Lucrare practică la IMGB

Dupa obtinerea si concentrarea minereurilor (procese ce se desfasoara in industria miniera), acestea sunt prelucrate in industria metalurgica in vederea elaborarii materialului metalic propriu zis. In acest scop, se aplica unul sau mai multe procedee metalurgice. Acestea pot fi clasificate in urmatoarele trei grupe:

- Procedee pirometalurgice – actioneaza ca principiu prin incalzirea a materialului de baza, impreuna cu fondati.

- Procedee hidrometalurgice - acestea se aplica in special pentru obtinerea metalelor neferoase.

- Procedee electrometalurgice - pe scara larga in cadrul procedeelor de elaborare a aliajelor feroase si neferoase se foloseste incalzirea electrica a materialelor, sau disocierea electrolitica a sarurilor sau oxizilor sub forma de solutii sau de topituri.

Elaborarea otelului

Acest proces de elaborare secundara se realizeaza prin mai multe procedee tehnologice.

Etapele generale ale elaborarii

- Oxidarea - carbonului si a elementelor insotitoare (Si, Mn) din materialul de baza, constand in fonta si fondanti, dar si a impuritatilor (P, S). Ea este o reactie exoterma, care asigura o temperatura ridicata.

- Dezoxidarea - aceasta faza urmareste sistarea oxidarii si eliminarea oxizilor formati ca zgura. Dezoxidarea se poate efectua complet, eliminandu-se intreaga cantitate de FeO din otel si consecutiv obtinandu-se otelurile necalmate, destinate de regula pentru obtinerea tablelor folosite in constructii metalice.

- Corectarea compozitiei chimice si alierea - Aceasta faza asigura o compozitie chimica precisa in ceea ce priveste continutul in C, Si, Mn, ca si in ceea ce priveste continutul in elemente de aliere ca: Ni, CO, Cu, Mn, W, Cr, Zr, B, Al s.a.

Tipuri de procedee

Exista doua tipuri de procedee principal diferite in functie de particularitatile de desfasurare a reactiilor de oxido-reducere ce se desfasoara la elaborarea otelurilor, in scopul atingerii compozitiei dorite a acestora, inclusiv in ceea ce priveste continutul in impuritati (S si P).

Procedeele acide se folosesc in scopul obtinerii otelurilor din materiale de baza avand continut foarte mic de impuritati. Este cunoscut faptul ca otelurile suedeze sunt renumite in intreaga lume si ca in aceasta tara exista o traditie seculara a metalurgiei fierului; aceasta se datoreaza tocmai faptului ca in aceasta tara exista minereuri „sarace” in impuritati. Procedeele acide folosesc fondanti de tipul feroaliajelor, si agregate metalurgice cu captuseala refractara de tip acid, ca de exemplu cuartita, silice, samota.

Procedeele bazice se aplica in vederea eliminarii impuritatilor din materia prima. Ele folosesc drept fondant varul stins, uscat (CaO), care are un pronuntat caracter bazic si deci permite eliminarea fosforului si a sulfului din baia de metal topit, intrucat aceste elemente au un pronuntat caracter acid. Agregatele metalurgice bazice trebuie sa aiba captuseala cu caracter tot bazic (magnezita, calcita, dolomita) pentru a nu intra si aceasta in reactie cu fondantul bazic.

Utilaje folosite la elaborarea otelului

- Elaborarea otelului in convertizor – acest grup de procedee este foarte productiv, elaborarea unei sarje durand circa 20...30 de minute si din aceasta cauza prin astfel de procedee se obtine in prezent mai mult de jumatate din productia mondiala de otel. In toate variantele materia prima de baza este fonta de prima fuziune, topita, ceea ce face ca aceste sisteme sa fie utilizate in imediata apropiere a furnalelor, in combinatele siderurgice.

- Elaborarea otelului in cuptoare - in acest caz durata elaborarii este mare, de ordinul orelor, permitand efectuarea analizelor fine si alierilor, in scopul obtinerii unor compozitii si proprietatii precise. Sunt cunoscute multe tipuri de procedee si utilaje, dintre care mentionam doar cateva.

Elaborarea in cuptorul Siemens – Martin

Acest tip de cuptor se foloseste atat in combinatele siderurgice (mai ales pentru reelaborarea otelurilor obtinute in convertizor, in scopul alierii acestora – ceea ce constituie un procedeu „duplex”), cat si in intreprinderile constructoare de masini, pentru realizarea pieselor turnate din otel carbon sau aliat. Cuptoarele din combinatele siderurgice sunt de regula de capacitati mari, de pana la 500 de tone de otel produs la o sarja. Incarcatura lor de baza este constituita din fonta de afinare lichida si pana la 70% fier vechi, solid, si uneori, minereu de fier, concentrat, pana la 30%, introduse in cuptor inainte de introducerea fontei lichide. Se adauga fondantii necesari dezoxidarii, conform tipului de procedeu folosit.