Национальная металлургическая академия Украины

Институт интегрированных форм обучения

Никопольский факультет

МЕТАЛЛУРГИЯ ЧУГУНА

Краткий конспект лекций

Для студентов

непрофильных инженерных специальностей

Днепропетровск-Никополь

2013

Составитель:

канд. техн. наук Ступак Юрий Александрович

Предназначен для самостоятельной работы студентов при изучении курса «Металлургия чугуна», в т.ч. при подготовке к тестированию и другим формам контроля (зачет).

Может быть полезен при изучении курса «Металлургия стали» (раздел 12 – Виды чугунов и их применение).

Конспект составлен по материалам учебников и учебных пособий, рекомендуемых к изучению (см. перечень рекомендованной литературы), а также по материалам, размещенным в сети Интернет (свободный доступ).

Оглавление

Основные темы (разделы)

Стр.

1. ВОЗНИКНОВЕНИЕ И РАЗВИТИЕ МЕТАЛЛУРГИИ ЖЕЛЕЗА …… 3

2. СЫРЬЕВАЯ БАЗА СОВРЕМЕННОЙ МЕТАЛЛУРГИИ УКРАИНЫ 8

3. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ЧУГУНА

В УКРАИНЕ И МИРЕ …………………………………………………….. 11

4. ПРОМЫШЛЕННАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛОВ …………… 12

5. СОВРЕМЕННОЕ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО

И ЕГО ПРОДУКЦИЯ ……………………………………………………... 13

6. ИСХОДНОЕ СЫРЬЕ ДЛЯ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ ………………….. 15

7. ОГНЕУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ……………………………………….. 20

8. ПОДГОТОВКА РУД К ДОМЕННОЙ ПЛАВКЕ ………………………. 21

9. КОНСТРУКЦИЯ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ И ТЕХНОЛОГИЯ

ВЫПЛАВКИ ЧУГУНА ……………………………………………………. 27

10. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТЫ И РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ

В ДОМЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ ……………………………………... 36

11. ПРОДУКТЫ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ …………………………………. 38

12. ВИДЫ ЧУГУНОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ……………………………. 39

Рекомендуемая литература ………………………………………...... 60

1. ВОЗНИКНОВЕНИЕ И РАЗВИТИЕ МЕТАЛЛУРГИИ ЖЕЛЕЗА

Металлургия – область науки или отрасль промышленности, охватывающая различные процессы получения металлов из руд и других материалов, а также процессы, способствующие улучшению свойств металлов и сплавов. Зародилась в глубокой древности (см. таблицу).

Основные металлы	Эпохи		Время, лет	Важнейшие достижения цивилизации	Достижения в металлургии
Самородные золото и медь	Каменный век	Первобытное общество	40 000	Использование красок из минералов железа и меди	Ковка самородных металлов
			10 000	Начало термообработки изделий	Тигельная плавка
Медь			6 500	Предписьменность	Литейное производство
			3 000		Мышьяковая, оловянная бронза
Бронза	Бронзовый век	Древний мир	1 200	Письменность
					Сыродутный горн
				Появление длинного железного меча	Синтетический чугун (Индия, Китай)
Ковкое железо	Железный век		500	Начало монетного обращения	Переработка шлаковых отвалов (Древняя Греция)
			Новая (наша) эра	Появление алхимии, первые попытки обобщения научных знаний	Первые металлургич. «производства» (Римская Империя)
			500	Первые университеты	Профессиональные гильдии металлургов
Ковкое (кричное) железо		Средневековье	1350…1600	Огнестрельные орудия	Доменная печь
				Книгопечатание	Первое описание прокатного стана (Леонардо да Винчи)
					Формирование двухстадийной схемы «чугун-сталь»
		Новое время			Каменноугольный кокс
Чугун			1600…1700	Начало промышленной революции	Первые открытия металлов
			1800…1900	Революция в естествознании	Появление конвертера и мартеновской печи
				Железнодорожный транспорт	Изобретение агломерации
Сталь		Новейшая история	1900…	Бурное развитие промышленности, строительства, транспорта с использованием стальных конструкций	Появление электросталеплавильной печи

Некоторые древние способы получения металла (крица) - рисунки

«Волчья яма – низкий горн»

Горн с ручной (поршневой) продувкой

Сыродутный горн середины VIII века н.э.:

1 - воздушная фурма; 2 – кирпичная перегородка; 3 – стенка горна; 4 – крупные тесаные камни; 5 – зона горения (древесного угля); 6 – крица; 7 – шлак; 8 – рабочая площадка

Доменная печь (1760…1780 гг.)

Доменная печь и ее профиль к концу XVIII века

ПОЛУЧЕНИЕ ТОПЛИВА (древесный уголь, кокс)

«Кучное» коксование каменного угля в эпоху позднего средневековья

Ульевая печь для коксования каменного угля (конец XVIII – начало XIX вв)

Доменная печь к середине ХХ в.