1 Теми для самостійної роботи студентів

1.1 Сировинні матеріали і паливо доменної плавки

1.1.1 Залізні та марганцеві руди

1.1.1.1 Загальна характеристика залізняку

Рудою, у тому числі й залізною, називають гірську породу, витягання з якої корисного елемента економічно доцільно. Залізо в земній корі має досить широке розповсюдження. За вмістом у ній (більше чотири відсотки) воно знаходиться на четвертому місці, поступаючись кисню, кремнію й алюмінію. Є дані, вказуючі на вірогідність вельми великого вмісту заліза в ядрі земної кулі. Практично будь-яка гірська порода містить залізо, але далеко не кожна з них є залізняком. Як і всі руди, залізняк представлений трьома компонентами: рудоутворюючим мінералом, пустою породою і домішками.

Рудоутворюючий мінерал частіше всього представлений оксидами заліза, рідше - іншими сполуками. По типу рудостворюючого мінералу залізняк розділяється на наступні види:

1) магнітний залізняк, рудоутворюючим мінералом якого є магнетит Fe₃O₄, що містить 72,4% заліза, і володіючий магнітними властивостями;

2) червоний залізняк, рудоутворюючим мінералом якого є гематит Fe₂O₃, що містить 70% заліза;

3) бурий залізняк, представлений водними оксидами заліза Fe₂O₃nH₂O, які залежно від величини коефіцієнта “n” мають відповідний вміст заліза і назву: лимоніт (n = 1,5), гьотит (n = 1) і т.д.;

4) шпатовий залізняк або сидерит, рудоутворюючий мінерал якого FeCO₃ містить 48,3% заліза.

Основним видом залізняку, що використовується на даний час у чорній металургії України, є магнетитові кварцити, в яких рудоутворюючий мінерал магнетит знаходиться у виді найдрібніших вкраплень до маси кварцу, вміст заліза в здобутих рудах коливається від 18 до 35%. Кварцити збагачують, підвищуючи вміст заліза в концентраті до 64-67%.

Другим компонентом залізняку є пуста порода. Пуста порода не містить залізо і представлена, як правило, оксидами кремнію, кальцію, алюмінію, магнію. Цінність пустої породи визначається співвідношенням у ній перерахованих оксидів. Найціннішою вважається пуста порода, яка формує необхідний хімічний склад доменного шлаку без завантаження в доменну піч флюсів.

Третім компонентом руд є домішки, які, у свою чергу, підрозділяється на корисні і шкідливі. Корисними домішками залізняку вважають марганець, хром, нікель, титан, ванадій, вольфрам, молібден і інші, які підвищують якість металу і додають йому особливі властивості (жароміцність, корозійну стійкість, зносостійкість і ін.). До шкідливих домішок залізняку відносять сірку, фосфор, миш'як, цинк, свинець, лужні метали, які погіршують якість металу (S, P, As), або погіршують умови протікання доменного процесу (Zn, Pb,оксиди лужних металів).

1.1.1.2 Марганцеві руди

Рудоутворюючими мінералами марганцевих руд є оксиди марганцю: MnO₂ - піролюзит, Mn₂O₃ - брауніт, Mn₃O₄ - гаусманіт, а також карбонат марганцю MnCO₃ - родохрозит. Відповідно до цього марганцеві руди діляться на два класи: окислені (представлені оксидами марганцю) і карбонатні (представлені карбонатами марганцю). Руди містять 20-47% Mn і застосовуються для виплавки феромарганцю, а також як добавки в агломератійну або доменну шихту для виплавки чавуну із заданим вмістом марганцю.

Пуста порода і домішки марганцевих руд аналогічні цим компонентам залізняку.