8. Непрерывная разливка стали.

Жидкая сталь из ковша заливается в промежуточное разливочное устройство 2, откуда поступает в открытую снизу водоохлаждаемую изложницу—кристаллизатор 3. Внутренняя полость кристаллизатора соответствует форме отливаемой заготовки. Жидкий металл, соприкасаясь с охлаждаемыми стенками кристаллизатора, покрывается снаружи затвердевшей оболочкой. Заготовка непрерывно продвигается вниз при помощи системы тянущих валиков 5. Ниже кристаллизатора столб металла имеет уже достаточную толщину оболочки, чтобы удержать жидкую сердцевину. Здесь располагается зона вторичного охлаждения, в которой заготовка охлаждается путем подачи воды на ее поверхность струями. Чтобы не допустить выпучивания и прорыва затвердевшей оболочки заготовки, за кристаллизатором в зоне вторичного охлаждения устанавливают поддерживающие ролики 4.

В нижней части установки находится зона кислородной резки. Кислородным резаком прямоугольная полоса затвердевшего металла 6 разрезается на части заданной длины. Каретка 7, на которой установлен резак, производящий эту операцию, перед началом реза находится в верхнем положении. После того как заготовка опустилась на необходимую длину, каретка кислородной резки при помощи захватов автоматически сцепляется с заготовкой и вместе с ней движется вниз. Отрезанные мерные куски попадают в кантователь 8 и отсюда по отводящему рольгангу 9 поступают на склад. Перед началом разливки жидкого металла в кристаллизатор вводится кусок металла, называемый затравкой. Профиль этого металла соответствует профилю отливаемой заготовки, а длина должна быть такой, чтобы один конец был введен снизу в кристаллизатор, а второй конец находился в тянущем устройстве. Первая порция залитой в кристаллизатор стали при охлаждении сцепляется с затравкой и после включения привода тянущих роликов затравка опускается вниз, увлекая за собой заготовку. Непрерывная разливка стали имеет значительные преимущества по сравнению с разливкой в изложницы. Основные преимущества непрерывной разливки: уменьшается необходимое количество промышленных зданий и оборудования на металлургических заводах, сокращается производственный цикл получения проката, повышается производительность и улучшаются условия труда рабочих, уменьшаются отходы металла в 4—5 раз.

9. Способы получения меди.

Гидрометаллургические методы получения меди основаны на селективном растворении медных минералов в разбавленных растворах серной кислоты или аммиака, из полученных растворов медь вытесняют металлическим железом:

CuSO4 + Fe = Cu + FeSO4.

Электролизом получают чистую медь:

2CuSO4 + 2H2O    2Cu + O2 + 2H2SO4;

на катоде выделяется медь, на аноде – кислород.

Пирометаллургический способ состоит из нескольких этапов: обогащения, обжига, плавки на штейн, продувки в конвертере, рафинирования.

Для обогащения медных руд используется метод флотации (основан на использовании различной смачиваемости медьсодержащих частиц и пустой породы), который позволяет получать медный концентрат, содержащий от 10 до 35 % меди.

Медные руды и концентраты с большим содержанием серы подвергаются окислительному обжигу. В процессе нагрева концентрата или руды до 700—800 °C в присутствии кислорода воздуха, сульфиды окисляются и содержание серы снижается почти вдвое от первоначального. Обжигают только бедные (с содержанием меди от 8 до 25 %) концентраты, а богатые (от 25 до 35 % меди) плавят без обжига.

После обжига руда и медный концентрат подвергаются плавке на штейн, представляющий собой сплав, содержащий сульфиды меди и железа. Штейн содержит от 30 до 50 % меди, 20—40 % железа, 22—25 % серы, кроме того, штейн содержит примеси никеля, цинка, свинца, золота, серебра. Чаще всего плавка производится в пламенных отражательных печах. Температура в зоне плавки 1450 °C.

С целью окисления сульфидов и железа, полученный медный штейн подвергают продувке сжатым воздухом в горизонтальных конвертерах с боковым дутьём. Образующиеся окислы переводят в шлак. Температура в конвертере составляет 1200—1300 °C. Интересно, что тепло в конвертере выделяется за счёт протекания химических реакций, без подачи топлива. Таким образом, в конвертере получают черновую медь, содержащую 98,4—99,4 % меди, 0,01—0,04 % железа, 0,02—0,1 % серы и небольшое количество никеля, олова, сурьмы, серебра, золота. Эту медь сливают в ковш и разливают в стальные изложницы или на разливочной машине.