Х А Д Т

Є.Ф.Соболєв

М.Р.Захарян

Конспект лекцій

Технологія конструкційних матеріалів та матеріалознавство

для спеціальностей:

5.05050204 «Експлуатація та ремонт підйомно-транспортних, будівельних, дорожніх машин і обладнання»

5.07010602 «Обслуговування та ремонт автомобілів та двигунів»

 

 

 

 

 

  

2010

ЛЕКЦІЯ

 

Основи металургійного виробництва. Виробництво чавуну

Сучасне металургійне виробництво і його продукція

 

Сучасне металургійне виробництво являє собою комплекс різних виробництв, що базуються на родовищах руд і коксівних вугіль, енергетичних комплексах. Воно включає:

- шахти й кар'єри по видобутку руд і кам'яних вугіль;

- громозводи комбінати, де збагачують рудій, підготовляючи їх до плавки;

- коксохімічні заводі (підготовка вугіль, їхнє коксування й добування з їх корисних хімічних продуктів);

- енергетичні цехи для одержання стисненого повітря (для дуття доменних печей), кисню, очищення металургійних газів;

- доменні цехи для виплавки чавуну й феросплавів або цехи для виробництва залізорудних металізованих окатишів;

- заводі для виробництва феросплавів;

- сталеплавильні цехи (конвертерні, мартенівські, електросталеплавильні);

- прокатні цехи (злиток у сортовий прокат).

Основна продукція чорної металургії:

- чавуни: передільний, використовуваний для переділу на сталь, і ливарний, для виробництва фасонних виливків;

- залізорудні металізовані окатиші для виплавки сталі;

- феросплави (сплави заліза з підвищеним змістом марганцю, кремнію, ванадію, титана й т.д.) для легованих сталей;

- сталеві злитки для виробництва прокату,

- сталеві злитки для виготовлення великих кутих валів, дисків (ковальські злитки).

Основна продукція кольорової металургії:

- злитки кольорових металів для виробництва прокату;

- злитки для виготовлення виливків на машинобудівних заводах;

- лігатури - сплави кольорових металів з легуючими елементами для виробництва складних легованих сплавів;

- злитки чистих і особливо чистих металів для приладобудування й електротехніки.

 

Матеріали для виробництва металів і сплавів

 

Для виробництва чавуну, сталі й кольорових металів використовують руду, флюси, паливо, вогнетривкі матеріали.

Промислова руда – гірська порода, з якої доцільно витягати метали і їхні з'єднання (зміст металу в руді повинне бути не менш 30...60% для заліза, 3..5% для міді, 0,005...0,02 % для молібдену).

Руда складається з мінералів, що містять метав або його з'єднання, і порожньої породи. Називають руду по одному або декількох металах, що входити в їхній состав, наприклад: залізні, мідно-нікелеві.

Залежно від змісту елемента, що добувається, розрізняють руди багаті й бідні. Бідні рудій збагачують - видаляють частину порожньої породи.

Флюси – матеріали, що завантажуються в плавильну піч для утворення легкоплавкого з'єднання з порожньою породою рудій або концентратом і золою палива. Таке з'єднання називається шлаками.

Звичайно шлаки має меншу щільність, чим метав, тому він розташовується над металом і може бути вилучений у процесі плавки. Шлаки захищає метав від грубних газів і повітря. Шлаки називають кислимо, якщо в його составі переважають кислотні оксиди , і основним, якщо в його составі більше основних оксидів .

Уводять у вигляді агломерату й окатишів.

Паливо – у металургійних печах використовується кокс, природний газ, мазут, доменний (колошниковий) газ.

Кокс одержують сухою перегонкою при температурі 1000 ⁰С (без доступу повітря) кам'яного вугілля коксівних сортів. У коксі втримується 80...88 % вуглецю, 8...12 % золі, 2...5 % вологи. Шматки коксу повинні мати розміри 25...60 мм. Це міцне неспікливе паливо, служить не тільки пальним для нагрівання, але й хімічним реагентом для відновлення заліза з рудій.

Вогнетривкі матеріали застосовують для виготовлення внутрішнього лицювального кулі (футеровки) металургійних печей і ковшів для розплавленого металу.

Смороду здатні витримати навантаження при високих температурах, протистояти різким змінам температури, хімічному впливу шлаків і грубних газів.

По хімічних властивостях вогнетривкі матеріали розділяють на групи: кислі (кварцовий пісок, динасова цегла), основні (магнезитова цегла, магнезитохромитова цегла), нейтральні (шамотна цегла).

Взаємодія основних вогнетривких матеріалів і кислих шлаків, і навпаки, може привести до руйнування печі.

Вуглецева цегла й блоки містять до 92 % вуглецю у вигляді графіту, володіють підвищеної вогнестійкість. Застосовуються для кладки лещат доменних печей, електролізних ванн для одержання алюмінію, тиглів для плавки й розливання мідних сплавів.