โลหะเหล็ก: เงินฝาก การเก็บรักษา โลหะวิทยาของโลหะเหล็ก

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

โลหะเป็นวัสดุที่ไม่เคยสูญเสียความเกี่ยวข้อง ใช้กันอย่างแพร่หลายในชีวิตประจำวันและในอุตสาหกรรม แน่นอนว่าวันนี้พวกเขาได้คิดค้นสารทดแทนที่แตกต่างกันมากมายโดยพิจารณาจากวัสดุที่ได้รับซึ่งไม่ได้ด้อยกว่าในด้านคุณภาพเมื่อเทียบกับโลหะ อย่างไรก็ตามไม่สามารถแทนที่ได้อย่างสมบูรณ์ เป็นการยากที่จะจินตนาการถึงรั้วและประตู แท่ง ฝาปิดท่อระบาย เครื่องมือ และอื่นๆ อีกมากมายจากอย่างอื่น

แม้ว่าพลาสติก แก้ว ซิลิโคน โพลิเอทิลีนและโพลีโพรพิลีนจะเข้ามาในชีวิตสมัยใหม่ของคนอย่างแน่นหนา แต่ก็เป็นเรื่องยากที่จะเปลี่ยนส่วนประกอบพื้นฐานของโครงสร้าง ชิ้นส่วนของรถยนต์และยานพาหนะอื่นๆ ที่มีทางเลือกอื่นแทนโลหะ ไม่มีเธอแล้ว

โลหะในตารางธาตุ

ในตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมี โลหะครองตำแหน่งผู้นำ จากตำแหน่ง 117 ตำแหน่งที่รู้จักในปัจจุบัน มีมากกว่า 90 ตำแหน่งที่เป็นโลหะ องค์ประกอบทั้งหมดเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะหลายประการที่ทำให้สามารถนำมาประกอบกับกลุ่มของโลหะได้:

1. สามารถนำไฟฟ้าได้
2. มีการนำความร้อน
3. เหนียว เหนียว รีดเป็นแผ่นและลวดได้ (ไม่ใช่ทั้งหมด)
4. มีเงาสีเงิน (ยกเว้นทองแดงและทอง).

นอกจากคุณสมบัติทั่วไปแล้ว แต่ละองค์ประกอบที่คล้ายคลึงกันยังมีองค์ประกอบเฉพาะจำนวนหนึ่ง ซึ่งทำให้เป็นที่นิยมมาก

ประเภท

โลหะทั้งหมดที่เป็นสารธรรมดาสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท:

1. ดำ
2. สี.
3. ล้ำค่า

โลหะที่ไม่ใช่เหล็กมีทุกอย่าง ยกเว้นของมีค่าและเหล็ก นั่นก็คือ ทองแดง ปรอท แพลเลเดียม โครเมียม นิกเกิล สังกะสี แมกนีเซียม แคลเซียม อลูมิเนียม ตะกั่ว ดีบุก เป็นต้น

โลหะมีค่า ได้แก่

• เงิน;
• ทอง;
• ทองคำขาว

เหล็ก - มันคืออะไร?

คลาสนี้รวม:

• เหล็กและโลหะผสมทั้งหมด;
• แมงกานีส;
• chrome;
• วานาเดียม;
• ไทเทเนี่ยม;
• แอคติไนด์และยูเรเนียม (ทอเรียม พลูโทเนียม เนปทูเนียมและอื่น ๆ);
• ทังสเตน;
• โลหะอัลคาไล

นั่นคือจากความหลากหลายของสารเหล่านี้ โลหะเหล็กมีสัดส่วนที่เล็กกว่า และส่วนใหญ่ไม่ธรรมดาที่สุด (ยกเว้นธาตุเหล็ก) อยู่ที่เปลือกโลกและลำไส้

แต่ถึงแม้โลหะเหล็กจะมีธาตุจำนวนน้อยเป็นตัวแทน แต่ก็พบได้ทั่วไปและมีปริมาณมากในการผลิตและการแปรรูป มวลของผลิตภัณฑ์ ชิ้นส่วน อุปกรณ์เสริมทำจากเหล็กและโลหะผสม

โลหะวิทยาค่อนข้างกว้างขวางและเป็นที่ต้องการของทั่วโลก การสกัดและการแปรรูปเหล็กเป็นหนึ่งในงานด้านเทคนิคและเศรษฐกิจขั้นสูงของหลาย ๆ คนประเทศต่างๆ ทั่วโลก รวมทั้งรัสเซีย

ฝากโลหะเหล็กบนโลกใบนี้

เหล็กในด้านการขุดเป็นอันดับหนึ่งในบรรดาโลหะทั้งหมด ปริมาณมวลของมันในธรรมชาติ รวมทั้งในเปลือกโลกอยู่ในหน่วยพันล้าน ในเวลาเดียวกันตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุว่าวันนี้มนุษย์สำรวจได้เพียงแสนล้านตัน

ถ้าเราพูดถึงแหล่งแร่เหล็กของโลก โดยส่วนใหญ่เป็นเหล็ก ควรสังเกตว่าพวกมันอยู่ในทุกทวีป ในทุกส่วนของโลก ยกเว้นจุดที่ Far North ในเวลาเดียวกัน การจัดจำหน่ายตามประเทศจะอยู่ที่ประมาณต่อไปนี้ (เรียงจากมากไปน้อย):

• รัสเซีย (ประมาณสี่สิบเปอร์เซ็นต์ของทุนสำรองโลกทั้งหมด);
• บราซิล;
• ออสเตรเลีย;
• แคนาดา;
• สหรัฐอเมริกา;
• จีน;
• อินเดีย;
• สวีเดน

เงินฝากในรัสเซีย

ในรัสเซีย โลหะเหล็กมีอยู่ในเขตของรัฐบาลกลางขนาดใหญ่เกือบทั้งหมด

1. Central Federal District (ความผิดปกติทางแม่เหล็กของ Kursk) - มากกว่า 59%
2. อูราลเฟเดอรัลดิสตริกต์ - 14%.
3. ไซบีเรียน - 13%.
4. ตะวันออกไกล - 8%.
5. เขตรัฐบาลกลางทางตะวันตกเฉียงเหนือ - 4%.
6. Privolzhsky - 0.5%.

ในแต่ละเขตข้างต้นมีสถานประกอบการที่ทำโลหะผสมเหล็ก รัสเซียเป็นผู้นำที่ชัดเจนในโลกในตัวบ่งชี้นี้ และเมื่อพิจารณาจากกำลังสำรองแล้ว สิ่งนี้จะดำเนินต่อไปเป็นเวลานานมาก

การสกัดวัสดุ

การผลิตโลหะเหล็กมีขั้นตอนที่ซับซ้อนหลายขั้นตอน ประการแรก โลหะเหล็กไม่ได้เกิดขึ้นในรูปแบบดั้งเดิม แต่เป็นส่วนหนึ่งของแร่ที่เกี่ยวข้องกัน (แมงกานีส เหล็ก และอื่นๆ) ดังนั้นก่อนที่จะได้โลหะ จำเป็นต้องแยกหินออกจากดิน - แร่

กระบวนการนี้ดำเนินการโดยอุตสาหกรรมเหมืองแร่ ในเวลาเดียวกัน แร่ที่มีธาตุเหล็กสามารถอุดมไปด้วยและอิ่มตัวหรือโลหะที่ไม่ดี ดังนั้นหลังจากการสกัดชั้นแร่แล้วจึงนำชิ้นส่วนของแร่ไปวิเคราะห์ทางเคมี หากเนื้อหาเชิงปริมาณของโลหะมากกว่า 57-60% งานก็จะดำเนินต่อไป ถ้าต่ำกว่าก็จะหยุดหรือย้ายไปยังดินแดนอื่นเพื่อค้นหาแร่ที่ร่ำรวยกว่า มิฉะนั้น กระบวนการนี้ไม่สามารถทำได้ในเชิงเศรษฐกิจ

ขั้นต่อไปซึ่งรวมถึงการผลิตโลหะเหล็ก คือการแปรรูปแร่ที่สกัดในโรงงานพิเศษ กระบวนการนี้เรียกว่าโลหกรรม มีได้หลายประเภท:

1. Hydrometallurgy - เทคโนโลยีสำหรับการสกัดและแปรรูปแร่ขึ้นอยู่กับการใช้น้ำ ในเวลาเดียวกัน ในกระบวนการชะล้าง โลหะจากองค์ประกอบของแร่จะผ่านเข้าไปในสารละลาย และจากนั้นจะถูกสกัดออกมาในรูปแบบบริสุทธิ์โดยอิเล็กโทรไลซิส วิธีนี้มีราคาแพงกว่ามากดังนั้นจึงใช้สำหรับโลหะพิเศษเท่านั้น
2. Pyrometallurgy เป็นพื้นฐานของเทคนิคการใช้ไฟ กระบวนการบำบัดแร่ด้วยความร้อนในเตาหลอมที่ใช้ถ่านโค้ก วิธีทั่วไปในการประมวลผลแร่และการสกัดโลหะ ใช้ในโลหะผสมเหล็ก
3. โลหะวิทยา จากการกระทำของสิ่งมีชีวิต มันเพิ่งเริ่มที่จะนำไปใช้จริง มันถูกพัฒนาโดยนักเทคโนโลยีชีวภาพ สิ่งสำคัญที่สุดคือความสามารถของจุลินทรีย์บางชนิดในการสกัดโลหะจากองค์ประกอบของแร่ในช่วงชีวิตของพวกมัน

กำลังดำเนินการ

ที่โรงงานแปรรูป แร่ที่ขุดได้ที่มีโลหะเหล็กจะได้รับการประมวลผลอย่างระมัดระวัง กระบวนการทั้งหมดนี้แสดงในตารางด้านล่าง

กระบวนการทางเทคโนโลยี	สาระสำคัญของกระบวนการ	ผลลัพธ์
1. ประโยชน์ของแร่	การแยกส่วนของแร่ที่มีโลหะออกจากเศษหิน เกิดขึ้นได้สามวิธี: แม่เหล็ก (ตามลักษณะแม่เหล็กของเหล็ก) แรงโน้มถ่วง (ฐาน - ความหนาแน่นต่างกันของขยะและหินที่อุดมสมบูรณ์); ลอย (ขึ้นอยู่กับการใช้น้ำกับสารทำให้เกิดฟอง)	รับซับสเตรตที่อุดมด้วยธาตุเหล็กและโลหะที่สะอาด ซึ่งส่งไปดำเนินการต่อไป
2. การรวมตัว	กระบวนการเผาแร่ ดำเนินการเพื่อให้ได้สารบริสุทธิ์ ปราศจากสิ่งเจือปนของก๊าซและฝุ่น เป็นต้น	รับแร่แปรรูปสามประเภท: แร่ซินเตอร์ (อบที่อุณหภูมิสูงโดยไม่ให้อากาศเข้า); แยกออก (แยกให้บริสุทธิ์); เม็ด (มวลที่มีธาตุเหล็กฟลักซ์).
3. กระบวนการโดเมน	การทำแร่ในเตาหลอมที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงและลดเหล็กจากออกไซด์ของถ่านหิน	รับเหล็กบริสุทธิ์ โดยจะผสมคาร์บอนให้กลายเป็นเหล็กก็ได้

นี่คือวิธีการรับเหล็กและโลหะผสม ในกรณีนี้ จะใช้ต้นทุนวัสดุสูงสุดในการเตรียมและการใช้โค้ก (ถ่านหิน) เขาเป็นคนที่เป็นตัวรีดิวซ์สำหรับเหล็ก, เชื้อเพลิง, แหล่งความร้อน, ผู้จัดหาคาร์บอน ดังนั้นในกระบวนการที่อธิบายไว้จึงใช้ปริมาณค่อนข้างมาก จึงมีต้นทุนเงินสดสูง

เงื่อนไขการเก็บรักษา

เหล็กและโลหะผสมเป็นหลัก ควรเข้าใจว่าวัสดุนี้เป็นวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนได้มาก ดังนั้นการจัดเก็บโลหะเหล็กจึงต้องปฏิบัติตามกฎเกณฑ์บางประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อไม่ได้กล่าวถึงโครงสร้างและผลิตภัณฑ์ แต่สำหรับเศษโลหะที่เรียกว่าเศษเหล็ก (ของเสีย ผลิตภัณฑ์หัก แผ่น แท่ง ข้อต่อ และอื่นๆ):

1. ห้องที่วัสดุตั้งอยู่ต้องปิดให้สนิทจากความชื้น (ฝนหิมะ) ยิ่งความชื้นน้อย อายุการเก็บรักษานานขึ้น
2. พื้นที่โกดังควรมีขนาดใหญ่ คุณไม่สามารถเก็บโครงสร้างแผ่นโลหะเหล็กไว้ใกล้กัน เพราะจะทำให้เกิดการผุกร่อนเร็วขึ้น
3. วัสดุที่มีทั้งหมดควรจัดเรียงตามยี่ห้อและขนาด

หากปฏิบัติตามกฎง่ายๆ เหล่านี้ จะสามารถยับยั้งกระบวนการทำลายโครงสร้างของโลหะได้นานที่สุด

เหล็กอัลลอยด์

Kเป็นเรื่องปกติที่จะอ้างถึงโลหะผสมเหล็กดังกล่าว ซึ่งแบ่งออกเป็นหลายประเภท:

1. เหล็ก. โลหะเหล็กที่หลอมรวมกับคาร์บอนให้ผลลัพธ์นี้
2. เหล็กหล่อ. เหล็กหมูเริ่มแรกซึ่งได้มาจากเตาหลอมเหล็กในระหว่างการแปรรูปแร่นั้นไม่เหมาะสมอย่างยิ่งในฐานะวัสดุสำหรับการผลิตเครื่องใช้และของใช้ในครัวเรือน เขาเปราะบางเกินไป จะต้องผ่านการประมวลผลต่อไปในรูปแบบของความอิ่มตัวของเหล็กและคาร์บอนเพื่อให้ได้วัสดุที่ทนทานเป็นเลิศ นอกจากนี้ยังมีการเพิ่มองค์ประกอบอื่นๆ เพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนและประสิทธิภาพ
3. เฟอร์โรอัลลอย (ซิลิโคแคลเซียม เฟอร์โรโครเมียม เฟอร์โรซิลิคอน ซิลิโคแมงกานีส) วัตถุประสงค์หลักของโลหะผสมเหล่านี้คือการปรับปรุงคุณสมบัติทางเทคนิคของวัสดุขั้นสุดท้าย

เหล็ก

หลักในบรรดาโลหะผสมเหล็กคือเหล็กกล้า วันนี้เราได้เรียนรู้วิธีการบรรลุผลลัพธ์ที่สำคัญมากในการผลิตวัสดุนี้ด้วยคุณสมบัติที่สำคัญที่กำหนดไว้ล่วงหน้า โลหะผสมชนิดนี้มีความสำคัญมากที่สุดสำหรับอุตสาหกรรมที่โลหะเหล็กได้มอบให้ เหล็กชนิดใดมีความโดดเด่น

1. คาร์บอนต่ำ - ใช้ทำเครื่องมือต่างๆ
2. สแตนเลส (ใช้ทำท่อ ชิ้นส่วนทนไฟ เครื่องมือตัด อุปกรณ์เชื่อม และอื่นๆ)
3. เฟอร์ริโตโครม
4. มาร์เทนซิติกโครม
5. โลหะผสม
6. นิกเกิล
7. Chrome.
8. โครมวานาเดียม
9. ทังสเตน
10. โมลิบดีนัม
11. แมงกานีส

มันชัดเจนจากชื่อที่เป็นส่วนประกอบเหล่านี้ที่เพิ่มลงในส่วนผสมของเหล็กและคาร์บอนในอัตราส่วนที่แน่นอน ซึ่งส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในคุณสมบัติของวัสดุที่ได้

โลหะรอง

โชคไม่ดีที่เราต้องการ สิ่งต่างๆ ไม่สามารถคงอยู่ตลอดไปได้ เมื่อเวลาผ่านไป ทุกอย่างก็ใช้ไม่ได้ - มันพัง เต้น แก่ลง และล้าสมัย นี่เป็นกรณีที่มีโครงสร้างโลหะที่เป็นเหล็ก เหล็ก เหล็กหล่อ และผลิตภัณฑ์อื่นๆ ไม่จำเป็นต้องมีอะไหล่

จากนั้นจะถูกส่งไปยังองค์กรพิเศษที่เกี่ยวข้องกับการแปรรูปวัตถุดิบที่ใช้ไม่ได้ ตอนนี้สิ่งเหล่านี้เป็นโลหะทุติยภูมิสีดำ นี่คือชื่อของผลิตภัณฑ์โลหะที่ทำจากโลหะเหล็กที่ไม่เป็นระเบียบและไม่จำเป็นในชีวิตประจำวัน

องค์กรที่เก็บเศษเหล็กต้องปฏิบัติตามกฎเกณฑ์บางประการสำหรับการจัดเก็บ การนำออก และการขาย กฎหมายของประเทศของเราในเรื่องนี้กำหนดขึ้นโดย GOST โลหะเหล็กและโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก อยู่ภายใต้การควบคุมของกฎหมายอย่างเข้มงวด

โลหะรีไซเคิลสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ขายเพื่อวัตถุประสงค์ดังกล่าวที่ผู้ประกอบการตัวกลางซื้อเศษเหล็กสีดำ

วันนี้ โลหะเหล็กได้รับการปฏิบัติด้วยความเคารพ พวกเขาครองตำแหน่งผู้นำในตลาดสำหรับผลิตภัณฑ์ของตน

การใช้เครื่องกล

เหล็กและเหล็กหล่อ ชิ้นส่วน อุปกรณ์ต่างๆ ถูกใช้อย่างแพร่หลายในงานวิศวกรรมเครื่องกล พวกเขาต้องการไม่เพียง แต่สำหรับรถยนต์ แต่ยังรวมถึงสารเคมี การผลิตการบิน รวมถึงการต่อเรือ ทั้งหมดนี้เกิดจากความแข็งแรงพิเศษของวัสดุเหล่านี้ ทนความร้อนและทนต่อการกัดกร่อน โลหะเหล็กได้กลายเป็นวัสดุพื้นฐานสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์หลายประเภท กลุ่มที่พบมากที่สุดคือ:

• ฝาครอบข้างเกียร์
• แบริ่ง;
• วาล์ว;
• ฟิตติ้ง;
• บุช;
• ท่อ;
• กระบอกสูบรถยนต์และยานพาหนะอื่นๆ;
• ล้อเฟือง;
• โซ่ลากบนรถแทรกเตอร์
• ดรัมเบรค;
• ตู้โดยสาร;
• ปลอกและอื่นๆ

รายการนี้ไม่มีสิ้นสุด เพราะมีผลิตภัณฑ์เหล็กและโลหะผสมมากมายจริงๆ

การนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอื่น

มีหลายพื้นที่หลักที่ใช้โลหะเหล็ก:

1. อุตสาหกรรมเคมี
2. วิศวกรรม
3. ผลิตเฟอร์นิเจอร์เอนกประสงค์
4. ปล่อยจาน
5. การผลิตชิ้นส่วนโครงสร้าง

นี่ไม่ใช่รายการทั้งหมด แต่เฉพาะพื้นที่ทั่วไปส่วนใหญ่ที่มีผลิตภัณฑ์เหล็กส่วนใหญ่