характеризуют поведение материалов в реальных условиях эксплуатации. Среди эксплуатационных свойств металлов можно выделить их неплохую износостойкость.
Основы технологии черных металлов
Основной способ производства черных металлов — получение чугуна из руды и последующая его переработка в сталь. Для получения стали используют также металлолом. В последние годы начало развиваться непосредственное получение стали из железных руд.
Производство чугуна.
Чугун получают в доменных печах высокотемпературной (до 1900 °С) обработкой смеси железной руды, твердого топлива (кокса) и флюса.
Флюс (обычно известняк СаС03) необходим для перевода в расплавленное состояние пустой породы (состоящей в основном из Si02 и Аl203), содержащейся в руде, и золы от сжигания топлива.
Эти компоненты, сплавляясь друг с другом, образуют доменный шлпортландцементу.
Доменная печь — очень большое инженерное сооружение. Полезный объем печи — 2000…3000 м3, а суточная производительность — 5000…7000 т.
|
|
В печь (рис. 7.1) сверху через устройство 3 загружают шихту, а снизу через фурмы 7 подают воздух.
Рис. 7.1. Схема доменной печи:
1 — летка для выпуска жидкого чугуна;
2 — расплавленный шлак;
3 — загрузочное устройство;
4 — газоотводная труба;
5 — капли расплавленного чугуна;
6 — капли шлакового расплава;
7 — фурма для подачи воздуха;
8 — летка для выпуска расплавленного шлака;
9 — жидкий чугун
По мере продвижения шихты вниз ее температура поднимается.
Кокс, сгорая в условиях ограниченного доступа кислорода, образует СО, который, взаимодействуя с оксидами железа, восстанавливает их до чистого железа, окисляясь до С02.
Железо плавится и при этом растворяет в себе углерод (до 5 %), превращаясь в чугун.
Расплавленный чугун 9 стекает в низ печи, а расплав шлака 2, как более легкий, находится сверху чугуна.
Чугун и шлак периодически выпускают через летки 1 и 8 в ковш.
На каждую тонну чугуна получается около 0,6 т огненно-жидкого шлака.
Доменный шлак — ценное сырье для получения строительных материалов: шлакопортландцемента, пористого заполнителя для бетонов — шлаковой пемзы, шлаковой ваты и др.
Чугун главным образом (около 80%) идет для производства стали, остальная часть чугуна используется для получения литых чугунных изделий.
В зависимости от состава различают
· белый и
· серый чугуны.
Белый чугун твердый и прочный, содержит большое количество цементита;
в сером из-за присутствия кремния цементит не образуется и углерод выделяется в виде графита.
Производство стали.
Сталь получают из чугуна и железного металлолома и специальных добавок, в том числе и легирующих элементов, плавлением в мартеновских печах, конверторах или электрических печах.
|
|
Выплавка стали — сложный процесс, складывающийся из целого ряда химических реакций между сырьевой шихтой, добавками и топочными газами.
Выплавленную сталь разливают на слитки или перерабатывают в заготовки методом непрерывной разливки.
Термическая обработка сталей. Виды термообработки: отжиг, нормализация, закалка, отпуск
Термической обработкой (термообработкой) называют совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения твердых сплавов с целью получения заданных свойств за счет изменения внутренней структуры.
Так как основными параметрами термической обработки являются температура и время, то любой процесс термообработки может быть представлен графиком в координатах “температура-время”.
Если термическая обработка состоит только из одной операции (нагрев-выдержка-охлаждение), то она называется простой, а если из нескольких операций - сложной.