Мартеновский способ производства стали. Сырьё для производства стали.
Мартеновский способ производства стали был предложен в 1864 г. Французом Полом Мартеном. Особенность: для плавки используется теплота горения топлива, природный газ, мазут. Производство непрерывное, продолжительность сливки составляет 8-16 часов, температура=1900 С,300-1000 плавок. Оборудование для плавки-мартеновская печь, имеющая форму ванны.
Принцип работы:1.загрузка шихты(твёрд., чугун, стальной лом и флюсы).2.Подача топлива и воздуха(О2).Горение топлива и выделение тепла.3.Плавление и окисление шихты:Fe+O2->FeOx
Si+O2->SiOx(шлак), Mn+O2->MnOx(шлак).4.Кипение стали-выделение пузырьков СО2 в результате окисления углерода чугуна: С(углерод чугуна)+О2->CO2+Q5.Выпуск шлаков.6.Восстановление методом металлотермии: FeOx+Mn(Si)->Fe+MnOx(SiOx)+Q.MnOx-шлак.7.Введение лигирующих добавок для получения стали нужной марки.8.Контроль плавки.9.Корректировка состава.10.Выпуск шлака.11.Выпуск стали.Сырьё для производства стали: Сталь-сплав железа с углеродом. Кроме углерода содержит Mn,Si,S,P в незначительных количествах. Используются шихтовые материалы: чугун(жидкий или твёрдый),стальной и чугунный лом, железная руда, флюсы.В качестве флюсов могут использоваться известняк, известь, боксит, окислителями служат железная руда, окалина, кислород и др. Чтобы из чугуна получить сталь необходимо уменьшить содержание углерода и свести содержание примесей(фосфор, кремний) к минимуму.
Кислородно-конвертерный (бессимеровский) способ производства стали.
|
|
Выплавка стали производится в конвертере, представляющий собой стальной сосуд грушевидной формы вместимостью 100-350 т. Перед началом процесса конвертер поворачивают в наклонное положение и заливают жидкий чугун(t=1250-1400 C).Затем конвертер ставят в вертикальное положение,загружают известняк,опускают водоохлаждаемую форму и через неё подают кислород .Происходят химические реакциии:окисление Fe,C,Si,Mn.Контроль плавки ведётся по спектру пламени, выходящего из горловины конвертера и берут пробы металла на экспресс-анализ. Если содержание углерода соответствует заданному, то продувку прекращаю, поднимают форму, и, повернув конвертер в горизонтальное положение, выпускают сталь через летку в ковш, а затем через горловину сливают шлак. В ковш вводят ферромарганец, который обеспечивает получение «кипящей» стали(много О2,СО,который интенсивно выделяется при кристаллизации слитка-поверхность металла как бы бурлит).Разливка происходит при температуре 1600-1650 С.
Цветные металлы.
Классификация:1.Лёгкие(алюминий, магний, титан, кальций и др.)Используются в транспорте,авиация.2.Тяжёлые(медь,никель,свинец,цинк,олово).Применение очень широкое.3.Редкие(молибден, вольфрам, ванадий, уран и др.)Применяют как добавки, как лигирующие элементы. Делят на радиоактивные(уран) и рассеянные(галий).не образуют собственных минералов.4.Благородные(золото, серебро, платина).Наибольшее значение имеют алюминий, медь, титан, магний, золото и сплавы на их основе. Достоинства цветных металлов: обладают уникальными свойствами(высокая электро- и теплопроводность, коррозионная стойкость, жаропрочность, малая плотность),которыми чёрные металлы не обладают, используются там, где нельзя применять чёрные металлы. Способны образовывать сплавы друг с другом и с чёрными металлами. Недостатки: Дорогостоящи, и там, где это возможно, их заменяют чёрными металлами.
|
|
Основные технологии получения металлов.
Наиболее часто применяемая технология-электролитическая. Электролиз может применятся и как основная технология и для очистки чернового металла. Так, например, чистоэлектролитическим способом получают алюминий, магний, натрий. Для получения таких металлов, как титан, хром, цинк, олово можно использовать двустадильную схему-1)термическая стадия
2)электролитическая очистка металла. Например для получения олова и свинца используют углетермию,а для получения титана- металлотермию (восстановитель-магний),для получения хрома-алюмотермию.
|
|
25Произв-во алюминия и меди.
Произ-во алюминия
Сырьем явл.:рудосодержащие оксид алюминия Al2O3(глинозем):бакситы(до 60% Al2O3), нефенилы(до 30%),алуниты и каолины(до 20%)
2 этапа получения алюминия:
1 этап:обогощение из руды отделяют породы и получают практически чистый(Al2O3)отделение производится щелочным, кислотным или термическим способом.
При щелочном способе:руду измельчают и обрабатывают в NAOH.Компоненты руды расслаиваются .
Из выделеного глинозема получим алюминий.
В качестве электролита используют криолит.NA3AlF6.Расстворяется в криолите.Расстворение происходит при t=1000*.Через полученный рассплав пропускают эл.ток,Al2O3 расспадается на катоде-Al2,а алоде -O2.
Произ-во меди
Сырьем для получения меди явл. сульфидные и оксидные руды.Медные руды содержат относительно небольшое кол-во меди до 3%,более 3%-багатаяруда.Поэтому процесс получения меди включ. в себя много этапов обагощения:
Этапы:
1.Медная руда (3% Cu)подвергнутая термической обработке в печи шахтного типа,на выходе-огарок(35% Cu)
2.Плавление в печи мартэновскоготипа;на выходе-штэйн(50% Cu)
3.Термическая обработка конвертного типа,на выходе-черновая медь(Cu-97%)
|
|
4.Электролиз-на выходе чистая медь (99,9%)
26.Виды заготовительного произ-ва.Получение изделий из металлов
К основным произ-вам относят:
1.литье;
2.обработка металлов давлением;
3.Спекание металлических парашков(парашковая металлургия);
4.резка.
27.Литье
Литейное произ-во -это произ-во изделий (отливок) путем заливки расплавленного металла в полную форму,воспроизводящую форму изделия. Чаще всего литье применяется для получения заготовок из малопластичных металлов(чугун,бронза,силумин).
Литьем получают очень сложные корпусные изделия,детали больших размеров.При литье:
1.Операции,являющиеся изготовителем формы.Модель представляет собой разъемную форму детали .
2.операция приготовленной разливочной смеси(песок+ жидкое стекло);
3.формовка (смесь засыпается в формовочный ящик,в него помещается модель и все это трамбуется (уплотняется),после уплотнения модель убирается.В формовочной смеси остается только ее отпечаток.Эту операцию проводят для 2х половинных моделей.
Формовочные ящики сотпечатками верхней и нижней части модели собирается.
Достоинства литья:
1.простота;
2.низкая стоимость;
3.возможености получения деталей больших размеров и сложной формы.
Недостатки:
1.отностительно невысокое качество (по сравнению с ковкой,ОМД)
28.ОМД-получение заготовок и изделий путем реформирования металла в холодном или горячем состоянии.Давлением обрабатываются только пластичные металлы и сплавы(чугун не куют ).Сталь,медь,золото,Al-ные сплавы хорошо поддаются ОМД.
Достоинства:
1.Высокие механические свойства (гораздо лучше.чем у литья);
Недостатки:
1.высокая стоимость;
2.ограниченность применения по размеру(больше литья)
ОМД один из самых распостраненных металлов обработки.
В автомобили около 80% деталей получают штамповкой.
Виды ОМД:
отличаются по:
1.температура-холодная,горячая.
2. по кинематике и механике процесса.
а) прокатка;б)волочение -выдавливание (протаскивание металла через отверстия в инструменте,называемойволокой.
в)ковка-деформирование металла ударами молота или пресса
г)штамповка-предание формы металлу с помощью штампа и уансонса.
Характеристики основных видов ОМД:
Прокатка.Оборудование-прокатный станок.Изделие -прокат(листовой,трубный, проволочный, сортовой простой-сечение,круг,квадрат,сортавой фасонный-рельс,швеллер,тавр.
Волочение.Оборудование-волочильный станок.Инструмент-волока.Изделие-проволка, прутки.Основное применение-строительство.Электротехника промышленность.
Ковка.Оборудование-кузнечный молот,пресса.Изделие-поковка.Применение-детали крупных размеров,единичного и мелкосерийного производства.
Штамповка.(объемная,листовая)Инструмент-пресс,штамп.Изделие-штамповка,паковка,Применение -детали серийного и массового производства.Мах.вес 300-350.
29.Спекание металлических порошков. Этапы производства заготовок методом спекания:1-полученик металлического порошка;2-приготовление смеси(перемешивание всех компонентов в необходимых пропорциях до однородности);3-формование(прессование).На этом этапе изделие принимает требующую форму.4-спекание-изделие помещают в печь и нагревают .В зав-ти от темп-ры нагрева различают:1:спекание в твёрдой фазе-темп-ра ниже темп-ры плавления;2:спеканик в жидкой фазе темп-ра>темп-ры плавления. «+» спеченных материалов:а)экономное использование Ме, в большинстве случаев не треб. доп. обработки;б)возможность получения изделий из смеси порошков Ме,которые не сплпвляются в обычных условиях,имеют очень высокую температуру плавления.Например, получение изделия из вальфрама(темп. плавления=3400),ванадия,хрома,циркония;в)возможность получения твёрдых сплавов.Твёрдый сплав-материал,состоящий из тугоплавкого,прочного наполнителя и металлической связки.(примеры тв.сплавов :ВК6,ВК8,Т10К15) «+» твёрдость, износостойкость; «-»хрупкость.Применениетв. сплавов:режущиеинструменты.г)возможность получ. Композиционных материалов,кот. др. методом получить нельзя.Например,W+свинец(Pb),W+Cu(медь)-сильно отличаются температурами плавления,композиц. Ме+пластик(порошок полителена и бронзы);пористые мат-лы(до 60 %); «-»спеченных мат-в –дорогой.
30.Механическая обработка-обработка Ме резаньем со снятием стружки. Цель МО(механич.обработки)-получение деталей необходимой формы,рахмером,чистоты поверхности(шероховатости);оборкдование-металлорежущие станки.Получение тел вращения:Виды механической обработки:1)точение(используется для обработки цилиндрических деталей;инструмент-резец;рабочие движения-вращение детали,перемещениерезца,оборудование-токарный станок);2)сверление-используется для получения и обработки отверстий;инструмент-сверло,зенкер,развёртка;рабочее движение-вращение и поступательное движение инструмента.3)Шлифование-используется для получения точных размеров и уменьшения шероховатости поверхности;инструмент-шлифовальныйкруг;рабочие движения-вращение инструмента и его поступательные движения;оборудование-шлифовальныйстанок.Шлифование-окончательный вид обработки.Бывает:круглое,плоское,внутреннее,фасонное шлифование;4)Фрезирование-используется для обработки поверхностей любой формы,инструмент-фреза;раб.движ.-вращение и поступательное движение инструмента;оборудование-фрезерныйстанок.Существует:торцевое,концевое,фасонноефрезирование.Станкимаркеруются группой цифр и букв(1-я цифра маркировки означает:1_токарный;2_сверлильный;3_шлифовальный;4_электрообработка;5_зубо- и резьбообрабатывающие;6_фрезерные.)
31. Термическая обработка(ТО)-обработка Ме,включающая процессы:1-нагрев;2-выдержка при опред.температуре;3-охлаждение.Целью любой термической обработки явл.изменение структуры и свойств материала.В зависимости от температуры нагрева,временивыдержки,скоростиохлаждения;различают4 осн.вида ТО: 1-отжиг 1-го рода;2-отжиг 2-го рода;3-закалка;4-отпуск(старение).Закалка-нагрев и очень быстрое охлаждение.Нагрев производится до температуры выше температуры кристаллизации(фазовых превращений).Резкое охлаждение достигается погружением детали в специальную охлаждающую жидкость,в результате закалки резко увеличивается твёрдость и упругость Ме.
32.Химико-термическая обработка.Цель ХТО-изменение хим.состава и структуры поверхности;оборудование-печь,в которой поддерживается среда заданного состава(азот,алюминий,уголь).При повышении температуры резко происходит диффузия(проникновение)атомов среды в глубь детали и тонкий слой.Осн.виды ХТО:1-цементация-насыщение поверхности углеродом;Цель-повышениетвёрдости;среда-источник углерода-кокс,метан.;2-озотизирование-насыщение поверхности азотом.Цель-повышение твёрдости;среда-источник азота-амиак.3-цианирование-насыщение поверхности углеродом и азотом.Цель-повышение твёрдости и коррозионной стойкости,среда-источник NaCN.
33.Стекло-твёрдый,аморфный материал,
полученный в результате переохлаждения,
расплава стеклооб. компонентов.По способ-
ности образовывать стёклаего компоненты
делятся на:1)стеклообр., активные(SiO2,Br2O3,
P2O5,As2S3). Эти вещ-ва при остывании способны
образовывать цыпочечный каркас.2)стеклообр.,
пассивные(Al2O3,TiO2). Эти вещ-васамостоят.
не образуют каркас, но могут защищать в нём др.
отсеки.3)стеклонеобраз.(Na2O,K2O,CaO).Структура
стекла образуется только при высокой скорости
охлаждения расплава, когда не успевают появится
зародыши криссталов.
34.Достоинства стекла:1)самое
главное достоинство стекла- прозрачность.Оконное
стекло-80% пропускания,Оптическое стекло-99,9%.
2)химическая стойкость3)водо-,газо-,шумо- изолирую-
щие пр-ва.4)высокаямехан. Прочность 5)способность к
механ. Обработке. Недостатки:1) хрупкость2)неустойчи-
вость к большим перепадам температуры.Клас-ция стёкол:
1)кислородосодер.-селикатные(SiO2-50-60%),фосфатные
(P2O5)2)безкислород.(As2S3,BeF2)3)органические-наз.
оптически прозрачных полимеров.По назначению стёкла:
1)строительные2)сортовые(бытовая посуда)3)тарные.
По агрегатному состоянию:1)твёрдые2)жидкие.
35.
Сырьё для про-вастекла:Стекло- многокомпонентная сис-
тема.Компоненты подбираются в зависимости от назначе-
ния и требуемых свойств.SiO2- стеклообр.,основа всех
силикатных стёкол.CaO- обеспечивает высокую мех.
прочность,входит в состав боль-ва стёкол(до 40%).
MgO-обеспечивает высокую прочность,в стекло добавля-
ется в виде доломита.Na2O-понижает температуру варки.
вводим соду Na2-CO2(OH)2. PbO-улучшает оптические
хар-ки.Al2O3-придаёт высокую жарастойкость,в стёклах
до 20%.BaSO4-обеспечивает защиту от радиоактивного
излучения. Технология получения стекла:Оборудование:
печь,ванна(бассейн),темп. 1500град.Процесс стекловарения:
силикатное обра-ние,стеклообраз.,осветление,гомогенизация,
студка до 700-1000 град.Фармовка:лодочнаявытежка(в распла-
вленное стекло опускают лодочку,стекловдавлив. В щель,
захватывается спец. Устройствам.недостаток-волнистость стекла.
прессование(гран. Стаканы,посуда)Оборудование:пресс.
отжиг(нагрев 400-600 град.)Доп. Обработка:гранение,окраска.
Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 361; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!