I. Плавка и прокат черных металлов

Плавка черных металлов обычно относится к плавке железной руды в чугун или плавке чугуна в стальные заготовки. Прокатка — это вид обработки, который включает прокатку стальных заготовок в стальные листы или различные профильные стали, при этом на металл оказывается давление, чтобы растянуть его в определенную форму.

II. Черные металлы

Черные металлы в основном относятся к железу и его сплавам, таким как сталь, чугун, ферросплавы, литейное железо и т.д.

1、Сталь

Сталь — это общее название для железо-углеродных сплавов с содержанием углерода (в процентном соотношении по массе) от 0,02% до 2,11%. Химический состав стали может значительно варьироваться; сталь, содержащая только углерод, называется углеродной сталью или простой сталью.

2、Чугун

Чугун — это железо-углеродный сплав с содержанием углерода более 2%. Промышленный чугун обычно имеет содержание углерода от 2,11% до 4,3% и содержит такие элементы, как C, Si, Mn, S и P. Это продукт, получаемый путем плавки железной руды в доменной печи. В зависимости от различных форм углерода, присутствующих в чугуне, его можно дополнительно разделить на несколько типов, включая чугун для производства стали, литейный чугун и ковкий чугун.

3、Ферросплавы

Ферросплавы (англ. Ferroalloys) — в широком смысле ферросплавы относятся к типу продукта, добавляемого в расплавленное железо во время производства стали в качестве деоксидантов, добавок элементов и т. д., чтобы наделить сталь специфическими свойствами или удовлетворить конкретные требования. Они являются промежуточными сплавами, состоящими из железа и одного или нескольких элементов, в основном используемыми в плавке железа и стали.

В металлургической промышленности, как правило, все промежуточные сплавы, используемые для производства стали, независимо от того, содержат ли они железо (например, кальций-силиконовые сплавы), также называются "ферросплавами". Обычно в эту категорию также включаются определенные добавки из чистых металлов и оксидные добавки.

4、Чугун

Чугун — это общее название для сплавов, в основном состоящих из железа, углерода и кремния. В этих сплавах содержание углерода превышает количество, которое может быть удержано в аустенитном твердом растворе при eutectic температуре.

Классификация методов плавки

1、Пирометаллургия

Также известный как сухая металлургия, этот метод включает в себя нагрев руды вместе с необходимыми добавками в печи до высокой температуры, расплавляя их в жидкое состояние и вызывая необходимые химические реакции для отделения сырого металла, который затем очищается.

2. Гидрометаллургия

Гидрометаллургия — это металлургический процесс, который использует водные растворы кислот, щелочей или солей для извлечения необходимых металлических компонентов из руды с помощью химических методов, за которым следует производство металлов с использованием различных технологий, таких как водная электрохимия.

Этот метод в основном применяется к низкосортным, огнеупорным или мелкодисперсным рудам. В настоящее время 75% мирового производства цинка и кадмия осуществляется с использованием метода обжига-выщелачивания-водной электролиза, который в значительной степени заменил традиционный пирометаллургический процесс плавки цинка. Для других металлов, которые трудно разделить (например, никель-кобальт, цирконий-гафний, тантал-ниобий и редкоземельные металлы), используются новые гидрометаллургические технологии, такие как экстракция растворителем или ионообмен, для разделения, что дает значительные результаты.

3、Химическая реакция (Металлургия)

Это относится к металлургическому процессу, который использует специфический растворитель для извлечения и разделения металлов из сырьевых материалов через химические реакции (включая окисление, восстановление, нейтрализацию, гидролиз, комплексообразование и т.д.).

Гидрометаллургия играет важную роль в таких отраслях, как цинк, алюминий, медь и уран. Вся оксид алюминия и оксид урана в мире, большая часть цинка и часть меди производятся с использованием гидрометаллургических методов.

Преимущества гидрометаллургии включают ее применимость к очень низкосортным рудам (например, золото, уран) и к сценариям, где трудно отделить схожие металлы (например, гафний и цирконий). По сравнению с пирометаллургией, она включает более простой процесс циркуляции материалов, более высокий уровень комплексного извлечения ценных металлов из сырья, более благоприятна для охраны окружающей среды, а ее производственный процесс легче реализовать в непрерывном и автоматизированном режиме.