Производство стали. Процесс производства стали основан на снижении процентного содержания углерода и примесей, имеющихся в передельном чугуне

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 на основе законов физической химии. При этом обратите внимание на роль шлаков в управлении металлургическим процессом. Рассмотрите основные химические реакции, происходящие при плавке.

Ознакомьтесь с устройством и принципом работы мартеновских печей. Особое внимание уделите производству стали скрап-рудным процессом как наиболее экономичным. Изучите характерные периоды плавки этого процесса и их значение. Рассмотрите особенности процесса ставки стали в кислых мартеновских печах и пути интенсификации мартеновского процесса. В заключение уясните, какие ста­ли выплавляют в мартеновских печах.

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. Проведите сравнительную оценку технико-экономи­ческих показателей работы мартеновских печей и кислородно-конверторного производства.

Изучая производство высококачественных, инструментальных и высоко­легированных сталей в дуговых электрических печах, ознакомьтесь с их устрой­ством и принципом работы. В дуговой печи возможны две технологии плавки: переплавом на шихте из легированных отходов и окислением примесей на углеро­дистой шихте. Усвойте особенности процессов и их технико-экономические показатели.

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 раскисленности стали делят на спокойные, кипящие и полуспокой­ные. Запомните разницу между ними. 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] разд. 2, гл. III, § 1-7.

4. Производство цветных металлов

Производство меди. Основной способ производства меди - пирометаллургический. Обратите внимание на применяемые исходные материалы и их подготовку; рассмотрите сущность пирометаллургического способа производства меди, обра­щая внимание на химические реакции восстановления меди при выплавке штейна и его конвертирование при получении черновой меди. Уясните сущность огневого и электролитического рафинирования черновой меди, обратив внимание на возможности попутного извлечения из меди примесей благородных металлов (золота, платины, серебра) и других ценных элементов (селена, теллура, германия),

Литература: [1], разд. 2, гл. IV, § 1.

Производство алюминии. Основной способ производства алюминия - электро­литический. Обратите внимание на применяемые исходные материалы и сущность процесса получения глинозема щелочным способом, сущность процесса получения криолита. Затем рассмотрите процесс получения алюминия-сырца путем электро­лиза, реакции диссоциации глинозема под действием постоянного электрическо­го тока.

Полученный алюминий-сырец подвергают очистке продувкой хлором или электролитическим рафинированием. Рассмотрите сущность процесса рафинирова­ния, обратив внимание на чистоту первичного алюминия.

Литература: [1], разд. 2, гл. IV, § 2.

Производство магния. Основной современный способ производства магния - электролитический. Рассмотрите применяемые исходные материалы и их подго­товку, сущность электролитического получения магния и его особенности, обратив внимание на разложение хлористого магния, за счет чего повышается концентрация других хлоридов, что требует частичного удаления отработанного электролита.

Полученный черновой магний рафинируют, переплавляя его с флюсами. Уяс­ните сущность процесса рафинирования, обратив внимание на чистоту первичного магния.

Литература: [1], разд. 2, гл. IV, § 3.

Производство титана. Современный способ производства титана - магниетермический. Рассмотрите применяемые исходные материалы, их предварительную подготовку, схему магниетермического способа получения титана. Обратите внима­ние на производство титанового концентрата и титанового шлака, на назначение хлорирования титанового шлака в печи, на роль магния в процессе восстановления титана. Затем уясните процесс вакуумной дистилляции титановой губки и процесс плавки ее на слитки в вакуумных дуговых печах.

Литература: [1], разд. 2, гл. IV, § 4.

РАЗДЕЛ III. ТЕХНОЛОГИЯ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА

1. Общая характеристика литейного производства

Основная продукция литейного производства сложные (фасонные) заготов­ки деталей, называемые отливками. Отливки получают заливкой расплавленного металла в литейную форму, внутренняя рабочая полость которой имеет конфигурацию отливки. После затвердевания и охлаждения отливку извлекают из литейной формы. При этом форму разрушают (разовая литейная форма) или разбирают на части для повторного использования (многократная литейная форма).

Отливки получают литьем в песчаную литейную форму, в оболочковую литей­ную форму, по выплавляемым моделям, в кокиль, под давлением, центробежным литьем и другими способами. Выбор способа литья определяется его технологичес­кими возможностями и технико-экономическими показателями.

Наиболее универсальным, но менее точным, является способ литья в песчаную форму. Специальными методами литья получают отливки повышенной точности, более высокого класса шероховатости поверхности и минимальными припусками на механическую обработку.

Основное достоинство формообразования заготовок литьем, которое выгодно отличает его от других методов формообразования заготовок - возможность получения разнообразных по массе заготовок практически любой сложности непо­средственно из жидкого металла.

Литература: [1], разд. 4, гл. I.

2. Физические основы производства отливок

Качество отливки во многом определяется процессами взаимодействия литей­ной формы и отливки. Это взаимодействие - силовое, тепловое, химическое -проявляется во время заливки литейной формы расплавом и затвердевания отлив­ки. Силовое воздействие струи расплава при заливке может привести к размыву участков формы и возникновению дефектов. Тепловое взаимодействие, проявляю­щееся в охлаждении металла и нагреве формы, вызывает расширение рабочего слоя формы, выделение газов из формы и стержней. Химическое взаимодействие прояв­ляется в образовании химических соединений на поверхности контакта: отливка-форма.

Литейные свойства сплавов, которые характеризуют поведение сплава в процессе изготовления отливок, следует рассматривать с учетом взаимодействия
литейной формы и отливки.

Изучите основные литейные свойства сплавов: жидкотекучесть, усадку, склон­ность к трещинообразованию и газопоглощению, ликвацию. Запомните, к каким дефектам приводят низкие показатели литейных свойств и какие технологические меры используют для предупреждения образования дефектов.

Важной предпосылкой получения отливок без дефектов является правильная конструкция отливки. Изучите особенности конструирования отливок с учетом литейных свойств сплавов.

Литература: [1]. разд. 4, гл. II.