Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

Промышленность, производство->Реферат
Швидкі темпи розвитку промисловості пластмас потребують значного збільшення виробничих потужностей по ix переробці. В наш час у хімічній промисловості...полностью>>
Промышленность, производство->Реферат
CAD/CAM -системы занимают особое положение среди других приложений, поскольку представляют индустриальные технологии, непосредственно направленные в н...полностью>>
Промышленность, производство->Реферат
Одной из основных проблем, которую необходимо решить при организации долговременного хранения электронных документов, также является обеспечение их чи...полностью>>
Промышленность, производство->Контрольная работа
Синхронной называется электрическая машина, скорость вращения n (об/мин) которой связана постоянным отношением с частотой n = 60 * f / p (где р — числ...полностью>>

Главная > Конспект >Промышленность, производство

Сохрани ссылку в одной из сетей:

Лекция 1 Физико-химические основы металлургического производства

Цели лекции:

1.Учебные:

- сформировать у учащихся понятие о курсе “Материаловедение и технология материалов”;

- сформировать у учащихся понятие о металлургическом производстве и процессах получения металлических материалов;

- изучить материалы, используемые в металлургическом производстве.

2. Воспитательные:

- воспитать интеллектуальные умения и способности;

- воспитать сознательное отношение к учебным обязанностям.

3. Развивающие:

- развить мышление;

- развить память;

- развить внимание.

Метод занятия: лекция

Время: 80 мин.

Место проведения: лекционный зал

Материальное обеспечение:

Плакат “Схема металлургического производства”.

Литература, использованная при подготовке к лекции:

1 Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев А.М. Общая металлургия: Учеб. для вузов. – М.: Металлургия, 1998. – 758 с.

2 Колесов С.Н., Колесов И.С. Материаловедение и технология конструкционных материалов. – М.: Высш. шк., 2004. – 519 с.

3 Технология конструкционных материалов: Учеб. для машиностроит. спец. вузов/ А.М. Дальский, И.А. Арутюнова, Т.М. Барсукова и др.; Под общ. ред.

А.М. Дальского. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1985. – 448 с.

4 Циммерман Р., Гюнтер К. Металлургия и материаловедение: Справ. изд. / Пер. с нем. Б.И. Левина, Г.А. Ашмарина; Под ред. П.И. Полухина, М.Л. Бернштейна. – М.: Металлургия, 1982. – 479 с.

ПЛАН ЛЕКЦИИ

1. Организационная часть лекции: проверка присутствующих (время 3 – 5мин.).

2. Вступление (5 мин).

Вопросы лекции:

  1. Металлургия и процессы получения металлических материалов (20 мин).

  2. Исходные материалы в металлургическом производстве (20 мин).

  3. Двухступенчатая схема в металлургическом производстве (20 мин).

4. Заключение (3 – 5 мин).

5. Задание на самоподготовку (5 мин).

ВСТУПЛЕНИЕ

Материаловедение и ТКМ относится к числу основополагающих учебных дисциплин отраслевой (общетехнической) подготовки инженерных специальностей и педагога профессионального обучения. Это обусловлено тем, что современный уровень производства во многом определяется применением новых экономичных и технологичных материалов и технологий их получения, что в конечном итоге определяет научно-технический и экономический потенциал страны.

Цели изучения данной дисциплины:

- познание природы машиностроительных и конструкционных материалов, изучение их свойств в зависимости от химического состава, структуры и последующей обработки;

- ознакомление с традиционными и новыми технологическими процессами получения металлических и неметаллических материалов, а также технологиями получения заготовок и готовых изделий, в том числе с последующим восстановлением и ремонтом.

Задачами изучения дисциплины являются:

- ознакомление с современными конструкционными материалами машиностроения, их наиболее характерными свойствами и классификацией;

- изучение физико-химических основ и технологии процессов производства конструкционных материалов;

- ознакомление с основными способами получения заготовок и изделий из конструкционных материалов;

- формирование умения выбора вида заготовки или полуфабриката, рационального способа их получения, исходя из формы конечного изделия, его назначения и условий эксплуатации.

Технология конструкционных материалов состоит из четырех основных видов:

1 – металлургия – получение металла заданного состава;

2 – технологии получения металлических заготовок (литейное производство, ОМД, сварочное производство);

3 – механическая обработка – получение из металла изделий заданной внешней формы;

4 – термическая обработка – получение заданных свойств металла (жаростойкости, прочности износостойкости и т.п.).

Вопрос № 1. Металлургия и процессы получения металлических

материалов

Металлургия – это наука о промышленных способах получения металлов и их сплавов.

Современное металлургическое производство представляет собой сложный комплекс различных предприятий, базирующийся на месторождении руд, коксующихся углей, энергетических мощностях. Оно включает в себя следующие предприятия:

1 – шахты, карьеры по добыче руд и каменных углей;

2 – горно-обогатительные комбинаты, где подготавливают руды к плавке (обогащают);

3 – коксохимические заводы или цехи, где готовят угли, коксуют их и извлекают полезные химические продукты;

4 – энергетические цехи для получения сжатого воздуха, кислорода, очистки газов металлургических производств;

5 – доменные цехи для выплавки чугуна и ферросплавов;

6 – заводы для производства ферросплавов;

7 – сталеплавильные цехи (конверторные, мартеновские, электросталеплавильные);

8 – прокатные цехи, где слитки перерабатывают в сортовой прокат (балки, рельсы, проволоку, лист и т.д.).

Основа современной металлургии – двухступенчатая схема, включающая доменную выплавку чугуна и передела его в сталь. При доменной плавке происходит избирательное восстановление железа из руды, а также восстановление фосфора, марганца и кремния, науглероживание железа и частичное насыщение его серой, т.е. образуется чугун – сплав железа с углеродом, кремнием, марганцем, серой и фосфором.

Передел чугуна в сталь производят в конверторах, мартеновских и электрических печах. При этом происходит избирательное окисление примесей чугуна, которые переходят в шлак и газы.

Основной продукцией металлургического производства являются следующие продукты:

1) черная металлургия, которая производит чугун передельный для производства сталей, чугун литейный для производства отливок, железорудные металлизованные окатыши для выплавки стали, ферросплавы (сплавы железа с Mn, Si, V, Ti и др.), предназначенные для выплавки легированных сталей, стальные слитки для производства сортового проката и стальные слитки для крупных поковок;

2) цветная металлургия: слитки цветных металлов для сортового проката, слитки для производства отливок, лигатуры – сплавы цветных металлов с легирующими элементами, необходимые для производства сложных легированных сплавов для отливок, слитки чистых и особо чистых цветных металлов для нужд электротехники и электроники.

В черной и цветной металлургии для получения металлических материалов в зависимости от вида используемой энергии выделяют следующие процессы:

1. Пирометаллургический процесс основан на том, что энергия или тепло, необходимое для выплавки, получают за счет сжигания жидкого, твердого или газообразного топлива.

2. Электрометаллургический процесс основан на том, что тепло для выплавки получают в дуговых, индукционных и других электропечах.

3. Гидрометаллургический процесс основан на получении металлов из руд путем выщелачивания и последующего выделения металлов из раствора без нагревания до высоких температур.

4. Химикометаллургический процесс основан на получении металлов при последовательных химических и металлургических взаимодействиях.

Вывод по вопросу № 1: изучили современное металлургическое производство и процессы получения металлических материалов.

Вопрос № 2. Исходные материалы для металлургического производства

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

Руда

В природе большинство металлов находятся в связанном виде, в виде химических соединений, которые входят в состав минералов, образующих руды или горные породы.

Промышленной рудой называют горную породу, из которой при данном уровне техники экономически выгодно и целесообразно извлекать металлы или их соединения.

Руда состоит из минералов, содержащих металл (окислов и гидроокисей), силикатов, карбонатов, сернистых соединений), и пустой породы (окислов кремния, алюминия, кальция и магния). Руды называют по одному или нескольким металлам, которые входят в их состав. Например, железные, медные, медно-никелевые и т. д. Целесообразность извлечения металлов из руды определяется их содержанием в руде. Например, для железных руд – не менее 30-50 % Fe, для медных – не менее 3-5 % Cu, для молибденовых – не менее 0,005 – 0,02 % Mo.

В зависимости от концентрации добываемого металла, руды бывают богатыми (45 – 50 %), которые сразу используют в металлургическом производстве, и бедные (35 – 45 %), которые поступают в металлургическое производство после обогащения или удаления пустой породы. После обогащения получают концентрат или продукт с повышенным содержанием металла по сравнению с исходной рудой.

Топливо

Топливо – это органические соединения, которые выделяют при сжигании тепло, необходимое для поддержания металлургического процесса.

В металлургических печах топливом являются кокс, природный газ, мазут, доменный (колошниковый) газ. Кокс получают в коксовых печах сухой перегонкой при температуре 10000С (без доступа воздуха) каменного угля коксующихся сортов.Угольная масса при коксовании размягчается и из нее начинают выделяться газообразные продукты, затем она спекается в пористую массу. При выделении газов масса растрескивается и распадается на куски. Длительность коксования 14-16 часов. Затем кокс выталкивают из печи и сушат водой.

Важным показателем качества кокса является зольность и содержание серы, которые должны быть минимальны. Опримальный размер кусков кокса – 25-60 мм. Кокс должен быть достаточно прочным, чтобы не разрушаться под действием массы шихтовых материалов в доменной печи.

При доменной плавке часть кокса заменяют природным газом, который содержит 90 – 98 % углеводородов (CH4 – метан, C2H6 - пропан), мазутом – тяжелый остаток крекинга нефти, содержит до 85 % углерода и водород с малым количеством серы и фосфора, доменным газом – побочный продукт доменного производства или пылевидным топливом. Эти виды топлива создают восстановительную атмосферу в печи, что приводит к экономии кокса.

Флюсы

Флюс – это материал, загружаемый в плавильную печь для образования легкоплавкого соединения с пустой породой руды, концентрата, золой топлива. Эти соединения называют шлаком.

Назначение флюса:

1 – удаление окислов пустой породы;

2 – удаление золы топлива;

3 – удаление вредных примесей (серы, фосфора).

Шлак имеет меньшую плотность, чем металл, поэтому в печи располагается над металлом и не перемешивается с ним. Назначение шлака – защита металла от печных газов воздуха. Шлак называют кислым, если в его составе кислые окислы (SiO2, Р2О5)я. И основным – если основные ( CaО, MgO, FeO).

При высоких температурах рабочего пространства печи шлаки могут взаимодействовать с футеровкой печи: основная футеровка с кислым шлаком и наоборот. В результате может произойти разрушение футеровки. Для предотвращения этого в печи вводят флюсы однотипные с футеровкой: для основной футеровки – основные, для кислой – кислые.

Изменяя состав шлака, можно менять соотношение примесей между металлом и шлаком, т.е. удалять нежелательные примеси (серу и фосфор) из этого шлак металла в шлак. Для убирают с поверхности металла и добавляют новый нужного состава. В соответствии с законом распределения, если вещество растворяется в двух соприкасающихся, но не смешивающихся жидкостях, то его распределение между этими жидкостями происходит до установления определенного соотношения, постоянного для данной температуры.



Похожие страницы:

  1. Материаловедение и технология конструкционных материалов для строительства

    Конспект >> Строительство
    ... материалам пособия: Белов В.В., Петропавловская В.Б. Краткий курс материаловедения и технологии конструкционных материалов ... суспензий, получаемых в металлургических и химических произ ... производства. 16.2. Основы технологии бетона и железобетона Технология ...
  2. Основы получения металлических заготовок

    Лекция >> Промышленность, производство
    Основы получения ... находит широкое применение в металлургической, кабельной и машиностроительной промышленности ... до 2500 мм. Материалом для производства труб могут быть ... при подготовке к лекции: 1 Материаловедение и технология металлов: Учеб. для студентов ...
  3. Обработка стали. Материаловедение. Элементы теории термической обработки стали

    Конспект >> Промышленность, производство
    ... при металлургическом производстве металлургическое изделие ... Материаловедение и технология материалов» (Практическое материаловедение и Основные металлические машиностроительные материалы ... О.М., Петухов М.А. Основы профессионально-педагогической деятельности ...
  4. Материаловедение (7)

    Реферат >> Промышленность, производство
    ... технологии получения полуфабрикатов и изделий. Основы современного материаловедения ... способствовали развитию металлур­гического производства, созданию новых ... Акулич Материаловедение и технология конструкционных материалов. Мн., 2008 г. К.С.Орлов Материалы и ...
  5. Металлургический комплекс Росии

    Контрольная работа >> Промышленность, производство
    ... металлургических предприятий создаются производства на основе утилизации разного рода вторичных ресурсов сырья и материалов (сернокислотное производство ... Материаловедение и технология металлов - Высшая школа Год: 2002 167 с. 4. Лахтин Ю.М. «Основы ...

Хочу больше похожих работ...

Generated in 0.0065710544586182