工業(yè)純鐵是鋼的一種,其化學(xué)成分主要是鐵,雜質(zhì)總含量<0.2%及含碳量在0.02%~0.04%的純鐵。含碳量不超過0.0218%的純鐵,亦稱錠鐵。純度可達(dá)99.8%~99.9%,低于電解鐵,故其強度、硬度、彈性系數(shù)均比電解鐵高,但塑性則較低。工業(yè)純鐵用平爐生產(chǎn),氧化期特長,以除去碳等雜質(zhì),故成本很高。
工業(yè)純鐵是鋼的一種,其化學(xué)成分主要是鐵,含量在99.50%-99.90%,含碳量在0.04%以下,其他元素愈少愈好。因為它實際上還不是真正的純鐵,所以稱這一種接近于純鐵的鋼為工業(yè)純鐵。一般工業(yè)純鐵質(zhì)地特別軟,韌性特別大,電磁性能很好。常見的有兩種規(guī)格,一種是是作為深沖材料的,可以沖壓成極復(fù)雜的形狀;另一種是作為電磁材料的,有高的感磁性的低的抗磁性。
工業(yè)純鐵是用于冶煉精密合金、高溫合金、超低碳不銹鋼、電熱合金等重要的原材料。
工業(yè)純鐵主要由電弧爐、氧氣轉(zhuǎn)爐、電弧爐加爐外真空脫碳、氧氣轉(zhuǎn)爐加爐外真空脫碳等方法生產(chǎn)。不同工藝生產(chǎn)的工業(yè)純鐵各具特點:
1.電弧爐純鐵的特點:是早生產(chǎn)純鐵的方法,含碳量為0.025%,含氮量較高,受石墨電極增碳的影響,不能生產(chǎn)更低含碳量的純鐵。
2.氧氣轉(zhuǎn)爐純鐵的特點:可以生產(chǎn)含碳量小于0.01%的低碳純鐵,但其含氧量高,含氮量較低,只能生產(chǎn)品質(zhì)一般的工業(yè)純鐵。
3.電弧爐或氧氣轉(zhuǎn)爐與爐外精煉雙聯(lián)法生產(chǎn)高品質(zhì)純鐵的特點:純鐵含碳量為0.005%,磷、硫、氧、氮以及非金屬夾雜物含量低,是目前品質(zhì)的純鐵,國內(nèi)太鋼、寶鋼、武鋼、撫鋼等都可以生產(chǎn)高品質(zhì)純鐵。
輕金屬是相對密度小于5的金屬,其中又分為有色輕金屬和稀有輕金屬兩類。有色輕金屬有鋁、鎂、鈣、鈦、鉀、鍶、鋇等,前四種在工業(yè)上多用作還原劑,鋁、鎂、鈦及其合金相對密度較小,強度較高,抗蝕性較強,廣泛用于飛機制造和宇航等工業(yè)部門。稀有輕金屬有鋰、鈹、銣、銫等,鈹主要用于配制鈹青銅,由于鈹?shù)臒嶂凶臃@截面小,又可用作原子核反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)材料。鋰用作金屬冶煉時的脫氧劑和除氣劑,并作為熱核反應(yīng)材料。
輕金屬資源豐富,鋁、鎂的地殼豐度均居前列,遠(yuǎn)超過常用重有色金屬。且與重有色金屬僅有單一類礦物資源的情況不同,除鋁外,其余的輕金屬大都擁有礦物和鹵水(海水及鹽湖鹵水、地下鹵水等)兩類資源。
輕金屬工業(yè)礦物亦與以硫化礦為主的重有色金屬工業(yè)礦物不同,前者基本均為氧化礦,主要有硅酸鹽(鋁土礦、霞石)、碳酸鹽(菱鎂礦、白云石、石灰石)、硫酸鹽(明礬石、芒硝、石膏、天青石、重晶石)和磷酸鹽(磷灰石)等,也有部分礦物為氯化物(食鹽、鉀鹽、光鹵石)和氟化物 (螢石)。
輕金屬礦物中含有的共生有價金屬,在鋁工業(yè)生產(chǎn)中已開展綜合利用工作。如鋁土礦中的鎵、釩,霞石礦中的鈉、鉀等均已開始作為副產(chǎn)回收。而在鹵水資源中,一般均含有鈉、鉀、鈣、鎂、硼、鋰、銣、銫等多種元素,綜合回收這些元素尤為重要。在以鹵水為資源的工業(yè)生產(chǎn)中,多種輕金屬實際上均為綜合利用的產(chǎn)物。
高品位輕金屬礦物可在經(jīng)破碎處理后直接用于冶煉,低品位輕金屬礦物或者只適用于特定的方法直接進行冶煉,或者需先經(jīng)選礦富集。
以鹵水作為原料時,一般須先進行蒸發(fā)濃縮,然后分階段提取各個金屬鹽類的富集物。如鹽湖鹵水經(jīng)日曬蒸發(fā)后,順次結(jié)晶析出氯化鈉,鉀石鹽、光鹵石及水氯鎂石,可分別作為提取鈉、鉀、鎂鹽的原料。
金屬是具有光澤、有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性與機械性能,并具有正的電阻溫度系數(shù)的物質(zhì)。金屬,是個大家庭,現(xiàn)在世界上有86種金屬。通常人們根據(jù)金屬的顏色和性質(zhì)等特征,將金屬分為黑色金屬和有色金屬兩大類。黑色金屬主要指鐵及其合金,如鋼、生鐵、鐵合金、鑄鐵等。黑色金屬以外的金屬稱為有色金屬。
黑色金屬材料乃工業(yè)上對鐵、鉻和錳的統(tǒng)稱。亦包括這三種金屬的合金,尤其是合金黑色金屬鋼及鋼鐵。與黑色金屬相對的是有色金屬。事實上純凈的鐵及鉻是銀白色的,而錳是銀灰色。由于鋼鐵表面通常覆蓋一層黑色的四氧化三鐵,而錳及鉻主要應(yīng)用于冶煉黑色的合金鋼。所以才會被“錯誤分類”為黑色金屬。
黑色金屬的分類也有其意義,因為這三種金屬都是冶煉鋼鐵的主要原料,而鋼鐵在國民經(jīng)濟中占有極其重要的地位,亦是衡量一國家國力的重要標(biāo)志。黑色金屬的產(chǎn)量約占世界金屬總產(chǎn)量的95%。
黑色金屬和有色金屬這名字,常常使人誤會,以為黑色金屬一定是黑的,其實不然。黑色金屬只有五種:鐵、錳、鉻、釩、鈦。而它們五個都不是黑色的。純鐵是銀白色的;鉻是銀白色的;錳是灰白色的。因為鐵的表面常常生銹,蓋著一層黑色的四氧化三鐵與棕褐色的氧化鐵的混合物,看去就是黑色的。所以人們稱之為“黑色金屬”。常說的“黑色冶金工業(yè)”,主要是指鋼鐵工業(yè)。因為常見的合金鋼是錳鋼與鉻鋼,這樣,人們把錳與鉻也算成是“黑色金屬”了。除了鐵、錳、鉻、釩、鈦以外,其他的金屬,都算是有色金屬。
廢金屬其實很簡單,就是是指冶金工業(yè)、金屬加工工業(yè)丟棄的金屬碎片、碎屑,以及設(shè)備更新報廢的金屬器物等,還包括城市垃圾中回收的金屬包裝容器和廢車輛等金屬物件。
廢金屬也是一種資源,世界各國均有專門單位經(jīng)營回收利用廢金屬業(yè)務(wù)。回收的廢金屬主要用于回爐冶煉轉(zhuǎn)變?yōu)樵偕饘?,部分用來生產(chǎn)機器設(shè)備或部件、工具和民用器具。
工業(yè)中金屬的來源有兩個:一是金屬礦石,二是廢金屬。前者是天然資源,后者是回收的再生資源。如果工業(yè)中多用廢金屬,少用金屬礦石,那么,將不僅有利于保存金屬礦產(chǎn)資源,而且還有利于減少廢金屬的環(huán)境排放,起到改善環(huán)境的作用 。
近些年來,在歐洲各國,掀起了廢金屬資源利用的熱潮 ,并收到了很好的環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益。在中國,伴隨循環(huán)經(jīng)濟戰(zhàn)略的實施 ,廢金屬物質(zhì)的循環(huán)利用也將成為工業(yè)發(fā)展的重要內(nèi)容。但是,要做到這一點,首先需要有充足的廢金屬資源。
目前,世界各國的廢金屬資源的實際情況差別很大,有的國家,比如美國,廢金屬資源較充足,可以大力發(fā)展再生金屬業(yè);而有的國家,比如中國,廢金屬資源不足,再生金屬業(yè)難以為繼。由此可見,廢金屬資源還決定著一個國家冶煉業(yè)的總體結(jié)構(gòu)。
世界大部分金屬都能以再生金屬的形式循環(huán)利用,工業(yè)發(fā)達(dá)國家再生金屬產(chǎn)業(yè)規(guī)模大,再生金屬循環(huán)使用比率高。由于市場需求強勁,中國有色金屬產(chǎn)業(yè)的發(fā)展突飛猛進,中國已成為世界有色金屬的生產(chǎn)和消費大國,中國的再生金屬產(chǎn)業(yè)在世界再生金屬產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中有著舉足輕重的地位。
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