Исходным сырьём для производства абсолютного большинства металлов являются минеральные образования, добываемые из земной коры, - руды. В результате проведения научных исследований в лабораториях и на производстве разрабатывают технологическую схему металлургического передела руды, т. е. последовательность и оптимальные условия операций (физических и химических процессов), при которых достигаются наиболее высокие технико-экономические показатели процесса по себестоимости и по качеству получаемого продукта – металла.
В практике применяются сотни разнообразных технологических схем получения металлов. Однако принципиальная сущность всех этих схем одна и та же – отделение данного металла от пустой породы и сопутствующих элементов.
Современное металлургическое производство представляет собой сложный комплекс различных производств, базирующийся на месторождениях руд, коксующихся углей, энергетических мощностях. Оно включает следующие комбинаты, заводы, цехи (рис. 4.1):
1) шахты и карьеры по добыче руд и каменных углей;
2) горно-обогатительные комбинаты, где подготовляют руды к плавке, т. е. обогащают их;
3) коксохимические заводы или цехи, где осуществляют подготовку углей, их коксование и извлечение из них полезных химических продуктов;
4) энергетические цехи для получения сжатого воздуха (для дутья доменных печей), кислорода, а также очистки газов металлургических производств;
5) доменные цехи для выплавки чугуна и ферросплавов;
6) заводы для производства ферросплавов;
7) сталеплавильные цехи (конвертерные, мартеновские, электросталеплавильные) для производства стали;
8) прокатные цехи, в которых слитки стали перерабатывают в сортовой прокат - балки, рельсы, прутки, проволоку, а также лист и т. д.
Для удобства анализа металлургического производства весь комплекс операций, входящих в технологические схемы, целесообразно разделить на четыре стадии, на каждой из которых решается определенная задача: