havzası, Superior Gölü (ABD/Kanada), Avustralya'daki Hamersley eyaleti ve Brezilya'daki Minas Gerais demir cevheri bölgesi.

• Rezervuar yatakları tortul kayaçlar. Bu birikintiler, rüzgar ve su tarafından tahrip edilen minerallerin bileşiminde bulunan demir açısından zengin bileşiklerin çökmesi sonucu oluşmuştur. Bu tür yataklardaki demir cevherinin çarpıcı bir örneği kahverengi demir cevheridir.

En ünlü ve büyük yataklar Fransa'daki Lorraine havzası ve aynı adı taşıyan yarımadadaki (Rusya) Kerç'tir.

• Skarn yatakları. Genellikle cevher, oluşumdan sonra katmanları dağların oluşumu sırasında yer değiştirmiş olan magmatik ve metamorfik kökenlidir. Yani, derinlikte katmanlar halinde bulunan demir cevheri, litosfer plakalarının hareketi sırasında kıvrımlar halinde buruştu ve yüzeye taşındı. Bu tür birikintiler daha çok katlanmış alanlarda katmanlar veya sütunlar şeklinde bulunur. düzensiz şekil. Magmanın oluşturduğu. Bu tür mevduatların temsilcileri: Magnitogorsk (Urallar, Rusya), Sarbayskoye (Kazakistan), Iron Springs (ABD) ve diğerleri.
• Titanomagnetit cevher yatakları. Kökenleri magmatiktir, çoğunlukla antik anakayaların - kalkanların çıkıntılarında bulunurlar. Bunlara Norveç, Kanada, Rusya'daki (Kachkanarskoye, Kusinskoye) havzalar ve yataklar dahildir.

Küçük yataklar şunları içerir: apatit-manyetit, magno-manyetit, siderit, Rusya, Avrupa, Küba ve diğerlerinde geliştirilen ferromanganez yatakları.

Dünyanın önde gelen ülkelerindeki demir cevheri rezervleri

Bugün, çeşitli tahminlere göre, yaklaşık 80 milyar ton metal elde edilebilecek toplam 160 milyar ton cevher hacmine sahip yataklar keşfedilmiştir.

ABD Jeolojik Araştırması, Rusya ve Brezilya'nın dünyadaki demir cevheri rezervlerinin yaklaşık %18'ini oluşturduğuna göre veriler sunuyor.

Demir rezervleri açısından, aşağıdaki önde gelen ülkeler ayırt edilebilir:

Dünya cevher rezervlerinin resmi aşağıdaki gibidir

Bu ülkelerin çoğu aynı zamanda en büyük demir cevheri ihracatçısıdır. Genel olarak satılan hammadde hacmi yılda yaklaşık 960 milyon tondur. En büyük ithalatçılar Japonya, Çin, Almanya, Güney Kore, Tayvan, Fransa.

Tipik olarak, özel şirketler hammaddelerin çıkarılması ve satışı ile uğraşmaktadır. Örneğin, ülkemizin en büyüğü Metallinvest ve Evrazholding, toplamda yaklaşık 100 milyon ton demir cevheri ürünü üretiyor.

US Geological Survey'in tahminlerine göre madencilik ve üretim hacimleri sürekli artıyor, yılda yaklaşık 2,5-3 milyar ton cevher çıkarılıyor ve bu da dünya pazarındaki değerini düşürüyor.

Bugün 1 ton için fiyat artışı yaklaşık 40 dolar. Rekor fiyat 2007'de sabitlendi - 180$/ton.

Demir cevheri nasıl çıkarılır?

Demir cevheri dikişleri, bağırsaklardan çıkarma yöntemlerini belirleyen farklı derinliklerde bulunur.

Kariyer yolu. En yaygın taş ocağı yöntemi, yaklaşık 200-300 metre derinlikte tortular bulunduğunda kullanılır. Geliştirme, güçlü ekskavatörlerin ve kaya kırma tesislerinin kullanımıyla gerçekleşir. Daha sonra işleme tesislerine taşınmak üzere yüklenir.

mayın yöntemi.Çukur yöntemi daha derin katmanlar için kullanılır (600-900 metre). Başlangıçta, maden sahası delinir ve dikişler boyunca sürüklenmeler gelişir. Ezilmiş kayanın konveyörler yardımıyla "dağa" beslendiği yerden. Madenlerden çıkan cevher de işleme tesislerine gönderilir.

Kuyu içi hidrolik madencilik.Öncelikle kuyu içi hidrolik üretimi için kaya oluşumuna bir kuyu açılır. Bundan sonra, borular hedefe getirilir, cevher daha fazla ekstraksiyon ile güçlü bir su basıncı ile ezilir. Ancak bu yöntemin günümüzde çok düşük verimlilik ve nadiren kullanılır. Örneğin hammaddelerin %3'ü bu şekilde, %70'i ise madenlerden çıkarılmaktadır.

Madencilikten sonra, metal eritmek için ana hammaddeyi elde etmek için demir cevheri malzemesi işlenmelidir.

Cevherlerin bileşimi, gerekli demire ek olarak birçok yabancı madde içerdiğinden, maksimum faydalı verimi elde etmek için, malzemeyi (konsantreyi) eritme için hazırlayarak kayayı temizlemek gerekir. Tüm süreç madencilik ve işleme tesislerinde gerçekleştirilir. İle çeşitli tipler cevherleri kendi teknik ve yöntemlerini uygulayarak saflaştırma ve gereksiz safsızlıklardan arındırma.

Örneğin, manyetik demir cevherinin teknolojik zenginleştirme zinciri aşağıdaki gibidir:

• Başlangıçta cevher, kırma tesislerinde (örneğin çeneli kırıcılar) kırma aşamasından geçer ve bir bantlı konveyör ile ayırma istasyonlarına beslenir.
• Elektromanyetik ayırıcılar kullanılarak manyetik demir cevheri parçaları atık atık kayadan ayrılır.
• Bundan sonra cevher kütlesi bir sonraki kırmaya taşınır.
• Ezilmiş mineraller, burada titreşimli elek adı verilen bir sonraki temizleme istasyonuna taşınır. faydalı cevher elenmiş, gereksiz kayadan hafif ayırarak.
• Bir sonraki aşama, küçük kirlilik parçacıklarının titreşimlerle ayrıldığı ince cevher haznesidir.
• Müteakip döngüler, bir sonraki su ilavesini, cevher kütlesini ezmeyi ve sıvı ile birlikte gereksiz çamuru (atık kaya) uzaklaştıran bulamaç pompalarından geçirmeyi ve tekrar kırmayı içerir.
• Pompalarla tekrarlanan temizlikten sonra cevher, elek adı verilen ekrana girer. yerçekimi yöntemi içinde Yeniden mineralleri arındırır.
• Tekrar tekrar saflaştırılan karışım, suyu uzaklaştıran kurutucuya girer.
• Boşaltılan cevher tekrar manyetik ayırıcılara ve ancak o zaman gaz-sıvı istasyonuna ulaşır.

Kahverengi demir cevheri biraz farklı ilkelere göre saflaştırılır, ancak bunun özü değişmez, çünkü zenginleştirmenin ana görevi üretim için en saf hammaddeleri elde etmektir.

Zenginleştirme, eritmede kullanılan demir cevheri konsantresi ile sonuçlanır.

Demir cevherinden ne yapılır - demir cevheri kullanımı

Metal elde etmek için demir cevheri kullanıldığı açıktır. Ancak, iki bin yıl önce metalürji uzmanları şunu fark ettiler: saf formu demir, ürünleri bronzdan biraz daha iyi olan oldukça yumuşak bir malzemedir. Sonuç, bir demir ve karbon - çelik alaşımının keşfiydi.

Çelik için karbon, malzemeyi güçlendirerek çimento rolünü oynar. Tipik olarak, böyle bir alaşım %0.1 ila %2.14 arasında karbon içerir ve %0.6'dan fazlası zaten yüksek karbonlu çeliktir.

Bugün, bu metalden çok sayıda ürün, ekipman ve makine listesi yapılmaktadır. Bununla birlikte, çeliğin icadı, ustaların güçlü özelliklere sahip, ancak aynı zamanda mükemmel esneklik, süneklik ve diğer teknik, fiziksel ve diğer özelliklere sahip bir malzeme elde etmeye çalıştığı silah ustalığının gelişimi ile ilişkiliydi. kimyasal özellikler. Bugün, yüksek kaliteli metal, onu alaşımlandıran, sertlik ve aşınma direnci ekleyen başka katkı maddelerine sahiptir.

Demir cevherinden üretilen ikinci malzeme ise dökme demirdir. Aynı zamanda %2.14'ten fazla karbon içeren bir demir alaşımıdır.

Uzun bir süre boyunca, dökme demir, ya çelik eritme teknolojisini ihlal ederek ya da eritme fırınlarının dibine çöken bir yan ürün olarak elde edilen işe yaramaz bir malzeme olarak kabul edildi. Temel olarak atıldı, dövülemez (kırılgan ve pratik olarak sünek değil).

Topçuların ortaya çıkmasından önce, çiftliğe dökme demir eklemeye çalıştılar Farklı yollar. Örneğin, inşaatta ondan temel bloklar yapıldı, Hindistan'da tabutlar yapıldı ve Çin'de madeni paralar başlangıçta basıldı. Topların ortaya çıkışı, top mermileri dökmek için dökme demirin kullanılmasını mümkün kıldı.

Günümüzde dökme demir başta makine mühendisliği olmak üzere birçok endüstride kullanılmaktadır. Ayrıca, bu metal çelik üretmek için kullanılır (açık ocak fırınları ve Bessmer yöntemi).

Üretimin büyümesiyle birlikte, mevduatların yoğun gelişimine katkıda bulunan daha fazla malzemeye ihtiyaç duyulmaktadır. Fakat gelişmiş ülkeler kendi üretim hacmini azaltarak nispeten ucuz hammaddeleri ithal etmenin daha uygun olduğunu düşünüyorlar. Bu, ana ihracatçı ülkelerin, daha fazla zenginleştirme ve konsantre olarak satış yoluyla demir cevheri üretimini artırmasını sağlar.

Demir metalurjisi dalı - demir cevheri endüstrisi - demir cevherinin çıkarılması ve işlenmesi ile ilgilenir, böylece bu mineral daha sonra demir ve çeliğe dönüşebilir. Demir oldukça yaygın bir element olduğu için, yalnızca daha fazlasının bulunduğu kayalardan elde edilir.

İnsanoğlu, görünüşe göre demir cevheri metale çok az benzerlik gösterdiğinden, bu mineral oluşumunu en son çıkarmayı ve işlemeyi öğrendi. Şimdi, demir olmadan hayal etmek zorlaştı modern dünya: ulaşım, inşaat sektörü, Tarım ve diğer birçok alan metal olmadan yapamaz. Basit kimyasal işlemler sürecinde demir cevherinin nasıl ve neye dönüştüğü daha fazla tartışılacaktır.

Demir cevheri türleri.

Demir cevheri içerdiği demir miktarına göre değişir. %57'den fazla olduğu zengin ve %26'dan fakir. Fakir cevherler ancak zenginleştirildikten sonra sanayide kullanılmaktadır.

Menşeine göre, cevher ayrılır:

• Magmatojenik - yüksek sıcaklıkların etkisinden kaynaklanan bir cevher.
• Eksojen - deniz havzalarında tortu.
• Metamorfojenik - yüksek basınç sonucu oluşur.

Demir cevherleri ayrıca ayrılır:

• en yaygın ve aynı zamanda en zengin demir cevheri olan kırmızı demir cevheri;
• kahverengi demir cevheri;
• manyetik;
• spar demir cevheri;
• titanomanyetit;
• demirli kuvarsit.

Metalurjik üretimin aşamaları.

“Demir cevheri: ondan ne yapılır” makalesinin ana sorusunun cevabı çok basittir: çelik, pik demir, çelik dökme demir ve demir, demir cevherlerinden çıkarılır.

Aynı zamanda, metalürjik üretim, metal üretimi için ana bileşenlerin çıkarılmasıyla başlar: kömür, demir cevheri ve eritkenler. Daha sonra madencilik ve işleme tesislerinde çıkarılan Demir cevheri zenginleştirmek, atık kayalardan kurtulmak. Kok kömürleri özel tesislerde hazırlanmaktadır. Yüksek fırınlarda cevher, daha sonra çeliğin üretildiği pik demire dönüştürülür. Ve çelik de bitmiş bir ürüne dönüşür: borular, çelik saclar, haddelenmiş ürünler vb.

Demirli metallerin üretimi şartlı olarak iki aşamaya ayrılır, ilkinde dökme demir elde edilir, ikincisinde dökme demir çeliğe dönüştürülür.

Demir üretim süreci.

Dökme demir, manganez, kükürt, silikon ve fosfor da içeren bir karbon ve demir alaşımıdır.

Pik demir, demir cevherinin yüksek sıcaklıklarda demir oksitlerden indirgendiği ve atık kayaların ayrıldığı yüksek fırınlarda üretilir. Akılar, atık kayanın erime noktasını azaltmak için kullanılır. Cevher, flux ve kok yüksek fırına katmanlar halinde yüklenir.

Yanmayı destekleyen fırının alt kısmına ısıtılmış hava verilir. Bu şekilde bir dizi kimyasal işlem gerçekleşir ve bunun sonucunda erimiş demir ve cüruf elde edilir.

Ortaya çıkan dökme demir farklı tiplerdedir:

• çelik üretiminde kullanılan dönüşüm;
• çelik üretiminde de katkı maddesi olarak kullanılan ferroalyaj;
• döküm.

Çelik üretimi.

Üretilen tüm demirin yaklaşık %90'ı pik demirdir, yani açık ocak veya elektrikli fırınlarda elde edilen çeliğin konvektörlerde üretiminde kullanılmaktadır. Aynı zamanda, yeni çelik elde etme yöntemleri ortaya çıkıyor:

• yüksek saflıkta metaller elde etmek için kullanılan elektron ışını eritme;
• çelik vakumlama;
• elektroslag yeniden eritme;
• çelik arıtma.

Çelikte dökme demir ile karşılaştırıldığında daha az silisyum, fosfor ve kükürt vardır, yani çelik üretirken açık ocak fırınlarında üretilen oksidatif ergitme kullanılarak miktarlarının azaltılması gerekir.

Marten, gazın ergitme alanının üzerinde yanarak 1700 ila 1800°C arasında gerekli sıcaklığı oluşturduğu bir fırındır. Deoksidasyon, ferromanganez ve ferrosilikon kullanılarak gerçekleştirilir, ardından son aşama- çelik bir potada ferrosilikon ve alüminyum kullanılması.

Sıcaklığın daha yüksek olduğu indüksiyon ve elektrik ark fırınlarında daha kaliteli çelik üretilir, bu nedenle çıktı refrakter çeliktir. Çelik üretiminin ilk aşamasında, hava, oksijen ve şarj oksit yardımıyla bir oksitleme işlemi, ikincisinde - çelik deoksidasyonu ve kükürt gidermeden oluşan bir indirgeme işlemi gerçekleşir.

Demirli metalurji ürünleri.

"Demir cevheri: ondan ne yapılır" konusunu özetleyerek, demir metalurjisinin dört ana ürününü listelemeniz gerekir:

• çelikten yalnızca daha yüksek karbon içeriğinde (%2'den fazla) farklı olan pik demir;
• dökümhane demiri;
• örneğin betonarme yapılarda kullanılan haddelenmiş ürünler elde etmek için basınç işlemine tabi tutulan çelik külçeler, haddelenmiş ürünler boru haline gelir ve diğer ürünler;
• çelik üretiminde kullanılan ferroalyajlar.

Demirin insan uygarlığı tarihindeki rolünü abartmak çok zordur. İnsanların çevrelerindeki dünyaya direnmelerini mümkün kılan ve gelecekte yaratılacak her şeyin temeli olarak hizmet eden oydu. Tabii ki, bronz ilkti, ancak oldukça dar dağılımı nedeniyle, adeta hammadde kaynağına erişimi olan seçkinler için bir malzeme haline geldi. Demir, hemen hemen her yerde bulunması nedeniyle herkes tarafından kullanılırken, yeteneklerinde bronzu geride bıraktı. Metalin kaynağı yaygın olarak dağılmış minerallerdir. Ancak onlardan bitmiş ürünlere giden yol çok uzun, bu nedenle demir cevherinden nasıl ve neyin yapıldığını sormak mantıklı.

Cevher hakkında birkaç kelime

Belirli mineral kayalarına dokunmadan, aşağıdakilere bölünmeye değer:

• zengin cevherler (demir içeriği %50'den fazladır);
• erler (%25-50);
• zayıf (demir %25'ten az).

Cevher sınıflandırmasına başka bir yaklaşım da bileşime göredir. Genellikle:

• oksit hidratlar;
• Demir oksitler;
• demir oksitin karbonik tuzları.

Cevherler hakkındaki bilgilerin eksiksizliği için ana olanlardan bahsetmeye değer:

• manyetik demir cevheri;
• hematit;
• kahverengi demir cevheri;
• spar demir.

Demir yatakları tüm dünyada yaygındır. Sanayinin ihtiyaçları için öncelikle zengin cevherler kullanılır, ancak geri kalanı da oldukça başarılı bir şekilde kullanılmaktadır. Doğru, bunun için bir dizi işlemi (öğütme, yıkama, üfleme, kavurma) içeren bir zenginleştirme döngüsünden geçerler, bunun sonucunda hammaddedeki demir konsantrasyonu artar ve atık kaya ve safsızlıkların içeriği azalır.

Demir cevherinden ne elde edilir?

En basit cevap - demir - doğru olmasına rağmen, tam değil. Bu, insanların metalin özünü yeni yeni anlamaya başladıkları ilk aşamada gerçekleşti.

Demir çeşitleri hakkında

Her şeyden önce, demirin diğer elementlerle, özellikle oksijenle kolayca reaksiyona giren, dövülebilir gümüş renkli bir metal olduğu söylenmelidir. Tanımı Fe'dir. Aslında demir endüstride saf haliyle kullanılmaz, esas olarak karbon (C) ile bir alaşım olarak kullanılır. İçeriğine göre şunlardan bahsederler:

• saf demir, C< 0,8 %;
• çelik ne zaman< 2,1 %;
• C>% 2.14 içerikli dökme demir.

Bu nedenle, modern demir metalurjisinde ergitmenin ana ürünü, daha sonra çeliğin elde edildiği dökme demirdir. Hem o hem de dökme demir, ekonominin çeşitli alanlarında genellikle başlangıç ​​malzemesi olarak kullanılır. Ama yine de, tarihsel sürece bakarsanız, ilki demirdi.

Demir elde etmenin ham yöntemi

AT bu durumçoğu zaman hammadde, Avrupa çapında yaygın olan bataklık cevheriydi. Bu, hemen hemen her yerde metal silahlar, üretim araçları ve ev eşyaları elde etmeyi mümkün kıldı, bu da toplumun gelişimini önemli ölçüde hızlandırdı ve aynı zamanda daha önce erişilemeyen yeni bölgelerin geliştirilmesine de yol açtı.

Sürecin özü oldukça basittir - yaklaşık bir metre çapında küçük bir silindire benzeyen bir kil fırınında, tabakalar halinde cevher ve kömür dökülmüştür. Yanlarda körük kullanılarak hava temini için delikler (tüyerler) sağlanmıştır. Fırın yakıldı ve cevherin eritilmesi başladı, sürekli olarak fırına hava üflendi.

Teknolojinin özellikleri şunlardı:

• soğuk, "ham" hava tedariki, bu yüzden sürecin adı gitti;
• yeterli düşük sıcaklık erime, yaklaşık 950 ° C

Sonuç, kritsa adı verilen bir demir ve cüruf karışımının sinterlenmiş bir parçasıydı. Tüm kalıntıları temizlemek için dövüldü ve sonuç olarak saf demir kaldı. Daha sonra, ondan ev eşyaları yapıldı veya metal, çelik yapmak için boşluk olarak kullanıldı. Bunun teknolojileri farklıydı. Birçok insan haralug veya yapı (belirli bir malzemeden yapılmış nesneler) gibi kelimelere aşinadır: çelik silahlar anlamına geliyordu, her durumda sadece üretim yöntemleri farklıydı.

Dökme demir ve bölünmesi

Peynir üretimi, bitmiş ürünün düşük verimi ve boşa giden çok miktarda hammadde (cüruf) ile ayırt edildi. Sonunda, metalurjide yaygın olarak kullanılan başka bir teknoloji, demir cevherinin önce demirden, sonra da ondan çeliğin elde edilmesinden oluşur. Bunu yapmak için, hammaddelerin eritildiği yüksek fırınlar olarak adlandırılan özel fırınlar inşa etmek gerekiyordu.

Bu yaklaşımla 1500 °C mertebesinde bir sıcaklık gelişmiş, bunun sonucunda cevher tamamen erimiş, bileşimindeki Fe oksitler saf metale indirgenmiş ve karbon ile doyurulmuştur. Dökme demir elde edildi, Fe ile C alaşımı. Genellikle sıvı demirin %90'ı işlenmek üzere gönderilir, yani özel bir teknolojiye göre işlendikten sonra içindeki karbon içeriği azalır, bu da çelik oluşumuna neden olur. .

Kalitesi, bileşimdeki C içeriğinin yanı sıra, bitmiş metale gerekli özellikleri veren özel alaşım katkı maddeleri, krom, vanadyum ve diğerleri ile düzenlenir.

Demir eritme ustalığı, insana yeteneklerini önemli ölçüde genişletmesine izin veren araçları ve silahları verdi. Ancak orijinal yöntemin pek uygun olmadığı ve çok fazla hammadde tüketimi gerektirdiği ortaya çıktı. Bu nedenle, zamanla, demir cevherinden dökme demir elde edildiğinde başka bir teknoloji benimsendi ve ondan gerekli özelliklere sahip çelik elde edildi.

Sayfa 1

Demir cevherlerinin işlenmesi birkaç ardışık işlemle gerçekleştirilir: önce demir cevherden eritilir, daha sonra işlenerek çelik ve dövülebilir demir elde edilir.

Demir cevherinin işlenmesi yüksek fırın adı verilen özel şaft fırınlarında gerçekleştirildiğinden demir cevherlerinden pik demir elde etme işlemine yüksek fırın işlemi denir. Yüksek fırının üst kısmındaki şarj cihazına gerekli miktarlarda demir cevheri, kok ve flux beslenir. Hava ısıtıcılarında önceden ısıtılan hava, yüksek fırına alttan girer. Cevher, akı, yakıt ve hava oksijeni arasındaki karmaşık kimyasal etkileşimin bir sonucu olarak, dökme demir ve cüruf oluşur. Dökme demir, fırının alt kısmına akar ve buradan musluk deliğinden potaya boşaltılır.

Etki alanı sürecinin şeması.

Demir cevherlerinin işlenmesi birkaç ardışık işlemle gerçekleştirilir: önce cevherden dökme demir eritilir, daha sonra bir kısmı işlenerek çelik ve dövülebilir demir elde edilir.

Demir cevherleri işlenirken, dökme demir elde edilir - karbonlu bir demir alaşımı (% 2 - 5 karbon), sert çelik - bir demir-karbon alaşımı (% 0 2 - 2 karbon) ve 0'dan az içeren yumuşak çelik (demir) %2 karbon.

Demir cevherlerinin işlenmesi sırasında, dökme demir elde edilir -% 17 ila 5 karbon ve kükürt, silikon, fosfor, manganez ve diğer bazı elementlerin safsızlıklarını içeren karbonlu bir demir alaşımı. Yüksek karbon içeriği nedeniyle, dökme demir dövülebilir ve dövülebilir değildir.

Bir dizi demir metalurji işletmesinde çinko içeren demir cevherlerinin işlenmesi sırasında, yüksek fırın ve açık ocak üretiminden gelen gazların saflaştırılması sırasında, geniş arazilerde depolanan çamur oluşur. İçlerindeki yüksek çinko ve demir içeriği (sırasıyla %13 ve %35'e kadar) onları değerli bir hammadde yapar. ulusal ekonomi karmaşık işleme için ekonomik olarak uygun şemaların geliştirilmesini gerektirir.

Yüksek fırınlarda pik demir üreterek ve çelikten konvertörlerde, açık ocaklı ve elektrikli çelik eritme fırınlarında ergiterek demir cevherinin çeliğe işlenmesine yönelik iki aşamalı süreç, artan enerji tüketimi gerektirir ve özellikle patlatma aşaması olmak üzere çevresel olarak kusurludur. pik demir fırın üretimi. Bu nedenle, çelik elde etmek için daha sonra elektrikli fırınlarda eritme ile cevherlerden demirin doğrudan indirgemesi için daha ekonomik işlemler daha yaygın olarak kullanılmaya başlandı.

Teknolojik süreç demir cevheri, kömür, kireçtaşı ve hidrokarbon yakıtların nihai ürüne işlenmesi 3-4 ana aşamaya ayrılabilir, bunlar belirli bir ürünü elde etmek için ayrı ayrı gerçekleştirilir, bir sonraki aşamada yeni bir ürün tipine işlenir. Çeşitli işlem adımları aynı işlem biriminde yer alabilir.

Yüksek fırınlar, demir cevherini pik demire dönüştürmek için tasarlanmıştır. Aglomera, kok, fluxlar, eğimli bir köprü boyunca hareket eden atlama arabaları ile donatılmış özel bir asansör kullanılarak fırının üst kısmında bulunan şarj cihazına beslenir.

Döner fırınlarda yüksek silisli kompleks cevherler, pirit cürufları, baca tozu ve cüruflar dahil olmak üzere çeşitli demir cevherlerini işlemek mümkündür. Kok ve kömür ince tozları, kahverengi kömür yarı kok ve diğer düşük dereceli yakıt türleri indirgeyici maddeler olarak kullanılabilir.

Yüksek fosforlu demir cevherlerinin işlenmesi sırasında oluşan metalurjik fosfat cürufları, ek bir fosfatlı gübre kaynağıdır. Bu bağlamda, asidik soddy-podzolik topraklarda yüksek tarımsal kimyasal verimlilik ile karakterize edilen alkali gübreler olarak ilgi çekicidirler.

Kerç, Kustanai ve Angarsk yataklarından fosforlu demir cevherlerinin işlenmesine dayalı olarak üretimlerinde önemli bir artış planlanıyor. Defluorine fosfatların yerli üretimi de gelişmektedir.

Yeni etap demir cevheri keşfi, madenciliği ve işlenmesi, daha önce keşfedilen Dedilovsky demir cevheri masifinden Hollandalı tüccar A.D.'nin 30'lu yıllarda başladı.