1. Введение в технологию. Понятие технических систем.

2. Структура курса СПТ.

3. Модель системы преобразования. Её элементы.

4. Системы технологий производства материала ( изменение качества за счет изменения состава)

Металлургия подразделяется на:

• Черную

• Цветную

К черной относится:

• Сталь – сплав железа с углеродом (C<2%)

По химич составу бывает:

1. Углеродистые

2. Легированные

По назначению:

1. Нержавеющие

2. Жаростойкие

3. Электротехнические

4. Инструментные

Вредными являются сера и фосфор.

Сталь	Фосфор, сера
Обыкновенная	<=0.06 %
Качественная	<=0.04%
Высококачественная	<=0.02%
особовысококачественная	<=0.01%

• Чугун – сплав Fe с С (C>2%)

1. Серый чугун (С4 20)

2. Высокопрочный чугун (B4 60-5)

3. Ковкий чугун (K4 45-10)

4. Белый чугун (углерод находится в составе карбида железа Fe3C)

Получение черных металлов – Чугун.Сырьем для производства чугуна является: руда, топливо, флюс. Основным видом сырья являются железные руды: магнитный железняк 70% FE, красный железняк 60% FE, бурый железняк 50% FE. Для выплавки используют кокс или природный газ, в качестве флюсов применяют доломит или известняк. Перед плавкой руду подвергают обработке: 1) перемешивание 2) дробление 3) окускование 4) обогащение. Кокс – продукт высокотемпературной обработки антороцида в безвоздушном пространстве. Плавка – в результате плавки происходит процесс восстановления железа из руды. Химические реакции протекают при t от 500 до 1200. Чистое железо скаплевается внизу доменной печи, насыщается углеродом, вбирает в себя шлаковые примеси и через 1.5- 2 часа сливается в ковш. Полученный чугун обладает плохими свойствами и является сырьем для получения высококачественных чугунов и сталей. При получении стали, чугун не остывая передается в конверторы или в мартэновские печи. Производительность печей может составлять до 2млн. тонн чугуна в год . Процесс плавки непрерывен. Срок службы печи до 10 – 12 лет. Сталь. Для производства используют жидкий или твердый чугун, стальной или чугунный лом. В зависимости от требуемого качества стали используются различные компоненты. Способы: 1) кислородно – конверторный 2) в мартэновских печах 3) в электрических печах. Основной процесс это удаление избытка углерода. Технология получения. Исходное сырье расплавляется, продувается кислородом, добавляются раскислители. Сталь выдерживается и поступает на разливку.

Получение цветных металлов – Медь. В чистом виде имеет красный цвет, t плавления 1083, используется в качестве сплавов (бронза, латунь) Сырье – сульфиды и окисные руд: медный кольчеган, медный блеск. Технология получения. 1) Обогащение медных руд методом флотации. Из всей руды забираем до 90% меди. 2) Обжег в каменной печи 3) в результате получается Штейн 4) для получения черновой меди расплавленный штейн продувают воздухом и подают в песок. 5) рафинирование – огневым или электролитическим способом. Алюминий . Сырьем является – горные породы с высоким содержанием гликозема. Технология получения 1) получение гликозема из руды 2) получение алюминия из гликозема. Гликозем получают 3 способами: 1) химико – термический 2) кислотный 3) щелочной Для получения чистого алюминия его продувают хлором 10 – 15 минут.

5. Общая схема металлургии. Основные стадии.

1. Добыча железной руды

2. Обогащение

3. Окомкование

4. Производство чугуна

5. Производство стали

6. Изготовление слитков

7. Готовая продукция

6. Методы добычи, обогащения и окомкования.

Добыча железной руды (железная рeда считается богатой (Fe>50%)

Бедной (Fe<50%))

1. Отбоимка

2. Уборка

3. Транспортировка

Обогащение:

Обогащением руды называется операция, увеличивающая содержание железа или снижающая содержание вредных примесей в руде

1. Гидрогравитационный способ (основан на разнице объемчастиц в воде)

2. Электромагнитный способ (применит только для магнитного железняка)

3. Флотационный (основ на разнице смачиваемых частиц)

Но во всех этих случаях концентрат представляет собо порошок и в таком виде в печь заложить нельзя.

Окомкование:

1. Агломерация (спекание)

-концентр+кокс+глина+вода

2. Производство окатышей (отс кокс)

Смесь поставляют а окатывание тарельчатого или барабанного типа.

7. Первый металлургический передел (доменное производство)

Окатыши переплавляются в доменных печах. Доменные печи шахного типа работают по принципу тока (сверху вниз движется исходный материал,снизу вверх осуществляется горячее дутье)

Основные виды чугуна, выплавляемого в доменных печах: передельный чугун, используемый для производства стали в сталеплавильных агрегатах; литейный, идущий для чугунных отливок; специальные чугуны и зеркальные (+Mg) для лигированной раскисл стали.

Основным параметром характеризующим доменную печь является полезный объем. Самая крупная печь V=6000м^3 в Японии. В РФ в череповце V=5600м^3. Такя печь потребляет 20000т окатышей, 7000т кокса,около 2000 флюса за сутки. (Флюсы, материалы, применяемые в металлургических процессах с целью образования или регулирования состава шлака, предохранения расплавленных металлов от взаимодействия с внешней газовой средой, а также служащие для связывания окислов при пайке и сварке металлов.)

8. Второй металлургический передел (выплавка стали)

Сталеплавильное производство, производство стали из чугуна и стального лома в сталеплавильных агрегатах металлургических заводов. Сталеплавильное производство включает 2 основных технологических процесса — выплавку и разливку стали.

В современной металлургии важнейшие способы выплавки стали — кислородно-конвертерный процесс, мартеновский процесс и электросталеплавильный процесс.

Кислородно-конвертерный процесс, один из видов передела жидкого чугуна в сталь без затраты топлива путём продувки чугуна в конвертере технически чистым кислородом сверху.

кислород под давлением подаётся водо-охлаждаемой фурмой через горловину конвертера. С целью образования основного шлака, связывающего фосфор, в конвертер в начале продувки добавляют известь. Под воздействием дутья примеси чугуна окисляются, выделяя значительное количество тепла, в результате чего одновременно снижается содержание примесей в металле и повышается температура, поддерживая его в жидком состоянии. Когда содержание углерода достигает требуемого значения продувку прекращают и фурму извлекают из конвертера. Полученный металл содержит в растворе избыток кислорода, поэтому заключительная стадия плавки — раскисление металла.

Мартеновское производство, производство в мартеновских печах металлургических или машиностроительных заводов литой стали заданного химического состава. Сталь получается путём окислительной плавки загруженных в печь железосодержащих материалов — чугуна, стального лома, железной руды и флюсов в результате сложных физико-химических процессов взаимодействия между металлом, шлаком и газовой средой печи.

Электротермические процессы охватывают плавку стали в дуговых и индукционных печах. Электродуговая плавка. Электросталь, предназначенная для дальнейшего передела, выплавляется главным образом в дуговых печах с основной футеровкой. Важные преимущества этих печей перед другими сталеплавильными агрегатами (возможность нагрева металла до высоких температур за счёт электрической дуги, восстановительная атмосфера в печи, меньший угар легирующих элементов, высокоосновные шлаки, обеспечивающие существ, снижение содержания серы) предопределили их использование для производства легированных высококачественных сталей - коррозионностойких, инструментальных (в т. ч. быстрорежущих), конструкционных, электротехнических, жаропрочных и др., а также сплавов на никелевой основе. Плавка стали в индукционной печи, осуществляемая в основном методом переплава, сводится, как правило, к расплавлению шихты, раскислению металла и выпуску. Это обусловливает высокие требования к шихтовым материалам по содержанию вредных примесей (P, S).