1.Курс «Технология конструкционных материалов», его содержание и значение в подготовке инженерных кадров.

Материаловедение – наука, изучающая связь между химическим составом, структурой и свойствами материалов и закономерности изменения этих свойств под влиянием внешних воздействий, реализуемых в процессе производства, упрочняющей обработки и эксплуатации изделий из этих материалов.

2.Материалы используемые при производстве чугуна

Чугуном называется сплав железа с углеродом, который содержит более 2 % углерода.

Около 80 % всего количества выплавляемого чугуна составляет передельный чугун, являющийся исходным продуктом для производства стали. Для производства литых деталей на машиностроительных заводах используют литейный чугун (15—20 % от количества производимого чугуна), а в качестве легирующих добавок и раскислителей при выплавке стали — ферросплавы: ферромарганец и ферросилиций (1—2 % от общей выплавки чугуна).

Для производства чугуна используют руды следующих основных типов:

— магнитный железняк (магнезит) содержит 45— 70 % железа в виде оксида Fe3O4 и обладает магнитными свойствами. Руда имеет черный цвет, высокую плотность и трудно восстанавливается;

— красный железняк (гематит) содержит 50—60 % железа в виде безводного оксида Fe2O3. В нем мало вредных примесей серы и фосфора; по сравнению с магнитным железняком легче восстанавливается. Благодаря этому красные железняки относятся к лучшим железным рудам;

— бурый железняк (лимонит) содержит около 30 % железа в виде водного оксида Fe2O3 • ЗН2О. Загрязнен серой и фосфором. Благодаря хорошей восстановимое™ использование небогатых руд бурого железняка экономически целесообразно;

— шпатовый железняк (сидерит) содержит 30—40 % железа в виде карбоната FeCO3. Руда характеризуется хорошей восстановимостью и низким содержанием серы и фосфора.

3.Устройство доменной печи

Доменная печь — домна (рис. 13) является шахтной печью непрерывного действия. Она имеет форму двух усеченных конусов, сложенных широкими основаниями, между которыми находится цилиндрическая часть, называемая распаром

Рис. 1. Схема доменной печи:

1 — летка для выпуска жидкого чугуна,

2 — расплавленный шлак,

3 — загрузочное устройство,

4 — газоотводная труба,

5 — капли расплавленного чугуна,

6 — капли шлакового расплава,

7 — фурмы для подачи воздуха,

8 — летка для выпуска расплавленного шлака

9— жидкий чугун

4.Физико-химические процессы, протекающие в доменной печи

Шихтовые материалы в доменной печи постепенно передвигаются вниз и, встречаясь с газовым потоком при различных температурах, претерпевают соответствующие изменения в составе и свойствах.

При движении материалов в направлении от колошника к горну происходят следующие процессы:

сушка материала;

разложение плавильных материалов;

восстановление железа и других элементов из окислов;

науглероживание восстановленного железа и образование чугуна;

образование шлаков;

горение углерода у фурм.

Вдуваемый в доменную печь через фурменные отверстия горячий воздух встречается с раскаленным коксом и происходит горение кокса по реакции

При этом выделяется большое количество тепла и температура у фурм повышается до 1700—1800°.

У глекислый газ, взаимодействуя с раскаленным коксом, приводит к образованию окиси углерода СО по реакции:

Окись углерода является энергичным восстановителем, способным соединиться не только со свободным кислородом, но и отбирать кислород из твердых окислов железа и других элементов.