| |||||
МЕНЮ
| Основы металлургичесуого производстваОсновы металлургичесуого производстваМосковский государственный автомобильно-дорожный институт. Основы металлургического производства. Студент: Троицкий. А. П. Группа: 1КМ1. Москва 2001. 1. Материалы, применяемые для производства металлов и сплавов. Промышленной рудой называется горная порода, из которой при данном развитии техники целесообразно извлекать металлы и их соединения. Флюсы – материалы, загружаемые в плавильную печь для образования
легкоплавкого соединения с пустой породой или концентратом и золой топлива Топливом в плавильных печах является кокс, природный газ, доменный газ. Огнеупорные материалы применяют для изготовления внутреннего
облицовочного покрытия металлургических печей и ковшей для расплавленного
металла. Покрытие должно быть образованно из оксидов одного типа с флюсом 2. Назначение флюса. Пример. Флюсы в производстве металлов применяют для отделения от расплавленного
металла пустой породы или концентрата или золы топлива. 3. Назначение кокса. Получение. 4. Назначение огнеупоров. Допустимые сочетания огнеупоров с флюсами. Пример. Огнеупоры применяются для защиты поверхностей металлургических печей и ковшей, контактирующих с расплавленным металлом, от высоких температур, нагрузок, и химических воздействий металла и шлака. Огнеупоры бывают основными, кислыми и нейтральными. Допускается сочетание только однотипных флюсов и огнеупоров (т.е. кислые с кислыми, основные с основными), в противном случае произойдет разрушение огнеупорного покрытия. Так, например, применимо сочетание кислого флюса, содержащего кислотный
оксид SiO2, и кислого огнеупора, например кварцевого песка, содержащего 95% 5. Определение чугуна. 6. Исходные материалы, применяемые для получения чугуна. Железная руда содержит железо в различных соединениях: . В виде оксидов . Гидроксидов . Карбонатов и т.д., а также пустую породу, состоящую в основном из оксидов Si, Mg, Al, Ca и др. Топливом при производстве чугуна является кокс, обеспечивающий необходимую температуру для восстановления железа из оксидов. 7. Процесс агломерации. Процесс агломерации заключается в следующем: Шихту, состоящую из железной руды (40-50%), известняка (15-20%), возврата мелкого агломерата (20-30%), коксовой мелочи (4-6%), влаги (6-9%), спекают на агломерационных машинах при температуре 1300-15000С. При спекании из руды удаляются вредные примеси (сера и мышьяк), разлагаются карбонаты, и получается кусковой пористый офлюсованный материал – агломерат. 8. Сущность основного принципа работы доменной печи. Схема доменной печи с указанием температур. Сущность основного принципа работы доменной печи заключается в противотоке. Нерасплавленная шихта спускается вниз доменной печи, проходя через ряд химических реакций. Расплавленный металл поднимается вверх и тем самым поддерживает условия для протекания реакций на всей высоте доменной печи. Тем самым упрощается сам процесс, так как отпадает необходимость в искусственном создании условий, необходимых для протекания каждой реакции, каждый химический процесс находит свой горизонт. [pic] 9. Реакция горения углерода кокса. C + O2 > CO2 + Q1 CO2 + C > 2CO - Q2 10. Уравнение восстановления железа в доменной печи. . Чугун – основной продукт доменной печи Литейный чугун – применяется на машиностроительных предприятиях для производства фасонных отливок. Передельный чугун предназначен для переплавки в сталь в конвертерах или мартеновских печах. . Доменные ферросплавы – сплавы железа с кремнием, марганцем и другими элементами. Применяются для раскаления и легирования сталей. . Побочные продукты – шлак и доменный газ. Из шлака изготавливают цемент, шлаковату. Доменный газ применяют как топливо для подогрева воздуха, подаваемого в доменную печь. 12. Определение стали. Сталь – сплав Fe с C ([С] < 2.5%) Сущность процесса переплавки чугуна в сталь заключается в снижении
концентрации углерода и удаления вредных примесей, путем избирательного их
окисления и перехода в шлак или газ. Граница обеспечивается тем, что расплавленный металл и шлак имеют
разную плотность и нерастворимы друг в друге. Первый этап: Расплавление шихты и нагрев металла. Окисление железа. 2Fe + O2 > 2FeO + 527.36 кДж/моль; 17. Протекание основных химических реакций и физико-химических явлений на этапе расплава шихты и нагрева расплавленного металла. 2FeO + Si > SiO2 + Fe + 330 кДж/моль; 5FeO + 2P > P2O5 + 5Fe + 226 кДж/моль FeO + Mn = MnO + Fe + 123 кДж/моль. 2P + 5FeO + 4CaO 4CaO*P2O5 + 5Fe Сущность раскисления заключается в восстановлении оксида железа,
растворенного в жидком металле. Раскисление можно проводить двумя
способами: a) Осаждающим. Осуществляется введением в жидкую сталь растворимых раскислителей (ферромарганца, ферросилиция, алюминия). В результате раскисления восстанавливается железо, и образуются оксиды марганца, алюминия и кремния, обладающие меньшей плотностью, нежели сталь, удаляющиеся в шлак. Однако часть их может остаться в стали, что понижает её свойства. b) Диффузионным. Осуществляется раскислением шлака. Ферромарганец, ферросилиций, ферроалюминий мелкоизмельченными загружают на поверхность шлака. Раскислители, восстанавливая оксид железа, уменьшают его содержание в шлаке. В соответствии с законом распределения оксид железа, растворенный в стали, начнет переходить в шлак. Оксиды остаются в шлаке, а восстановленное железо переходит в сталь, что уменьшает содержание в ней неметаллических примесей и тем самым повышая её свойства. Спокойная сталь получается при полном раскислении в печи или ковше. FeO + C = Fe + CO. Легирование стали проводят для придания ей необходимых свойств. Если
легирование проводят элементами, у которых сродство с кислородом меньше чем
у железа (Ni, Co, Mo, Cu) , то их можно вводить в любой момент плавки. Спокойная сталь застывает без выделения газов. В верхней части образуется усадочная раковина, а в средней части - осевая рыхлость. Слитки кипящей стали усадка рассредоточена по полостям газовых пузырей. Слитки полуспокойной стали имеют в верхней части структуру кипящей стали, а в нижней – спокойной. Ликвация в верхней части слитков близка к ликвации спокойной стали, но слитки полуспокойной стали не имеют усадочной раковины. 23. Основные способы разливки стали. В изложницы сверху – металл наливается непосредственно из ковша кристаллизатор, из нижней части которого извлекают затвердевающий слиток. Обработка металла синтетическим шлаком. Синтетический шлак содержащий 55% CaO, 40% Al2O3 и немного SiO2, MgO и минимум FeO, выплавляют в электрической печи и заливают на дно ковша. Затем в ковш заливают сталь. При перемешивании стали и шлака поверхность их взаимодействия резко возрастает и реакции между ними протекают гораздо быстрее. Благодаря этому улучшается пластичность и прочность стали. Электрошлаковый переплав. Переплаву подвергают выплавленный в печи и прокатанный на круглые прутки металл. Капли расплавленного металла проходят через основной шлак, нагретый электрическим током. Ток подводится через расплавляемые электроды (прутки). Прохождение капель расплавляемого электрода через шлак способствует их активному взаимодействию. Под слоем шлака образуется ванна расплавленного металла, которая превращается в слиток под действием кристаллизатора. Металлическая ванна пополняется расплавленными каплями электрода. Постепенная и направленная кристаллизация способствует удалению из стали газов и неметаллических включений, слиток получается плотным, однородным, с хорошим качеством поверхности. В результате ЭШП содержание кислорода в металле уменьшается в 1,5 – 2 раза, снижается концентрация серы, в 2 – 3 раза уменьшается содержание неметаллических включений, они становятся меньше и равномерно распределяются по всему объему. ЭШП позволяет получать высококачественные и жаропрочные стали. Вакуумно – дуговой переплав. Применяется в целях удаления из металла газов и неметаллических включений. Процесс происходит в вакуумных дуговых печах с расходуемыми электродами. При подаче напряжения между расходуемым электродом – катодом и заготовкой – анодом возникает дуга. Сильное охлаждение слитка и разогрев дугой ванны расплавленного металла способствуют направленной кристаллизации слитка. В результате этого неметаллические примеси концентрируются в верхней части слитка, а усадочная раковина мала. Слитки, полученные ВДП отличаются высокими механическими свойствами и равномерностью химического состава.
|
ИНТЕРЕСНОЕ | |||
|