процеси

Виробничі процеси. Виробництво основних металів Металургія Виробництво заліза та сталі. Виробництво сировини. Металургія Залізо, сталь, алюміній, мідь Виробництво та переробка пластмас Термопластичні та термореактивні пластмаси, еластомери Виробництво кераміки Кристалічна, аморфна, спеціальна кераміка

Виробничі процеси

Стенограма презентації

Виробничі процеси Виробництво основних металів Металургія Виробництво заліза та сталі

Виробництво сировини • Металургія • Залізо, сталь, алюміній, мідь • Виробництво та переробка пластмас • Термопластичні та термореактивні пластмаси, еластомери • Виробництво кераміки • Кристалічна, аморфна, спеціальна кераміка • Обробка композиційних (супутніх) матеріалів

Металургія • Виробництво заліза та сталі • Виробництво алюмінію • Мідь та кольорова металургія

Основні процеси металургії • Приготування руди (подрібнення, подрібнення, розділення) • Видобуток сирого металу • Переробка сирого металу • Легування • Лиття в штампи

Виробництво чавуну та сталі • Виробництво чавуну • Експлуатація доменної печі • Властивості чавуну • Виробництво сталі • Конвертер • Дугова піч, індукційна піч • Подальша обробка сталі • Пилососування • Лиття

Виробництво чавуну • Процес: залізо виробляється із залізної руди шляхом відновлення в доменній печі з використанням коксу (C) • Вихідний матеріал: • залізна руда • магнітна залізняк (Fe3O4) 50-70% • червона залізна руда (Fe2O3) 40-60% • бура руда (2FeO.3H2O) 30-50% • чорні промислові побічні продукти, напр. червона грязь, сталеплавильний шлак тощо. • Кінцевий продукт: чавун

Що додається в доменну піч? • Залізна руда + побічний залізний промисловий продукт • Шлакоутворюючі матеріали (переважно вапняк) • Кокс (із чорного вугілля) Функція коксу полягає у • нагріванні при спалюванні • утворює відновлюючий газ (CO) • зменшує (колба C)

Що ще потрібно для роботи доменної печі? • Повітря для спалення коксу • попередньо нагріте спалюванням горлового газу в повітронагрівачах • може бути збагачене киснем • охолоджуюча вода для охолодження кладки (надається кілька разів)

Експлуатація доменної печі • Дозування: руда, кокс, шлакоутворюючий матеріал • Подача теплової енергії: кокс, припливне повітря (300-1600 Co) • Процес: відновлення оксиду заліза • Непрямий: CO  CO2 • Fe2O3 + 3CO 2 FeO + 3 CO2 • FeO + CO  Fe + CO2 • Прямий: C  CO • FeO + C  Fe + CO • Продукт: чавун, шлак, горловий газ

Продукція чавунної промисловості • Рідкий чавун • Рідкий шлак • Горловий газ

Продукція виробництва чавуну • рідкий шлак • використовується переважно в будівництві • газ для горла • газ з низькою теплотворною здатністю, головним чином для попереднього нагрівання повітря

Виробництво сталі • Процес: зменшення вмісту вуглецю в чавуні та концентрації шкідливих забруднень шляхом окислення • Вихідний матеріал: Сталевий чавун • Кінцевий продукт: Сталь • Переваги: ​​• Збільшення міцності та в’язкості • Поліпшення формоутворення

Варіанти процедури • Siemens-Martin (більше не використовується сьогодні) • Перетворювач (Bessemer, LD) • Виробництво електросталі (дугова, індукційна)

Виробництво сталевих перетворювачів (LD) • Компонування: перетворювач нахилу у формі груші • Вставка: сталевий брухт, рідкий чавун, добавки • Подача горіння: впорскування кисню • Джерело тепла: теплота згоряння вуглецю та забруднень • Кінцевий продукт: сталь із вмістом 0,25-0,3% C

Процеси процедури LD • Дозування, введення сировини • Освіження газом киснем, згоряння С та забруднень • Доочистка: розкислення, демпфування • Легування на вимогу • Відливання • Лиття

Дозування Основний матеріал: • рідкий чавун • металобрухт • шлакогенератори

Оновлення або окислення • Мета: зменшити вміст С та домішок чавуну шляхом окислення • LD-перетворювач 99% чистого O2 • Час продування 18-20 хвилин • Зменшити вміст S та P у вапняному порошку

Дезоксидація або демпфування • Додавання Mn, Si, Al на кінцевій стадії виробництва сталі • Він виробляє діоксид кремнію або оксид алюмінію з оксиду заліза, який залишає шлак • Під час лиття в сталі не утворюються бульбашки газу - це демпфірована сталь

Постукування • Рідка сталь вибивається в казан з вогнетривкою кладкою

Виробництво електросталі • У дуговій печі • Розплав металу та/або тверда вставка • Тепло генерується дугою між електродами та розплавом • Можна виробляти добре контрольовані, чисті сталі

Індукційна сталеплавильна піч • Індукційна піч • Тверда вставка • Джерело тепла - це джоулеве тепло індукованого струму (ефект трансформатора) • Легування та переплавлення сталі - головна мета

Післяобробка сталей • Котельна металургія: розкислення, промивання, легування тощо. • Реактивне пилососування: лиття струменя рідкої сталі у вакуумі, сильна дегазація • Вакуумне дугове переплавлення: катод із сталевого прутка, анод з мідної ванни, дугова плавка сталі, дегазація у вакуумі

Переплавлення Дуговий вакуумний світло Electroslip

Виробничі процеси Виробництво основних металів Металургія Металургія алюмінію та легких металів

Процеси виробництва алюмінію • Руда: боксит • Алюміній (Al2O3) отримують з нього гідрометалургійними та пірометалургійними процесами • Алюміній відокремлюють електролізом глинозему (електрометалургійний процес)

Процеси переробки бокситів (1) • Підготовка бокситів: подрібнення, промивання (очищення), сушіння водою • Обробка бокситів: • Лужна обробка содою при 180-250 Co, де утворюється алюмінат натрію - NaAl (OH) 4 • Відділення червоної грязі • Кристалічний гідроксид алюмінію після охолодження - Al (OH) 3, що утворюється • Це дає глинозем при запалюванні при 1200-1300 Co - Al2O3

Металургія алюмінію (1) • Призначення: виробництво кольорового алюмінію з глинозему • Процес: електроліз • катод: ванна з графітовим покриттям, • анод: графітовий стрижень, • електроліт: сама вставка • Вставка: кріоліт (Na3AlF6) + 6… 8% Al2O3

Металургія алюмінію (2) • Технологічні параметри: • Температура: 950-980 Co • Постійний струм: U = 4… 5 В; I = 50… 250 кА • Опади: • Розплав алюмінію на катодній обшивці • Кисень на графітовому аноді (сильне виснаження) • Постукування з перервами (98,5… 99,5% Al)

Металургія алюмінію (4) • Матеріальний баланс: • 4 т бокситу • 2 т глинозему • 1 т алюмінію • Потреба в енергії: • 15 000 кВт-год/1 т виплавляючого алюмінію • 20 000 кВт-год/1 т очищеного алюмінію

Вироби з алюмінію • Відливання • Стрижні, труби • Лист, смуга, фольга • Фасонні заготовки (кування, лиття, формування листового металу) • Переваги: ​​хороша тепло- та електропровідність, корозійно-стійкий, легкий

Первинне лиття розплавленого металу (сталі) • Призначення: затвердіти розплавлену сталь у формі, придатній для подальшої переробки • Форми: • Лиття заготовок (лиття під тиском) • Безперервне лиття

Лиття сталі під тиском (1) Топ лиття: Перевага: Простий, продуктивний Недолік: Розбризкування металевих крапель викликає дефект поверхні

Лиття сталі під тиском (1) Нижнє лиття: Перевага: Рівне, хороше заповнення Недолік: повільний, поки метал окислюється

Лиття сталі під тиском (2) Топ кастинг: Кастинг знизу:

Лиття під тиском Значна енергія обробки, необхідна для подальшої обробки Великі втрати матеріалу внаслідок заливки та видалення кірки. Можуть формуватися великі блоки та плити. Безперервні ливарні стрижні, ближчі до форми широких смуг (приблизно 100x100). Завдяки цьому втрати матеріалу невеликі, планка можна негайно катати там, де дозволяють розміри, можна використовувати лише порівняння форми та безперервного лиття

Відливка для подальшого плавлення для переробки • Рідкий метал • відливають у металеву форму відповідної форми та розміру. Фігури розташовані на нескінченному ланцюжку

Кастинг Основні поняття • Під час лиття розплавлений метал виливається у відповідну форму порожнини, форми • Форма і розмір замороженого виливка визначається формою • Поняття: • Форма: порожнина, що відповідає формі деталі - негатив деталі • Зразок: форма приблизно відповідає розміру деталі • Сердечник: для формування порожнин у виливку

Розподіл ливарних процесів (1) • Відлиття у втраченому вигляді Залишковий зразок • Відливання з піску • Формування оболонки • Керамічне формування Потерь зразка • Шаблон плавлення (точне лиття) • Випаровування • Відливання в постійному вигляді