НРЭО. Производство металлов в Челябинской области

• 1 слайд

  Производство металлов
  (на примере ЧМК)
  Выполнила
  Ученица 9-1 класса
  МОУ гимназия №1
  Кудрявцева Юлия
  

• 2 слайд

  Челябинский металлургический комбинат – крупнейшее в России предприятие полного металлургического цикла по выпуску качественных и высококачественных сталей, занимающее шестое место в России по производству металлургической продукции.
  

• 3 слайд

  История создания и развития
  История комбината неразрывно связана с развитием и становлением оборонного комплекса страны.
  Космос и авиация, атомная энергетика, тяжелое, химическое, энергетическое, автомобильное и сельскохозяйственное машиностроение, подшипниковые и трубопрокатные заводы, строительство, медицинское оборудование и инструменты – вот далеко не полный перечень применения продукции челябинских металлургов.
  
  

• 4 слайд

  История создания и развития
  За десять дней до начала Великой Отечественной войны Советом Народных Комиссаров СССР было принято Постановление о строительстве Бакальского металлургического завода (ныне Челябинского металлургического комбината) на Першинской площадке Челябинска.
  К весне 1945 года завод выдал уже сотни тысяч тонн кокса, чугуна, стали и проката. В каждом пятом снаряде, каждом третьем советском танке и самолете была челябинская сталь.
  Челябинский металлургический завод превратился в самого крупного в стране поставщика высококачественной электростали для нужд оборонной промышленности, подшипниковых заводов и для ряда других предприятий.
  
  

• 5 слайд

  Основные виды деятельности:
  
  производство чугуна, ферросплавов, стали, горячекатаного проката и
  холоднокатаного листового проката,
  производство чугуна и доменных ферросплавов,
  производство продуктов прямого восстановления железной руды,
  производство стали,
  производство полуфабрикатов (заготовок) для переката,
  производство стального сортового проката горячекатаного и кованого,
  производство холоднокатаного плоского проката без защитных покрытий и с
  защитными покрытиями,
  производство холоднотянутых прутков и профилей,
  производство гнутых стальных профилей,
  производство железных порошков,
  производство профилей и конструкций шпунтового типа из стального проката.
  
  

• 6 слайд

  Основные показатели
  по выпуску продукции
  (тыс. тонн)
  
  

• 7 слайд

  Рассмотрим процесс производства чугуна
  Чугун – железоуглеродистый сплав, содержащий более 2% углерода.
  
  Кроме углерода, в нем всегда присутствуют кремний (до 4%), марганец (до 2%), а также фосфор и сера.
  
  Чугун является основным исходным материалом для получения стали, на что расходуется примерно 80-85% всего чугуна.
  

• 8 слайд

  Устройство доменной печи
  

• 9 слайд

  Химические процессы
  в доменной печи
  Доменная печь работает по принципу противотока.
  
  Шихтовые материалы – агломерат, кокс и др. – загружают сверху при помощи засыпного (загрузочного) аппарата.
  
  Навстречу опускающимся материалам снизу вверх движется поток горячих газов, образующихся при сгорании топлива (кокса), а также природного газа.
  
  

• 10 слайд

  Химические процессы в доменной печи
  Восстановление железа.
  Этот процесс происходит последовательно от высших оксидов к низшим и далее к чистому металлу : Fe2O3 – Fe3O4 – FeO – Fe
  Главные восстановители железа
  
  оксид углерода(I)
  (косвенное восстановление)
  Оксид углерода(I) образуется при взаимодействии углекислого газа с раскалённым коксом:
  C + CO2=2CO
  Восстановление оксидом углерода происходит по реакциям:
  3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2 + Q;
  Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2 - Q;
  FeO + CO = Fe + CO2 + Q.
  Восстановление Fe2O3 начинается при сравнительно низких температурах (400-5000С) в верхней части шахты печи. По мере опускания рудных материалов повышаются температура и содержание СО в доменных газах; при этом создаются условия для окончательного восстановления железа. Эти процессы заканчиваются в нижней части шахты печи при температурах около 900-9500 С.
  твердый углерод кокса
  (прямое восстановление)
  Восстановление происходит при температурах выше 950-10000 С (зона распара печи) в две стадии:
  FeO + CO = Fe + CO2 + Q
  CO2 + C = 2CO– Q
  FeO + C = Fe + CO2 – Q
  
  В шахте доменной печи при температурах выше 400-5000 С наряду с восстановлением железа происходит и его науглероживание за счет оксида углерода СО по реакции:
  3Fe + 2CO = Fe3 C + CO2 + Q.
  Карбид железа Fe3С хорошо растворяется в твердом железе и постепенно образуется сплав железа с углеродом. С увеличением содержания углерода температура плавления сплава значительно понижается и достигает минимального значения 11470С при 4,3%. В зонах печи с высокими температурами – обычно в нижней части шахты – начинается плавление сплава. Жидкий сплав – чугун, стекая вниз, омывает куски раскаленного кокса и дополнительно интенсивно науглероживается.
  

• 11 слайд

  Химические процессы в доменной печи
  Восстановление других элементов.
  В доменную печь с шихтовыми материалами попадают марганец, кремний, сера и другие элементы в виде различных химических соединений, которые частично или полностью восстанавливаются и входят в состав чугуна, улучшая или ухудшая его свойства.
  
  Примеси чугуна
  
  Полезные Вредные
  
  Марганец, Кремний, Фосфор, Сера
  Никель, Титан,
  Ванадий
  
  
  
  
  
  
  

• 12 слайд

  Полезные примеси чугуна
  Высшие оксиды марганца восстанавливаются до оксида марганца MnO окисью углерода, аналогично окислам железа:
  MnO2 - Mn2O3 - Mn3O4- MnO.
  Закись марганца восстанавливается твердым углеродом по реакции:
  MnO + C = Mn + CO – Q.
  Эта реакция протекает при температурах выше 11000 С с поглощением тепла.
  
  Кремний находится в пустой породе руды и в золе кокса в виде свободного кремнезема SiO2 или в виде силикатов (SiO2·2СaO и др.).
  Восстановление кремния происходит из кремнезема SiO2 по реакции:
  SiO2 + 2С = Si + 2СО – Q.
  По-видимому, кремний восстанавливается из SiO2 и карбидом железа Fe3C.
  Эта реакция протекает с поглощением тепла при температурах не ниже 14500 С.
  
  Другие полезные примеси – никель, ванадий, титан и т.д. – попадают в доменную печь в виде примесей железной руды. При доменной плавке никель восстанавливается и переходит в чугун полностью, хром – на 85-95%, ванадий – на 70-80%.
  
  

• 13 слайд

  Вредные примеси чугуна
  Фосфор – вредная примесь железных руд находится в них главным образом в виде P2O5· 3СaO. Восстановление фосфора происходит окисью углерода СО, водородом, а также твердым углеродом. Весь фосфор, внесенный шихтой, восстанавливается и переходит в чугун практически полностью.
  
  Сера – особенно вредная примесь в чугуне (а также в стали). Основное количество серы вносит кокс, часть – железная руда. В доменной печи 10-20% серы удаляется в виде соединений. Остальная часть серы переходит в чугун и в шлак в виде сульфидов FeS, CaS и др. Сульфид железа FeS хорошо растворяется в чугуне.
  В условиях доменной плавки основным способом десульфурации, т.е. удаления серы из металла, является образование сульфида кальция CaS по реакции FeS + CaO = FeO + CaO + Q.
  
  

• 14 слайд

  Шлакообразование
  Шлакообразование начинается примерно в распаре печи.
  Первичный шлак образуется в результате сплавления CaO, SiO2, Al2O3 и других окислов, находящихся в составе флюса и пустой породы руды. При определенных соотношениях по массе эти тугоплавкие окислы могут образовывать легкоплавкие смеси – сплавы с температурой плавления, равной 1150-12000 С.
  Стекая вниз и накапливаясь в горне, шлак существенно изменяет свой состав. В результате взаимодействия с расплавленным чугуном и остатками несгоревшего кокса в шлаке восстанавливаются окислы железа и марганца, в нем растворяются FeS, MnS, зола кокса и т.д.
  Химический состав шлака определяет состав чугуна и поэтому при выплавке передельных, литейных и других чугунов всегда подбирают шлак соответствующего состава.
  Типовой состав шлака: 40-50% CaO; 38-40% SiO2; 7-10% Al2O3.
  

• 15 слайд

  Список используемой литературы:
  Химия. 9 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений / О.С. Габриелян. – М. : Дрофа, 2007. – 267 с.
  Интернет-ресурсы:
  www.mechel.ru
  www.alhimikov.net
  www.wikipedia.org
  
  
  

Краткое описание документа:

История создания и развития История комбината неразрывно связана с развитием и становлением оборонного комплекса страны. Космос и авиация, атомная энергетика, тяжелое, химическое, энергетическое, автомобильное и сельскохозяйственное машиностроение, подшипниковые и трубопрокатные заводы, строительство, медицинское оборудование и инструменты – вот далеко не полный перечень применения продукции челябинских металлургов.