Министерство Образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное бюджетное учреждение

Высшего профессионального образования

Пермский национальный исследовательский

политехнический университет

Аэрокосмический факультет

Кафедра «Технология, конструирование и автоматизация в специальном

Машиностроении»

РЕФЕРАТ

На тему «Производство конструкционных металлических материалов»

По курсу : « Технологические процессы в машиностроении»

Составил: студент группы ТКА-11 Конев М.С.

Принял: преподователь Ярушин С.Г.

2012

Содержание

1. Производство чугуна…………………………………………….3

2. Получение стали по способу Бессемера…………………..……6

3. Кислородно-конвертерный процесс ………………………..…..7

4. Мартеновские печи………………………………………………9

5. Производство стали в электропечах………………………..…11

5.1) Дуговая плавильная печь……………………………………….….11

5.2) Индукционная плавильная печь…………………………………....13

6) Способы повышения качества стали…………………………..15

7) Разливка стали………………………………………………..…16

8) Производство меди…………………………………………..….19

9) Производство алюминия электролизом………………...……..20

10) Получение Титана………………………………………...........22

11) Получение Магния.………………………………………….…23

12)Список литературы…………………………………………..…25

Производство чугуна

Чугун выплавляют в доменных печах, представляющих собой

Шахтную печь. Сущность процесса получения чугуна в доменных печах заключается в восстановлении оксидов железа, входящих в состав руды, газообразными (СO, Н2) и твердым (С) восстановителями, образующимися при сгорании топлива в печи. Процесс доменной плавки является непрерывным. Сверху в печь загружают исходные материалы (агломерат, окатыши, кокс), а в нижнюю часть подают нагретый воздух и газообразное, жидкое или пылевидное топливо. Газы, полученные от сжигания топлива, проходят через столб шихты и отдают ей свою тепловую энергию. Опускающаяся шихта нагревается, восстанавливается, а затем плавится. Большая часть кокса сгорает в нижней половине печи, являясь источником тепла, а часть кокса расходуется на восстановление и науглероживание железа.

Доменная печь является мощным и высокопроизводительным агрегатом,

в котором расходуется огромное количество материалов. Современная доменная печь расходует около 20000 тонн шихты и 1500 т природного газа в сутки и выдает ежесуточно около 12000 тонн чугуна.

Для обеспечения непрерывной подачи и выпуска такого большого

количества материалов необходимо, чтобы конструкция печи была проста и

надежна в работе в течение длительного времени. Доменная печь снаружи

заключена в металлический кожух, сваренный из стальных листов толщиной 25 – 40 мм. С внутренней стороны кожуха находится огнеупорная футеровка, охлаждаемая в нижней части печи с помощью закладываемых специальных холодильников – металлических коробок, внутри которых циркулирует вода. Всвязи с тем, что для охлаждения печи требуется большое количество воды, на некоторых печах применяют испарительное охлаждение, сущность которого состоит в том, что в холодильники подают воды в несколько раз меньше, чем при обычном способе. Вода нагревается до кипения и интенсивно испаряется, поглощая при этом большое количество тепла.

Внутреннее очертание вертикального разреза доменной печи называют

профилем печи. Схема доменной печи показана на рисунке .

Рабочее пространство печи включает:

- колошник;

- шахту;

- распар;

- заплечики;

- горн.

1 – загрузочная воронка; 2 – загрузочный конвейер; 3 – шахта; 4 – шлаковая лётка; 5 – фурма; 6 – шлаковоз; 7 – чугунная лётка; 8 – чугуновоз; 9 – отходящий газ; 10 – газоочистка; 11 – воздухонагреватели

Сущность доменного процесса получения чугуна заключается в

восстановлении оксидов железа, входящих в состав руды, оксидом углерода, водородом и твердым углеродом, выделяющимися при сгорании топлива в доменной печи. Доменный процесс относится к типу противоточных. Навстречу поднимающемуся потоку горячих газов, образующихся при сгорании кокса у фурм, опускается столб шихтовых материалов. Газовый поток, содержащий СO, СO2, Н2, N2 и др., образуется в результате горения углерода кокса. При этом в печи несколько выше уровня фурм развивается температура более 2000 °С. Горячие газы, поднимаясь, отдают теплоту шихтовым материалам, охлаждаются до температуры 200 – 300 °С и выходят из печи через колошник. Отсюда название газа – колошниковый. Полезный объем доменной печи постоянно заполнен шихтовыми материалами. Опускание шихты происходит под действием ее веса, а условием ее движения является освобождение пространства в нижней части доменной печи в результате сгорания кокса и плавления рудного материала и флюса. После загрузки в печь шихта начинает нагреваться и по мере непрерывного опускания, последовательно развиваются следующие процессы:

- испарение влаги шихты;

- восстановление оксидов железа и некоторых других элементов;

- диссоциация карбонатов.

Испарение влаги шихты. Шихта, загружаемая в доменную печь, содержит

гигроскопическую, а иногда и гидратную влагу. Гигроскопическая влага легко испаряется и удаляется на колошнике, так как температура колошниковых газов выше температуры испарения влаги.

Н2Ож → Н2Опар.

Гидратная влага удаляется при температурах выше 400 °С, и выделяющийся

водяной пар, взаимодействует с оксидом углерода или углеродом, обогащая поток газа водородом.

Н2Опар + СО = СО2 + Н2,

Н2Опар + С = СО + Н2.