Согласно принятым правилам экономика делится на две большие сферы - производственную и непроизводственную. В свою очередь каждая из них делится на три категории.
Производственная сфера.
1).Промышленность, сельское хозяйство, строительство.
2).Транспорт и связь, используемые в производственной сфере.
3).Система материально-технического снабжения, заготовки, общественное питание, торговля.
Непроизводственная сфера.
1).Бытовые услуги.
2).Транспорт и связь для населения.
3).Социальные услуги (здравоохранение, образование, наука, системы управления и защиты государства).
Отрасль - совокупность предприятий единого профиля назначения продукции, имеющая родственную технологическую, сырьевую и кадровую базы.
Предприятия и отрасли объединяет инфраструктура - совокупность транспортных, энергетических, информационных и кредитно-финансовых связей.
Отрасли, в свою очередь классифицируются по разным признакам - например - добывающая и перерабатывающая, отрасль группы А (производство средств производства) и Б (производство предметов потребления) и т.п.
Однако все вышеперечисленные понятия и классификации являются условными, так - как не имеют под собой научно-экономической базы. Но на их основе до сих пор принимаются законы и подзаконные акты в области экономики, что может вызвать неоднозначность в их юридической трактовке.
II. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПРОИЗВОДСТВА ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ
Металлы - вещества, имеющие характерную кристаллическую решетку, в узлах которой находятся положительные ионы, а пространство заполнено “электронным газом” и обладающие исключительно восстановительными свойствами.
Существуют различные классификации металлов, например:
черные (Fe, Mn), - цветные (Al, Cu, Sn), - благородные (Ag, Au, платиновые и палладиевые группы), редкоземельные, рассеянные, радиактивные.
2.1.Технолого - экономические основы производства чугуна.
Чугун - сплав железа с углеродом(2-6)%, содержащий вредные примеси серы, фосфора, кремния.
Различают чугуны белые (передельные) - сырье для передела в сталь, серые (литейные) и специальные (ферромарганец - Mn - до 70%, ферросилициум - Sn - до 12%) - используются для раскисления стали. Чугун получают в результате доменного процесса. Исходным сырьем служат железная руда (магнитный железняк, красный железняк, бурый железняк), кокс, флюсы. Подготовленные специальным образом к доменному процессу, эти компоненты называются шихтой. Подготовка сырья к доменному процессу обусловлена во многом экономической, а не технологической необходимостью.
2.1.1 Технологические мероприятия подготовки шихты. Железную руду после добычи измельчают и подвергают богащению, т.е. отделяют пустую породу от основной. Различают следующие способы обогащения:
- магнитный, основанный на ферромагнитных свойствах основной породы магнитного железняка.
-флотационный, основанный на различной смачиваемости основной и пустой породы водой, в которую добавлено поверхностно-активное вещество(например пенообразователи).
- гравитационный, основанный на различной скорости осаждения основной породы и пустой в воде из-за различия в плотностях.
После обогащения руду подвергают агломерации, т.е. обжигу в присутствии коксовой пыли (коксик). В ходе агломерации из руды удаляется большая часть вредных примесей (в виде газообразных и летучих оксидов) и частичное восстановление железа. Спекшийся агломерат дробят на куски около 60 - 80 мм в поперечнике. В случае проведения агломерации в присутствии флюсов получается офлюсованный агломерат. Технологически, для проведения доменного процесса удобен агломерат в виде окатышей.
Кокс - продукт пиролиза (нагрев без доступа воздуха) коксующихся углей, в ходе которого из толщи угля удаляются органические и неорганические соединения, причем в угле образуются поры, что обеспечивает развитую поверхность, необходимую для интенсивного протекания доменного процесса. Образующиеся в ходе коксования коксовые газы являются смесью ценных химических соединений и в дальнейшем используются после разделения. Кокс для использования в доменном процессе дробят на куски 40 - 60 мм в поперечнике. Кокс необходим в доменном процессе как топливо, опосредованный и непосредственный восстановитель, а также науглераживающий компонент.
Флюсы необходимы для удаления вредных примесей. Последние, реагируя с флюсами в ходе доменного процесса, превращаются в нерастворимый в расплавленном чугуне шлак. Флюсы представляют собой минералы - известняк(CaCO3) и доломит(CaCO3*MgCO3) - которые после добычи дробятся на соответствующие куски.
Доменный процесс.
Суть доменного процесса заключается в ступенчатом восстановлении железа из его оксидов (основа железной руды), удалении вредных примесей с помощью флюсов и насыщении железа углеродом. Доменный процесс проводят в доменной печи, относящейся к печам шахтного типа высотой до 30м и диаметром ~ 3м. Печь состоит из 5-ти частей, выложена изнутри огнеупорным кирпичем и обшита в нижней части стальным листом; имеется система водяного охлаждения. Каждая из частей печи, имеет свое специальное назначение и связана с друг с другом. Примерное соотношение размеров частей и их технологическое назначение рассматривается на нижерасположенной схеме.
1-колошник – служит для порционной загрузки шихты и очистки от пыли доменных газов.
2-шахта - в ней происходят основные процессы восстановления железа из его оксидов.
3-распар – самая широкая часть печи, в которой самая высокая температура и про-
исходят процессы окончательного восстановления железа и насыщения его
углеродом
4 -заплечики – в них находятся расположенные по окружности фурмы, через которые
вдуваются раскаленные воздух, природный газ и водяные пары.
5-горн - в нем скапливаются расплавленные чугун (внизу) и шлак (вверху), которые
периодически выпускаются через летки (нижнюю и верхнюю).
Кокс в кислороде воздуха сгорает с выделением большого количества тепла; образующийся углекислый газ (СО2) реагирует при высоких температурах с коксом (С), давая угарный газ (СО). Последний является хорошим восстановителем и ступенчато превращает оксид железа (руду) в губчатое железо, которое, насыщаясь углеродом, плавится и стекает в горн в виде чугуна. В нижней части шахты и распаре температура настолько высокая, что происходит и прямое восстановление железа углеродом кокса.
С + О2 СО2 + Q СО2 + С СО
CO CO CO
Fe2O3 Fe3O4 FeO Fe
CO2 -CO2 -CO2
+С, -СО
Кокс является источником тепла, опосредованным восстановителем, непосредственным восстановителем и науглераживающим компонентом. Так - как кокс является самой дорогой частью шихты и затраты на него составляют ~ 50% затрат по сырью, то экономия его - основная часть технологических мероприятий, связанных с подготовкой шихты и проведением доменного процесса.
2.1.2 Мероприятия, связанные с экономией кокса, как топлива.
1.Обогащение железной руды. Кокс не тратится на нагрев пустой породы; уменьшаются транспортные затраты.
2.Вдувание природного газа. Газ, будучи дешевле, сгорает с выделением тепла.
3.Утилизация тепла. Вдуваемые в доменную печь газовые потоки нагреваются в специальных печах – кауперах, за счет тепла и теплотворной способности доменных газов, которые сжигаются в печах - кауперах.
2.1.3 Мероприятия, связанные с экономией кокса, как восстановителя.
1.Агломерация железной руды. Частичное восстановление железа происходит за счет дешевого коксика – отхода коксового производства. Кроме того, уменьшается потребность во флюсах, что повышает съем чугуна с единицы объема печи.
2.Вдувание природного газа – сгорая, газ образует СО2 – источник основного восстановителя – СО.
2.2. Технологические основы производства стали.
