Экология литейного производства / ...
Об эколого-технологических проблемах горно-металлургической промышленности и путях их решения.
Закристаллизовавшаяся часть планеты Земля – земная кора - в основном состоит из природных первичных шлаков –
тугоплавких оксидов кремния, алюминия и железа. Не полностью закристаллизовавшейся частью является полужидкая «мантия»,
воздушную атмосферу можно рассматривать как продукт дегазации, удерживаемый магнитным полем Земли
[Афанасьев В.К. Некоторые итоги и перспективы металлургии // Литейное производство. - 2000. №3].
Земная закристаллизовавшаяся оболочка – достаточно тонкая корочка, которую человечество сейчас нарастающими темпами активно
эксплуатирует ГОКами, шахтами, взрывами и др., оставляя после себя «лунные пейзажи» значительной протяженности и накапливая
отвалы вредных вторичных шлаков. В XX-XXI веке такая эксплуатация во много раз увеличилась в погоне за гораздо менее
распространенными элементами, такими как никель, РЗМ, молибден, вольфрам, ванадий и многими другими, которые так «ценит»
человечество, медленно, постепенно разрушая свой дом – Землю. Чтобы получить тонну пентоксида ванадия, между прочим, чрезвычайно
токсичного, нужно переработать сотни тонн вещества земной коры. Кроме того, в воздушную атмосферу выбрасываются тысячи кубометров
вредных соединений. Воду, как и воздух, можно рассматривать как продукт дегазации отливки Земля, но этот продукт превратился в
жидкость – колыбель живой природы. Вмешательство человека в природу с большим количеством искусственных процессов, отличных от
естественных природных, загрязняет эту колыбель, что пагубно сказывается и на здоровье самого же человека. Организм человека и
человеческий мозг состоят в большей своей части из воды (около 78%), и от воды зависит физиологическое состояние человека. Отливки
содержат в себе некоторое количество водорода, азота и кислорода. Продукт дегазации – воздушная атмосфера содержит совсем немного
водорода, хотя Земля образовалась из космического вещества, а исследования показывают, что этим основным веществом является
водород (более 99%). В молекуле воды два атома водорода, и предположительно, как раз водород, вышедший при дегазации из
кристаллизующейся отливки Земля, при взаимодействии с кислородом и образовал воду.
К сожалению, в металлургии до сих пор остается много нерациональных и вредных для экологии процессов, которые очень усложняют
металлургические циклы. Например, производство титана. Сначала переводят диоксид титана в тетрахлорид титана, а затем начинают
магнием восстанавливать титан в виде титановой губки, которую потом переплавляют в слитки в защитной атмосфере или вакууме. Необходимо
обратить внимание на изучении процессов получения титана без использования хлорного передела.
«Львиную долю» доменного чугуна пускают в стальной передел, который с позиции химика – несколько бездумный процесс, согласно
статье профессора В.К. Афанасьева. Углерод в чугуне используют неполноценно. При производстве стали этот ценный легирующий элемент
выжигают (с гигантскими объемами выбросов СО2), так как до сих пор не научились предотвращать образование графита без
легирования дорогостоящими карбидообразующими элементами и получать максимально равномерное распределение углерода в чугуне. Один
из шагов к более равномерному распределению углерода – разработанный белый чугун, в котором углерод во много раз более равномерно
распределен, чем в традиционном сером чугуне. Многие постулаты препятствуют развитию металлургического дела. Например, о том, что
эвтектический цементит при термической обработке в белом чугуне является почти нерастворимым без графитообразования. Нами установлено,
что он при определенных условиях даже очень растворим, и графит при этом не образуется, получается ещё более равномерное распределение углерода.
Установлено, что механические, физические и химические свойства первичного и эвтектического цементита – карбида железа могут
быть значительно изменены без легирования – вот что важно. Ранее белый чугун считали бракованным материалом, потому что его
почти невозможно подвергнуть механической обработке, для этого его отжигали и продолжают отжигать в ковкий чугун с хлопьевидным графитом,
а кто сказал, что не может быть белого ковкого чугуна без графита? Используя вышеизложенные концепции, можно избегать образования
графита и получать хороший заменитель некоторых инструментальных высокоуглеродистых сталей и многих высоколегированных специальных чугунов.
До недавнего времени водород считался вредным в сталях, хотя если проанализировать опыт металлургов и химиков 18-19 веков,
то можно переосмыслить его использование и реализовать на современном уровне новые подходы с ведущей ролью водорода в формировании
всех свойств сплавов. Благодаря своей концепции о ведущей роли водорода профессору Афанасьеву В.К. с сотрудниками удалось получить
уникальные результаты в области производства чугуна, стали и алюминиевых сплавов.
Разработанные способы мы начинаем постепенно внедрять на небольших и средних предприятиях. Каждая разработка ждет своего «часа».
Сложившиеся в большой металлургии технологические схемы имеют малую универсальность и большую инерционность. Стихийное и инерционное
развитие современной металлургии происходит без глубокого осмысливания природных процессов и необходимой в связи с этим рационализации.
Предприятиям-гигантам очень тяжело сразу перестраивать ряд сложившихся технологий, кроме того, огромную роль играют экономические отношения
и политическая ситуация. Что будет, если отделы снабжения перестанут закупать ферросплавы? Не стоит «зацикливаться» на тех «философских»
принципах о том, что, если производим полезное, то будет и вредное – например, дым, выбросы. Необходимо переосмысление металлургических
технологий. Увеличение человечеством круговорота железа в природе должно быть рациональным для пользы самого же человека. Многие
металлоконструкции, произведенные в СССР, уже спустя 50 лет непригодны к эксплуатации. Нужно ещё посмотреть, что будет через 15-20 лет
с металлическим ломом и с качеством стали, массово получаемой непрерывным литьем заготовок.
Автор: Кольба А.В.
Здесь представлены тезисы статьи:
Об эколого-технологических проблемах горно-металлургической промышленности и путях их решения.
Полная версия статьи опубликована в периодических изданиях "Национальная металлургия", "Рынок металлопроката".
Перейти к разделу "Экология"
|
