7. Материалы, применяемые в машиностроении

Для изготовления деталей в машиностроении применяют различные материалы: сталь, чугун, сплавы цветных металлов, пластмассы, резину.

8. Методы получения стали, чугуна, алюминия, меди, магния, титана

Методы получения стали высокого качества: двойной (в том числе вакуумный) переплав; электрошлаковый переплав; электронно-лучевой переплав, плазменно-дуговой переплав; обработка стали в ковше синтетическим шлаком; направленная кристаллизация с зонной очисткой, получение монокристаллов с заданными свойствами;

среди других методов получения чугуна повышенного качества, не связанных с непосредственным вводом модификаторов или легированием, используются получение чугуна с перлитной матрицей за счет ввода в шихту стали, перегрев и выдержка жидкого чугуна перед заливкой, литье в металлические формы;

современный метод получения был разработан независимо американцем Чарльзом Холлом и французом Полем Эру в 1886 году. Он заключается в растворении оксида алюминия Al2O3 в расплаве криолита Na3AlF6 с последующим электролизом с использованием расходуемых коксовых или графитовых электродов. Такой метод получения требует больших затрат электроэнергии, и поэтому оказался востребован только в XX веке.

9. Основы металлургического производства

1.Материалы, применяемые для производства металлов и сплавов. Для производства металлов и сплавов используют руду, флюсы, топливо и огнеупорные материалы. 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 (шлака). Топливом в плавильных печах является кокс, природный газ, доменный газ. 2. Назначение флюса. Флюсы в производстве металлов применяют для отделения от расплавленного металла пустой породы или концентрата или золы топлива. Так при изготовлении чугуна применяется CaCO3 или известняк, содержащий CaCO3 и MgCO3, так как в шлаке нужно должно содержаться некоторое количество основных оксидов (CaO, MgO). 3. 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).

10. Материалы для производства металлов и сплавов.

Для производства чугуна, стали и цветных металлов используют руду, флюсы, топливо, огнеупорные материалы.

Промышленная руда –  горная порода, из которой целесообразно извлекать металлы и их соединения (содержание металла в руде должно быть не менее 30…60 % для железа, 3...5% для меди, 0,005…0,02 % для молибдена). Руда состоит из минералов, содержащих металл или его соединения, и пустой породы, в состав которой входят различные примеси. Называют руду  по одному  или нескольким металлам, входящим в их состав, например: железные, медно-никелевые. В зависимости от содержания добываемого элемента различают руды богатые и бедные. Бедные руды обогащают – удаляют часть пустой породы.

Флюсы – материалы, загружаемые в плавильную печь для образования легкоплавкого соединения с пустой породой руды или концентрата и золой топлива. Такое соединение называется шлаком.

Обычно шлак имеет меньшую плотность, чем металл, поэтому он располагается над металлом и может быть удален в процессе плавки. Шлак защищает металл от печных газов и воздуха. Шлак называют кислым, если в его составе преобладают кислотные оксиды (SiO2, P2O5),  и основным, если в его составе больше основных оксидов (CaO, MgO, FeO).

Флюсы вводят в виде агломерата и окатышей.

В качестве топлива в металлургических печах используется кокс, природный газ, мазут, доменный (колошниковый) газ.