Т ем а 2.3. Металургійна промисловість
План
1. Металургійна промисловість як галузь народного господарства, її
роль та значення.
2. Продукція металургії. Метали і сплави, їхні властивості та способи
отримання.
3. Металургійний комплекс, його склад, стан, розміщення.
4. Сировинна база металургії України.
5. Напрямки та перспективи розвитку металургійного комплексу
України.
6. Загальні особливості чорної металургії та сутність процесів
відновлення і навуглецьовування заліза.
7. Сутність технології доменного виробництва чавунів.
8. Сутність технологій виробництва сталей.
9. Основи технологій виробництва і використання кольорових металів
(алюмінію, міді, титану, цинку ) та їх сплавів.
10. Сутність і значення порошкової металургії. Способи отримання
металевих порошків і виробів із металевих порошків.
Методичні поради
Мета самостійної роботи – засвоєння студентами основополагаючих знань про важливіші конструкційні матеріали сучасності - метали та сплави на їх основі, їх властивості, особливості отримання та використання.
Необхідно усвідомити важливість використання металів і сплавів в сучасних технологіях та їх вплив на економічний і технічний розвиток всіх галузей економіки держави та науково-технічний прогрес. Скласти конспект.
Металургією називають галузі науки і промисловості, які охоплюють процеси отримання металів та сплавів, зміни їх хімічного складу, структури і властивостей, надання їм певної форми.
|
|
|
До її складу входять виробництва чорної, кольорової та порошкової металургії. Галузь споживає велику кількість сировини, матеріалів, енергії і в сучасному стані є найбільшим забруднювачем навколишнього середовища.
Україна належить до країн Європи і світу з найбільш розвиненою металургією. За показниками виробництва металів і сплавів вона поступається в Європі тільки Німеччині. На металургію припадає близько 25 % вартості продукції основних галузей промисловості країни та близько 50 % всіх валютних надходжень від експорту. Продукцією металургії є: збагачена рудна і нерудна сировина; продукти коксохімічного (кокс) і вогнетривкого виробництва; чорні метали та сплави на їх основі; кольорові метали та сплави на їх основі; прокат чорних та кольорових металів; деякі види металевих виробів (металоконструкції та інш.).
Характеристика виробництва підприємств чорної металургії України.
1. Висока виробнича і територіальна концентрація підприємств.
2. Матеріаломісткість галузі.
3. Велика частка сталі виплавляється в Україні застарілим способом – в мартенівських печах, тоді як розвинуті країни віддали перевагу технології більш ефективного конвертерного виробництва сталі, яке забезпечує вищу її якість.
|
|
|
4. Наявність заводів з повним і неповним металургійним циклом. Повний металургійний цикл включає виробництво чавуну, сталі і прокату. Заводи неповного циклу мають, як правило, один або два з трьох технологічних циклів.
5. Розміщення. Сучасний металургійний комплекс України майже повністю зосереджений у Донецькій, Луганській, Дніпропетровській, Запорізькій областях, де сформувався один з найбільших металургійних районів світу. Виділяються три металургійних підрайони: Придніпровський, Донецький і Приазовський.
Характеристика виробництва підприємств кольорової металургії
1.До кольорової металургіїналежать видобуток і збагачення руд кольорових металів, виплавка з них металів і сплавів, виробництво кольорового металопрокату. В Україні виплавляють важкі (мідь, свинець, цинк, олово, нікель) та легкі (алюміній, магній, титан) кольорові метали та їх сплави. Крім них, галузь переробляє рідкісні (вольфрам, молібден, ртуть), благородні (золото, срібло, платина) метали.
2. Використання продукції обумовлене розвитком інших галузей машинобудування, особливо таких його галузей, як електронна, електротехнічна, радіотелевізійна, приладобудівна та інші види промисловості.
|
|
|
3. Кольорова металургія України розвинена менше, ніж чорна, що зумовлено обмеженістю покладів руд та енергоємністю виробництва.
4. Розміщення підприємств кольорової металургії зумовлене переважно двома основними факторами – сировинним і енергетичним. У розміщенні підприємств кольорової металургії в Україні виділяються два основних райони: Донецький і Придніпровський.
Основною сировиною для металургійного комплексу є руди чорних і кольорових металів, паливо-енергетичні матеріали, а також нерудні мінерали та матеріали, що використовуються у металургійному виробництві.
Чавунами та сталями називають сплави заліза з вуглецем, які містять у своєму складі легуючі елементи і домішки (Si, Mn, S і P та ін.)
Чавуни містять більше вуглецю (2,14—6,67 %) і домішок, більш крихкі, погано зварюються, але мають добрі ливарні властивості і дешевші за сталі. Їх отримують із залізних руд з використанням відходів промисловості (металобрухту, браку виготовлення виробів із чорних металів тощо).
Отримання чавунів та сталей грунтується на двох процесах, що проходять в потоці повітря або кисню розжареної металургійної печі:
|
|
|
- відновлення (зниження ступеню окислення) оксидів заліза до чистого заліза із сполук, в яких вони міститься (руди, чавун, шихта).
- навуглецьовування (насичення вуглецем) отриманого відновленням чистого заліза (Fe) присутнимі в печах вуглецевими сполуками.
Чавуни виплавляють у доменних печах. Сировиною для отримання чавуну є залізні руди, металодобавки (чавунний брухт, брак чавунного лиття), паливо та флюси. Для підвищення ефективності доменного процесу, зменшення витрат палива і забезпечення якості чавуну, потрібно, щоб руда містила не менше 55 % заліза, мінімум породи і шкідливих домішок (S та P), а також мала певні розміри. Цих вимог досягають за допомогою виконання технологічних операцій по підготовці шихтових компонентів до плавки. Шихтою називають суміш сировинних компонентів (рудних концентратів, флюсу, коксу та інших) в певній пропорції, що використовують у металургійних печах і забезпечують якісну плавку.
Як паливо використовують кокс, природний газ, доменний газ, а останнім часом – подрібнене вугілля.
Як флюси в доменному процесі використовують карбонатні мінерали вапняк або доломіт, які сприяють виведенню кремнезему (SiO2) – найбільш поширеного в залізних рудах, а також шлаків — сплавлених рештків породи, золи, палива та інших шкідливих домішок.
Продуктами доменного виробництва є чавуни, шлак, доменний газ і доменний пил.
Чавуни.Залежно від призначення їх поділяють на переробні, ливарні, спеціальні і леговані.
Шлак — розплавлена суміш породи, попелу, рудних домішок, флюсів та ін. Його застосовують для виробництва будівельних матеріалів, мінеральних добрив і т. д.
Доменний газ містить значну кількість горючих газів (СО, Н2), має теплотворну здатність до 950 кал/м3. Після очищення від колошникового пилу використовується в домнах для нагріву дуттьового повітря, а також як паливо.
Сталь – найпоширеніший конструкційний матеріал сучасності. Сталлю називають залізо-вуглецевий сплав, який містить до 2,14 % карбону, а також силіцій (Sі), манган (Mn), сульфур (S) та фосфор (Р). Сталі такого складу називають вуглецевими. Для надання сталям особливих якісних властивостей під час виплавлення або розливання до них додають легуючі елементи — хром (Сг), нікель (Nі), молібден (Мо), ванадій (V), титан (Ті), вольфрам (W) тощо, такі сталі називають легованими.
В сучасній промисловості використовують три основних способи виробництва сталі: киснево-конвертерний, мартенівський і електрометалургійний.
Очищення сталі від домішок, які покращують її якісні властивості, називають рафінуванням.
Готову сталь із сталеварних агрегатів (печей, конвертерів) зливають у розливні ковші, які транспортують до місця розливки. Розливання сталі виконують двома способами: у виливниці; в установки безперервного розливання.
Сталі є основною продукцією сталеплавильного металургійного виробництва і основним конструкційним матеріалом машинобудування та інших галузей народного господарства.
Сталі класифікують за такими ознаками: за способом виробництва, за хімічним складом, за якістю, за призначенням, за характером ведення процесу розкислення тощо.
За хімічним складом та за якістю сталі поділяються на вуглецеві і леговані.
Порошкова металургія – галузь техніки, яка включає виготовлення порошків з металів та їх сплавів і методи отримання з них заготовок і виробів без розплавлення основного металу.
Методами порошкової металургії можна створювати матеріали з різних компонентів, які суттєво відрізняються за своїми властивостями, а також нові конструкційні матеріали (металокераміку та ін.) з різноманітним комплексом фізико-механічних властивостей, а на їх основі – нові вироби.
В Україні методи порошкової металургії знайшли використання в таких технологіях:
- металообробці взамін технологій обробки різанням з досягненням значного зниження (у 3 – 5 разів) показників витрат металів, працевитрат, собівартості виробів і підвищення у 1,5 – 2 рази продуктивноті праці;
- одержання матеріалів на основі залізного порошку взамін лиття кольорових деталей (виробів);
- інструментальних високостійких, високоміцних матеріалів;
- одержання фікційних матеріалів для гальмових систем авіаційного, автомобільного,
залізничного транспорту, машин і механізмів різного призначення,
- антифрикційних матеріалів для підшипників різного призначення,
- високопористих матеріалів для фільтраційної очистки рідин;
- жаромвцних, жаростійких і стійких до агресивних середовищ матеріалів,
- магнітних матеріалів.
Застосування технологій порошкової металургії є важливим напрямком розвитку промислового виробництва, вдосконалення і розроблення нових маловідходних, матеріало- та ресурсозберігаючих виробничих процесів, що сприятиме підвищенню ефективності народного господарства.
Методи виготовлення металевих порошків залежно від їх властивостей і вартості отримання умовно поділяють на:
- механічні (подрібнення і помел, розпилення, гранулювання);
- фізико-хімічні (відновлення, електроліз, термічна диссоціація);
- комбінований (електроліз- розпилення, грануляція- розпилення та ін.).
Основними способами отримання виробів з металевих порошків є:
- формування – процес отримання заготівки (виробу) заданої форми і
розмірів в результаті ущільнення порошку методами пресування,
прокатування і шлікерного лиття;
- спікання;
- обробка.
Контрольні запитання
1. Визначення металургії та її місце в економіці України та світу.
2. Види продукції металургії.
3. Метали та сплави. Визначення, види, властивості і використання.
4. Способи отримання металів та сплавів.
5. Сучасний склад і стан металургійного комплексу України.
6. Розміщення і сировинне забезпечення металургійного комплексу України.
7. Напрями та перспективи розвитку металургійного комплексу України.
8. Основні поняття і особливості чорної металургії. Послідовність отримання
9. залізовуглецевих сплавів із рудних оксидів заліза.
10. Доменне виробництво чавунів, його продукти та їх властивості і використання
11. 10.Принципова сутність сучасних технологій виплавлення сталей. Класифікація, властивості і застосування сталей.
12. 11.Особливості властивостей, виробництва і застосування кольорових металів та їх сплавів.
13. Загальна характеристика, способи отримання, технологічні властивості та застосування технічного алюмінію і його сплавів.
14. 13. Загальна характеристика, способи отримання, технологічні властивості та
15. застосування технічної міді і її сплавів.
16. Загальна характеристика, способи отримання, технологічні властивості та
17. застосування технічного титану і його сплавів.
18. Загальна характеристика, способи отримання і застосування цинку.
19. Сутність, значення і застосування порошкової металургії.
20. Методи отримання металевих порошків і способи отримання виробів із них.
21. Дайте загальну характеристику металургійної галузі.
22. Основи технологій чорної металургії.
23. Виробництво чавуну: загальна характеристика і основні процеси.
24. Виробництво сталі. Технологічні процеси отримання сталі. Ефективність технологічних процесів отримання сталі.
25. Вкажіть переваги продукції порошкової металургії.
26. Назвіть і поясніть методи отримання порошків.
27. Які є способи формування виробів із металевих порошків?
Література: основна [2-5];
додаткова [ 2,4,11,13-16 ].
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 162; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!