Πώς παράγετε το σιδηρούχο μέταλλο;
1. Εξόρυξη και προετοιμασία:
* εξόρυξη: Το σιδηρομετάλλευμα, η πρώτη ύλη, εξορύσσεται από τη γη. Τα κοινά μεταλλεύματα σιδήρου περιλαμβάνουν αιματίτη (Fe2O3), μαγνητίτη (Fe3O4) και siderite (FECO3).
* σύνθλιψη και λείανση: Το μετάλλευμα συνθλίβεται και αλεσμένο σε λεπτή σκόνη για να αυξήσει την επιφάνεια της για ευκολότερη επεξεργασία.
* Αδελφότητα: Αυτό το βήμα συγκεντρώνει την περιεκτικότητα σε σίδηρο στο μετάλλευμα αφαιρώντας ακαθαρσίες όπως το διοξείδιο του πυριτίου, την αλουμίνα και άλλα ορυκτά. Χρησιμοποιούνται μέθοδοι όπως ο μαγνητικός διαχωρισμός, η επίπλευση και η έκπλυση.
2. Χυτήριο:
* Furmace: Η πιο συνηθισμένη μέθοδος για την παραγωγή σιδήρου είναι η χρήση υψικαμίνου.
* χρέωση: Το παρασκευασμένο σιδηρομετάλλευμα, ο οπτάνθρακα (μορφή άνθρακα) και ο ασβεστόλιθος (ροή) τροφοδοτούνται στην κορυφή του υψικαμίνου.
* Blast: Ο ζεστός αέρας εκτοξεύεται στον κλίβανο μέσω του Tuyeres στο κάτω μέρος.
* αντιδράσεις: Ο ζεστός αέρας αντιδρά με τον οπτάνθρακα, παράγοντας μονοξείδιο του άνθρακα (CO). Το CO στη συνέχεια μειώνει τα οξείδια του σιδήρου στο μεταλλεύμα σε σιδερένιο μέταλλο.
* Σχηματισμός σκωρίας: Ο ασβεστόλιθος αντιδρά με τις ακαθαρσίες στο μετάλλευμα για να σχηματίσει τετηγμένη σκωρία, η οποία επιπλέει στην κορυφή του σιδήρου.
* Tapping: Ο τετηγμένος σίδηρος, που ονομάζεται "χυτοσίδηρο", τραβηγμένο από το κάτω μέρος του φούρνου.
3. Περαιτέρω επεξεργασία:
* Χυτοσίδηρος: Ο χυτοσίδηρος που παράγεται από την υψικαμίνου είναι συνήθως υψηλή σε άνθρακα (περίπου 4%) και άλλες ακαθαρσίες.
* χάλυβα: Ο χυτοσίδηρος επεξεργάζεται περαιτέρω για να αφαιρέσει τις ακαθαρσίες και να βελτιώσει το σίδηρο σε χάλυβα. Αυτό μπορεί να γίνει μέσω διαφόρων μεθόδων, όπως:
* Βασικός φούρνος οξυγόνου (BOF): Το οξυγόνο εκτοξεύεται στο τετηγμένο σίδηρο, οξειδώνοντας τις ακαθαρσίες και την απομάκρυνσή τους ως σκωρία.
* Φούρνος ηλεκτρικού τόξου (EAF): Η ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιείται για να λιώσει τα παλιοσίδερα και άλλα υλικά, δημιουργώντας χάλυβα.
Τύποι σιδηρούχων μετάλλων:
* Σίδερο: Το πιο συνηθισμένο μέταλλο σιδήρου, που χρησιμοποιείται σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών.
* χάλυβα: Ένα κράμα σιδήρου και άνθρακα, με διάφορες ιδιότητες ανάλογα με την περιεκτικότητα σε άνθρακα και άλλα προστιθέμενα στοιχεία.
* Χυτοσίδηρος: Ένα κράμα σιδήρου με υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα, γνωστό για τη δύναμη και την ικανότητά του.
* ανοξείδωτος χάλυβα: Ένας τύπος χάλυβα που περιέχει τουλάχιστον 10,5% χρωμίου, το οποίο του δίνει αντίσταση στη διάβρωση.
Εφαρμογές:
Τα σιδηρούχα μέταλλα είναι απαραίτητα για ένα ευρύ φάσμα βιομηχανιών, όπως:
* Κατασκευή: Κτίρια, γέφυρες και υποδομές.
* Automotive: Οχήματα, κινητήρες και εξαρτήματα.
* Κατασκευή: Μηχανήματα, εργαλεία και συσκευές.
* Αεροδιαστημική: Αεροσκάφη και διαστημικά οχήματα.
* Ενέργεια: Μονάδες ρεύματος και στρόβιλοι.
Περιβαλλοντικές εκτιμήσεις:
Η παραγωγή μετάλλων σιδήρου έχει περιβαλλοντικές επιπτώσεις, όπως:
* εκπομπές αερίων θερμοκηπίου: Από την παραγωγή οπτάνθρακα και τις λειτουργίες του κλιβάνου.
* Ρύπανση της ατμόσφαιρας: Από τη σκόνη και τα αέρια που απελευθερώθηκαν κατά τη διάρκεια της εξόρυξης, της επεξεργασίας και της τήξης.
* Ρύπανση νερού: Από εκκένωση απορροής και λυμάτων.
* Αποικοδόμηση γης: Λόγω της διάθεσης εξόρυξης και αποβλήτων.
προσπάθειες βιωσιμότητας Εστίαση στη μείωση των εκπομπών, την ελαχιστοποίηση των αποβλήτων και τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας των πόρων στη διαδικασία παραγωγής.
