Металлургические процессы

Область науки, техники и отрасль промышленности, охватывающая все процессы получения металлов и сплавов и придания им определенных форм и свойств, включает понятие металлургия.

Черная металлургия является отраслью тяжелой индустрии, занимающейся производством и обработкой сплавов главным образом на основе железа. Отрасли прикладной науки и специальные учебные дисциплины, изучающие технологию получения и обработки различных сплавов, называются соответственно металлургией чугуна, стали и ферросплавов.

Цветная металлургия занимается производством большинства остальных металлов и сплавов.

Металлургические процессы представляют собой сложную совокупность физических превращений веществ (переходы из одной кристаллической модификации в другую, плавление, испарение, растворение, кристаллизация) и химических реакций, протекающих при высоких температурах.

По характеру типовых операций металлургические процессы можно разделить следующим образом:

- извлечение металлов и сплавов из их природных соединений (из руд или других материалов);

- производство сплавов;

- литье;

- обработка давлением (ковка, штамповка, прокатка);

- порошковая металлургия;

- сварка и пайка;

- термическая и химико-термическая обработка;

- металлургическое покрытие металлических изделий (покрытие слоями других металлов).

Процессы, протекающие при высоких температурах, называются пирометллургическими.

Главные виды пирометаллургических процессов:

ликвация – разделение компонентов по удельному весу в жидком состоянии или в процессе затвердевания. Используется для отделения выплавленного металла от шлака, очистки металла от примесей и др.;

дистилляция – испарение металла или его соединения с последующей конденсацией пара. Применяют для получения легко кипящих металлов (ртуть, цинк и др.), при рафинировании металлов от легко испаряющихся примесей;

окислительные процессы находят широкое применение. Окислительное рафинирование применяют для очистки металлов от примесей, обладающих бόльшим сродством к кислороду, чем рафинируемый металл; при этом примесь переходит в оксид и ошлаковывается;

раскисление – удаление из расплавов растворимых оксидов. Раскислением получают металлы с высокими механическими свойствами. Раскислителями служат элементы с бόльшим сродством к кислороду, чем раскисляемый металл;

восстановительные процессы – восстановление металлов из оксидов – главные в пирометаллургии. Восстановлением получают железо, свинец, никель и др. цветные металлы;

электротермические процессы – процессы, происходящие при высоких температурах, полученных в результате горения электрической дуги;

металлотермические процессы – процессы вытеснения металла из его оксида другим металлом, более активным. Применяют для получения дорогих редких металлов.