Кованые цинковые сплавы используются для изготовления деталей методом волочения, прессования и прокатки. Они подвергаются горячей обработке при температуре от 200 до 300°C. В качестве легирующих элементов используются медь (до 5%), алюминий (до 15%) и магний (до 0,05%).
Особенности цветной металлургии: добыча и переработка
Что такое? Цветная металлургия – это отрасль металлургической промышленности, отвечающая за добычу и переработку различных металлов: цветных, драгоценных и редких. Это ресурсоемкая и затратная отрасль, но выгоды от нее огромны.
В чем заключаются особенности? Цветная металлургия подразделяется на различные подотрасли в зависимости от типа добываемого и перерабатываемого металла. Однако технологические этапы во многом схожи. Пути развития этих подотраслей на ближайшие десять лет также схожи.
- Сущность металлургии цветных металлов
- Виды цветных металлов
- Подотрасли цветной металлургии
- Технологические этапы в цветной металлургии
- Взаимосвязь между сырьевой базой и размещением заводов цветной металлургии
- Перспективы развития отрасли
Ядро цветной металлургии
Черная и цветная металлургия интегрированы как единый "организм – металлургическая промышленность. Эта отрасль характеризуется чрезвычайно высокой трудоемкостью, материалоемкостью и, самое главное, капитализацией. Задача металлургии – добыча руд, их обогащение и улучшение качества получаемых металлов (цветных, редкоземельных, черных и драгоценных).
Если говорить о качественных характеристиках цветной металлургии, то следует отметить следующие особенности:
- Из всех других отраслей промышленности, ориентированных на добычу и переработку подземных ресурсов, цветная металлургия требует больше сырья всех видов на единицу продукции. Это объясняется крайне низкой концентрацией полезных компонентов в руде (в некоторых случаях 0,3-2,1 процента по весу), а также сложностью процессов химического обогащения и выплавки готовых металлов. Особым случаем является алюминий (его содержание в глиноземе может достигать 42%).
- В случае цветных металлов потребление энергии чрезвычайно велико. Более того, топливо используется в качестве сырья для химических реакций. Наиболее энергоемкими отраслями (в порядке убывания) являются металлургия свинца, меди, никеля и кобальта.
- Каждая металлургия представляет собой непрерывное производство. Однако цветная металлургия требует значительного количества квалифицированных рабочих больше, чем другие отрасли.
- Значительное количество времени уходит на переработку полиметаллических руд.
Производство цветных металлов принято разделять на следующие этапы
- Добыча сырья (руды);
- Переработка руды;
- Осуществление металлургического передела;
- Переработка полученного металла.
Классификация металлов по свойствам и группам
Цветные металлы делятся на 2 основные группы – тяжелые и легкие.
Более подробная классификация основана на свойствах (физических и химических). Существует деление на 5 и 7 групп.
Виды цветных металлов:
- Легкие цветные металлы.
- Тяжелые металлы.
- Драгоценные.
- Редкие и незначительные.
- Рассеянные.
- Радиоактивные.
- Тугоплавкие.
Свойства цветных металлов разнообразны. Они обладают коррозионной стойкостью, высокой электро- и теплопроводностью и устойчивостью ко многим агрессивным средам.
Где они используются
Представьте себе мир без цветных металлов. Выбросьте телефон и компьютер вместе с ключами от машины. Выключите свет – электричество проходит по проводам из цветных металлов. Газовые и электрические плиты тоже придется выбросить и готовить на огне или соорудить плиту. Так давайте же относиться к этим различным металлам, столь необходимым человечеству, с уважением.
Невозможно представить современный мир без использования цветных металлов.
Некоторые из них добываются миллионами тонн в год, другие – несколькими тоннами в год. Но все они абсолютно необходимы для современной промышленности и для нас, потребителей.
Электротехника, легированная сталь, датчики, диоды, термопары, инфракрасная оптика, военно-промышленный комплекс.
Алюминий и его сплавы
Алюминий – это цветной металл серебристо-белого цвета, плавящийся при температуре 650°C. В периодической таблице он представлен как цветной металл. В периодической таблице он имеет символ Al. Это третий по распространенности элемент в земной коре, после кислорода на первом месте и кремния на втором. В атмосферных условиях на поверхности алюминия образуется оксидный слой, предотвращающий коррозию.
Важные свойства алюминия:
- Низкая плотность – всего 2,7 г/см3 (например, медь – 8,94 г/см3).
- Высокая электропроводность (37*106 см/м) и теплопроводность (203,5 Вт/(м-К)).
- Низкая прочность в чистом виде – 50 МПа.
- Структура кристаллической решетки – кубическая.
Металл легко поддается обработке давлением. Широко используется в электротехнической промышленности. Из алюминия изготавливают электрические проводники. В сталелитейном производстве он используется в качестве раскислителя. Посуда также изготавливается из алюминия, но он не подходит для приготовления маринадов и хранения молочных продуктов, так как этот элемент неустойчив в щелочной и кислой среде. Некоторые стальные детали покрываются алюминием (процесс аллитизации) для повышения их теплостойкости. Из-за своей низкой прочности алюминий почти никогда не используется в чистом виде.
Алюминий обозначается буквой А в сочетании с цифрой, указывающей на содержание металла. Например, марка А99 содержит 99,95% алюминия, а марка А99 – 99,99% алюминия. Существует также особый класс чистоты – A999, который содержит 99,999% алюминия.
Кованые алюминиевые сплавы
Кованые алюминиевые сплавы бывают закаливаемыми и незакаливаемыми.
Сплавы на основе меди
Медь – это цветной металл, который имеет красный оттенок на поверхности и розовый оттенок в изломе. В периодической таблице Д.И. Менделеева он фигурирует под названием Cu. В чистом виде этот металл обладает высокой степенью пластичности, электро- и теплопроводностью и характеризуется устойчивостью к коррозии. Это позволяет использовать медь и ее сплавы для крыш ответственных зданий.
Важные свойства металла:
- Температура плавления – 1083°C.
- Структура кристаллической решетки – кубическая.
- Плотность – 8,94 г/см3.
Благодаря своей пластичности медь легко поддается обработке давлением, но трудно режется. Из-за высокой усадки металл обладает плохими литейными свойствами. Любые примеси, за исключением серебра, оказывают сильное влияние на вещество и снижают его электропроводность.
При обозначении меди используется буква М с цифрой, указывающей на сорт. Чем меньше номер марки, тем чище вещество. Например, М00 содержит 99,99% меди, а М4 – 99% меди.
Две группы медных сплавов, которые наиболее часто используются в технике, – это бронзы и латуни.
Бронзы
Бронзы – это сплавы на основе меди, в которых легирующим элементом является любой металл, кроме цинка. Наиболее распространенными сплавами являются сплавы меди со свинцом, оловом, алюминием, кремнием и сурьмой.
Все бронзы классифицируются по химическому составу на оловянные и специальные или безоловянные, т.е. не содержащие олова в своем составе.
Оловянные бронзы обладают самыми высокими литейными, механическими и антифрикционными свойствами, а также повышенной коррозионной стойкостью. Из-за высокой стоимости олова эти сплавы используются в ограниченных масштабах.
Общая классификация по свойствам
Существуют различные способы группировки цветных металлов в соответствии с их физическими и химическими свойствами. Традиционно выделяют пять групп цветных металлов и сплавов; их классификация и свойства выглядят следующим образом:
- Тяжелые. Плотные и, следовательно, тяжелые элементы необходимы для различных промышленных применений. К ним относятся свинец, медь и олово, а также цинк и никель. Чаще всего они используются в виде различных сплавов с другими ЦМ и железом.
- Легкие. Они характеризуются низкой плотностью и удельным весом. Известными представителями этой группы являются алюминий и титан, которые широко используются в аэрокосмической промышленности. Среди других легких элементов – магний, бериллий, натрий и другие, многие из которых являются легирующими элементами.
Читайте также:
Ржавеет ли латунь: характеристики металла
- Драгоценные. Они называются так из-за своей устойчивости к окислительным процессам. Помимо известных золота, серебра и платины, к ним относятся палладий, родий и рутений. Области применения – высокотехнологичные отрасли промышленности и ювелирное дело.
- Незначительные. Интересны тем, что они менее распространены, чем тяжелые и легкие КМ (хотя все же более распространены, чем драгоценные и редкие). Они включают ртуть, сурьму, кобальт, висмут, мышьяк и извлекаются при добыче тяжелых металлов.
- Редкие. Редкие в земной коре, потому что они стоят дороже золота и платины (иногда в сотни и тысячи раз больше); их добывают вместе с другими драгоценными металлами. Существует несколько категорий: редкоземельные металлы (скандий), легкие металлы (бериллий, рубидий), тугоплавкие металлы (вольфрам, молибден), вкрапленные металлы (теллур, селен) и радиоактивные металлы (уран).
Классификация лома по ГОСТу: понятие групп
Значительная часть цветного металла не поступает из месторождений. Его источником являются отходы промышленного производства, брак, некондиция или лом готовой продукции. Виды и категории такого сырья определены в ГОСТ 1639-2009 (ТУ на лом и отходы металлов и сплавов).
В ГОСТе перечислены цветные металлы и сплавы с классификацией по физическим и химическим свойствам. В документации рассматриваются 13 видов ЦМ и тип лома, который принимается в качестве вторсырья. Для каждого металла количество различных видов лома может быть разным. Например, алюминий имеет 32 вида лома, медь – 13, никель – 26 и молибден – девять.
Читайте также:
Бронза: состав, свойства материала, конечное применение
Лом, в свою очередь, подразделяется на следующие категории:
- Группа А. Включает в себя лом в классическом понимании, а также кусковой лом.
- Группа Б. Включает мелкие кусковые отходы, спутанную проволоку и стружку.
- Группа C. Отходы, обычно из редкоземельных металлов в виде порошка или стружки (кобальт, вольфрам, молибден).
- Группа D. Прочие перерабатываемые материалы.
Лом цветных металлов, предназначенный для металлургической и механической обработки, должен быть проверен на радиационное и химическое загрязнение. Некоторые цветные сплавы могут содержать железо (если это необходимо в производстве и указано в спецификациях).
