În natură, fierul apare numai sub formă de minereu, adică cu un amestec de minerale. Chiar și în cele mai vechi timpuri, oamenii au învățat cum să extragă metalul din minereu, topindu-l în furnalele speciale la temperaturi foarte ridicate. Metalul lichid este turnat în forme și răcit. Așa se obțin țagle din fontă pentru șine, garduri, căzi, calorifere și chiar tigăi. Dar fonta este fragilă, poate crăpa de la o lovitură puternică.

Oţel

În urmă cu 150 de ani, a fost inventat un cuptor cu vatră deschisă, în care fonta este topită din nou, îmbogățită cu aditivi speciali și se obține oțel - un metal care este mai rezistent decât fonta și, în același timp, elastic. Din el se fac multe lucruri diferite.

Rugini

Dacă un obiect de fier este în contact constant cu apa sau aerul umed, rugina îl corodează. Oamenii de știință au descoperit cum să topească oțelul inoxidabil, astfel încât să nu se deterioreze în timp și să strălucească mereu. Oțelul inoxidabil este folosit pentru a face, de exemplu, oale și tacâmuri.

Fapt interesant: Pentru a preveni ruginirea obiectelor de fier, acestea sunt acoperite cu lac sau o vopsea roșie specială - miniu și, pentru ca baia de fontă să nu ruginească, este acoperită cu email și produse din oțel (de exemplu, caroserie de mașină) cu un alt metal - zinc.

Aurul este, de asemenea, un metal, precum fierul. Dar, spre deosebire de fier, nu se amestecă cu minerale, ci zace în munți sau în albiile râurilor în bucăți mici. Astfel de bucăți de aur pur se numesc pepite.

De la un ac la un avion

Este imposibil de enumerat câte lucruri diferite sunt făcute din fier: de la cel mai mic la cel mai mare. Fonta și oțelul sunt folosite pentru a produce mașini și autobuze, stâlpi de semafor, indicatoare rutiere, uși, șine de tramvai, trenuri, nave și motoare de avioane. Fierul face parte din betonul armat, care este folosit pentru a construi poduri și zgârie-nori.

Fierul reprezintă peste 5% din scoarța terestră. Minereurile precum hematitul și magnetitul sunt folosite în principal pentru extragerea fierului. Aceste minereuri conțin de la 20 la 70% fier. Cele mai importante impurități de fier din aceste minereuri sunt nisipul și alumina (alumina).

Miezul Pământului

Pe baza datelor indirecte, se poate concluziona că nucleul Pământului este în principal un aliaj de fier. Raza sa este de aproximativ 3470 km, în timp ce raza Pământului este de 6370 km. Miezul interior al Pământului pare a fi în stare solidă și are o rază de aproximativ 1200 km. Este înconjurat de un miez exterior lichid. Fluxul turbulent de fluid în această parte a nucleului creează câmpul magnetic al Pământului. Presiunea din interiorul miezului este în intervalul de la 1,3 la 3,5 milioane de atmosfere, iar temperatura este în intervalul

Deși s-a stabilit că nucleul Pământului este compus în mare parte din fier, compoziția sa exactă este necunoscută. Există sugestii că între 8 și 10% din masa nucleului pământului cade pe elemente precum nichel, sulf (sub formă de sulfură de fier), oxigen (sub formă de oxid de fier) ​​și siliciu (sub formă de fier). siliciu).

Cel puțin 12 țări din lume au rezerve dovedite de minereu de fier, care depășesc un miliard de tone. Aceste țări includ Australia, Canada, SUA, Africa de Sud, India, URSS și Franța. Nivelul mondial de producție de oțel ajunge acum la 700 de milioane de tone.Principalii producători de oțel sunt URSS, SUA și Japonia, în fiecare dintre aceste țări se topesc peste 100 de milioane de tone de oțel pe an. În Marea Britanie, nivelul producției de oțel este de 20 de milioane de tone pe an.

producția de fier

Obținerea fierului din minereu de fier se realizează în două etape. Se începe cu pregătirea minereului - măcinare și încălzire. Minereul este zdrobit în bucăți cu un diametru de cel mult 10 cm, apoi minereul zdrobit este calcinat pentru a îndepărta apa și impuritățile volatile.

În a doua etapă, minereul de fier este redus în fier folosind monoxid de carbon într-un furnal (Fig. 14.12). Recuperarea se realizează la temperaturi de ordinul a 700°C:

Pentru a crește randamentul de fier, acest proces se realizează în condiții de exces de dioxid de carbon.

Monoxidul de carbon CO se formează într-un furnal din cocs și aer. Aerul este mai întâi încălzit la aproximativ 600 ° C și forțat în cuptor printr-o țeavă specială - o tuyeră. Cocsul arde în aer comprimat fierbinte pentru a forma dioxid de carbon. Această reacție este exotermă și face ca temperatura să crească peste 1700°C:

Dioxidul de carbon se ridică în cuptor și reacționează cu mai mult cocs pentru a forma monoxid de carbon. Această reacție este endotermă:

Orez. 14.12. Furnal, 1 - minereu de fier, calcar, cocs, 2 con de încărcare (sus), 3 - gaz de sus, 4 - zidărie cuptor, 5 - zonă de reducere a oxidului de fier, 6 - zonă de formare a zgurii, 7 - zonă de ardere a cocsului, 8 - injectarea aerului încălzit prin tuiere, 9 - fier topit, 10 - zgură topită.

Fierul format în timpul reducerii minereului este contaminat cu nisip și impurități de alumină (vezi mai sus). Calcarul este adăugat în cuptor pentru a le îndepărta. La temperaturile existente în cuptor, calcarul suferă descompunere termică cu formare de oxid de calciu și dioxid de carbon:

Oxidul de calciu se combină cu impuritățile, formând zgură. Zgura conține silicat de calciu și aluminat de calciu:

Fierul se topește la 1540°C (vezi Tabelul 14.2). Fierul topit, împreună cu zgura topită, curge în jos în fundul cuptorului. Zgura topită plutește pe suprafața fierului topit. Periodic, fiecare dintre aceste straturi este eliberat din cuptor la nivelul corespunzător.

Furnalul funcționează non-stop, continuu. Materiile prime pentru procesul de furnal sunt minereul de fier, cocs și calcar. Sunt încărcate constant în cuptor prin partea de sus. Fierul este eliberat din cuptor de patru ori pe zi, la intervale regulate. Se revarsă din cuptor într-un curent de foc la o temperatură de aproximativ 1500 ° C. Furnalele vin în diferite dimensiuni și capacități (1000-3000 tone pe zi). În SUA există câteva cuptoare nou proiectate cu

patru ieșiri și descărcarea continuă a fierului topit. Astfel de cuptoare au o capacitate de până la 10.000 de tone pe zi.

Fierul topit într-un furnal este turnat în forme de nisip. Un astfel de fier se numește fontă. Conținutul de fier din fontă este de aproximativ 95%. Fonta este o substanță tare, dar fragilă, cu un punct de topire de aproximativ 1200°C.

Fonta se obține prin topirea unui amestec de fontă, fier vechi și oțel cu cocs. Fierul topit se toarnă în forme și se răcește.

Fierul forjat este cea mai pură formă de fier tehnic. Se obține prin încălzirea fierului brut cu hematit și calcar într-o topitorie. Aceasta crește puritatea fierului de călcat la aproximativ 99,5%. Punctul său de topire crește la 1400°C. Fierul forjat are o mare rezistență, maleabilitate și maleabilitate. Cu toate acestea, pentru multe aplicații, acesta este înlocuit cu oțel moale (vezi mai jos).

Producția de oțel

Oțelurile sunt împărțite în două tipuri. Oțelurile carbon conțin până la 1,5% carbon. Oțelurile aliate conțin nu numai cantități mici de carbon, ci și impurități (aditivi) special introduse ale altor metale. Mai jos sunt detaliate Tipuri variate oțeluri, proprietățile și aplicațiile acestora.

Proces de transformare a oxigenului. În ultimele decenii, producția de oțel a fost revoluționată prin dezvoltarea procesului BOF (cunoscut și sub denumirea de proces Linz-Donawitz). Acest proces a început să fie utilizat în 1953 la oțelăriile din două centre metalurgice austriece - Linz și Donawitz.

Procesul BOF folosește un BOF cu o căptușeală principală (zidărie) (Fig. 14.13). Convertorul este încărcat într-o poziție înclinată

Orez. 14.13. Convertor pentru fabricarea oțelului, 1 - oxigen și 2 - tub răcit cu apă pentru explozie de oxigen, 3 - zgură. 4 axe, 5-oțel topit, 6-corp din oțel.

fier topit din cuptorul de topire și fier vechi, apoi a revenit în poziție verticală. După aceea, un tub de cupru răcit cu apă este introdus în convertor de sus, iar un jet de oxigen cu un amestec de var pulbere este direcționat prin acesta către suprafața fierului topit. Această „purjare cu oxigen”, care durează 20 de minute, duce la oxidarea intensă a impurităților de fier, în timp ce conținutul convertorului rămâne în stare lichidă datorită eliberării de energie în timpul reacției de oxidare. Oxizii rezultați se combină cu var și se transformă în zgură. Apoi tubul de cupru este scos și convertorul este înclinat pentru a drena zgura din acesta. După purjare din nou, oțelul topit este turnat din convertor (în poziție înclinată) în oală.

Procesul BOF este utilizat în principal pentru a produce oțeluri carbon. Este caracterizat mare performanță. În 40-45 de minute, într-un singur convertor se pot obține 300-350 de tone de oțel.

În prezent, tot oțelul din Marea Britanie și cea mai mare parte a oțelului din întreaga lume este produs prin acest proces.

Procesul electric de fabricare a oțelului. Cuptoarele electrice sunt utilizate în principal pentru a transforma resturile de oțel și fier în oțeluri aliate de înaltă calitate, cum ar fi oțelul inoxidabil. Cuptorul electric este un rezervor rotund adânc căptușit cu cărămizi refractare. Cuptorul este încărcat cu fier vechi prin capacul deschis, apoi capacul este închis și electrozii sunt coborâți în cuptor prin orificiile din acesta până când intră în contact cu fier vechi. După aceea porniți curentul. Între electrozi apare un arc, în care se dezvoltă o temperatură peste 3000 "C. La această temperatură, metalul se topește și se formează oțel nou. Fiecare sarcină a cuptorului face posibilă obținerea a 25-50 de tone de oțel.

Cunoscut de omenire era de origine cosmică sau, mai precis, meteorică. Cum material instrumental a început să fie folosit în jur de 4 mii de ani î.Hr. Tehnologia topirii metalelor s-a născut de mai multe ori și s-a pierdut ca urmare a războaielor și tulburărilor, dar, potrivit istoricilor, hitiții au fost primii care au stăpânit topirea.

De menționat că vorbim despre aliaje de fier cu o cantitate mică de impurități. A devenit posibil să se obțină metal chimic pur numai odată cu apariția tehnologiilor moderne. Acest articol vă va spune în detaliu despre caracteristicile producției de metal prin reducere directă, înflorire, spongios, fier brut, fier brichetat la cald, vom atinge producția de clor și substanțe pure.

Pentru început, merită luată în considerare metoda de producere a fierului din minereu de fier. Fierul este un element foarte comun. În ceea ce privește conținutul din scoarța terestră, metalul ocupă locul 4 între toate elementele și pe locul 2 între metale. În litosferă, fierul este prezent de obicei sub formă de silicați. Conținutul său cel mai mare este observat în rocile de bază și ultrabazice.

Aproape toate minereurile de munte conțin o parte din fier. Cu toate acestea, sunt dezvoltate doar acele roci în care proporția elementului este de importanță industrială. Dar chiar și în acest caz, cantitatea de minerale potrivite pentru minerit este mai mult decât mare.

• În primul rând, asta minereu de fier- roșu (hematit), magnetic (magnetit) și maro (limonit). Aceștia sunt oxizi de fier complecși cu un conținut de elemente de 70–74%. Minereul de fier brun este mai frecvent în crustele de intemperii, unde formează așa-numitele „pălării de fier” de până la câteva sute de metri grosime. Restul sunt în principal de origine sedimentară.
• Foarte comun sulfură de fier- pirită sau pirite de sulf, cu toate acestea, nu este considerat minereu de fier și este folosit pentru a produce acid sulfuric.
• Siderite- carbonat de fier, include până la 35%, este un minereu cu un conținut mediu de element.
• Marcasit- include până la 46,6%.
• mispikel- compus cu arsen si sulf, contine pana la 34,3% fier.
• Lellingit- include doar 27,2% din element și este considerat minereu sărac.

Rocile minerale sunt clasificate în funcție de proporția de fier în acest fel:

• bogat- cu un conținut de metal mai mare de 57%, cu un conținut de silice mai mic de 8–10% și un amestec de sulf și fosfor mai mic de 0,15%. Astfel de minereuri nu sunt îmbogățite, sunt trimise imediat la producție;
• minereu de calitate medie conține cel puțin 35% din substanță și trebuie să fie îmbogățit;
• sărac minereurile de fier trebuie să conțină cel puțin 26% și, de asemenea, sunt îmbogățite înainte de a fi trimise la atelier.

Ciclul tehnologic general pentru producția de fier sub formă de fontă, oțel și produse laminate este discutat în acest videoclip:

Minerit

Există mai multe metode de extragere a minereului. Aplicați cel care consideră cel mai rentabil.

• Metoda de dezvoltare deschisă sau cariera. Proiectat pentru apariția superficială a rocii minerale. Pentru minerit se sapa o cariera pana la o adancime de 500 m si o latime in functie de grosimea depozitului. Minereul de fier este extras din cariera si transportat cu vehicule destinate transportului de sarcini grele. De regulă, minereul bogat este extras în acest fel, deci nu este nevoie să îl îmbogățiți.
• A mea- când roca apare la o adâncime de 600–900 m, se forează mine. O astfel de dezvoltare este mult mai periculoasă, deoarece este asociată cu lucrări subterane explozive: straturile descoperite sunt aruncate în aer, iar apoi minereul colectat este transportat în sus. Cu toate pericolele sale, această metodă este considerată mai eficientă.
• Hidromineritul- în acest caz, puțurile sunt forate la o anumită adâncime. Conductele sunt coborâte în mină și apa este furnizată la presiune foarte mare. Jetul de apă zdrobește roca, iar apoi minereul de fier este ridicat la suprafață. Hidroextracția în foraj nu este larg răspândită, deoarece necesită costuri mari.

Tehnologii de producere a fierului

Toate metalele și aliajele sunt împărțite în neferoase (cum ar fi, etc.) și negre. Acestea din urmă includ fontă și oțel. Metalurgia feroasă reprezintă 95% din toate procesele metalurgice.

În ciuda varietății incredibile de oțeluri produse, nu există atât de multe tehnologii de fabricație. In plus, fierul si otelul nu sunt tocmai 2 produse diferite, fonta este o etapa preliminara obligatorie in obtinerea otelului.

Clasificarea produselor

Atât fonta, cât și oțelul sunt clasificate ca aliaje de fier, unde carbonul acționează ca o componentă de aliere. Cota sa este mică, dar conferă metalului o duritate foarte mare și o oarecare fragilitate. Fonta, deoarece conține mai mult carbon, este mai fragilă decât oțelul. Este mai puțin plastic, dar are o capacitate termică mai bună și rezistență la presiunea internă.

Fonta brută se obține prin topire în furnal. Există 3 tipuri:

• gri sau turnat- obtinut prin racire lenta. Aliajul conține de la 1,7 la 4,2% carbon. Fonta cenușie este bine prelucrată de unelte mecanice, umple perfect matrițele, deci este folosită pentru producția de produse turnate;
• alb- sau rafinare, obtinuta prin racire rapida. Cota de carbon este de până la 4,5%. Poate include impurități suplimentare, grafit, mangan. Fonta albă este dură și fragilă și este folosită în principal pentru fabricarea oțelului;
• maleabil- include de la 2 la 2,2% carbon. Este realizat din fontă albă prin încălzirea pe termen lung a pieselor turnate și răcirea lentă pe termen lung.

Oțelul nu poate include mai mult de 2% carbon, este obținut în 3 moduri principale. Dar, în orice caz, esența producției de oțel se reduce la recoacere impurităților nedorite de siliciu, mangan, sulf și așa mai departe. În plus, dacă se obține oțel aliat, atunci se introduc ingrediente suplimentare în timpul procesului de fabricație.

După scop, oțelul este împărțit în 4 grupuri:

• constructie- folosit sub forma de produse laminate fara tratament termic. Acesta este un material pentru construcția de poduri, cadre, fabricarea de vagoane și așa mai departe;
• Inginerie- structurale, apartine categoriei otel carbon, include cel mult 0,75% carbon și cel mult 1,1% mangan. Folosit pentru a produce o varietate de piese de mașină;
• instrumental- tot carbonice, dar cu un conținut scăzut de mangan - nu mai mult de 0,4%. Din el sunt produse o varietate de unelte, în special de tăiere a metalelor;
• oţel motiv special - această grupă include toate aliajele cu proprietăți speciale: oțel termorezistent, oțel inoxidabil, rezistent la acizi și așa mai departe.

etapa preliminara

Chiar și minereul bogat trebuie pregătit înainte de topirea fierului - eliberat de roca sterilă.

• Metoda de aglomerare– minereul este zdrobit, măcinat și turnat împreună cu cocs pe banda mașinii de sinterizare. Panglica trece prin arzătoare, unde cocsul se aprinde sub influența temperaturii. În acest caz, minereul este sinterizat, iar sulful și alte impurități se ard. Aglomeratul rezultat este alimentat în bolurile buncărului, unde este răcit cu apă și suflat cu un curent de aer.
• Metoda de separare magnetică- minereul este zdrobit și alimentat la separatorul magnetic, deoarece fierul are capacitatea de a fi magnetizat, mineralele rămân în separator atunci când sunt spălate cu apă, iar roca sterilă este spălată. Apoi, din concentratul rezultat se fac peleți și fier brichetat fierbinte. Acesta din urmă poate fi folosit pentru prepararea oțelului, ocolind etapa de obținere a fontei.

Acest videoclip vă va spune în detaliu despre producția de fier:

Topirea fierului

Fonta este topită din minereu într-un furnal:

• se prepară încărcătură - sinterizare, pelete, cocs, calcar, dolomit etc. Compoziția depinde de tipul de fontă;
• sarcina este încărcată în furnal cu un palan. Temperatura în cuptor este de 1600 C, aerul cald este furnizat de jos;
• la această temperatură, fierul începe să se topească, iar cocsul arde. În acest caz, fierul este redus: în primul rând, se obține monoxid de carbon în timpul arderii cărbunelui. Monoxidul de carbon reacționează cu oxidul de fier pentru a produce metal pur și dioxid de carbon;
• flux - calcar, dolomit, se adaugă la amestec pentru a transfera impuritățile nedorite într-o formă care este mai ușor de eliminat. De exemplu, oxizii de siliciu nu se topesc la o temperatură atât de scăzută și este imposibil să-i separați de fier. Dar atunci când interacționează cu oxidul de calciu, obținut prin descompunerea calcarului, cuarțul se transformă în silicat de calciu. Acesta din urmă se topește la această temperatură. Este mai ușor decât fonta și rămâne plutind la suprafață. Este destul de simplu să îl separați - zgura este eliberată periodic prin orificii;
• fierul lichid și zgura curg în oale prin diferite canale.

Fonta rezultată în oală este transportată la oțelărie sau la mașina de turnare, de unde se obțin lingouri de fonte.

topirea otelului

Transformarea fontei în oțel se face în 3 moduri. În timpul procesului de topire, excesul de carbon, impuritățile nedorite sunt arse și se adaugă componentele necesare - la gătirea oțelurilor speciale, de exemplu.

• Foarta deschisă este cea mai populară metodă de producție, deoarece oferă oțel de înaltă calitate. Fierul topit sau dur cu adăugarea de minereu sau resturi este introdus într-un cuptor cu vatră deschisă și topit. Temperatura este de aproximativ 2000 C, menținută prin arderea combustibilului gazos. Esența procesului este arderea carbonului și a altor impurități din fier. Aditivii necesari, daca vorbim de otel aliat, se adauga la sfarsitul topirii. Produsul finit se toarnă în oală sau lingouri în forme.

• Metoda plicului cu oxigen - sau Bessemer. Dispune de performanțe mai mari. Tehnologia include suflarea aerului comprimat prin grosimea fontei la o presiune de 26 kg/mp. vezi În același timp, carbonul arde, iar fonta devine oțel. Reacția este exotermă, astfel încât temperatura crește la 1600 C. Pentru îmbunătățirea calității produsului, prin fontă este suflat un amestec de aer cu oxigen sau chiar oxigen pur.
• Metoda de electrotopire este considerată cea mai eficientă. Cel mai adesea este utilizat pentru a obține oțeluri multialiate, deoarece tehnologia de topire în acest caz exclude pătrunderea impurităților inutile din aer sau gaz. Se atinge temperatura maximă în cuptorul de producție a fierului - aproximativ 2200 C datorită arcului electric.

Primire directă

Din 1970 se folosește și metoda reducerii directe a fierului. Metoda face posibilă ocolirea fazei costisitoare de producere a fontei în prezența cocsului. Primele instalații de acest fel nu diferă în productivitate, dar astăzi metoda a devenit destul de cunoscută: s-a dovedit că gazul natural poate fi folosit ca agent reducător.

Materia prima pentru recuperare este peletele. Ele sunt încărcate într-un cuptor cu ax, încălzite și purjate cu un produs de conversie a gazului - monoxid de carbon, amoniac, dar mai ales hidrogen. Reacția are loc la o temperatură de 1000 C, în timp ce hidrogenul reduce fierul din oxid.

Despre producătorii de fier tradițional (nu cu clor etc.) din lume vom vorbi mai jos.

Producători de seamă

Cea mai mare pondere a zăcămintelor de minereu de fier este în Rusia și Brazilia - 18%, Australia - 14% și Ucraina - 11%. Cei mai mari exportatori sunt Australia, Brazilia și India. Vârful costului fierului a fost observat în 2011, când o tonă de metal a fost estimată la 180 de dolari. Până în 2016, prețul a scăzut la 35 de dolari pe tonă.

Cei mai mari producători de fier includ următoarele companii:

• Vale S. A. este o companie minieră braziliană, cel mai mare producător de fier și;
• BHP Billiton este o companie australiană. Direcția sa principală este producția de petrol și gaze. Dar, în același timp, este și cel mai mare furnizor de cupru și fier;
• Rio Tinto Group este o preocupare australiano-britanica. Rio Tinto Group extrage și produce aur, fier, diamante și uraniu;
• Fortescue Metals Group este o altă companie australiană de minerit și fier;
• În Rusia, cel mai mare producător este Evrazholding, o companie metalurgică și minieră. Metallinvest si MMK sunt cunoscute si pe piata mondiala;
• Metinivest Holding LLC este o companie minieră și metalurgică ucraineană.

Prevalența fierului este mare, metoda de extracție este destul de simplă, iar topirea este în cele din urmă un proces profitabil din punct de vedere economic. Impreuna cu caracteristici fizice producţie şi asigură fierului rolul principalului material structural.

Producerea clorurii ferice este prezentată în acest videoclip:

În primul rând, să vă povestesc despre cariera în sine. Lebedinsky GOK - este cel mai mare intreprindere ruseasca pentru extracția și prelucrarea minereului de fier și are cea mai mare cariera deschisă din lume pentru extracția minereului de fier. Fabrica și cariera sunt situate în regiunea Belgorod, între orașele Stary Oskol și Gubkin.

Vedere a carierei de sus. Este cu adevărat uriaș și crește în fiecare zi. Adâncimea carierei Lebedinsky GOK este de 250 m de nivelul mării sau 450 m de suprafața pământului (și diametrul este de 4 pe 5 kilometri), apa subterană se infiltrează constant în ea și, dacă nu ar fi funcționarea pompe, ar fi umplut până la vârf într-o lună. Este de două ori înscrisă în Cartea Recordurilor Guinness drept cea mai mare carieră pentru extracția mineralelor necombustibile.

Câteva informații oficiale: Lebedinsky GOK face parte din concernul Metalloinvest și este principalul producător de minereu de fier din Rusia. În 2011, ponderea producției de concentrat de către fabrică în producția totală anuală de concentrat de minereu de fier și minereu de sinter din Rusia a fost de 21%.

În carieră lucrează o mulțime de tot felul de echipamente, dar cele mai vizibile, desigur, sunt basculantele de mai multe tone Belaz și Caterpillar.

Într-un an, ambele fabrici incluse în companie (Lebedinsky și Mikhailovsky GOK) produc aproximativ 40 de milioane de tone de minereu de fier sub formă de concentrat și minereu de sinter (acesta nu este volumul producției, ci minereu deja îmbogățit, adică separat din roca sterila). Astfel, se dovedește că, în medie, aproximativ 110 mii de tone de minereu de fier îmbogățit sunt produse pe zi la două uzine miniere și de procesare.

Acest puști transportă până la 220 de tone (!) de minereu de fier la un moment dat.

Excavatorul dă un semnal și dă înapoi cu grijă. Doar câteva găleți și corpul uriașului este umplut. Excavatorul dă din nou un semnal și autobasculantul pleacă.

Recent au fost achiziționate Belaz-uri cu o capacitate de încărcare de 160 și 220 de tone (până în prezent, capacitatea de încărcare a autobasculantelor din cariere nu depășea 136 de tone), iar sunt așteptate să sosească excavatoare Hitachi cu o capacitate de cupă de 23 de metri cubi. (În prezent, capacitatea maximă a cupei a lopeților pentru minerit este de 12 metri cubi).

„Belaz” și „Omida” alternează. Apropo, un autobasculant de import transportă doar 180 de tone. Basculanele de o capacitate atât de mare sunt tehnologie nouă, furnizat în prezent întreprinderilor miniere și de prelucrare ca parte a programului de investiții al Metalloinvest pentru îmbunătățirea eficienței complexului minier și de transport.

Textura interesantă a pietrelor, atenție. Dacă nu mă înșel, cuarțitul este în stânga, fierul este extras din astfel de minereu. Cariera nu este doar plină de minereu de fier, ci și diverse minerale. În general, acestea nu prezintă interes pentru prelucrarea ulterioară la scară industrială. Astăzi, creta este obținută din roca sterilă, iar piatra zdrobită se face și în scopuri de construcție.

Pietricele frumoase, nu pot spune cu siguranță ce fel de mineral, îmi poate spune cineva?

În fiecare zi, 133 de unități din echipamentul minier principal (30 de basculante grele, 38 de excavatoare, 20 de burstanks, 45 de unități de tracțiune) lucrează în cariera deschisă a Lebedinsky GOK.

Cu siguranță am sperat să văd explozii spectaculoase, dar chiar dacă ar fi avut loc în această zi, tot nu aș fi putut pătrunde pe teritoriul carierei. O astfel de explozie se face o dată la trei săptămâni. Toate echipamentele, conform standardelor de siguranță (și sunt multe), sunt scoase din carieră înainte de aceasta.

Lebedinsky GOK și Mikhailovsky GOK sunt cele mai mari două fabrici de extracție și procesare a minereului de fier din Rusia în ceea ce privește producția. Metalloinvest are a doua cea mai mare rezerve explorate de minereu de fier din lume - aproximativ 14,6 miliarde de tone de clasificare internationala JORC, care garantează aproximativ 150 de ani de viață de funcționare la nivelurile actuale de producție. Deci, locuitorii din Stary Oskol și Gubkin vor avea locuri de muncă pentru o lungă perioadă de timp.

Probabil ați observat din fotografiile anterioare că vremea nu era bună, ploua și era ceață în carieră. Mai aproape de plecare, s-a risipit puțin, dar tot nu prea. Am scos fotografia cât mai mult posibil. Dimensiunea carierei este cu siguranță impresionantă.

Chiar în mijlocul carierei se află un munte cu rocă sterilă, în jurul căruia s-a extras tot minereul care conținea fier. În curând se plănuiește să-l arunce în aer pe părți și să-l scoată din carieră.

Minereu de fier este încărcat chiar acolo în trenuri, în vagoane speciale armate care transportă minereu din carieră, se numesc vagoane basculante, capacitatea lor de transport este de 105 tone.

Straturi geologice prin care se poate studia istoria dezvoltării Pământului.

Mașinile uriașe de la înălțimea platformei de observație nu par mai mult decât o furnică.

Apoi minereul este transportat la uzină, unde roca sterilă este separată prin separare magnetică: minereul este zdrobit fin, apoi trimis într-un tambur magnetic (separator), la care, în conformitate cu legile fizicii, toate bețișoarele de fier, și nu fierul este spălat cu apă. După aceea, peleți și fier brichetat la cald (HBI) sunt fabricați din concentratul de minereu de fier obținut, care este apoi folosit pentru topirea oțelului.
Fierul brichetat la cald (HBI) este unul dintre tipurile de fier redus direct (DRI). Un material cu un conținut ridicat de fier (>90%), obținut printr-o altă tehnologie decât furnalul. Folosit ca materie primă pentru producția de oțel. Înlocuitor de înaltă calitate (cu o cantitate mică de impurități nocive) pentru fontă, fier vechi.

Spre deosebire de fontă, nu se utilizează cocs de cărbune în producția de HBI. Procesul de producere a fierului brichetat se bazează pe prelucrarea materiilor prime de minereu de fier (pelete) la temperaturi ridicate, cel mai adesea cu ajutorul gazelor naturale.

Nu puteți intra pur și simplu în interiorul fabricii HBI, deoarece procesul de coacere a plăcintelor cu brichete fierbinți are loc la o temperatură de aproximativ 900 de grade și nu am plănuit să fac plajă în Stary Oskol).

Lebedinsky GOK este singurul producător HBI din Rusia și CSI. Fabrica a început producția acestui tip de produs în 2001, lansând un magazin pentru producția de HBI (CHBI-1) folosind tehnologia HYL-III cu o capacitate de 1,0 milioane de tone pe an. În 2007, LGOK a finalizat construcția celei de-a doua etape a fabricii de producție HBI (CHBI-2) folosind tehnologia MIDREX cu o capacitate de producție de 1,4 milioane de tone pe an. În prezent capacitate de productie LGOK reprezintă 2,4 milioane de tone de HBI pe an.

După carieră, am vizitat Uzina Electrometalurgică Oskol (OEMK), care face parte din segmentul Metalurgic al companiei. Într-unul dintre atelierele fabricii se produc astfel de țagle de oțel. Lungimea acestora poate ajunge de la 4 la 12 metri, în funcție de dorințele clienților.

Vezi un snop de scântei? În acel loc, o bară de oțel este tăiată.

O mașină interesantă cu o oală, numită vagon cu găleată, se toarnă zgură în ea în timpul procesului de producție.

În atelierul alăturat al OEMK, barele de oțel de diferite diametre, care au fost laminate într-un alt atelier, sunt strunite și lustruite. Apropo, această fabrică este a șaptea cea mai mare întreprindere din Rusia pentru producția de oțel și produse din oțel.În 2011, ponderea producției de oțel la OEMK a fost de 5% din totalul oțelului produs în Rusia, ponderea produselor laminate, de asemenea s-a ridicat la 5%.

OEMK aplică tehnologii avansate, inclusiv reducerea directă a fierului și tehnologia de topire cu arc electric, care asigură producția de metal Calitate superioară, cu un continut redus de impuritati.

Principalii consumatori de produse din oțel OEMK în piata ruseasca sunt întreprinderi din industria de automobile, construcții de mașini, țevi, feronerie și rulmenți.

Produsele din oțel OEMK sunt exportate în Germania, Franța, SUA, Italia, Norvegia, Turcia, Egipt și multe alte țări.

Fabrica a stăpânit producția de produse lungi pentru fabricarea produselor utilizate de cei mai mari producători auto din lume, precum Peugeot, Mercedes, Ford, Renault, Volkswagen. Rulmenții pentru aceleași mașini străine sunt fabricați din unele produse.

Apropo, aceasta nu este prima dată când observ femei - macarale în astfel de industrii.

La această fabrică, curățenie aproape sterilă, nu tipică pentru astfel de industrii.

Ca niște bare de oțel bine pliate.

La cererea clientului, pe fiecare produs este lipit un autocolant.

Numărul de căldură și codul de calitate a oțelului sunt ștampilate pe autocolant.

Capătul opus poate fi marcat cu vopsea, iar pentru fiecare pachet să produse finite etichetele sunt atașate cu numărul contractului, țara de destinație, calitatea oțelului, numărul de căldură, dimensiunea în milimetri, numele furnizorului și greutatea pachetului.

Aceste produse sunt standardele după care se reglează echipamentele pentru rularea de precizie.

Și această mașină poate scana produsul și poate identifica microfisurile și defecte înainte ca metalul să ajungă la client.

Compania ia foarte în serios siguranța.

Toată apa folosită în producție este purificată de cele mai recent instalate echipamente de ultimă generație.

Aceasta este o unitate de curățare. Ape uzate plantă. După procesare, este mai curat decât în ​​râul unde este aruncat.

Apă tehnică, aproape distilată. Ca orice apă industrială, nu o poți bea, dar o poți încerca o dată, nu este periculoasă pentru sănătate.

A doua zi am mers la Zheleznogorsk, situat în Regiunea Kursk. Acolo se află Mikhailovsky GOK. Fotografia prezintă complexul de mașină de prăjire nr. 3 în construcție. Aici se vor produce pelete.

În construcția sa vor fi investiți 450 de milioane de dolari. Întreprinderea va fi construită și pusă în funcțiune în 2014.

Acesta este aspectul plantei.

Apoi am mers la cariera lui Mikhailovsky GOK. Adâncimea carierei MGOK este de peste 350 de metri de suprafața pământului, iar dimensiunea acesteia este de 3 pe 7 kilometri. Pe teritoriul său sunt de fapt trei cariere, acest lucru se vede în imaginea din satelit. Una mare și două mai mici. În aproximativ 3-5 ani, cariera va crește atât de mult încât va deveni una mare și, eventual, va ajunge din urmă cu dimensiunea carierei Lebedinsky.

În carieră sunt angajate 49 de basculante, 54 de unități de tracțiune, 21 de locomotive diesel, 72 de excavatoare, 17 instalații de foraj, 28 de buldozere și 7 motogredere.

În caz contrar, exploatarea minereului la MGOK nu diferă de LGOK.

De data aceasta, am reușit totuși să ajungem la fabrică, unde concentratul de minereu de fier este transformat în produsul final - peleți.
Peleții sunt bulgări de concentrat de minereu zdrobit. Semifabricat producția metalurgică glandă. Este un produs de îmbogățire a minereurilor purtătoare de fier prin metode speciale de concentrare. Este folosit în producția de furnal pentru a produce fontă brută.

Pentru producerea peleților se folosește concentrat de minereu de fier. Pentru a elimina impuritățile minerale, minereul original (brut) este zdrobit fin și îmbogățit în diferite moduri.

Procesul de fabricare a peleților este adesea denumit „peletizare”. Sarcina, adică un amestec de concentrate fin divizate de minerale care conțin fier, flux (aditivi care reglează compoziția produsului) și aditivi de întărire (de obicei argilă bentonită), este umezită și peletizată în boluri rotative (granulatoare) sau tamburi de peletizare. Sunt cele mai multe din imagine.

Să ne apropiem.

Ca urmare a peletizării se obțin particule aproape sferice cu diametrul de 5÷30 mm.

Destul de interesant de urmărit procesul.

Peleții sunt apoi ghidați de-a lungul centurii în camera de ardere.

Se usucă și se ard la temperaturi de 1200 ÷ 1300 ° C pe instalații speciale - mașini de ardere. Mașinile de prăjire (de obicei de tip transportor) sunt un transportor de cărucioare de ardere (paleți) care se deplasează de-a lungul șinelor.

Dar în imagine - un concentrat, care va cădea în curând în tobe.

În partea superioară a mașinii de calcinat, deasupra cărucioarelor de calcinare, există o vatră de încălzire, în care gazoase, solide sau combustibil lichidși formarea unui purtător de căldură pentru uscarea, încălzirea și prăjirea peleților. Există mașini de prăjire cu răcire pe peleți direct pe mașină și cu răcitor extern. Din păcate, noi nu am văzut acest proces.

Peleții prăjiți dobândesc o rezistență mecanică ridicată. Prăjirea îndepărtează o parte semnificativă a contaminanților sulfurosi. Așa arată produsul finit.

În ciuda faptului că echipamentul a fost în funcțiune încă din vremea sovietică, procesul este automatizat și nu este necesar să îl controlați. un numar mare personal.

Cum se extrage fierul?

Fierul este cel mai important element chimic din tabelul periodic; metal, care este utilizat într-o varietate de industrii. Este extras din minereu de fier, care se află în măruntaiele pământului.

Cum se extrage fierul: metode

Există mai multe moduri de a extrage minereu de fier. Alegerea uneia sau alteia metode va depinde de locația zăcămintelor, de adâncimea minereului și de alți factori.

Fierul este extras atât în ​​mod deschis, cât și în mod închis:

1. La alegerea primei metode, este necesar să se asigure livrarea tuturor echipamentelor necesare direct pe teren propriu-zis. Aici, cu ajutorul ei, se va construi o carieră. În funcție de lățimea minereului, cariera poate fi de diferite diametre și până la 500 de metri adâncime. Această metodă de extragere a minereului de fier este potrivită dacă mineralul nu este adânc.
2. Cea mai comună este metoda închisă de extragere a minereului de fier. În timpul acesteia, sunt săpate puțuri-mine adânci până la 1000 m adâncime, pe părțile cărora sunt săpate ramuri (coridoare) - drifturi. În ele sunt coborâte echipamente speciale, prin intermediul cărora minereul este îndepărtat de pe pământ și se ridică la suprafață. În comparație cu mineritul în cariera deschisă, exploatarea subterană a minereului de fier este mult mai periculoasă și mai costisitoare.

După ce minereul este îndepărtat din măruntaiele pământului, este încărcat pe mașini speciale de ridicare care livrează minereul întreprinderilor de procesare.

Prelucrarea minereului de fier

Minereul de fier este o rocă care conține fier. Pentru a trimite fierul în industrie în viitor, acesta trebuie extras din stâncă. Pentru a face acest lucru, fierul în sine este topit din bucăți de piatră de rocă, iar acest lucru se face la temperaturi foarte ridicate (până la 1400-1500 de grade).

De obicei, roca extrasă este formată din fier, cărbune și impurități. Este încărcat în furnal și încălzit, în timp ce cărbunele însuși menține o temperatură ridicată, în timp ce fierul capătă o consistență lichidă, după care este turnat sub diferite forme. În același timp, zgura este separată, iar fierul în sine rămâne curat.