Семинарски рад
1
Садржај
1. Увод..........................................................................................................3
2. Технологија производње...........................................................................7
3. Анализа.........................................................................................................22
4. Закључак.......................................................................................................32
5. Литература...................................................................................................33
Семинарски рад
2
Увод
Металургија је грана индустрије која се бави добијањем метала из руда као и њиховом
рафинацијом и прерадом у коначне продукте производње. Она је једна од најстаријих
људских делатности али уједно и једна од најмлађих грана науке.
Основна подела металургије је на
екстрактивну
и
прерађивачку
. Екстрактивна
металургија проучава добијање метала и легура из руда и других примарних и
секундарних сировина док се прерађивачка бави прерадом метала и легура у
полупроизводе и готове производе.
Екстрактивна металургија обухвата следеће поступке:
1)
пирометалуршке
- најчешће примењивани процеси који подразумевају редукцију
металног оксида с′ тим што у случају сулфидних руда претходи пржење. Изводе се
на повишеним температурама а метали се добијају у течном стању или у облику
паре. Као гориво се користи кокс а примесе се везују у згуру помоћу додатака тзв.
топитеља.
2)
хидрометалуршке
– процеси који се ређе примењују. Руда се раствара у неком
погодном ратварачу па се из раствора метал добија електролитички, редукцијом
помоћу неког гаса, истискивањем помоћу другог метала или на неки други начин
(концентровањем помоћу јонских измењивача, екстракцијом или таложењем а
затим прерадом у метал)
3)
електрометалуршке
– поступци који подразумевају добијање и рафинацију метала
применом електричне струје
Прерађивачка металургија обухвата ливење, пластичну деформацију, синтеровање,
термичку обраду и др.
У односу на врсту метала која се добија одређеним технолошким поступком, металургија
се дели на:
црну металургију
која обухвата добијање сировог гвожђа и челика
обојену металургију
која обухвата металургију осталих метала и дели се на
металургију:
Семинарски рад
4
Гвожђе
Особине
Гвожђе је најважнији и уједно најјефтинији технички метал. Према садржају у земљиној
кори, од метала, гвожђе заузима друго место (5%) после алуминијума (8,13%). Има велики
афинитет према угљенику и склоно је оксидацији (корозији) на влажном ваздуху. Налази
се у 4.периоди и VIIIб групи. Сребрнастобеле је боје, сјајан метал, добар проводник
електрицитета а има и магнетна својства. Најчешће се јавља у облику оксидних руда као
што су хематит, Fe
2
O
3
и магнетит Fe
3
O
4
али и у форми сидерита FeCO
3
, пирита FeS
2
и
халкопирита CuFeS
2
.
Подела
гвожђе
хемијски чисто гвожђе
техничко гвожђе
са више од 2%C
са мање од 2%C
бело гвожђе
сиво гвожђе
варени челик
топљени челик
Техничко гвожђе се разликује од хемијски чистог по томе што поред гвожђа садржи и
друге металне и неметалне примесе или елементе. Ти различити елементи делом улазе у
Семинарски рад
5
гвожђе (легирају се њиме) при самој производњи а делом се намерно додају да би се
постигле неке одређене особине гвожђа. Уколико садржај угљеника у гвожђу не прелази
2% тада се оно може деформисати, нарочито у ужареном стању и дефинише се као челик.
Ове могућности деформације престају са већим процентом угљеника па се такво техничко
гвожђе назива белим или сивим у зависности од тога да ли је угљеник присутан у облику
једињења Fe
3
C или се налази у елементарном стању као графит. Ако се угљеник при
хлађењу не издваја из гвожђа у облику графита већ остаје везан као гвожђекарбид, тада
метал на прелому има белу боју. Међутим, уколико се угљеник испод одређене
температуре издваја у виду црног графита тада ће он у комбинацији са металом на
прелому дати сиву боју [2]
Биолошки значај
У организму здравих, одраслих особа налази се од 3 до 5g гвожђа. Јавља се у три облика:
физиолошки активно гвожђе
– улази у састав хемоглобина (65%), миоглобина
(10%) и ензима (1%)
транспортно гвожђе
– налази се у серуму у концентрацији од 0,1%
резервно гвожђе
– присутан је у концентрацији од 25% у слезини, јетри и коштаној
сржи
Гвожђе је саставни део хема у хемоглобину и има улогу у везивању и преношењу
кисеоника из плућа у периферну крв. У ткивима и органима гвожђе је везано за разне
беланчевине. То су хромопротеини (хемоглобин, миоглобин, цитохром-оксидазе,
пероксидазе, кателазе), флавопротеини (цитохром ц-оксидаза, дехидрогеназа, оксидазе
ксантина) и протеини који везују гвожђе (трансферин и феритин).
Гвожђе учествује у синтези ДНК, у метаболизму катехоламина, служи као преносилац
електрона у митохондријама, спречава анемију и појачава имунитет.
Семинарски рад
7
добијеног метала, а најчешће је реч о једињењима сумпора и фосфора[1]. Од састава
јаловине зависи који се додаци за топљење (топитељи) морају употребити и у којој
количини. Јаловина се не редукује у пећи па се уклања на тај начин да се претвара у
лако топљиве силикате који су специфично лакши од метала и одвајају се од њега.
Добијање гвожђа у високој пећи
Производња гвожђа из оксидних руда у високим пећима заснива се на редукцији
металуршким коксом односно угљен-моноксидом који од њега постаје:
3Fe
2
O
3
+ CO → 2Fe
3
O
4
+ CO
2
Fe
3
O
4
+ CO → 3FeO + CO
2
FeO + CO → Fe + CO
2
Кокс служи као редукционо средство, гориво, хемијски се везује с′ гвожђем и у великој
мери утиче на особине сировог гвожђа. Металуршки кокс мора одговарати многим
условима као што су максималан садржај пепела (најчешће до 10%), влаге (4%) и
сумпора (1%), треба да буде чврст тј. отпоран према према притиску и реактиван.
Пошто руде садрже примесе додају се топитељи. Они са примесама дају топљиву
згуру која се лако одваја од сировог гвожђа. Уколико јаловину чине силицијум-
диоксид или алуминијум-оксид, као базни топитељи се додају кречњак или доломит.
Међутим, кречњачким рудама се додају кисели топитељи као што су различити
силикати, глина, гранит, песак, кварц, шљунак или нека кисела згура.
У високој пећи се процес редукције изводи на високој температури па редуковано
гвожђе у великој мери раствара угљеник. Због тога се у високим пећима, као главни
производ увек добија сирово гвожђе у течном стању који представља легуру са већим
садржајем угљеника.
