Модуль 2. Технология конструкционных материалов.

Раздел 3. Производство материалов, технологические методы получения и обработки заготовок и деталей машиностроительного производства.

Тема 8. Теоретические и технологические основы производства материалов

Тема 9. Основы металлургического производства

Определение металлургии. Основные виды металлургических процессов. Исходные материалы. Металлургия чугуна. Исходные материалы и сущность доменного процесса. Физико-химические процессы, основные и побочные продукты доменного производства.

Металлургия стали. Сущность передела чугуна в сталь в кислородно-конверторном, мартеновском производстве и в электрических печах. Разливка стали в слитки. Внепечная обработка для повышения качества.

Производство меди и алюминия. Характеристика полученной меди и алюминия.

Производство титана. Основные технологические операции производства титана и его характеристика.

 

Для производства черных и цветных металлов и сплавов используют металлургические руды, флюсы, топливо и огнеупорные материалы. Обратите внимание на руды, применяемые при выплавке сплавов, их состав и подготовку к плавке.

Ознакомьтесь с материалами, используемыми в качестве флюсов при производстве чугуна и стали. Уясните выбор флюсов в зависимости от применяемых в производстве плавильных печей (кислых или основных) и изучите управление процессами удаления вредных примесей из расплавов.

Облицовку (футеровку) металлургических печей и ковшей для разливки металла делают из огнеупорных материалов, поэтому нужно хорошо знать их состав, огнеупорность и области применения.

Литература:

[2], с. 2527;

[3], с. 912.

 

Производство чугуна

Чугун выплавляют в высокопроизводительных агрегатах доменных печах. Изучите устройство доменной печи и принцип ее работы. При сгорании кокса в доменной печи выделяется теплота. Газовый поток, поднимаясь вверх, прогревает шихту до температуры 570˚С, при которой начинается процесс восстановления оксидов железа.

Рассматривая процессы доменной плавки, изучите процессы восстановления оксидов железа, кремния, марганца, фосфора и серы, процессы образования чугуна и шлака, выпуск чугуна и шлаков из доменной печи. Обратите особое внимание на продукты доменной плавки и их использование в народном хозяйстве.

Литература:

[1], с. 1630;

[2], с. 2732;

[3], с. 1225;

[5], с. 1422.

 

Производство стали

Процесс производства стали основан на снижении процентного содержания углерода и примесей, имеющихся в передельном чугуне, и переводе их в шлаки и газы в процессе плавки. Уясните сущность процессов удаления примесей, при этом обратите внимание на роль шлаков в управлении металлургическим процессом.

Кислородно-конверторный процесс наиболее экономичный способ производства стали. Ознакомьтесь с устройством современных кислородных конверторов и принципом их работы. Рассмотрите шихтовые материалы конверторного производства и технологию плавки, обратив внимание на окислительный период плавки и раскисление стали.

Изучая производство высококачественных, инструментальных и высоколегированных сталей в дуговых электрических печах, ознакомьтесь с их устройством и принципом работы.

Ознакомьтесь с устройством и принципом работы индукционных электрических печей. В индукционных печах сталь получают переплавом или оплавлением шихтовых материалов. Уясните особенности этих процессов.

Изучая процессы разливки стали, ознакомьтесь с устройством разливочного ковша, изложниц и установок непрерывной разливки стали. Рассмотрите схемы процессов. Обратите внимание на качество слитков.

По степени раскисления стали делят на спокойные, кипящие и полуспокойные. Изучите процесс кристаллизации слитков и их строение. Обратите внимание на возможные дефекты и меры их предупреждения.

В настоящее время в металлургическом производстве широко применяют новые технологические способы повышения качества сталей: обработку стали синтетическими шлаками, вакуумирование при разливке, электрошлаковый переплав (ЭШП), вакуумно-дуговой переплав (ВДП) и др. Обратите внимание на сущность и схемы процессов, технологические возможности способов и области применения.

Литература:

[1], с. 30-63;

[2], с. 32-48;

[3], с. 26-43;

[4], с. 88-97, 176-202;

[5], с. 22-41.