Раздел 4. Основы металлургического производства

Тема 4.1. Производство чугуна

Исходные материалы. Основные физико-химические процессы получения чугуна в доменной печи. Продукция доменного производства. Технико-экономические показатели доменного производства.

Правила безопасности труда и мероприятия по охране окружающей среды в доменном производстве.

Литература: [2], с.131-138; [2], с.9-23

Тема 4.2. Производство стали

Исходные материалы. Основные физико-химические процессы получения стали. Выплавка стали в мартеновских печах, конверторах, электродуговых и индукционных печах. Спецметаллургия.

Литература: [2], с. 139-151; [3], с.23-38

Тема 4.3 Производство цветных металлов и их сплавов

Производство алюминия, меди, магния, титана и их сплавов.

Правила безопасности труда и мероприятия по охране окружающей среды при производстве цветных металлов.

Виды и свойства металлических порошков. Способы и технология получения спеченных порошковых изделий, применяемых в машиностроении.

Литература: [2], с.151-160; [3], с.38-45

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Материал этого раздела не представляет трудности для изучения. С достаточной полнотой он изложен в любом из учебников по технологии металлов.

При изучении раздела "Производство черных и цветных металлов" главное внимание должно быть обращено на пути технического прогресса в металлургии в соответствии с програм­мой и решениями партии и правительства.

Изучать материал темы 4.1 рекомендуется в следующем порядке:

1. Рассмотреть исходные материалы для производства чугуна, к которым относятся железные руды, топливо и флюсы.

2. Ознакомиться с устройством и с краткой технико-экономической характеристикой современной доменной печи.

3. Уяснить сущность доменного процесса. Следует помнить, что сущность доменного процесса заключается в восстановлении железа из его окислов в железной руде, науглероживании железа до содержания С > 2,14%, т.е. до чугуна, и ошлаковании пустой породы и золы вместе с флюсами.

4. Рассмотреть продукты доменного производства, обратив особое внимание на чугуны (литейные, передельные и специальные ферросплавы), их свойства, маркировку и применение.

5. Знать основной технико-экономический показатель работы доменной печи (КИПО) и хорошо уяснить пути интенсификации доменного производства.

В настоящее время действуют доменные печи с полезным объемом 2700 м³, 3000 м³ и 5000 м³. Себестоимость чугуна, выплавленного в крупных доменных печах, в 3-4 раза меньше себестоимости чугуна, выплавленного в малых печах.

Приступая к изучению темы 4.2, правде всего необходимо уяснить понятие о стали и ее отличие от чугуна по составу и свойствам. По химическому составу чугун отличается от стали большим содержанием углерода ( свыше 2%) и других элементов: Si, Mn, P и S. Переработка чугуна в сталь заключается в уменьшении количества этих примесей в нем, главным образом, углерода. Перечисленные примеси при высоких, температурах соединяются с кислородом более энергично, чем железо. Следова­тельно, для получения стали из чугуна необходимо снизить концентрация, примесей путем окисления, но при таких условиях, чтобы сами окислы в металле не оставались.

Особое внимание следует обратить на кислородно-конверторный процесс, который отличается очень высокой производи­тельностью, а выплавляемая сталь по качеству не уступает мартеновской.

В настоящее время проводится модернизация действующих и ввод в эксплуатацию новых мощных металлургических агрегатов, внедрение прогрессивных способов производства и улучшение качества металла (выплавка стали в кислородных конверторах, электрических печах: вакуумный, электрошлаковый, плазменный, электронно-лучевой переплавы, обработка стали синтетическими шлаками и т.д.).

Изучая тему 4.3, также следует помнить, что цветные металлы являются более дорогими по сравнению с черными, так как их содержание в рудах (за исключением алюминиевых) обычно составляет 1-5%. Поэтому применение цветных металлов и сплавов на их основе всегда должно быть обоснованным. Из цветных металлов в технике наиболее широко применяются медь, алюминий и их сплавы.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Укажите разницу между чугуном и сталью.

2. Назовите исходные материалы для получения чугуна.

3. Назовите виды железных руд и укажите их химический состав.

4. Поясните схему устройства доменной печи и назовите ее основные части.

5. Перечислите продукты доменной плавки и укажите их использование в промышленности.

6. Как влияет на доменный процесс вдувание в печь воздуха, обогащенного кислородом, и повышение его температуры до 1100°С?.

7. Что называется коэффициентом использования полезного объема доменной печи и что он характеризует?

8. Укажите размеры полезного объема и производительность современных доменных печей.

9. Перечислите и кратко охарактеризуйте методы интенсификации доменного процесса.

10. В чем заключается сущность процессов переработки чугуна в сталь?

11. Перечислите современные способы получения стали.

12. В чем отличие современного конвертора с продувкой чугуна кислородом сверху от бессемеровского и томасовского конверторов?

13. Укажите достоинства и недостатки конверторного способа производства стали.

14. Назовите основные технико-экономические показатели кис­лородно-конверторной плавки.

15. Назовите основные технико-экономические показатели работы мартеновских печей.

16. Какие преимущества и недостатки имеет плавка в электропечах перед всеми другими видами получения стали?

17. Какими способами производится разливка стали?

18. В чем сущность процесса непрерывной разливки стали и каковы его преимущества?

19. Какая разница между "кипящей", "спокойной" и "полуспокойной" сталью?

20. Перечислите важнейшие промышленные цветные металлы.

21. Каковы перспективы развития цветной металлургии в соответствии с решениями партии и правительства?