Ингулецкое месторождение

Ингулецкое месторождение

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

. ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ, СЫРЬЯ

. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ДРОБЛЕНИЯ

. РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ОБОГАЩЕНИЯ

. МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ПЕРЕДЕЛ

. АНТИВИРУСНЫЕ ПРОГРАММЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Успехи микроэлектроники начиная с конца ХХ века обусловили бурный рост производства и стремительное совершенствование в области ПК. В соответствии с этим развивается системное и прикладное программное обеспечение. В данное время без преувеличения практического использования ПК можно подтвердить интеллектуальное обеспечение на пике научно- технического прогресса во всех промышленно развитых странах мира.

Больше 10 лет насчитывали более 400 000 видов компьютерных технологий в различных сферах жизни.

Обеспечение соответствующими программами компьютера многократно усиливает научно-технические и производственные возможности персонала, существенно повышает эффективность производства а также научных исследований. Именно эта эффективность является движущейся силой расширяющегося ежегодно выпуска ПК. Темпы качественного совершенствования и количественного роста производства оставляют далеко позади аналогичные показатели для изделий других видов.

Металлургия является наукой ёмкой сложной в производственном отношении и много связано с отраслью промышленности. Металлурги, кроме задач непосредственного управления технологическими процессами, в своей деятельности часто сталкиваются с необходимостью выполнения достаточно сложной научно-технологической и инженерно-экономических расчетах, а также решают задачи математического моделирования и активизации металлургических процессов. Также обоснованно принимают те или иные решения которые должны быть оптимальными. Обычно для решения производственной задачи время жёстко ограниченно , а производственная ситуация может резко измениться поэтому для реализации требуются определённые навыки применять компьютер на практике для решения задач:

Технологической, научно-технической и инженерно-экономической направленности.[1]

1. ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ, СЫРЬЯ

Ингулецкое месторождение

.Тип месторождения

.Его графическое место расположения

.Способ получения добычи получения ископаемого

.Вещество состав исходного сырья (указать минералы рудные, не рудные)

.Химические формулы этого месторождения

.Описать физические свойства сырья(крепость, плотность, влажность, текстура, структура и гранулометрический состав руд )

Ингулецкое месторождение расположено в замковой части Лихмановской синклинали, занимающей крайнее южное положение в Криворожской структуре. Саксаганская свита криворожской серии Ингулецкого месторождения, как и других месторождений Криворожского бассейна сложена чередующимися сланцевыми и железистыми горизонтами .Начинается разрез свиты первым сланцевым горизонтом, завершается шестым железистым горизонтом.

Формирование современного строения и состава железорудной и вмещающих толщ месторождения было обусловлено проявлением нескольких геологических процессов (седиментогенез, динамотермальный метаморфизм, формирование складчатых и разрывных нарушений, натриевый метасоматоз, гидротермальные явления и др.); завершающим является гипергенез.

Процессы выветривания происходили в породах железистокремнистой формации неоднократно, были связаны с перерывами в осадконакоплении . Наиболее древней является кора выветривания гранитоидов палео-мезоархейского возраста, сыгравшая роль субстрата при формировании толщи базальтоидов конкской серии (неоархей). На выветренной поверхности метабазитов конкской серии залегает толща метакластолитов и метабазитов новокриворожской свиты, занимающая базальное положение в разрезе криворожской серии (палеопротерозой). Продукты выветривания первых двух этапов гипергенеза в первичном виде не сохранились. Под действием динамотермального метаморфизма они были преобразованы в серицит-кварц-хлоритовые и близкие по составу сланцы .

Третий этап совпал с перерывом между осаждением саксаганской и гданцевской свит. В этот период происходило формирование основных тектонических элементов Криворожской структуры и в ее составе Лихмановской синклинали. Ранее образовавшиеся породы, в том числе железистые подверглись выветриванию и размыву. В базальной части гданцевской свиты присутствуют мелкие залежи богатых железных руд - продуктов перемыва выветренных железистых пород саксаганской свиты. Продукты выветривания этого этапа и богатые железные руды позднее также подверглись динамотермальному метаморфизму.

Четвертый, послекриворожский этап гипергенеза характеризуется большой длительностью (протерозой-кайнозой), формированием мощных площадных и линейных кор выветривания. Он также сопровождался перемывом продуктов выветривания пород саксаганской свиты, формированием в базальной части кайнозойского осадочного чехла линзовидных тел бедных и богатых хемогенно-кластогенных железных руд. В пределах Ингулецкого месторождения и прилегающих участков наблюдаются фациальные переходы руд этой генетической разновидности в марганцевые руды (в восточном направлении) и высокожелезистые бокситы (в южном направлении).

По характеру изменений первичных пород к нему примыкает пятый, неоген-антропогеновый этап гипергенеза. Современные процессы выветривания железистых кварцитов и сланцев сопровождаются выносом K, Na, Ca, Mg; практически не изменяется содержание в составе пород Si, Тi; накапливаются Fe2O3, в меньшей мере Al2O3. Вместе с кремнеземом и водой они являются основными породо- и минералобразующими химическими компонентами кор выветривания железистых пород Ингулецкого месторождения.

Вертикальная мощность коры выветривания железистых пород, образовавшейся на протяжении последних двух этапов гипергенеза, в разрезах разных участков месторождения Ингулецкого ГОКа и разных стратиграфических горизонтов саксаганской свиты колеблется от 10-15 до 300-320 м.

Результаты геологических и минералогических исследований показали, что интенсивность гипергенных изменений железистых пород обусловлена, главным образом, действием двух факторов: 1) их минеральным составом; 2) степенью тектонической подготовки. Влиянием этих факторов обусловлены следующие наиболее важные особенности коры выветривания железисто-кремнистой формации месторождения. 1. Минеральный состав, структура и текстура пород сланцевых горизонтов Ингулецкого, как и других железорудных месторождений Криворожского бассейна обусловливает их значительно более слабую водопроницаемость для гипергенных растворов по сравнению с породами железистых горизонтов. В основном, этим определено относительно слабое влияние агентов выветривания на сланцы и, как следствие,- меньшая вертикальная мощность коры выветривания пород сланцевых горизонтов (от 10-15 до 50-60 м) по сравнению с породами железистых горизонтов (от 25-30 до 270-300 м и более) [2-4, 6-9, 12, 14].

. В направлении с юга на север, т.е. в направлении развития карьера Ингулецкого ГОКа отмечается значительное увеличение вертикальной мощности коры выветривания железистых пород. Это связано с погружением в указанном направлении поверхности контакта саксаганской и гданцевской свит, для которой характерна повышенная водопроницаемость; повышением степени трещиноватости горных пород, а также с уменьшением объема сланцевых горизонтов в составе саксаганской свиты.

. Для всех участков месторождения характерна большая разница по вертикальной мощности коры выветривания между нижней (от первого сланцевого до пятого сланцевого горизонтов) и верхней (пятый, шестой железистый и разделяющий их шестой сланцевый горизонты) частями разреза саксаганской свиты. Для первого, второго, третьего, четвертого железистых горизонтов этот показатель изменяется от 25-30 м в южной части месторождения Ингулецкого ГОКа до 60-70 м в северной; для пятого и шестого железистых горизонтов его значения составляют, соответственно, 50-60 и 270-300 м. Этот феномен отмечается для большинства железорудных месторождений Кривбасса и также объясняется различием железистых кварцитов нижней и верхней частей разреза саксаганской свиты по минеральному составу, структуре, текстуре, трещиноватости, водопроницаемости и другим показателям.

В настоящее время на Ингулецком ГОКе изучается вопрос вовлечения в отработку бедных гематитовых руд (гематитовых кварцитов) месторождения с целью производства из них гематитового концентрата.

По указанным выше причинам основной минерально-сырьевой базой будущего горнообогатительного комплекса является залежь гематитовых кварцитов пятого и шестого железистых горизонтов.

Ниже коры выветривания пятый и шестой железистые горизонты представляют собой довольно однородную по составу и строению толщу магнетитовых кварцитов [1, 3, 13], содержащих разное количество гематита (железной слюдки). Истинная мощность толщи до 400 м.

Пятый железистый горизонт сложен магнетитовыми, в меньшем количестве железнослюдко-магнетитовыми кварцитами. Магнетитовые кварциты образуют пластовые тела обеих периферийных зон горизонта (лежачего и висячего бока). Центральную часть разреза горизонта слагает маломощный прерывистый пласт железнослюдко-магнетитовых кварцитов. В приконтактовых зонах с пятым и шестым сланцевыми горизонтами присутствуют маломощные (до 5 м) пласты и линзы силикатмагнетитовых кварцитов. Среднее содержание Feобщ. в составе железистых кварцитов горизонта около 37 мас.%, Feмагн. - от 15 до 35%. Мощность горизонта изменяется от 20-50 м на крыльях Лихмановской синклинали до более 250 м в ее замковой части.

Шестой сланцевый горизонт занимает центральное положение в разрезе толщи пятого-шестого железистых горизонтов. До последнего времени он не выделялся, входил в качестве одной из трех составных частей в состав пятого железистого горизонта (по старой стратиграфической схеме). Но постоянное присутствие в разрезе последнего 3-4 пластов сланцев гранат-куммингтонит-биотит-кварц-хлоритового состава (мощность от 1 до 5 м), перемежающихся с 2-3 пластами малорудных железнослюдко-магнетитовых и магнетитовых кварцитов (мощность от 1 до 12 м), явилось основанием для выделения их объединенной толщи в качестве самостоятельного шестого сланцевого горизонта. Среднее содержание Feобщ. в составе сланцев горизонта от 10 до 25 мас.%, Feмагн. - от 0 до 10%. Среднее содержание Feобщ. в составе переслаивающихся со сланцами малорудных железистых кварцитов горизонта от 20 до 30 мас.%, Feмагн. - от 10 до 20%. Шестой сланцевый горизонт фиксируется в обоих крыльях Лихмановской синклинали и в ее шарнире в виде пластовых и линзовидных тел мощностью от 1-3 до 15-20 м.

Шестой железистый горизонт сложен железнослюдкомагнетитовыми, магнетит-железнослюдковими кварцитами, в незначительном количестве - магнетитовыми кварцитами. В приконтактовых зонах с шестым сланцевым горизонтами отмечаются маломощные пласты и линзы силикат-магнетитовых кварцитов. Среднее содержание Feобщ. в составе железистых кварцитов горизонта несколько ниже соответствующего показателя пятого железистого горизонта - около 35 мас.%, Feмагн. - от 10 до 30%. Мощность горизонта изменяется от 10-40 м на крыльях Лихмановской синклинали до более 200 м в ее замковой части.

Выветривание способствует существенному уменьшению минерального разнообразия железистых кварцитов и сланцев. Входящие в состав их невыветренных разновидностей железистые, магнезиальножелезистые и кальций-магнезиально-железистые карбонаты (сидерит, сидероплезит, пистомезит, ферродоломит и др.) в гипергенных условиях замещаются дисперсным гематитом. Железистые и магнезиальножелезистые силикаты (куммингтонит, миннесотаит, селадонит и др.) замещаются агрегатом дисперсного гематита и кварца (халцедона, опала); глинозем-содержащие силикаты (биотит, хлорит, гранат (альмандин), стильпномелан и др.) - аграгатом дисперсного гематита, кварца и каолинита; железистые сульфиды (пирит, пирротин, марказит и др.) - дисперсным гематитом; магнетит - мартитом. Относительно устойчивыми к действию факторов выветривания являются кварц и железная слюдка. В самых верхних частях коры выветривания заметную роль играют новообразованные гидроксиды железа (гетит, дисперсный гетит лепидокрокит). Таким образом, выветренные железистые породы сложены кварцем и гематитом с примесью гетита и каолинита.

Их количественными соотношениями, а также присутствием реликтовых минералов определяются особенности вертикальной зональности коры выветривания железисто-кремнистой формации месторождения.

Значительная мощность коры выветривания пятого и шестого железистых горизонтов обусловила более высокую по сравнению с другими стратиграфическими горизонтами саксаганской свиты четкость проявления ее вертикальной минералогической зональности. Одним из первых на зональное строение коры выветривания этих горизонтов обратил внимание М.В. Педан. Проявления вертикальной минералогической зональности коры выветривания отмечали также другие исследователи .Основываясь на результатах топоминералогических исследований коры выветривания пятого и шестого железистых горизонтов авторы выделили в ее вертикальном разрезе четыре зоны гипергенных изменений первичных магнетитовых кварцитов (сверху вниз по разрезу): 1) гетит-мартитовая; 2) мартитовая; 3) магнетит-мартитовая; 4) мартитмагнетитовая (рис. 3).

Зона мартит-магнетитовая является зоной слабых гипергенных изменений исходных железистых кварцитов. Для нее характерно частичное замещение магнетита, силикатов и железистых карбонатов гипергенными минералами. Содержание мартита в отдельных пробах колеблется от 5 до 15 мас.%, обычно не превышает 8-10 мас.%, количество дисперсного гематита не более 3-5 мас.%. Вертикальная мощность мартит-магнетитовой зоны около 15 м в центральной части месторождения (по маркшейдерской оси 50) и около 30 м в его северной части (по маркшейдерской оси 70). Далее к северу (маркшейдерская ось 80) ее мощность увеличивается до 30-45 м.

В забоях карьера мартит-магнетитовая зона фиксируется по появлению послойных темнокрасных примазок дисперсного гематита в силикат-содержащих железистых кварцитах. В разных участках вскрытой карьером части месторождения магнетит-мартитовая зона отмечается на глубине от -150-180 до -210-240 м. К маркшейдерской оси 80 глубина нижней границы зоны возрастает до 400 м. Мартит-магнетитовая зона характеризуется постепенными переходами к залегающим ниже невыветренным магнетитовым кварцитам пятого и шестого железистых горизонтов. Среднее содержание минералов в составе железистых кварцитов этой зоны приведено в табл. 1.

Зона магнетит-мартитовая - зона умеренных гипергенных изменений исходных магнетитовых кварцитов. Контакт с предыдущей зоной постепенный. От мартит-магнетитовой зоны отличается боле высоким содержанием мартита в составе железистых кварцитов (для отдельных проб - от 15 до 30 объемн.%) по сравнению с содержанием магнетита (от 5 до 15%).

Вертикальная мощность магнетит-мартитовой зоны увеличивается в направлении с юга на север: в среднем от 30 м в центральной части месторождения (уровень маркшейдерских осей 46-50) до 45 м по маркшейдерской оси 70 и до 60 м по маркшейдерской оси 80. В разны участках вскрытой карьером части месторождения зона фиксируется на глубинах от -120-150 м до -150-180 м.

Средний минеральный состав (объемн.%) железистых пород из разных зон коры выветривания объединенной толщи пятого, шестого железистых и шестого сланцевого горизонтов Зона мартитовая - зона интенсивных гипергенных изменений. Сложена мартит-железнослюдковыми, железнослюдко-мартитовыми, мартитовыми, дисперсногематит-мартитовыми и редко встречающимися мартит-дисперсногематитовыми кварцитами. Переход к этой зоне от предыдущей постепенный, фиксируется по снижению содержания магнетита до значений менее 5 объемн.%.

Вертикальная мощность мартитовой зоны наибольшая из всех зон коры выветривания. Как и для выше описанных зон, этот ее показатель закономерно увеличивается в направлении с юга на север: в среднем от 70 м в центральной части месторождения (уровень маркшейдерской оси 50) до 200 м по маркшейдерской оси 70 и до 350 м по маркшейдерской оси 80. В разных участках вскрытой карьером части месторождения нижняя граница зоны фиксируется на глубине от +15-(-15) до -120-150 м.

Для железистых кварцитов мартитовой зоны характерна повышенная трещиноватость. Текстура их реликтовая слоистая, локально проявлены характерные для коры выветривания жильная, кавернозная текстура с выполнением полостей натечными агрегатами гетита, сливным кварцем, халцедоном, кальцитом и доломитом, другими гипергенными минералами. Поверхность контакта этой зоны и выше расположенной гетит-мартитовой зоны сложная, плащеобразная. Минеральный состав железистых кварцитов мартитовой зоны приведен в табл. 1.

Зона гетит-мартитовая - зона максимальных гипергенных изменений железистых пород изученных стратиграфических горизонтов.

Сложена гетитизированными породами мартитовой зоны [3, 4, 6, 8, 11]. Контакт гетит-мартитовой зоны с ниже залегающей мартитовой зоной постепенный, фиксируется по увеличению в составе горных пород суммарного содержания гетита и дисперсного гетита до значений, превышающих 5 объемн.%.

Мощность гетит-мартитовой зоны изменяется от 0 до 30 м. Нижняя ее граница фиксируется на уровне гипсометрических горизонтов от +45 м до +15; в карманообразных углублениях локально достигает уровня гипсометрического горизонта -15 м. Сложные контуры подошвы и кровли зоны обусловлены вариациями минерального состава исходных железистых кварцитов, степенью их тектонической нарушенности и, как следствие,- неравномерностью влияния на них агентов выветривания. Выше уровня +45 м железистые кварциты этой зоны перекрыты кайнозойскими осадочными образованиями.

В пределах гетит-мартитовой зоны силикаты и карбонаты практически полностью, а мартит, железная слюдка и кварц частично замещены гетитом, лепидокрокитом, дисперсным гетитом. Гетитизированные мартитовые кварциты с низким содержанием силикатов (мартит-железнослюдковые, железнослюдко-мартитовые, мартитовые и дисперсногематит-мартитовые) в пределах этой зоны характеризуются высокой трещиноватостью, кавернозностью, обилием прожилков гетита и зон метасоматического замещения гетитом кварца, в меньшей степени - мартита, железной слюдки. Силикат-содержащие железистые кварциты пятого и шестого железистых горизонтов, а также сланцы шестого сланцевого горизонта здесь практически полностью превращены в рыхлый землистый агрегат дезинтегрированного кварца, мартита и гидроксидов железа с примесью каолинита. Несмотря на глубокие гипергенные изменения, породы гетит-мартитовой зоны сохранили первичную слоистость.

Описанная зональность залежи гематитовых кварцитов пятого и шестого железистых горизонтов локально усложнена присутствием тел богатых гематитовых руд и зон маршалитизации гематитовых кварцитов. Однако охарактеризованные ее минералогические и геологические особенности характерны для всех участков месторождения.

Результаты топоминералогических исследований коры выветривания железистых пород саксаганской свиты использовались при проведении минералого-технологических исследований гематитовых кварцитов как перспективного железорудного сырья Ингулецкого горно-обогатительного комбината.

Рисунок 1. Технологическая схема дробления.

. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ДРОБЛЕНИЯ

Выделяем исходные значения, находящиеся в таблице2 т.е. «Крупность» и «Содержание расчетного класса». Затем на панели инструментов выбираем «Мастер диаграмм/графики/ряд» и подставляем в эти ряды исходные значения. Далее пишем заголовки: название диаграммы, ось Х, ось У, линии сетки - выбираем основные линии, убираем легенду. После этих действий выбираем «Готово». Затем редактируем шрифты: заголовок диаграммы 8, заголовок оси значений 6, формат оси шрифт 4.

. РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

Выбор режима работы и производительности фабрики

Под производительностью обогатительной фабрики понимается производительность её главного цеха , то есть цеха обогащения.

Обогатительная фабрика должна обеспечивать годовую производительность металлургического завода или другого предприятия, перерабатывающего фабричные концентраты согласно контракту или договору.

Суточная производительность фабрики по исходному сырью:

=,

=16*106/340=47058,82

Где Qc-суточная производительность фабрики по исходному сырью, т; годовая производительность фабрики, т; запланированное календарное число дней работы обогатительной фабрики в год (таблица 1);

ƞ-коэффициент использования оборудования по времени-отношение чистого времени работы фабрики к запланированному календарному времени.

Работа цеха крупного дробления принимается, как правило, по режиму подачи руды на О.Ф. для цеха среднего и мелкого дробления принимается шестидневная рабочая неделя по три семичасовых смены сутки, то есть круглосуточная работа цеха дробления составит 21 час в сутки, шесть дней в неделю.

Если режим работы какого-либо цеха обогатительной фабрики не совпадает с режимом работы ее главного цеха (цеха обогащения),то суточную производительность такого цеха определяют по формуле:

с.ц. =Qс

с.ц=47058,82*7/6=54901,96т/сут

Где Qс.ц.-суточная производимость цеха, т;фиmц-число дней работы в неделю фабрики и цеха.

Часовую производительность подсчитывают по формуле:

=,

=(1,1*54901,96)/21=2875,82т/ч

Где Q0-часовая производительность оборудования,т; расчетное время работы цежа в сутки,ч; поправочныйкоэффициент,учитывающий неравномерность тех свойств сырья,которые влияют на производительность оборудования данного цеха(k≥1).Для углеобогатительных фабрик принимают k=1, 1 Для фабрик других полезных ископаемых k=1,1. Построение ситовых характеристик Определение характеристики крупности дробленного продукта первой стадии производится по следующим формулам:

β2-d= β1-d +β1+d*b1-d при d≥i,

β2-d= β2-d +β1+i*b1-dприd≤i,

 Где β2-d- содержание расчетного класса минус dмм в дробленном продукте стадии дробления,д.е.:

β1-d-содержание расчетного класса минус d мм в продукте питания стадии дробления,д.е.: β1+d-содержание расчетного класса плюс d мм в продукте питания стадии дробления,д.е.:-d- содержание расчетного класса а разгрузке дробилки при питании ее классом крупнее i,д.е.

Для расчета ситовой характеристики необходимо найти значение z=, D находится в пределах от 0 до Dmax-диаметра максимального куска после дробления. В соответствии с этим диапазоном должны быть заданы расчетные классы. Условная максимальная крупность расчётными Dmax=500мм, щель в дробилке 350 мм. Задаёмся расчётными классами и рассчитываем z.

Таблица1-расчётные классы после первой стадии дробления

Находи содержания класса минус 500мм. Для этого отмечаем на оси ординат крупность 500мм, поднимаем перпендикуляр до пересечения линией графика и проводим горизонталь до пересечения с осью абсцисс. Содержание класса +500мм=%т.е. Тогда

β1+500=58,7%=0,587д.е

β1-500=1- β1+500=1-0,587=0,413 д.е

Для руд крепкой твердости при z=1,43 β1+500=0,9. Тогда:

β2-500= β1-500+β1+500*b1-500=0,413+0,587*0,91=0,95%

Для построения ситовой характеристики дроблёного продукта после первой стадии дробления откладываем значение

β2+500= 1-β2-500=1-0, 95д.е=5% Для крупности 500мм

Аналогично рассчитываем значения других расчётных классов и наносим точки на график

β2-400= β1-400+ β1+400* b1-400=0,334+0,666*0,85=0,9% Для крупности 400мм

β2+400= 1- β2-400=1-0, 9=0,1%

β2-300= β1-300+ β1+300* b1-300=0,26+0,7*0,725=0,77% Для крупности 300мм

β2+300= 1- β2-300=1-0, 77=0,23%

β2-200= β1-200+ β1+350* b1-200=0,17+0,7*0,82=0,74% Для крупности 200мм

β2+200= 1- β2-200=1-0, 74=0,26%

β2-200= β1-200+ β1+350* b1-200=0,09+0,7*0,91=0,73% Для крупности 100мм

β2-200= 1- β2-200=1-0, 73=0,27%

Определение характеристики крупности дробленного продукта второй стадии дробления:

β2-d= β1-d +β1+d*b1-d при d≥i,

β2-d= β2-d +β1+i*b1-dприd≤i,

Условная максимальная крупность расчётными Dmax=200мм, щель в дробилке 143 мм.

Задаёмся расчётными классами и рассчитываем z.

Таблица 2 Расчетные классы после второй стадии дробления

содержание расчетного класса на ситовой характеристики дробленного продукта после второй стаи дробления

β2-200= β1-200+ β1+200* b1-200=0,74+0,84*0,26=0,95% для крупности 200мм

β2+200= 1- β2-200=1-0,95=5%

β2-100= β1-100+ β1+143* b1-100=0,73+0,29*0,27=0,81% для крупности 100мм β2+100= 1- β2-100=1-0,81=0,19%

Определение характеристики крупности дробленного продукта третьей стадии дробления:

β2-d= β1-d +β1+d*b1-d при d≥i,

β2-d= β2-d +β1+i*b1-d приd≤i,

Условная максимальная крупность после третьей стадии дробления D4=67мм,щель в дробилке 35мм.

Задаемся расчетными классами и рассчитываем.

Таблица 3 Расчетные классы после третьей стадии дробления

Определяем содержание расчетного класса на ситовой характеристике дробленного продукта после третьей стадии дробления

β2-100= β1-100+ β1+100* b1-100=0,19+0,81*0,8=0,84%

для крупности 100мм

β2+100= 1- β2-100=1-0,84=0,16%

β2-75= β1-75+ β1+75* b1-75=0,39+0,6*0,64=0,77%

для крупности 75мм

β2+75= 1- β2-75=1-0,77=0,23%

β2-50= β1-50+ β1+50* b1-50=0,4+0,6*0,41=0,65% для крупности 50мм

β2+75= 1- β2-75=1-0,65=0,35%

β2-25= β1-25+ β1+25* b1-25=0,21+0,6*0,2=0,33% для крупности 25мм

β2+25= 1- β2-25=1-0,33=0,67%

Условная максимальная крупность после третьей стадии дробления D7=25мм, щель в дробилке 10мм. Задаемся расчетными классами и рассчитываем.

Таблица 4 Расчетные классы после четвертой стадии дробления

Определяем содержание расчетного класса на ситовой характеристике дробленного продукта после четвертой стадии дробления

β2-25= β1-25+ β1+25* b1-25=0,67+0,33*0,54=0,85% для крупности 25мм

β2+25= 1- β2-25=1-0,85=0,15%

β2-20= β1-20+ β1+20* b1-20=0,26+0,67*0, 4=0,53% для крупности 20мм

β2+20= 1- β2-20=1-0,53=0,47%

β2-15= β1-15+ β1+15* b1-15=0,2+0,67*0,3=0,4% для крупности 15мм

β2+15= 1- β2-15=1-0,4=0,6%

β2-10= β1-10+ β1+10* b1-10=0,14+0,67*0,2=0,27% для крупности 10мм

β2+10= 1- β2-10=1-0,27=0,73%

β2-5= β1-5+ β1+5* b1-5=0,06+0,67*0,1=0,13% для крупности 5мм

β2+5= 1- β2-5=1-0,13=0,87%

. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ОБОГАЩЕНИЯ

Расчет баланса металла и количественной схемы обогащения

На фабрику поступает руда с содержанием железа в исходной руде α=30,5%. На первом этапе расчет производится в относительных показателях по формулам:

исх*βисх=к*βк+хв*βхв

гдеисх, к , хв -выход соответственно исходного продукта, концентрата, хвостов, %;

βисх, βк , βхв-содержание полезного компонента соответственно в исходном продукте, онцентрате, хвостах,%;

α-содержание полезного компонента в исходной руде,%;

ɛизлечение полезного компонента в продукте обогащения,%.

Учитывая ,требования потребителей на концентрат задаемся значениями содержания полезного компонента в концентрате.

Βк=64,8%,при измельчении ɛк =83,0%.

Тогда выход концентрата составляет:

γк=83*3,5/64,8=42,9%

задаемся выходом в хвостах

хв=61,05%, при извлечении

ɛхв=17%. Содержание в хвостах составит:

βхв=33,5*17/57,1=9,97%

результаты расчета сводим в таблицу 5

Таблица 5-Баланс металла

Для расчета качественно-количественной обогащения определяем для всех продуктов в схеме выход (%),содержание расчетного класса (%),извлечение(%).

Принимаем за исходные данные содержание железа:

α=33,5% β9=33,5%

β8=33,5% β11=39,8%

β10=37,2% β13=39,8%

β12=21,1% β15=9,3%

β14=49% β17=27%

β16=53,3% β19=58,8%

β18=49,4% β21=0%

β20=27% β23=65,56%

β22=56,9% β25=6,01%

β24=35,3% β27 =60%

β26=30% β29=63%

β28=26,9% β31=65,2%

β30=28% β33=19%

β35=19%

β37=60,32%

β32=54,32% β39=28,69%

β41=64,8%

β34=28,7% β43=0%

β36=0%

β38=12,72%

β40=64,8%

расчет качественно-количественных показателей обогащения начнем с конца. Классификация:

γ13= γ16+ γ17

β13 γ13= β16 γ16+ β17 γ17

γ13= 67,85+ γ17

,8(67,85+ γ17)=53,3*67,85+27* γ17

γ17=71,56%

ɛ17==63,35%

γ13=67,85+71,56=139,41%

ɛ13==181,92%

проверка:

ɛ13=ɛ16+ɛ17

ɛ13=118,57+63,35=181,92%

Результаты расчета качественно-количественной схемы заносим в таблицу 6.

Таблица 6 Результаты расчета качественно-количественной схемы обогащения

. МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ПЕРЕДЕЛ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЖЕЛЕЗЕ

Железо[5.1] является распространенным элементом в природе. Так, по распространению в земной коре оно занимает четвертое место (4,2%) после кислорода (49,7%), кремния (26%) и алюминия (7,45%). Железо как составная часть входит почти во все горные породы, однако многие нельзя считать рудами.

Конкретизируя понятие "полезные ископаемые" применительно к железосодержащим ископаемым, железными рудамиследует называть горные породы, из которых при данном уровне развития техники экономически целесообразно: извлекать железо.

Железо, как известно, обладает сравнительно большим сродством к кислороду и в силу этого в земной коре не обнаруживается в самородном виде, а находится главным образом в соединениях с кислородом и двуоксидом углерода.

Магнитный оксид железа в рудах представлен минералом магнетитом. Руду, содержащую в основном магнетит, называют магнитным железнякомили магнетитовой рудой.Магнетит Fe304 можно рассматривать как соединение FeO • Fe203, содержащее 31,04% FeO и 68,96% Fe203.

Магнетит под действием влаги и кислорода атмосферы постепенно окисляется. Оксид FeO в Молекуле FeO • Fe203 реагирует с кислородом воздуха по реакции 4FeO + 02 = 2Fe203. Образовавшийся минерал по своему химическому составу является гематитом, однако из-за отличия в кристаллической решетке называется мартитом.

Таким образом, в природных условиях магнетит в той или иной степени окислен. Для характеристики окисленности магнетита принято пользоваться отношением Feобщ/FeFeO. Вчистом магнетите это отношение равно 72,4:24,3≈3,0, а в мартите оно бесконечно велико. Обычно к магнитным железнякам относят руды, в которых это отношение меньше 3,5. При отношении, равном 3,5-7,0, руды относят к полумарти-там, а при отношении, большем 7, - к мартитам.

Магнетит характеризуется высокой магнитной восприимчивостью, и поэтому магнитные железняки пригодны для электромагнитного обогащения, являющегося одним из наиболее эффективных и распространенных способов обогащения железных руд.

Магнитный железняк обычно представлен крепкими, плотными кусковыми рудами. Он содержит обычно 55-60 % Fe (иногда лишь 16-30% Fe), 0,02-2,5% S, 0,02-0,7 %Р и чаще всего кислую пустую породу (Si02, А1203).

Безводный оксид железа представлен в рудах минералом гематитом. Руды, содержащие в основном гематит, относят обычно к красным железнякам или гематитовым рудам. Красный железняк- это продукт выветривания магнитных железняков, т.е. в значительной мере окисленный магнетит. В нем обычно содержится от 1 до 8 % магнетита.

Красный железняк, применяемый в металлургии, содержит обычно 55-60 % Fe, а некоторые разновидности - до 69,5 % Fe. В ряде случаев в рудах содержится мало: серы и фосфора. Руды бывают кусковые, а иногда пылевидные. Цвет красных железняков колеблется от красного до светло-серого и даже черного, но на фарфоровой пластинке красный железняк всегда дает красную черту. Пустая порода таких руд обычно состоит из Si02 и А1203.

Водные оксиды железа представлены в рудах главным образом минералами лимонитом 2Fe203 • ЗН20 и гетитом Fe203 • Н20. Руды, содержащие в основном эти минералы, называют бурыми железняками. Бурый железняк образуется при выветривании и окислении железных руд других типов. Обычно бурый железняк смешан с глиной или кварцем. В добываемых рудах содержится 37-55%, а чаще 37-40% Fe. Они характеризуются повышенным содержанием фосфора (0,5- 1,5 %), иногда в них присутствует в небольшом количестве ванадий (0,03-0,06%).

Бурый железняк наиболее распространен в земной коре. Обычно он беден и влажен, к тому же трудно поддается обогащению, поэтому его используют сравнительно в небольшом количестве.

Карбонат железа представлен в руде минералом сидеритом. Руды, содержащие в основном сидерит, называют шпатовыми железняками.Они обычно встречаются в виде плотных и крепких горных пород или глинистых железняков. В шпатовых железняках содержится 30-40% железа.

Промышлекно используемым является также минерал ильменит FeTi03, встречающийся в сочетании с магнетитом. Руды, в которых преобладает ильменит, называются титаномагнетитами.

Примеси железных руд

Кроме указанных соединений железа, в рудах присутствуют различные примеси (тоже в виде соединений), которые в зависимости от вида плавки могут быть полезными и вредными.

К вредным примесям относят серу, цинк и мышьяк. Сера вызывает красноломкость стали, а процесс ее удаления в доменном и сталеплавильном производствах связан с ухудшением технико-экономических показателей. Правда, серу можно легко удалить из руд окислительным обжигом и агломерацией.

Цинк, хохя и не переходит в чугун, но возгоняется и, проникая в швы кладки, приводит к ее росту и разрыву металлического кожуха доменной печи.

Небольшое количество мышьяка можно удалить из руды при агломерации или лучше при специальном обжиге руды, а при доменной и сталеплавильной плавках он переходит в металл. Мышьяк придает стали хладноломкость и ухудшает ее свариваемость.

Такие примеси, как фосфор, никель, хром и медь, являются полезными при выплавке чугуна некоторых марок, в остальных же случаях их, особенно фосфор и медь, относят к вредным примесям. Фосфор вызывает хладноломкость стали,его необходимо удалять при переработке чугуна в сталеплавильных печах.

Ванадий и титан- полезные примеси.

Пустая порода руд в основном состоит из Si02, Al203, СаО и MgO, которые обычно находятся в виде различных соединений. Для доменной плавки желательно, чтобы отношение (СаО + MgO)/(SiO2 + А12О3) ≈ 1. в этом случае не требуются флюсы. Такую руду называют самоплавкой, однако встречается она очень редко. Чаще всего указанное отношение значительно менее 1, т.е. пустая порода руд является кислой.

ДУГОВАЯ ПЕЧЬ. [5.2]

Первая дуговая печь, работающая на трехфазном токе с вертикальными электродами, была построена французским инженером П. Эру в 1899 году. В печи П. Эру жидкая металлическая ванна была защищена от науглероживающего действия электродов слоем жидкого шлака.

Устройство дуговых электропечей

Общее описание печи

В нашей стране дуговые печи переменного тока строятся в соответствии с установленным типовым рядом вместимостей: 0,5; 1,5; 3; 6; 12; 25; 50; 100; 150 и 200 т.

Дуговая электропечь (рисунок 5) состоит из рабочего пространства (собственно печи) с электродами и токоподводами и механизмов, обеспечивающих наклон печи, удержание и перемещение электродов и загрузку шихты.

Рисунок 5. Дуговая сталеплавильная печь вместимостью 200 т:

- электрод; 2 - головка электрододержателя; 3 - полупортал; 4 - подвеска свода; 5 - свод; б - кожух (печь); 7 - люлька; 8 - механизм вращения кожуха; 9 - механизм наклона печи; 10 - опорная станина; 11 - поворотная платформа; 12 - шахта; 13 - гибкие кабели; 14 - телескопическая стойка; 15 - рукав электрододержателя; 16 - токоподвод

Плавку стали ведут в рабочем пространстве; на большинстве печей оно имеет свод и стенки, выполненные из огнеупорного материала. Схема такого рабочего пространства показана на рисунке 6. Сверху оно ограничено куполообразным сводом 1,снизу сферическим подом бис боков стенками 2. Огнеупорная кладка пода и стен заключена в металлический кожух. Съемный свод набран из огнеупорных кирпичей, опирающихся на опорное кольцо. Через три симметрично расположенных в своде отверстия в рабочее пространство введены токоподводящие электроды 9,которые с помощью специальных механизмов могут перемещаться вверх и вниз. Печь питается трехфазным переменным током.

Шихтовые материалы загружают напод печи, после их расплавления в печи образуется слой металла и шлака (рисунок 6). Плавление и нагрев осуществляются за счеттепла электрических дуг 5,возникающих между электродами и жидким металлом или металлической шихтой.

Выпуск готовой стали и шлака осуществляют через сталевыпускное отверстие 4 и желоб 3путем наклона рабочего пространства. Рабочее окно 7, закрываемое заслонкой 8, предназначено для контроля за ходом плавки, ремонта пода и загрузки материалов.

Шихту в современных печах загружают сверху в открываемое рабочее пространство с помощью корзины (бадьи) с открывающимся дном; лишь на отдельных ранее построенных печах небольшой емкости (< 40 т) сохранилась завалка шихты мульдами через рабочее окно.

Рабочее пространство печи

Печь с рабочим пространством из огнеупоров

Форма рабочего пространства.В поперечном сечении дуговая печь круглая. В продольном сечении (рисунок 7) профиль рабочего пространства (внутренние очертания по футеровке) образован сфероконической ванной, стенками над ней и верхней, ограниченной сводом, сферической частью. При этом форма ванны и верхней сферической части у всех печей одинаковы, а стенки, форма которых тесно связана с конфигурацией кожуха, могут быть цилиндрическими (а),наклонными (б)и цилиндроконическими (в). При выборе формы стенок учитывают, что печи с цилиндрическими стенками имеют ряд преимуществ: меньшие габариты, масса и наружная теплоотдаюшая поверхность печи и меньшая длина короткой сети. Основное преимущество печей с цилиндроконическими и наклонными стенками - повышение стойкости футеровки стенок вследствие их отдаления от высокотемпературных электрических дуг. При этом цилиндроконические стенки более предпочтительны, так как у печей с наклонными стенками чрезмерно возрастает диаметр свода. По этой причине большая часть сооружавшихся в последние годы на отечественных заводах электропечей имеют рабочее пространство с цилиндроконическими стенками.

Ванна образована (рисунок 7) нижней сферической частью и откосами 2, которые наклонены под углом 45° к горизонтали. Такой наклон необходим, чтобы магнезитовый порошок при заправке не ссыпался с откосов вниз (угол естественного откоса магнезита близок к 40°). Сферическая форма днища кожуха обеспечивает минимальные теплопотери и расход огнеупоров на кладку пода.

Рисунок 7. Форма кожуха и рабочего пространства электропечей

а - кожух с цилиндрическими стенками; б - с наклонными; в - с цилиндро-коническими; 1 - кожух; 2 - откосы; 3 - разъем кожуха; 4 - футеровка; 5 - кольцевой желоб; 6 - сводовое кольцо; 7 - отверстие для электрода; 8 - рабочее окно

Механическое оборудование печи.

Кожух печи выполняется сварным или клепаным из листового железа толщиной 10-30 мм. Он должен обладать достаточной прочностью, чтобы выдержать футеровку, металл и шлак, свод и давление расширяющейся при нагреве кладки, причем нагрев самого кожуха не должен превышать 100-150° С. Кожух имеет, обычно коническую или цилиндрическую форму. Коническая форма облегчает изготовление наклонной кладки печи и заправку откосов, увеличивает стойкость футеровки. Для увеличения прочности кожуха его укрепляют вертикальными ребрами, и горизонтальными поясами жесткости. Днище кожуха больших печей делают сферической формы, которая обеспечивает высокую прочность и минимальный вес кладки оно может быть также коническим с плоской центральной частью или плоским.

Сводовое кольцо служит опорой для огнеупорной кладки свода сварное или клепаное кольцо имеет водяное охлаждение что повышает его стойкость.

В печах с загрузкой сверху для обеспечения герметичности стыка свода и кожуха устраивается песочный затвор. Кольцо свода имеет внизу выступ - нож, который входит в заполненную песком полость верхнего кольцевого пояса жесткости.

Рабочее окно служит для загрузки печей малой емкости, а также для введения различных добавок и флюсующих материалов заправки подины и откосов и др. В печах емкостью 80 т и выше для ускорения этих операций устраивают дополнительно боковое окно Рабочее окно обычно имеет следующие размеры: ширина - 0,4-0,35 диаметра плавильного пространства, высота - 0,8 ширины окна. Окно обрамляется литой или сварной рамой прикрепляемой к кожуху печи. Вверху рамы устанавливают водоохлаждаемую коробку. Рабочее окно перекрывается пустотелой водоохлаждаемой заслонкой. Герметичность прилегания заслонки к арматуре окна обеспечивается наклоном (порядка 5-6° к вертикали) направляющих рамы, в которых движется заслонка Движение заслонки обеспечивается пневматическим или электрическим приводом.

Слитой желоб предназначен для выпуска металла в ковш. Выпускное отверстие - круглое (диаметром 120-150 мм) или прямоугольное (150X250 мм), устраивается с противоположной стороны рабочего окна. На время плавки оно заделывается сухим дробленым доломитом. К выпускному отверстию примыкает металлический желоб, футерованный шамотным кирпичом с огнеупорной обмазкой. Длина желоба всего 1-2 м, чтобы при выпуске не вызывать заметного охлаждения и излишнего окисления жидкого металла.

Уплотняющие кольца (экономайзеры) закрывают промежуток между отверстием в своде и электродом. Они предохраняют электроды от излишнего окисления и нагрева газами, выходящими из печи, обеспечивают герметичность зазора между электродом и сводом. Уплотняющее кольцо выполняется из стали или бронзы в виде полой цилиндрической водоохлаждаемой коробки, которая устанавливается на свод или утоплена в кладку свода. Довольно распространены кольца в виде змеевика из цельнотянутой трубы опускаемого в зазор.

Технология плавки в дуговой печи.

Плавка в дуговой печи начинается с заправки печи. Жидкоподвижные нагретые шлаки сильно разъедают футеровку, которая может быть повреждена и при загрузке. Если подина печи во время не будет закрыта слоем жидкого металла и шлака, то она может быть повреждена дугами. Поэтому перед началом плавки производят ремонт - заправку подины. Перед заправкой с поверхности подины удаляют остатки шлака и металла. На поврежденные места подины и откосов - места перехода подины в стены печи - забрасывают сухой магнезитовый порошок, а в случае больших повреждений - порошок с добавкой пека или смолы.

Заправку производят заправочной машиной, выбрасывающей через.насадку при помощи сжатого воздуха заправочные материалы, или, разбрасывающей материалы по окружности с быстро вращающегося диска, который опускается в открытую печь сверху.

Для наиболее полного использования рабочего пространства печи в центральную ее часть ближе к электродам загружают крупные куски (40 %), ближе к откосам средний лом (45%), на подину и на верх загрузки мелкий лом (15%). Мелкие куски должны заполнять промежутки между крупными кусками.

Выплавка сталей включает следующие операции: расплавление металла, удаление содержащихся в нем вредных примесей и газов, раскисление металла, и выливание его из печи в ковш для разливки по изложницам или формам. Значение этих операций и требования, которые они предъявляют к дуговой печи, могут быть весьма различными.

Расплавление скрапа необходимо вести по возможности скорее и с минимальным расходом энергии. Зачастую длительность его превосходит половину продолжительности всей плавки и при этом расходуется 60-80% всей электроэнергии. Характерной особенностью периода является неспокойный электрический режим печи. Горящая между концом электрода и холодным металлом дуга нестабильна, ее длина невелика и сравнительно небольшие изменения в положении электрода или металла (обвал, сдвиг подплавленного куска скрапа) вызывают либо обрыв дуги, либо, наоборот, короткое замыкание. Ход плавления шихты в дуговой печи иллюстрируется рисунок 12. Дуга загорается сначала между концом электрода и поверхностью шихты (рисунок 12, а), причем для повышения ее устойчивости в первые минуты под электроды обычно подкладывают куски кокса или электродного боя. После сгорания последних начинает подплавляться металл я каплями стекать на подину. В шихте образуются колодцы, в которые углубляются опускающиеся электродыдо тех пор, пока они не достигнут подины, на которой во избежание перегрева ее к этому моменту должна быть образована лужа расплавленного металла (рисунок 12, в). Это самый беспокойный, неустойчивый период горения дуги; подплавляемые куски шихты падают на электрод, закорачивая дугу опускании куска шихты под торцом электрода может, наоборот, наступить обрыв тока. Горящая между электродом и расплавленным металлом дуга перегревает металл: начинается размыв и расплавление шихты, окружающей колодцы. Колодцы расширяются, уровень жидкого металла в ванне начинает повышаться, а электроды-подниматься (рисунок 12, в). В конце этого периода почти весь металл оказывается расплавленным; остаются лишь отдельные куски шихты на откосах («настыли», рисунок 12, г), расплавляющиеся последними. Чтобы не затягивать период расплавления, обычно эти «настыли» сбрасывают ломом в глубь ванны. Период расплавления считают законченным, когда весь металл в печи перешел в жидкое состояние. К этому моменту режим горения дуги становится более спокойным, так как температура в печи выше, поверхность металла покрыта слоем шлака, образованным заброшенными в печь в период расплавления кусками извести и всплывающими окислами; длина дуги по сравнению с началом расплавления увеличивается в несколько раз дуга горит устойчивее, количество толчков тока и обрывов уменьшается.

Окислительный период. После окончания периода расплавления начинается окислительный период, задачи которого заключаются в следующем: окисление избыточного углерода, окисление и удаление фосфора; дегазация металла; удаление неметаллических включений, нагрев стали.Окислительный период плавки начинают присадкой железной руды, которую дают в печь порциями. В результате присадки руды происходит насыщение шлака FeO и окисление металла по реакции:

(FeO)=Fe+[O].

Растворенный кислород взаимодействует с растворенным в ванне углеродом по реакции [C] +[O]=CO. Происходит бурное выделение пузырей CO, которые вспенивают поверхность ванны, покрытой шлаком. Поскольку в окислительный период на металле наводят известковый шлак с хорошей жидкоподвижностью, то шлак вспенивается выделяющимися пузырями газа. Уровень шлака становится выше порога рабочего окна и шлак вытекает из печи. Выход шлака усиливают, наклоняя печь в сторону рабочего окна на небольшой угол. Шлак стекает в шлаковик, стоящий под рабочей площадкой цеха. За время окислительного периода окисляют 0,3-0,6 % C со средней скоростью 0,3-0,5 % С/ч. Для обновления состава шлака одновременно с рудой в печь добавляют известь и небольшие количества плавикового шпата для обеспечения жидкоподвижности шлака. Непрерывное окисление ванны и скачивание окислительного известкового шлака являются непременными условиями удаления из стали фосфора.

Для протекания реакции окисления фосфора

[P]+5[O]=(P2O5); (Р2O5)+4(СаО)=(СаО)4*P2O5

необходимы высокое содержание кислорода в металле и шлаке, повышенное содержание CaO в шлаке и пониженная температура.

В электропечи первые два условия полностью выполняются. Выполнение последнего условия обеспечивают наводкой свежего шлака и постоянным обновлением шлака, так как шлак, насыщенный (СаО)4*P2O5 скачивается из печи. По ходу окислительного периода происходит дегазация стали-удаление из нее водорода и азота, которые выделяются в пузыри СО, проходящие через металл.

Выделение пузырьков СО сопровождается также и удалением из металла неметаллических включений, которые выносятся на поверхность потоками металла или поднимаются наверх вместе с пузырьками газа. Хорошее кипение ванны обеспечивает перемешивание металла, выравнивание температуры и состава.

Общая продолжительность окислительного периода составляет от 1 до 1,5 ч. Для интенсификации окислительного периода плавки, а также для получения стали с низким содержанием углерода металл продувают кислородом. При продувке кислородом окислительные процессы резко ускоряются, а температура металла повышается со скоростью примерно 8- 10 С/мин. Чтобы металл не перегрелся, вводят охлаждающие добавки в виде стальных отходов. Применение кислорода является единственным способом получения низкоуглеродистой нержавеющей стали без значительных потерь ценного легирующего хрома при переплаве.

Окислительный период заканчивается, когда содержание углерода становится ниже заданного предела, содержание фосфора 0,010%, температура металла несколько выше температуры выпуска стали из печи. В конце окислительного периода шлак стараются полностью убирать из печи, скачивая его с поверхности металла.

Восстановительный период плавки.

После скачивания окислительного шлака начинается восстановительный период плавки.

Задачами восстановительного периода плавки являются: раскисление металла, удаление серы, корректирование химического состава стали, регулирование температуры ванны, подготовка жидкоподвижного хорошо раскисленного шлака для обработки металла во время выпуска из печи в ковш. Раскисление ванны, т. е. удаление растворенного в ней кислорода, осуществляют присадкой раскислителей в металл и на шлак. В начале восстановительного периода металл покрывается слоем шлака.

Для этого в печь присаживают шлакообразующие смеси на основе извести с добавками плавикового шпата, шамотного боя, кварцита. В качестве раскислителей обычно используют ферромарганец, ферросилиций, алюминий. При введении раскислителей происходят следующие реакции:

[Mn]+[O]=(MnO); [Si]+2 [О] = (SiO2); 2[Al]+ 3[O]=(Al2O3).

В результате процессов раскисления большая часть растворенного кислорода связывается в оксиды и удаляется из ванны в виде нерастворимых в металле неметаллических включений. Процесс этот протекает достаточно быстро и продолжительность восстановительного периода в основном определяется временем, необходимым для образования подвижного шлака. В малых и средних печах при выплавке ответственных марок сталей продолжают применять метод диффузионного раскисления стали через шлак, когда раскислители в виде молотого электродного боя, порошка ферросилиция присаживают на шлак. Содержание кислорода в шлаке понижается и в соответствии с законом распределения кислород из металла переходит в шлак. Метод этот, хотя и не оставляет в металле оксидных неметаллических включений, требует значительно большей затраты времени. В восстановительный период плавки, а также при выпуске стали под слоем шлака, когда происходит хорошее перемешивание металла со шлаком, активно происходит десульфурацияметаллапо уравнению

+ CaO=FeO+ CaS.

Этому способствует хорошее раскисление стали и шлака, высокое содержание извести в шлаке и высокая температура.

В ходе восстановительного периода вводят легирующие - ферротитан, феррохром и др., а некоторые, например никель, присаживают вместе с шихтой. Никель не окисляется и не теряется при плавке. Добавки тугоплавких ферровольфрама, феррониобияпроизводят в начале рафинирования, так как нужно значительное время для их расплавления.

В настоящее время большинство операций восстановительного периода переносят из печи в ковш. Присаживают по ходу выпуска раскислители. Целью восстановительного периода является обеспечение нагрева стали до заданной температуры и создание шлака, десульфурирующая способность которого используется при совместном выпуске из печи вместе со сталью.

Порядок легирования.

При выплавке легированных сталей в электродуговых печах порядок легирования зависит от сродства легирующих элементов к кислороду. Элементы обладающие меньшим сродством к кислороду, чем железо (никель, молибден) во время плавки не окисляются и их вводят в начальные периоды плавки- никель в завалку, а молибден в конце плавления или в начале окислительного периода.

Хром и марганец обладают большим сродством к кислороду чем железо. Поэтому металл легируют хромом и марганцем после слива окислительного шлака в начале восстановительного периода.

Вольфрам обладает большим сродством к кислороду, чем железо и его обычно вводят в начале восстановительного периода. Он очень тугоплавкий и поэтому ферровольфрам можно присаживать в ванну не позднее, чем за 30 мин. до выпуска.

Шихтовые материалы электроплавки[5].

Основной составляющей шихты (75-100 %) электроплавки является стальной лом. Лом не должен содержать цветных металлов и должен иметь минимальное количество никеля и меди; желательно, чтобы содержание фосфора в ломе не превышало 0,05 %. При более высоком содержании фосфора продолжительность плавки возрастает. Лом не должен быть сильно окисленным (ржавым). Ржавчина - гидрат оксида железа, с ней вносится в металл много водорода. Лом должен быть тяжеловесным, чтобы обеспечивалась загрузка шихты в один прием (одной корзиной). При легковесном ломе после частичного расплавления первой порции шихты приходится вновь открывать печь и подсаживать шихту, что увеличивает продолжительность плавки.

В последние годы расширяется применение металлизованных окатышей и губчатого железа - продуктов прямого восстановления обогащенных железных руд. Они содержат 85-93% Fe, основными примесями являются оксиды железа, Si02иА12Оэ.

Отличительная особенность этого сырья - наличие углерода от 0,2-0,5 до 2 % и очень низкое содержание серы, фосфора, никеля, меди и других примесей, обычно имеющихся в стальном ломе. Это позволяет выплавлять сталь, отличающуюся повышенной чистотой от примесей.

Переплав отходов легированных сталей позволяет экономить дорогие ферросплавы. Поэтому эти отходы собирают и хранят рассортированными по химическому составу в отдельных закромах. Их используют при выплавке сталей, содержащих те же легирующие элементы, что иотходы.

Для повышения содержания углерода в шихте используют чугун, кокс и электродный бой.

Основное требование к чугуну - минимальное содержание фосфора; с тем, чтобы не вносить много фосфора в шихту малых (< 40 т) печей вводят не более 10 % чугуна, а в большегрузных не более 25 %.

В качестве шлакообразующих в основных печах применяют известь, известняк, плавиковый шпат, боксит, шамотный бой; в кислых печах - кварцевый песок, шамотный бой, известь.

В качестве окислителей используют железную руду, прокатную окалину, агломерат, железорудные окатыши, газообразный кислород.

К шлакообразующим и окислителям предъявляются те же требования, что и при других сталеплавильных процессах. В частности, известь должна содержать более 90 % СаО, менее 2 % Si02, менее 0,1 % S и быть свежеобожженной, чтобы не вносить в металл водород. Железная руда должна содержать менее 8% Si02, поскольку он понижает основность шлака, менее 0,05 % S и менее 0,2 % Р; желательно применять руду с размером кусков 40-100 мм, поскольку такие куски легко проходят через слой шлака и непосредственно реагируют с металлом.

В плавиковом шпате, применяемом для разжижения шлака, содержание CaF2 должно превышать 85 %.

В электросталеплавильном производстве для легирования и раскисления применяются практически все известные ферросплавы и легирующие.

Традиционная технология с восстановительным периодом

Технология плавки с окислительным и восстановительным периодами или традиционная технология применяется в течение десятилетий на печах вместимостью =s 40 т для выплавки высококачественных легированных сталей. Эту технологию называют также двухшлаковой, а процесс плавки - двухшла-ковым, поскольку по ходу плавки вначале (периоды плавления и окислительный) в печи наводят окислительный шлак, то есть содержащий много оксидов железа, а затем его сливают и в восстановительном периоде наводят новый (второй) шлак, не содержащий оксидов железа. До недавнего времени (до широкого внедрения процессов внепечной обработки) плавка в электродуговых печах по этой технологии была единственным способом получения легированных высококачественных сталей и такие стали назывались сталями "электропечного сортамента". Высокое качество металла обеспечивалось за счет того, что в окислительном периоде создавались условия для удаления до очень низких содержаний фосфора и для дегазации металла (удаления растворенных водорода и азота за счет кипения ванны), а в восстановительном периоде - условия для получения низких содержаний кислорода и серы и соответственно оксидных и сульфидных неметаллических включений, а также для ввода в металл легирующих добавок без их значительного угара.

Рисунок 3. Технологические операции электроплавки:

а - заправка; б - загрузка шихты; в - плавление; г - скачивание шлака; д - печь после расплавления шихты; е - выпуск стали; / - заправочная машина; 2 - загрузочная корзина; 3 - стальной лом; 4 - гребок для скачивания шлака; 5 - шлаковый ковш (чаша); 6 - сталеразливочный ковш

Плавка состоит из периодов: 1) заправка печи; 2) загрузка шихты; 3) плавление; 4) окислительный период; 5) восстановительный период; 6) выпуск стали. На рисунке 3 показан ряд выполняемых в процессе плавки операций.

Заправка заключается в том, что после выпуска плавки на поврежденные участки набивки пода или на всю ее поверхность забрасывают магнезитовый порошок (иногда порошок с добавкой пека или смолы), что позволяет поддерживать постоянной толщину изнашивающегося слоя набивки. Заправку ведут вручную и с помощью различных заправочных машин. Одна из них состоит из бункера, под которым имеется горизонтально расположенный вращающийся диск; машину опускают (см. рисунок 3, а) сверху в открытую печь и высыпающийся из бункера порошок разбрасывается диском по окружности. Длительность заправки 10-20 мин.

Загрузка шихты. При выплавке стали в малых и средних печах шихта на 90-100 % состоит из стального лома. Для повышения содержания углерода в шихту вводят чугун (< 10 %), а также электродный бой или кокс. Общее их количество должно быть таким, чтобы содержание углерода в шихте превышало нижний предел его содержания в готовой стали на 0,3 % при выплавке высокоуглеродистых сталей, на 0,3-0,4 % при выплавке среднеуглеродистых и на 0,5 % для низкоуглеродистых. Этот предел несколько снижается при росте емкости печи. Чтобы совместить удаление части фосфора с плавлением шихты в завалку рекомендуется давать 2-3 % извести.

Загрузку шихты ведут с помощью корзины (бадьи). Ее вводят (см. рисунок 3, б) в открытую печь сверху и, раскрывая дно, высыпают шихту на подину печи. Загрузку всей шихты производят одной, а иногда двумя корзинами. Длительность загрузки одной корзины равна ~ 5 мин. В корзины шихту укладывают в следующей последовательности: на дно кладут часть мелочи, чтобы защитить подину от ударов тяжелых кусков лома, затем в центре укладывают крупный лом, а по периферии средний и сверху - оставшийся мелкий лом. Для уменьшения угара кокс и электродный бой кладут под слой крупного лома.

Плавление. После окончания завалки электроды опускают почти до касания с шихтой и включают ток. Под действием высокой температуры дуг шихта под электродами плавится, жидкий металл стекает вниз, накапливаясь в центральной части подины. Электроды постепенно опускаются, проплавляя в шихте "колодцы" (рисунок 3, в и рисунок 4, б) и достигая крайнего нижнего положения. В дальнейшем по мере увеличения количества жидкого металла электроды поднимаются, так как автоматические регуляторы поддерживают длину дуги постоянной.

Плавление ведут при максимальной мощности трансформатора. На печах вместимостью 25 т и более для ускорения плавления осуществляют вращение ванны. Когда электроды проплавят в шихте три "колодца", свод и электроды приподнимают, печь поворачивают сначала в одну сторону на 40°, проплавляют колодцы в новых местах, а затем поворачивают печь в другую сторону на 80°. Таким образом проплавляют девять колодцев.

В период плавления необходимо обеспечить раннее образование шлака, предохраняющего металл от насыщения газами и науглероживания электродами. С этой целью, если в завалку не давали известь, в проплавляемые электродами колодцы несколькими порциями присаживают известь (1-3 % от массы металла).

Во время плавления происходит окисление составляющих шихты, формируется шлак, происходит частичное удаление в шлак фосфора и серы. Окисление идет за счет кислорода воздуха, окалины и ржавчины, внесенных металлической шихтой. За время плавления полностью окисляется кремний, 40-60 % марганца, частично окисляется углерод и железо.

Рисунок 4. Характер плавления шихты в высокомощной печи (а) и в печи с не высокомощным трансформатором (б)

В формировании шлака наряду с продуктами окисления (Si02, MnO, FeO) принимает участие оксид кальция извести. Шлак к концу периода плавления имеет примерно следующий состав, %: 35-40 СаО; 15-25 Si02; 8-15 MgO; 5-20 FeO; 5-10 MnO; 3-7 Al203; 0,5-1,2 P2Os. В зоне электрических дуг за время плавления испаряется от 3 до 6 % металла, преимущественно железа.

Для ускорения плавления иногда применяют газокислородные горелки, вводимые в рабочее пространство через свод или стенки печи. За счет тепла, выделяющегося от сжигания газа, сокращается длительность плавления и расход электроэнергии (на 10-15%). С этой же целью часто применяют продувку кислородом, вводимым в жидкий металл после расплавления 3/4 шихты с помощью фурм или стальных футерованных трубок, Окисление железа, а также марганца, кремния и других примесей металла газообразным кислородом протекает с выделением значительного количества тепла, которое ускоряет расплавление лома. При расходе кислорода 4-6 м3/т длительность плавления сокращается на 10-20 мин.

Продолжительность периода плавления определяется в первую очередь мощностью трансформатора и составляет от 1,2 до 3,0 ч. Расход электроэнергии за время плавления составляет 430-480 кВт • ч/т.

Окислительный период. Задачи окислительного периода плавки: а) уменьшить содержание в металле фосфора до 0,01-0,015 %; б) уменьшить содержание в металле водорода и азота; в) нагреть металл до температуры, близкой к температуре выпуска (на 120-130 °С выше температуры ликвидуса); г) окислить углерод до нижнего предела его требуемого содержания в выплавляемой стали. Особо важную роль в этом периоде играет процесс окисления углерода, поскольку с образующимися при этом пузырями СО удаляются растворенные в металле водород и азот, и пузыри вызывают перемешивание ванны, ускоряющее нагрев металла и удаление в шлак фосфора.

Окисление примесей ведут, используя либо железную руду (окалину), либо газообразный кислород.

Окислительный период начинается с того, что из печи сливают 65-75 % шлака, образовавшегося в период плавления. Шлак сливают не выключая ток, наклонив печь в сторону рабочего окна на 10-12° (см. рисунок 3, г). Слив шлака производят для того, чтобы удалить из печи перешедший в шлак фосфор. Удалив шлак, в печь присаживают шлакообразующие: 1-1,5 % извести и при необходимости 0,15-0,25 % плавикового шпата, шамотного боя или боксита.

После сформирования жидкоподвижного шлака в ванну в течение всего окислительного периода вводят порциями железную руду с известью либо ведут продувку кислородом; печь для слива шлака в течение периода наклонена в сторону рабочего окна. Присадка руды или продувка кислородом вызывает интенсивное окисление углерода с выделением пузырей СО, вспенивающими шлак, в результате чего он стекает из печи через порог рабочего окна.

Общий расход руды составляет 3-6,5 % от массы металла. С тем, чтобы предотвратить сильное охлаждение металла, единовременная порция руды не должна быть более 0,5-1 %. Газообразный кислород вводят в металл по футерованным железным трубкам через рабочее окно или с помощью водо-охлаждаемой фурмы через отверстие в своде печи. При этом трубки должны быть погружены в металл на глубину 150-200 мм. Скорость обезуглероживания газообразным кислородом в 3-5 раз больше, чем железной рудой, что дает возможность сократить продолжительность окислительного периода на 20-30 мин. Общая длительность продувки ванны составляет 10-20 мин, расход кислорода 3-15 м3/стали. Наряду с углеродом окисляется марганец; всего за время плавления и окислительного периода окисляется 60-70% Мп, содержащегося в шихте.

В течение всего окислительного периода идет дефосфорация металла по реакции:

[P]+5(FeO)+3(CaO) = (ЗСаО • P2Os)+5Fe+767290 Дж/моль.

Для успешного протекания реакции необходимы высокие основность шлака и концентрация оксидов железа в нем, а также пониженная температура. Эти условия создаются при совместном введении в печь извести и руды. Полнота дефосфорации повышается в результате перемешивания шлака и металла при кипении и вследствие непрерывного обновления шлака (слив шлака и периодические добавки новых порций шлакообразующих). Коэффициент распределения фосфора между шлаком и металлом (P2Os)/[P] изменяется в пределах 50-100, обычно возрастая при росте основности и окисленности шлака.

Из-за высокого содержания оксидов железа в шлаках окислительного периода условия для протекания реакции десульфурации являются неблагоприятными, и десульфурация получает ограниченное развитие. Коэффициент распределения серы между шлаком и металлом (S)/[S] равен 3-5, а всего за время плавления и окислительного периода в шлак удаляется до 30 % серы, содержащейся в шихте.

При кипении вместе с пузырьками СОиз металла удаляются водород и азот. Этот процесс имеет большое значение для повышения качества электростали, поскольку в электропечи в зоне электрических дуг идет интенсивное насыщение металла азотом и водородом. Это насыщение ускоряется в результате диссоциации молекул азота и водорода в зоне дуг, имеющих температуру свыше 4000 °С. В связи с этим электросталь обычно содержит азота больше, чем мартеновская и кислородно-конвертерная сталь.

Кипение и перемешивание обеспечивают также ускорение выравнивания температуры металла и его нагрев. За время окислительного периода необходимо окислить углерода не менее 0,2-0,3 % при выплавке высокоуглеродистой стали (содержащей > 0,6 % С) и 0,3-0,4 % при выплавке средне- и низкоуглеродистой стали (нижний предел указанных значений относится к большегрузным печам).

Шлак в конце окислительного периода имеет примерно следующий состав, %: 35-50 СаО; 10-20 Si02; 4-12 MnO; 6-15 MgO; 3-7 А12Оэ; 6-30 FeO; 2-6 Fe203; 0,4-1,5 Р205. Содержание оксидов железа в шлаке зависит от содержания углерода в выплавляемой марке стали; верхний предел характерен для низкоуглеродистых сталей, нижний - для высокоуглеродистых.

Окислительный период заканчивается тогда, когда углерод окислен до нижнего предела его содержания в выплавляемой марке стали, а содержание фосфора снижено до 0,010- 0,015 %. Период заканчивают сливом окислительного шлака, который производят путем наклона печи в сторону рабочего окна, а также вручную с помощью деревянных гребков, насаженных на длинные железные прутки. Полное скачивание окислительного шлака необходимо, чтобы содержащийся в нем фосфор не перешел обратно в металл во время восстановительного периода. Окислительный период длится от 30 до 90 мин.

Восстановительный период. Задачами периода являются: а) раскисление металла; б)удаление серы; в)доведение химического состава стали до заданного; г) корректировка температуры. Задачи решаются параллельно в течение всего восстановительного периода; раскисление металла производят одновременно осаждающим и диффузионным методами.

После удаления окислительного шлака в печь присаживают ферромарганец в количестве, необходимом для обеспечения содержания марганца в металле на его нижнем пределе для ныплавляемой стали, а также ферросилиций из расчета введения в металл 0,10-0,15 % кремния и алюминий в количестве 0,03-0,1 %. Эти добавки вводят для обеспечения осаждающего раскисления металла.

Далее наводят шлак, вводя в печь известь, плавиковый шпат и шамотный бой в соотношении 5:1:1 в количестве 2-4 % от массы металла. Через 10-15 мин шлаковая смесь расплавляется, и после образования жидкоподвижного шлака приступают к диффузионномураскислению ванны. Периодически, через 10-12 мин, в печь вводят порции раскислительной смеси из извести, плавикового шпата и раскислителя. Первые 15-20 мин в качестве раскислителя в этой смеси используют молотый кокс (углерод), далее вместо него молотый ферросилиций; иногда допускается дача порций чистого кокса или ферросилиция. На некоторых марках стали в конце восстановительного периода в состав раскислительной смеси вводят более сильные раскислители - молотый силикокальций и порошкообразный алюминий.

Обычно расход кокса на раскисление под белым шлаком составляет 1-2 кг/т металла. Расход ферросилиция определяют с учетом того, что около 50 % кремния переходит в металл; в течение восстановительного периода содержание кремния в металле за счет присадок на шлак порошкообразного ферросилиция доводят до 0,25-0,35 % (что соответствует его содержанию в нелегированных кремнием сталях).

Суть диффузионного раскисления, протекающего в течение всего периода заключается в следующем. Поскольку раскисляющие вещества применяют! в порошкообразном виде, плотность их невелика и они очень медленно опускаются через слой шлака. В шлаке протекают следующие реакции раскисления:

(FeO) + С = Fe + CO; 2(FeO) + Si = 2Fe + (SiQ2) ит.п.

В результате содержание FeO в шлаке уменьшается и в соответствии с законом распределения (FeO)/[FeO] = const кислород (в виде FeO) начинает путем диффузии переходить из металла в шлак (диффузионное раскисление). Преимущество диффузионного раскисления заключается в том, что поскольку реакции раскисления идут в шлаке, выплавляемая сталь не загрязняется продуктами раскисления- образующимися оксидами, т.е. будет содержать меньше оксидных неметаллических включений.

По мере диффузионного раскисления постепенно уменьшается содержание FeO в шлаке и пробы застывшего шлака светлеют, а затем становятся почти белыми. Белый цвет шлака характеризует низкое содержание в нем FeO. При охлаждении такой шлак рассыпается в порошок.

Белый шлак конца восстановительного периода имеет следующий состав, %: 53-60 СаО; 15-25 Si02; 7-15 MgO; 5-8 А12Оэ; 5-10 CaF2; 0,8-1,5 CaS; < 0,5 FeO; < 0,5 MnO.

Во время восстановительного периода успешно идет десульфурация, что объясняется высокой основностью шлака (CaO/Si02 = 2,7-3,3) и низким (< 0,5 %) содержанием в нем FeO, обеспечивающими сдвиг равновесия реакции десульфура-ции

[S] + Fe + (СаО) = (CaS) + (FeO)

вправо (в сторону более полного перехода серы в шлак). Коэффициент распределения серы между шлаком и металлом (S)/[S] составляет 20-60.

В конце восстановительного периода, когда шлак и металл раскислены, проводят легирование металла элементами, имеющими значительное химическое сродство к кислороду.

Для улучшения перемешивания шлака и металла и интенсификации медленно идущих процессов перехода в шлак серы, кислорода и неметаллических включений в восстановительный период рекомендуется применять электромагнитное перемешивание металла.

Длительность восстановительного периода составляет 40-100 мин. За 10-20 мин до выпуска проводят, если это необходимо, корректировку

содержания кремния в металле, вводя в печь кусковой ферросилиций. Для конечного раскисления за 2-3 мин до выпуска в металл присаживают 0,4-1,0 кг алюминия на 1 т стали, расход алюминия в этих пределах возрастает при снижении содержания углерода в выплавляемой стали. Выпуск стали из печи в ковш производят совместно со шлаком. Интенсивное перемешивание металла со шлаком в ковше обеспечивает дополнительное рафинирование - из металла в белый шлак переходят сера и неметаллические включения. По ходу плавки в экспресс-лаборатории контролируют изменение состава металла и шлака, измеряют температуру металла термопарами погружения. Иногда восстановительный период проводят не под белым, а под карбидным шлаком, который отличается от белого наличием карбида кальция (СаС2) и более высокой основностью. При этом наведенный в начале восстановительного периода шлак раскисляют повышенным количеством кокса (2-3 кг/т), после чего печь герметизируют. При таких условиях в зоне электрических дуг идет реакция

СаО + ЗС = СаС2 + СО.

Образующийся карбид кальция является энергичным рас-кислителем, и наличие его в шлаке обеспечивает более полное, чем под белым шлаком, раскисление и десульфурацию. Выдержка под карбидным шлаком, который содержит 1,5-2,5 % СаС2, составляет 30-40 мин. Карбид кальция хорошо смачивает металл, поэтому при выпуске плавки в ковш под карбидным шлаком, металл загрязняется мелкими частичками шлака. Для предотвращения этого карбидный шлак за 20-30 мин до выпуска переводят в белый. Для этого в печь открывают доступ воздуху, открывая рабочее окно. Кислород ноздуха окисляет карбид кальция с образованием СаО и СО, н результате чего карбидный шлак превращается в белый.

Порядок легирования. При выплавке легированных сталей в дуговых печах порядок легирования зависит от сродства легирующих элементов к кислороду. Элементы, обладающие меньшим сродством к кислороду, чем железо (никель, молибден), во время плавки не окисляются, и их вводят в начальные периоды плавки - никель в завалку, а молибден в конце плавления или в начале окислительного периода.

Хром и марганец обладают большим сродством к кислороду, чем железо. Поэтому металл легируют хромом и марганцем после слива окислительного шлака в начале восстановительного периода.

Вольфрам обладает большим сродством к кислороду, чем железо, он может окисляться и его обычно вводят в начале восстановительного периода. Особенность легирования вольфрамом заключается в том, что из-за высокой температуры плавления ферровольфрама (~2000°С) он растворяется медленно и для корректировки содержания вольфрама в металле феррофольфрам можно присаживать в ванну не позднее, чем за 30 мин до выпуска.

Кремний, ванадий и особенно титан и алюминий обладают большим сродством к кислороду и легко окисляются. Легирование стали феррованадием производят за 15-35 мин до выпуска, ферросилицием - за 10-20 мин до выпуска. Ферро-титан вводят в печь за 5-15 мин до выпуска либо в ковш. Алюминий вводят за 2-3 мин до выпуска в печь.

. АНТИВИРУСНЫЕ ПРОГРАММЫ

месторождение обогатительный железистый антивирусный

При работе с современным персональным компьютером пользователя (а особенно начинающего) может подстерегать множество неприятностей: потеря данных, зависание системы, выход из строя отдельных частей компьютера и другие. Одной из причин этих проблем наряду с ошибками в программном обеспечении и неумелыми действиями самого оператора ПЭВМ могут быть проникшие в систему компьютерные вирусы.

Вирусы - едва ли не главные враги компьютера. Эти программы подобно биологическим вирусам размножаются, записываясь в системные области диска или приписываясь к файлам, и производят различные нежелательные действия, которые, зачастую, имеют катастрофические последствия. Еще два года назад казалось, что с владычеством вирусов покончено - со смертью DOS и DOS-совместимых программ неминуемо должны были исчезнуть и паразитирующие на них вирусы. Ведь если вирус под DOS, заражающий исполняемые файлы *.com и *.exe-файлы, может написать каждый, кто хоть немного разбирается в программировании, то создать полноценный вирус для Windows гораздо труднее. Однако вирусы остались, хотя и несколько видоизменились. Сегодня самой распространенной группой вирусов стали макровирусы, заражающие не программы, а документы, созданные в MicrosoftWord и MicrosoftExcel.

Путей распространения вирусов существует множество. Вирус может попасть на компьютер пользователя вместе с дискетой, пиратским компакт-диском или с сообщением электронной почты. Чтобы не стать жертвой этой напасти, каждому пользователю следует хорошо знать принципы защиты от компьютерных вирусов. Ведь нет никакой надежды на то, что с приходом нового тысячелетия вирусы исчезнут. Так же как и нет надежды справиться с ними окончательно в какие-то обозримые сроки, так как таланту авторов антивирусных программ противостоит фантазия компьютерных графоманов.

С давних времён известно, что к любому яду рано или поздно можно найти противоядие. Таким противоядием в компьютерном мире стали программы, называемые антивирусными.

Компьютерные вирусы

История развития вирусов

Компьютерный вирус - это специально написанная, как правило, небольшая по размерам программа, которая может записывать свои копии в компьютерные программы, расположенные в исполнимых файлах, системных областях дисков, драйверах, документах и т.д., причем эти копии сохраняют возможность к «размножению». Процесс внедрения вирусом своей копии в другую программу (системную область диска и т.д.) называется заражением, а программа или иной объект, содержащий вирус - зараженным.

Сегодня науке известно около 30 тысяч компьютерных вирусов. Как и обычным вирусам, вирусам компьютерным для «размножения» нужен «носитель» - здоровая программа или документ, в которых они прячут участки своего программного кода. Сам вирус невелик, его размер редко измеряется килобайтами. Однако натворить эта «кроха» может немало. В тот момент, когда пользователь, ничего не подозревая, запускает на своем компьютере зараженную программу или открывает документ, вирус активизируется и заставляет компьютер следовать его, вируса, инструкциям. Это приводит к удалению какой-либо информации, причем чаще всего - безвозвратно. Кроме этого современные вирусы могут испортить не только программы, но и «железо». Например, уничтожают содержимое BIOS материнской платы или повреждают жесткий диск.

Опасные и неопасные вирусы.

Большинство вирусов не выполняет каких-либо действий, кроме своего распространения (заражения других программ, дисков и т.д.) и, иногда, выдачи каких-либо сообщений или иных эффектов, придуманных автором вируса: игры, музыки, перезагрузки компьютера, выдачи на экран разных рисунков, блокировки или изменения функций клавиш клавиатуры, замедления работы компьютера и т.д. Однако сознательной порчи информации эти вирусы не осуществляют. Такие вирусы условно называются неопасными. Впрочем, и эти вирусы способны причинить большие неприятности (например, перезагрузки каждые несколько минут вообще не дадут вам работать).

Однако около трети всех видов портят данные на дисках - или сознательно, или из-за содержащихся в вирусах ошибок, скажем, из-за не вполне корректного выполнения некоторых действий. Если порча данных происходит лишь эпизодически и не приводит к тяжелым последствиям, то вирусы называются опасными. Если же порча данных происходит часто или вирусы причиняют значительные разрушения (форматирование жесткого диска, систематическое изменение данных на диске и т.д.), то вирусы называются очень опасными.

Заражаемые объекты.

Компьютерные вирусы отличаются друг от друга по тому, в какие объекты они внедряются, то есть что они заражают. Некоторые вирусы могут заражать сразу несколько видов объектов.

Большинство вирусов распространяются, заражая исполнимые файлы, т.е. файлы с расширением имени .COM и .EXE, а также различные вспомогательные файлы, загружаемые при выполнении других программ. Такие вирусы называются файловыми. Вирус в зараженных исполнимых файлах начинает свою работу при запуске той программы, в которой он находится.

Еще один распространенный вид вирусов внедряется в начальный сектор дискет или логических дисков, где находится загрузчик операционной системы, или в начальный сектор жестких дисков, где находится таблица разбиения жесткого диска и небольшая программа, осуществляющая загрузку с одного из разделов, указанных в этой таблице. Такие вирусы называются загрузочными, или бутовыми (от слова boot - загрузчик). Эти вирусы начинают свою работу при загрузке компьютера с зараженного диска. Загрузочные вирусы являются резидентными и заражают вставляемые в компьютер дискеты. Встречаются загрузочные вирусы, заражающие также и файлы - файлово-загрузочные вирусы.

Некоторые вирусы умеют заражать драйверы, то есть файлы, указываемые в предложении DEVICE или DEVICEHIGH файла CONFIG.SYS. Вирус, находящийся в драйвере, начинает свою работу при загрузке данного драйвера из файла CONFIG.SYS при начальной загрузке компьютера. Обычно заражающие драйверы вирусы заражают также исполнимые файлы или сектора дискет, поскольку иначе им не удавалось бы распространяться - ведь драйверы очень редко переписывают с одного компьютера на другой.

Очень редко встречаются вирусы, заражающие системные файлы DOS (IO.SYS или MSDOS.SYS). Эти вирусы активизируются при загрузке компьютера. Обычно такие вирусы заражают также загрузочные сектора дискет, поскольку иначе им не удавалось бы распространяться.

Очень редкой разновидностью вирусов являются вирусы, заражающие командные файлы. Обычно эти вирусы формируют с помощью команд командного файла исполнимый файл на диске, запускают этот файл, он выполняет размножение вируса, после чего данный файл стирается. Вирус в зараженных командых файлах начинает свою работу при выполнении командного файла, в котором он находится. Иногда вызов зараженного командного файла вставляется в файл AUTOEXE.BAT.

Долгое время заражение вирусами файлов документов считалось невозможным, так как документы не содержали исполнимых программ. Однако программисты фирмы Microsoftвстроили а документы Word для Windows мощный язык макрокоманд WordBasic. На этом WordBasic стало возможно писать вирусы. Запуск вируса происходит при открытии на редактирование зараженных документов. При этом макрокоманды вируса записываются в глобальный шаблон NORMAL.DOT, так что при новых сеансах работы с Word для Windows вирус будет автоматически активирован.

Возможно заражение и других объектов, содержащих программы в какой-либо форме - текстов программ, электронных таблиц и т.д. Например, вирус AsmVirus.238 заражает файлы программ на языке ассемблера (.ASM-файлы), вставляя туда ассемблерные команды, которые при трансляции порождают код вируса. Однако число пользователей, программирующих на языке ассемблера, невелико, поэтому широкое распространение такого вируса невозможно.

Электронные таблицы содержат макрокоманды, в том числе и макрокоманды, автоматически выполняющиеся при открытии таблицы. Поэтому для них могут быть созданы вирусы, аналогичные вирусам для документов Word для Windows. Пока что такие вирусы были созданы для таблиц табличного процессора Excel.

Вирус является программой, поэтому объекты, не содержащие программ и не подлежащие преобразованию в программы, заражены вирусом быть не могут. Не содержащие программ объекты вирус может только испортить, но не заразить. К числу таких объектов относятся текстовые файлы (кроме командных файлов и текстов программ), документы простых редакторов документов типа ЛЕКСИКОНа или Multi-Edit, информационные файлы баз данных и т.д.

Методы маскировки вирусов.

Чтобы предотвратить свое обнаружение, многие вирусы применяют довольно хитрые приемы маскировки.

Многие резидентные вирусы предотвращают свое обнаружение тем, что перехватывают обращения операционной системы к зараженным файлам и областям диска и выдают их в исходном (незараженном) виде. Такие вирусы называются невидимыми, или stealth вирусами. Разумеется, эффект «невидимости» наблюдается только на зараженном компьютере - на «чистом» компьютере изменения в файлах и загрузочных областях диска можно легко обнаружить. Некоторые антивирусные программы могут обнаруживать «невидимые» вирусы даже на зараженном компьютере. Для этого они выполняют чтение диска, не пользуясь услугами DOS. Примером таких программ могут послужить Adinf фирмы «Диалог-Наука», NortonAntiVirus и др.

Вирусы часто содержат внутри себя различные сообщения, что позволяет заподозрить неладное при просмотре содержащих вирус файлов или областей дисков. Чтобы затруднить свое обнаружение, некоторые вирусы шифруют свое содержимое, так что при просмотре зараженных ими объектов никаких подозрительных текстовых строк пользователь не увидит.

Еще один способ, применяемый вирусами для того, чтобы укрыться от обнаружения - модификация своего тела. Это затрудняет нахождение таких вирусов программами-детекторами - в теле таких вирусов не имеется ни одной постоянной цепочки байтов, по которой можно было бы идентифицировать вирус. Такие вирусы называются полиморфными, или самомодифицирующимися. Имеются программы-детекторы, способные обнаруживать полиморфные вирусы, например, Dr.Web фирмы «Диалог-Наука».

Защита от вируса.

При активизации зараженного вирусом файла управление сразу передается на вирус, который выполняет свои разрушительные действия, а также параллельно приписывается к другим программам и файлам. Затем технологически происходит возврат к тем действиям, которые выполнялись на компьютере. При высоком быстродействии компьютера подобное «отвлечение» от регламентированного хода работ для пользователя остается абсолютно незамеченным. Нанесенный ущерб может обнаружиться не сразу. Внешние проявления присутствия вируса в компьютере могут быть самыми различными, например:

•        мерцание экрана;

•        появление на экране непредусмотренного сообщения;

•        непредусмотренное требование снять защиту записи с дискеты;

•        изменение даты и времени создания зараженных файлов;

•        зависание компьютера и невозможность преодолеть эту проблему;

•        опадание букв на экране (иногда с музыкальным сопровождением);

•        исчезновение некоторых программных файлов по пятницам, приходящихся на 13-е число месяца;

•        необычное аварийное завершение работы;

•        уничтожение информационных файлов или их частичное разрушение;

•        замедление работы компьютера;

•        блокирование ввода с клавиатуры;

•        звучание музыки;

•        поворот символов на экране;

•        блокировка записи на жесткий диск;

•        другие виды необычного «поведения» компьютера.

Особенно опасным для пользователя является такое действие вируса, как форматирование жесткого диска, что сопряжено с быстрой потерей всей хранящейся там информации. Поскольку от проникновения вируса не застрахован ни один пользователь, то можно, по крайней мере, сократить до минимума возможные последствия от присутствия в компьютере вируса. Для этого необходимо соблюдать несколько простых правил:

. каждую свою дискету, если она «побывала» на другом компьютере, следует обязательно проверить любой доступной антивирусной программой. Программы такого рода могут не только обнаружить вирус, но и «вылечить» дискету. Особенно это касается игровых программ, т.к. большинство вирусов распространяется именно через них.

. аналогичные проверки необходимо устраивать для файлов, полученных через сеть.

. антивирусная программа очень быстро морально стареет. Поэтому рекомендуется ее периодически обновлять новой версией. Период обновления программ такого рода составляет от одной недели до одного квартала.

. не снимать защиту записи с дискеты в ходе повседневных работ, если это не предусмотрено технологией решения задач.

. при обнаружении вируса не предпринимать необдуманных действий, т.к. это может привести к потере той информации, которую еще можно было бы спасти. Самое правильное в такой ситуации - это выключить компьютер, чтобы блокировать деятельность вируса. Затем загрузить компьютер с эталонной дискеты операционной системой. После этого запустить антивирусную программу, в функциях которой предусмотрено не только обнаружение инфицированных файлов, но и их лечение. Далее выполнить антивирусную программу повторно. Если все операции по удалению вируса были сделаны правильно, то результатом ее работы должно быть информирование пользователя о полном отсутствии вирусов. Но следует помнить, что программа не должна быть морально устаревшей.

В последнее время при работе в сетях, особенно при пользовании электронной почтой, участилось проникновение вирусов в компьютер пользователя посредством чтения почтовых сообщений. Поэтому здесь также следует соблюдать несколько простых правил:

. не открывать прикрепленные к письму файлы, кроме случая, когда есть предварительная договоренность с отправителем об их отправке.

. не открывать прикрепленные к письму файлы, пришедшие от антивирусных лабораторий, компании Microsoft и прочих. Компании никогда не занимаются рассылкой файлов.

. не открывать прикрепленные к письму файлы, если тема письма и само письмо пустые.

. удалять все подозрительные письма.

. при длительном отсутствии следует прервать подписку на различные электронные рассылки

Для обнаружения, удаления и защиты от компьютерных вирусов разработаны специальные программы, которые позволяют обнаруживать и уничтожать вирусы.

Такие программы называются антивирусными. Современные антивирусные программы представляют собой многофункциональные продукты, сочетающие в себе как превентивные, профилактические средства, так и средства лечения вирусов и восстановления данных.

Требования к антивирусным программам.

Количество и разнообразие вирусов велико, и чтобы их быстро и эффективно обнаружить, антивирусная программа должна отвечать некоторым параметрам.

Стабильность и надежность работы. Этот параметр, без сомнения, является определяющим - даже самый лучший антивирус окажется совершенно бесполезным, если он не сможет нормально функционировать на вашем компьютере, если в результате какого-либо сбоя в работе программы процесс проверки компьютера не пройдет до конца. Тогда всегда есть вероятность того, что какие-то зараженные файлы остались незамеченными.

Размеры вирусной базы программы (количество вирусов, которые правильно определяются программой). С учетом постоянного появления новых вирусов база данных должна регулярно обновляться - что толку от программы, не видящей половину новых вирусов и, как следствие, создающей ошибочное ощущение “чистоты” компьютера. Сюда же следует отнести и возможность программы определять разнообразные типы вирусов, и умение работать с файлами различных типов (архивы, документы). Немаловажным также является наличие резидентного монитора, осуществляющего проверку всех новых файлов “на лету” (то есть автоматически, по мере их записи на диск).

Скорость работы программы, наличие дополнительных возможностей типа алгоритмов определения даже неизвестных программе вирусов (эвристическое сканирование). Сюда же следует отнести возможность восстанавливать зараженные файлы, не стирая их с жесткого диска, а только удалив из них вирусы. Немаловажным является также процент ложных срабатываний программы (ошибочное определение вируса в “чистом” файле).

Многоплатформенность (наличие версий программы под различные операционные системы). Конечно, если антивирус используется только дома, на одном компьютере, то этот параметр не имеет большого значения. Но вот антивирус для крупной организации просто обязан поддерживать все распространенные операционные системы. Кроме того, при работе в сети немаловажным является наличие серверных функций, предназначенных для административной работы, а также возможность работы с различными видами серверов.

Краткий обзор антивирусных программ.

При выборе антивирусной программы необходимо учитывать не только процент обнаружения вирусов, но и способность обнаруживать новые вирусы, количество вирусов в антивирусной базе, частоту ее обновления, наличие дополнительных функций.

В настоящее время серьезный антивирус должен уметь распознавать не менее 25000 вирусов. Это не значит, что все они находятся "на воле". На самом деле большинство из них или уже прекратили свое существование или находятся в лабораториях и не распространяются. Реально можно встретить 200-300 вирусов, а опасность представляют только несколько десятков из них.

Существует множество антивирусных программ. Рассмотрим наиболее известные из них.4.0 и 5.0 (производитель:«Symantec»).

Один из наиболее известных и популярных антивирусов. Процент распознавания вирусов очень высокий (близок к 100%). В программе используется механизм, который позволяет распознавать новые неизвестные вирусы.

В интерфейсе программы NortonAntiVirus имеется функция LiveUpdate, позволяющая щелчком на одной-единственной кнопке обновлять через Web как программу, так и набор сигнатур вирусов. Мастер по борьбе с вирусами выдает подробную информацию об обнаруженном вирусе, а также предоставляет вам возможность выбора: удалять вирус либо в автоматическом режиме, либо более осмотрительно, посредством пошаговой процедуры, которая позволяет увидеть каждое из выполняемых в процессе удаления действий.

Антивирусные базы обновляются очень часто (иногда обновления появляются несколько раз в неделю). Имеется резидентный монитор.

Недостатком данной программы является сложность настройки (хотя базовые настройки изменять, практически не требуется).(производитель:«Лаборатория Касперского»).

Это антивирус признан во всем мире как один из самых надежных. Несмотря на простоту в использовании он обладает всем необходимым арсеналом для борьбы с вирусами. Эвристический механизм, избыточное сканирование, сканирование архивов и упакованных файлов - это далеко не полный перечень его возможностей.

Лаборатория Касперского внимательно следит за появлением новых вирусов и своевременно выпускает обновления антивирусных баз. Имеется резидентный монитор для контроля за исполняемыми файлами.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Обогащение магнетитовых руд. Евсиович С.Г., Журавлев С.И. - М.: Недра, 1972.

. Справочник по обогащению руд. Богданов О.С. - М.: Недра 1984.

. Металлургия железа. Юсфин Ю.С., Пашков Н.Ф. - М.: Академкнига 2007.

. Общая металлургия. Воскобойников В.Г. - М.: Академкнига 2002.