Конспект лекцій
"Технологія обробки конструкційних матеріалів"
ЛЕКЦІЯ 1
Основи металургійного виробництва. Виробництво чавуну
Основи металургійного виробництва
Сучасне металургійне виробництво і його продукція
Сучасне металургійне виробництво являє собою комплекс різних виробництв, що базуються на родовищах руд і коксівного вугілля, енергетичних комплексах. Воно включає:
шахти і кар'єри з видобутку руд і кам'яних вугілля;
гірничо-збагачувальні комбінати, де збагачують руди, готуючи їх до плавки;
коксохімічні заводи (підготовка вугілля, їх коксування і витяг з них корисних хімічних продуктів);
енергетичні цехи для одержання стисненого повітря (для дуття доменних печей), кисню, очищення металургійних газів;
доменні цехи для виплавки чавуну і феросплавів або цехи для виробництва залізорудних металлізованних окатишів;
заводи для виробництва феросплавів;
сталеплавильні цехи (конвертерні, мартенівські, електросталеплавильні);
прокатні цехи (злиток у сортовий прокат).
Основна продукція чорної металургії:
чавуни: переробний, використовуваний для переділу на сталь, і ливарний, для виробництва фасонних виливків;
залізорудні металізованої окатиші для виплавки сталі;
феросплави (сплави заліза з підвищеним вмістом марганцю, кремнію, ванадію, титану тощо) для легованих сталей;
сталеві зливки для виробництва прокату,
сталеві зливки для виготовлення великих кованих валів, дисків (ковальські злитки).
Основна продукція кольорової металургії:
зливки кольорових металів для виробництва прокату;
зливки для виготовлення виливків на машинобудівних заводах;
лігатури - сплави кольорових металів з легуючими елементами для виробництва складних легованих сплавів;
зливки чистих і особливо чистих металів для приладобудування та електротехніки.
Матеріали для виробництва металів і сплавів
Для виробництва чавуну, сталі та кольорових металів використовують руду, флюси, паливо, вогнетривкі матеріали.
Промислова руда - гірська порода, з якої доцільно витягати метали та їх сполуки (вміст металу в руді повинно бути не менше 30 ... 60% для заліза,
3. .5% Для міді, 0,005 ... 0,02% для молібдену).
Руда складається з мінералів, містять метал або його сполуки, і порожньої породи. Називають руду по одному або декільком металам, що входять до їх складу, наприклад: залізні, мідно-нікелеві.
Залежно від змісту добувається елемента розрізняють руди багаті і бідні. Бідні руди збагачують - видаляють частину порожньої породи.
Флюси - матеріали, що завантажуються в плавильну піч для утворення легкоплавкого з'єднання з порожньою породою руди або концентратом і золою палива. Таке з'єднання називається шлаком. p> Зазвичай шлак має меншу щільність, ніж метал, тому він розташовується над металом і може бути видалено в процесі плавки. Шлаки захищає метал від пічних газів і повітря. Шлаки називають кислим, якщо в його складі переважають кислотні оксиди (), і основним, якщо в його складі більше основних оксидів ()
Вводять у вигляді агломерату та окатишів.
Паливо - в металургійних печах використовується кокс, природний газ, мазут, доменний (колошниковим) газ.
Кокс отримують сухий перегонкою при температурі 1000 0 С (без доступу повітря) кам'яного вугілля коксівного сортів. У коксі міститься 80 ... 88% вуглецю, 8 ... 12% золи, 2 ... 5% вологи. Шматки коксу повинні мати розміри 25 ... 60 мм. Це міцне неспекающегося паливо, служить не тільки пальним для нагріву, а й хімічним реагентом для відновлення заліза з руди.
Вогнетривкі матеріали застосовують для виготовлення внутрішнього облицювального шару (футерування) металургійних печей та ковшів для розплавленого металу.
Вони здатні витримати навантаження при високих температурах, протистояти різких змін температури, хімічному впливу шлаку і пічних газів.
За хімічними властивостями вогнетривкі матеріали поділяють на групи: кислі (кварцовий пісок, динасовий цегла), основні (магнезитовий цегла, магнезітохромітового цегла), нейтральні (шамотна цегла).
Взаємодія основних вогнетривких матеріалів і кислих шлаків, і навпаки, може призвести до руйнування печі.
Вуглецевий цеглу та блоки містять до 92% вуглецю у вигляді графіту, мають підвищену вогнетривкістю. Застосовуються для кладки поду доменних печей, електролізних ванн для отримання алюмінію, тиглів для плавки й розливання мідних сплавів.
Виробництво чавуну.
Чавун - сплав заліза і вуглецю з супутніми елементами (вміст вуглецю більше 2,14%).
Для виплавки чавуну в доменних печах використовують залізні руди, паливо, флюси.
До залізним руд відносяться:
магнітний залізн...
