Химические составы чугуна и стали - раздел Промышленность, Возникновение и развитие металлургии. История развития металлургии в России. Возникновение и развитие высшего металлургического образования
Сделать Это Можно Путем Окисления Чугуна: Угл...
Сделать это можно путем окисления чугуна: углерод переходит в газ (в виде СО), a Si, Mn, Р переходят в шлак (в виде оксидов).
Таким образом, первое принципиальное отличие сталеплавильного производства от доменного - это окислительный характер процессов.
Второе отличие состоит в том, что производство стали требует значительно более высоких температур, чем производство чугуна. В соответствии с диаграммой состояния «Fe-С» (см. рис. 3.17, с. 62) с уменьшением содержания углерода в сплаве значительно возрастают температуры ликвидуса. Для нормального хода процесса сталеварения температура металла должна быть 1580-1620°С.
Третьим отличием является периодический характер производства*, когда в металлургический агрегат (печь, конвертер) дается определенное количество чугуна и других материалов, и начинают вести передел чугуна в сталь. По истечении некоторого времени, за которое окислительные процессы пройдут в необходимом объеме, готовую сталь выпускают из печи или конвертера. После чего начинается очередная плавка.
Несмотря на определенную специфику производства стали в конвертере, мартеновской печи и в электропечи, характер основных химических процессов и элементы технологии оказываются одинаковыми для этих трех агрегатов.
Шихта сталеплавильных агрегатов состоит из двух частей: металлической и неметаллической.
Основу металлической части составляют чугун и стальной лом. Доля чугуна в кислородно-конвертерном процессе доходит до 80%, в мартеновском - до 60%, в электросталеплавильном - 5%. На заводах с полным металлургическим циклом (на которых имеются доменные печи) чугун в сталеплавильные цеха подают в жидком виде и сливают в миксер - большой ковш емкостью до 2000 т, где происходит выравнивание химического состава и температуры чугуна из разных доменных печей и разных выпусков. На металлургических и машиностроительных заводах без доменных печей используют твердый чугун в виде слитков-чушек. Источниками стального лома являются отходы самих металлургических заводов: бракованные слитки, скрап, обрезь в прокатном производстве, отходы машиностроительных заводов: стружка, отходы штамповочного производства, а также отслужившие свой срок ме-
таллические изделия: машины, металлоконструкции, рельсы и т.п.
На заводах вторчермета этот стальной лом проходит специальную подго-товку: очистку от цветных металлов, резку крупногабаритных изделий, пакетирование легковесных отходов.
К металлической части шихты сталеплавильных производств можно отнести также ферросплавы, которые используются в качестве раскислителей и легирующих компонентов.
Неметаллическая часть шихты представлена двумя типами материалов: твердых окислителей и флюсов. В качестве твердых окислителей при производстве стали используют богатую железную руду, агломерат, окатыши, окалину прокатного и кузнечного производства. Эти материалы содержат большое количество Fe2О3и Fe3О4. Основным флюсом является СаО в виде известняка (СаСО3) или свежеобожженной извести. Часто для повышения жидкоподвижности шлака используют боксит (содержащий около 50% А12О3) и плавиковый шпат (более 90% CaF2).
Одно из основных требований к шихтовым материалам - минимальное содержание SiО2.
Общая схема сталеплавильного процесса. После очередного выпуска готовой стали новую плавку проводят в следующем порядке.
Заправка - ремонт (восстановление) разрушенных участков огнеупорной футеровки; на разъеденные места набрасывают размолотый огнеупорный материал (магнезит, доломит, кварц), который при высокой температуре приваривается к основной футеровке.
Завалка - загрузка шихты в печь или конвертер; вначале загружают твердую часть шихты: чушковый чугун, легковесный скрап, флюсы, твердые окислители, а затем заливают жидкий чугун. Жидкий чугун, стекая вниз, не только прогревает кусковую шихту, но и науглероживает стальной лом, благодаря чему снижается его температура плавления.
Собственно металлургический процесс начинается с плавления шихты, в результате которого образуется жидкая металлическая ванна и покрывающий ее расплавленный шлак. Плавку в этот период ведут при максимальной тепловой нагрузке печи, чтобы сократить до минимума его продолжительность. Уже в этот период с заметной скоростью начинают идти процессы выгорания примесей чугуна.
Главным периодом процесса является окислительный, в ходе которого удаляется - выгорает - избыточное количество углерода. Общую схему процессов, протекающих в этот период, можно представить следующим образом. В конвертерном (самом массовом) способе передела чугуна в сталь углерод окисляется в атмосфере газообразного кислорода дутья: 2[С] + О2 = 2СО*. Одновременно с выгоранием углерода окисляются примеси чугуна:
[Si] + О2 → (SiО2); [Мп] +О2 → (МпО); [Р] + О2 → (Р2О5). Так как все реакции окисления экзотермические, то в этот период существенно повышается температура металла.
В печных способах производства стали (мартеновском, в дуговых электрических печах) кислород поступает в металл из газовой фазы (через слой шлака) в результате последовательного протекания следующих процессов:
- на границе фаз «шлак-газ» идет окисление (FeO): (FeO) + O2 → (Fe2О3);
- образующийся оксид (Fe2О3) диффундирует в слое шлака к нижней границе фаз «шлак-металл», где он восстанавливается (Fe2О3) + Fe → (FeO);
- избыточное количество (FeO) растворяется в металле: (FeO) → [Fe] + [О].
Для ускорения процесса обезуглероживания металла в него дополнительно вводят «твёрдый» кислород - в составе оксидов Fe2О3 и Fe3О4 железорудных агломератов и окатышей. Таким образом, в печных способах производства стали углерод металла окисляется за счет взаимодействия с растворённым в нём кислородом: [С] + [О] → СО (а). Образующиеся при окислении углерода пузырьки СО всплывают на поверхность жидкой металлической ванны, создавая впечатление «кипения» стали. Этот процесс благотворно влияет на качест- во стали, которая в результате перемешивания получается более однородной по составу и температуре. Кипение металла существенно облегчает также вынос на его поверхность неметаллических частиц.
Константа равновесия основной реакции обезуглероживания стали без существенной ошибки (учитывая небольшие количества углерода и кислорода) может быть записана через концентрации:
Кр =,
где Рсо - равновесное парциальное давление СО (атм).
Приt = 1620°С иР0= 101,3 кПа (1 атм) произведение [С]р[О]рпо опытным данным составляет около 0,0025. Отсюда следует, что по мере уменьшения содержания углерода в стали концентрация растворённого в ней кислорода увеличивается следующим образом (%):
[С] 1,0 0,6 0,4 0,2 0,1
[О] 0,0025 0,004 0,006 0,012 0,025
Раскисление стали. Действительное содержание растворённого в стали кислорода к концу окислительного периода (когда получено заданное содержание углерода) оказывается в 2-3 раза выше равновесного - от 0,02 до 0,08. Такое большое количество кислорода в стали не только серёзно ухудшает ее механические свойства, но и не позволяет получить нужную марку стали «по углероду», так как даже после прекращения поступления кислорода в металл извне углерод будет продолжать окисляться с заметной скоростью по реакции (а).
Чтобы устранить указанные выше негативные явления, проводят операцию, которую называют раскислением стали. Для разных марок сталей специалисты применяют различные способы раскисления: осаждающее, диффузионное, обработкой синтетическими шлаками или в вакууме. Наиболее распространённым является осаждающее раскисление, когда в жидкую сталь вводят небольшие количества элементов, обладающих более высоким сродством к кислороду, чем железо или углерод. Такими элементами-раскислителями могут быть (по мере усиления химической активности): Mn; Si; AI, а также Ti; Zr; Са. В результате раскисления количество растворённого кислорода снижают до равновесного (а иногда и ниже равновесного). Продукты раскисления в виде твёрдых частичек SiО2; МпО; А12О3 (плотность которых в несколько раз меньше плотности стали) всплывают и переходят в слой шлака.
К сожалению, часть мелких частичек оксидов из-за низкой скорости всплывания не успевает выделиться из стали и остаётся в ней в виде неметаллических включений. Как и газы, неметаллические включения ухудшают качество стали. Значительно лучшие результаты даёт применение комплексных раскислителей типа АМС (сплав алюминия, марганца и кремния). Смесь оксидов этих элементов плавится; при движении в стали таких капелек во время столкновения происходит их слияние, и скорость всплывания значительно увеличивается.
И наконец, для получения высококачественной стали осуществляют её легирование, т.е. добавляют в неё в небольших количествах легирующие элементы V; Ti; Mn; Cr; Ni. В большинстве случаев их вводят в виде ферросплавов.
В некоторых случаях операции раскисления и легирования проводят в период выпуска стали - в ковше.
Все темы данного раздела:
Основатель Уральской научно-педагогической школы по обработке металлов
давлением……………………...…………………………………….………………...………. 29
2.2. Развитие теории обработки металлов давлением и работа на заводах………………. 30
2.3.
Диаграмма состояния сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в твер-
дом состоянии…………………………………………………………………………..……….... 62
3.6.3. Диаграмма состояния сплавов, образующих ограниченные твердые растворы…...…… 62
Металлургии
Опираясь на данные археологических исследований, можно считать, что первым металлом, которым стал пользоваться человек, была медь. Это связ
Возникновение и развитие высшего металлургического образования
Человек научился получать железо с незапамятных времен. Применение метеоритного железа - первый шаг по пути отказа от бронзы. С этого начался переход от бронзового века к железному. В чистом виде ж
Ломоносов Михаил Васильевич
В XVIII веке были заложены основы науки о металле, созданы первые технические школы - начальные, средние и высшие - для подготовки квалифицированных кадров горнозаводского дела. В 1
Ломоносов
(1711 – 1765 гг.)
С этого времени начинается его кипучая и необыкновенно разносторонняя деятельность в Петербургской Академии наук, продолжавшаяся четверть
Аносов Павел Петрович
Павел Петрович Аносов (1799 – 1851 гг.)
В истории русской металлургии, пожалуй, нет личности более легендарной, чем Павел Петрович Аносов
Павел Матвеевич Обухов
(1820 – 1869 гг.)
Известный русский инженер и ученый-металлург П.М. Обухов родился в г. Воткинске Вятской губернии, где у отца, капитана в отставке, было и
Лавров Александр Степанович
Александр Степанович Лавров (1838 – 1904), русский ученый-металлург, специалист в области металловедения и термической обработки металлов, горный инженер. Родился в семье обедневшего дворянина Твер
Калакуцкий Николай Вениаминович
Николай Вениаминович Калакуцкий (1831 – 1889) – русский ученый в области металлургии и артиллерийского производства, генерал-майор артиллерии (1884). В 1849 году окончил специальное
Грум-Гржимайло Владимир Ефимович
Российский и советский изобретатель, инженер-металлург, педагог и организатор производства, член-корреспондент АН СССР (1927).
Владимир Грум-Гржимайло родился в Петербурге,
Грум-Гржимайло
(1864 – 1928гг.)
Грум-Гржимайло доказал экономическую целесообразность так называемого русского бессемерования, теоретически обосновал его,
Евгений Оскарович
Патон (1870 – 1953гг.)
Родился в городе Ницца (Франция). Из дворян. Сын русского дипломата, бывшего тогда консулом в Ницце, бывшего полковника гвардии
Александр Петрович
Чекмарев (1902 – 1975гг.)
Родился в селе Большая Знаменка (Запорожская область, Украина) – советский учёный в области обработки металлов давлением. В 1
ЦЕЛИКОВ Александр Иванович
Академик Академии наук СССР, дважды Герой Социали-
стического Труда, Лауреат Ленинской и Сталинских премий.
Родился в Москве. После окончания в 1928 году Мос-
Емельяненко Павел Терентьевич
П.Т. Емельяненко (1905 – 1947) – советский учёный-металловед, специалист по трубному делу. Является основоположником теоретической науки о трубном производстве. Во всем мире признан его вклад в тео
Полухин Петр Иванович
Петр Иванович Полухин (1911 – 1996) – ректор МИСиС, Герой Социалистического труда (1971), академик АН Казахской ССР (1975), заслуженный деятель науки и техники РСФСР (1968), лауреат Государственной
Смирнов Василий Сергеевич
Василий Сергеевич Смирнов (1915 ‒ 1973), советский металлург, специалист в области обработки металлов давлением, член-корреспондент АН СССР (1960). По окончании Уральского индустриального инс
История развития металлургии и металлургического образования на Урале. Подготовка персонала для металлургических предприятий
В начале 20-х годов страна остро нуждалась в инженерных кадрах. Необходимо было восстанавливать пришедшие в упадок во время гражданской войны металлургические заводы, а также претворять в жизнь гра
Головин Аким Филиппович
(1880 – 1949 гг.)
Аким Филиппович Головин родился 09.09.1880 в с. Дмитриевское Коротоякского уезда Воронежской губернии. Выпускник Санкт-Петербургского горного института (
И работа на заводах
Энергетическая теория прокатки. Первые научные работы А.Ф. Головина были связаны с изучением деформации и силовых параметров процесса прокатки. Для описания теч
Металлургического оборудования
В 1932 г. вышла книга Е.В. Пальмова "Пути развития современного прокатного дела", в которой большое внимание было уделено конструированию и эксплуатации оборудования прокатных цехов. В 19
Профессор, руководитель специализации доцент, руководитель специализации
«Трубное производство» «Пластическая обработка сплавов цветных
металлов»
В 1938 г. году А.Ф. Головину была присуждена ученая степ
И силы деформации
Разработанная А.Ф. Головиным методология научного исследования процессов обработки металлов давлением, базирующаяся на эвристическом подходе и физическом моделировании процессов, в
Стали членами Академии наук СССР
Примечательно, что в монографии "Формоизменение при пластической обработке металлов (ковка и прокатка)" И.Я. Тарновский ярко продемонстрировал развитие идей А.Ф. Головина. Тем не ме
Профессор, заведующий кафедрой
«Сопротивление материалов» МИСИС
В конце 50-х и начале 60-х годов В.Л. Колмогоров разработал методологию определения тензорных полей напряжений, применяя вариационный
Гидродинамической подачи смазки при обработке давлением
Фото 2. Под руководством профессора В.К. Смирнова и профессора В.А. Шилова разработана современная теория прокатки сортовых профилей, созданы САПР "
И область применения
Разделение существующих в природе элементов на металлы и неметаллы и открытие новых металлов шло в течение последних двух столетий. Так, в XVIII веке М.В. Ломоносов писал: «Металлы
Средний химический состав земной коры
по А.П. Виноградову (мощность 16 км без океана и атмосферы), % мас.
Элемент
Содер-
Элемент
Содер-
Область применения
Материальный фундамент, на котором стоит современная человеческая цивилизация, образует железо. Из сплавов железа - сталей - изготовлена и построена подавляющая часть машин, аппарат
Некоторых металлов
Сталь
(железо)
750 млн. т
Разбивка нанопорошков по типам
Почти все твердые металлические элементы выпускаются серийно в виде порошков чистых металлов. Порошки чистых металлов составляют значительную и все возрастающую долю
Металлофонд России
Природные ресурсы, несомненно, определяют темп роста экономики страны и пути ее успешного развития. Запасы кокса, железной руды, природного газа, нефти и других полезных ископаемых России оценивают
Аллотропические или полиморфные превращения
Как известно, атомы всех элементов состоят из положительно заряженного ядра (с определенным числом протонов и нейтронов) и с огромной скоростью движущихся вокруг нег
От расстояния между ними
При дальнейшем падении температуры атомы сближаются еще больше - вещество переходит в жидкое состояние, силы взаимного притяжения между атомами становятся еще больше. Наконец, при уменьшении темпер
Элементарной ячейки.
Минимальный объем решетки, характеризующий свойства всего кристалла, называется элементарной ячейкой (на рис. 3.2 ячейка выделена жирными прямыми). Поэтому
В - гексагональной плотноупакованной
Гипотеза регулярного решетчатого строения кристаллов в начале XX века была подтверждена экспериментально рентгеноструктурным анализом. В результате этих измерений удалось установить параметры кр
Аллотропические формы некоторых металлов
Металл
Аллотропи-
ческие формы
Интервал температур устойчивого состояния, °С
Кристаллическая решетка
Fe
Структура реальных кристаллов
Рассмотренные выше схемы строения кристаллических решеток относятся к идеальным кристаллам, которые невозможно получить на практике. Исследования показали, что прочность реальных кристаллов в 100-
Кристаллизация металлов
Большинство металлов при металлургической переработке руд получается в жидком - расплавленном - состоянии. При охлаждении до определенных температур происходит затвердевание металлов - кристаллиза
Механическую смесь компонентов
Этот тип диаграмм относится к системам, компоненты которых в жидком состоянии обладают полной взаимной растворимостью; в твердом состоянии нерастворимы (практически нерастворимы) друг в друге; не о
Растворимостью компонентов в твердом состоянии
Неограниченные твердые растворы способны образовывать металлы, близко расположенные в таблице Менделеева, особенно находящиеся в одной группе - металлы с одинаковым типом кристаллических решеток и
Ограниченные твердые растворы
Этот тип диаграмм наиболее характерен для металлических сплавов. На рисунке 3.16 обозначены фазы системы при различных составах и температурах. Эти диаграммы представляют своеобразную комбинацию ди
Предельно насыщенных
твердых растворов αR и βS
Ярким примером этого типа диаграмм является диаграмма системы «желе
Диаграмма состояния сплавов, образующих химические соединения
В сплаве, представляющем химическое соединение, образуется новый тип кристаллической решетки. Такой сплав имеет определенную температуру плавления, характеризуется высокой твердостью и хрупк
Системы Cu-Zn
Диаграммы состояния трехкомпонентных сплавов (в отличие от двойных - плоских) являются объемными. Они имеют вид трехгранных призм, вертикальные ребра которых обозначают температуру, а в основ
Физико-химические и физико-механические свойства металлов и сплавов
Все основные физико-химические свойства металлов определяются их атомно-кристаллическим строением - местом металла в периодической системе элементов. Металлы одной группы обладают сходством в элект
Физические и механические свойства важнейших металлов
Таблица составлена по данным справочников:
- по физическим константам – Смайлз К. Дж. Металлы. М: Металлургия, 1980. С. 447;
- по
Механические свойства металлов и сплавов
Металлические конструкции и детали различных машин, механизмов для успешного выполнения служебных функций должны обладать определенным комплексом механических свойств, из которых главным является п
Ческой или термомеханической обработкой)
В настоящее время удалось получить кристаллы, практически не содержащие дислокаций. Это нитевидные кристаллы небольших размеров: длиной 2-10 мм и толщиной 0,5 - 2,0 мкм - «у
Деформация металлов и сплавов
Деформация монокристалла. Основным видом нагрузки, вызывающим деформацию кристалла, т. е. необратимое смещение атомов относительно друг друга без нарушения между ними связи, яв
Возврат и рекристаллизация
Наклепанный металл стремится самопроизвольно перейти в более равновесное состояние (с меньшим уровнем свободной энергии). Происходит это в результате диффузии атомов в металле. Решающее влияние на
Принципиальные основы производства металлов
Исходным сырьём для производства абсолютного большинства металлов являются минеральные образования, добываемые из земной коры, - руды. В результате проведения научных исследований в лабораториях и
Руды, подготовка руд к металлургическому переделу
Рудой называется горная порода, содержащая металл в такой форме и в таком количестве, что его экономически выгодно извлекать на данном уровне развития техники.
Металлы
Регулировочные пластины.
Кроме того применяются конусные дробилки (крупное, среднее и мелкое дробление), валковые и молотко
Шаровой мельницы
Грохочение и классификация. Дробление и измельчение практически всегда сопровождаются грохочением и классификацией - процессами,
П - бункер для проводников
Частицы-непроводники сохраняют полученный заряд до точки «е», а частицы-проводники получают электрический заряд того же знака от барабана и отталкиваются от него. На
Температуры плавления и кипения хлоридов металлов
В технологиях производства некоторых металлов (урана, бериллия) используют фторирующий обжиг, во многом сходный с хлорированием.
Уср
Пылеуловитель; 9 - эксгаустер; 10- труба; 11 - виброгрохот; 12 - охладитель
Наиболее целесообразным способом окускования тонкоизмельченных концентратов (-0,07 мм) является получение окатышей - шариков диаметром 15-20 мм, обладающих д
Для производства железорудных окатышей
На рисунке 4.14 приведена схема фабрики по производству окатышей, которая во многом подобна схеме агломерационной фабрики.
Сложная система газопотоков на обжиговой машине обусловлена стрем
Основы технологии производства важнейших металлов и сплавов
5.1. Производство железа – чугунов и сталей
В соответствии с приведенной в разделе 4.1 схемой металлургического производства, производство железа, а точнее – стали включае
Рудная база черной металлургии
В качестве сырья для получения железа используют железные руды, которые в соответствии с минералогическим типом рудного минерала делят на четйре типа:
1. красные железняки
Важнейшие железорудные месторождения России
Примечание. Числитель - в руде, знаменатель - в концентрате.
Самым распространенным способом обогащения железных руд является электромагнитное. Реже применяется г
II стадия - доменное производство
Основным агрегатом для извлечения железа из железных руд является доменная печь. По принципу работы она относится к шахтным печам. Горизонтальное сечение печи - окружность.
Зона кокса и жидких продуктов плавки; 4 - зоны горения кокса
Образующиеся продукты горения содержат около 35% СОи имеют температуру 2100-2300°С. В результате горения кокса (его газификации) в горне непрерывно образуется свобо
Шлаковый режим сталеплавильного процесса
Характерной особенностью сталеплавильных шлаков в окислительный период является повышенное содержание в них оксидов железа (около 15%FeOи 5% Fe2О3
Кислородно-конвертерный способ производства стали
Этот способ является сейчас главным в массовом производстве стали в мире и в России:
- передел в сталь идет без расхода топлива - необходимое для разогрева металла тепло вы
Опорная станина; 8 - летка
Футеровка конвертера двухслойная. Арматурный слой, примыкающий к кожуху, толщиной около 200 мм, делают из магнезитового кирпича. Рабочий слой толщиной до 700 мм изготавливают из смо
Транспортного назначения
На первой стадии происходит деванадация* чугуна с получением товарного ванадиевого шлака и углеродистого полупродукта с 3,0 % C, 0,04 % V и минимальным остаточным содержание
Производство стали в электрических печах
Если жидкий чугун наиболее эффективно перерабатывать в сталь в кислородных конвертерах, то наилучшим способом переработки стального лома является электроплавка. Электрометаллургия хорошо вписываетс
Технические характеристики ДСП
Параметр
Значение
Номинальная емкость печи, м3
Емкость печи, т
Для получения стали заданного качества
Отделение подготовки металлолома сблокировано с электропечным отделением. В электропечном отделении размещены две позиции выдачи скраповозов из отделени
Технические характеристики МНЛЗ №1
Параметр
Показатель
Тип МНЛЗ
Сортовая радиальная
Количество ручьев, шт
Технические характеристики МНЛЗ №2
Параметр
Значение
Тип МНЛЗ
Блюмовая, радиальная, с плавным разгибом
Количество ручьев
3 шт.
Бездоменные способы получения железа
Традиционная двухступенчатая схема производства железа (сталей), достигшая высокой степени совершенства благодаря использованию опыта сотен поколений металлургов, является основой сегодняшней черно
Составы восстановительного и колошникового газов
шахтиой восстановительной печи, %
Газ
СН4
СО
Н2
СО2
Н
Получение особо чистого железа
Промышленные сорта технически чистого железа, получаемые пирометаллургическим способом, имеют степень чистоты 99,75-99,85%. Железо более высокой степени чистоты получают электролитическим методом с
Производство ферросплавов
Ферросплавами называют сплавы железа с легирующими элементами (V, W, Ti, Zr, Nb, Сг, и др.) или с элементами-раскислителями (Mn, Si и др.). Применение их в техноло
При выплавке ферросплавов
Примечание. Содержание в сплавах, %: Si – 75; Mn – 75; Cr – 65.
В FeMn и FeCrдовольно активно растворяется углерод
IV стадия - методы повышения качества стали
Стали, получаемые по описанным выше давно и широко применяемым технологиям - «классическим» (мартеновскому, конвертерному, в открытых дуговых печах), часто не удовлетворяют по качес
Рудная база
Алюминий - самый распространенный металл в земной коре, его содержание составляет 8,8%. Однако основная масса А1 рассеяна среди большого количества разнообразных минералов (около 2
Сепараторы
После выщелачивания пульпа из автоклавов подается в сепараторы, где в результате снижения давления газа происходит интенсивное парообразование и охлаждение пульпы: в первом сепарато
Репульпатор
Процесс кристаллизации ускоряется в результате введения в раствор затравки - мелких кристаллов А1(ОН)3. Осаждение из раствора гидроксида алюминия проводя
III стадия - получение металлического алюминия
Алюминий отличается высоким сродством к кислороду. СО и Н2 не в состоянии восстановить А1 из А12O
IV стадия - получение чистого алюминия
Извлеченный из ванны алюминий-сырец содержит много примесей, снижающих качество металла: выделяющиеся на катоде совместно с алюминием железо, титан, механические примеси (А12О
Рудная база
По распространенности в земной коре медь занимает 22-е место - 0,01% (у железа более 5%). В небольших количествах встречаются руды, в которых медь присутствует в виде оксидов СuО и
I стадия передела - механическое обогащение руд
Сульфидные рудные минералы относятся к числу плохо смачиваемых материалов, а оксиды пустой породы - к хорошо смачиваемым. Благодаря такому различию сульфидные медные руды хорошо обогащаются методом
Пирометаллургическим способом
Плавка на штейн. Сущность основных химических процессов, протекающих в плавильном агрегате (при t« 1400°С), можно представить следующим образом. Низшие сульфиды обожженых медных ко
Боров для отвода газов (аптейк); 6 - лещадь; 7 - летки для выпуска штейна; 8 - фундамент
Тепло, необходимое для нагрева и плавления шихты, выделяется в результате сжигания пылеугольного, жидкого или газообразного топлива в горелках (форсунках), расположенных в торцевой
Гарнисаж
Для обеспечения более равномерного нагрева материалов от горения топлива печь в области внутреннего горна имеет небольшие размеры в поперечном сечении 1,0-1.5 м. Кверху печь расширя
III стадия - получение черновой меди
Получающийся в результате плавки сульфидных медных руд штейн состоит в основном из сульфидов меди Cu2S и железа FeS. Наиболее эффективным методом освобо
Напыльник для отвода газов
Загрузку конвертера (заливку штейна и завалку кварцита и добавок) осуществляют через горловину. Поворотом конвертера также через горловину выпускают жидкие шлаки и медь.
IV стадия - получение чистой меди
Черновая медь содержит от 0,8 до 2,5% примесей, ухудшающих ее механические и особенно - электрические свойства. Наиболее эффективным способом очистки меди является электролиз. Показ
Производство титана
Из известных 70 минералов, в состав которых входит титан, промышленное значение имеют рутил - TiO2, ильменит - FeOTiO2, персковит - С
I стадия - механическое обогащение ильменитовых руд
Основное сырьё для получения титана - ильменитовые руды.
Вначале гравитационным методом обогащают ильменитовые пески с получением «черных шлихов». Последние электромагнитно
II стадия - химическое обогащение
Высокое содержание железа в концентрате мешает эффективному извлечению титана из руды химическими методами, поэтому предварительно удаляют железо. Наиболее целесообразным оказалось осуществить отде
Оросительные конденсаторы; 5 - водяной холодильник; 6 - погружной насос;
7 - холодильник, охлаждаемый рассолом до -10оС (раствор CaCl2)
Технический TiCl4 содержит довольно много
Хлоридов; 7 - бак для сбора высококипящих хлоридов; 8 - запорные и регулирующие краны;
9 - кубы-испарители; 10- неконденсируемые газы (СО2; Cl2; N2; COCI2 и др.); 11 - холодильник
Процесс ректификац
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Начала металлургии:Учебник для вузов/ В.И. Коротич, С.С. Набойченко, А.И. Сотников, С.В. Грачев, Е.Л. Фурман, В.Б. Ляшков. //Екатеринбург: УГТУ, 2000. - 392 с.
Новости и инфо для студентов