Технологические процессы в машиностроении. Материалы для производства чугуна. Однородная шихта. Устройство доменной печи

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В МАШИНОСТРОЕНИИ

, II корпус, 628.

Рекомендуемая литература 1. Материаловедение и технология металлов: Учеб. для вузов по машиностроительным специальностям. / Г. П. Фетисов , М. К. Карпман , В. М. Матюнин и др. // 2-е изд., испр. – М.: Высш. шк. 2002. 2. Технология конструкционных материалов : Учеб. для машиностроит. вузов/ А. М. Дальский , Т. М. Барсукова , Л. Н. Бухаркин и др. : Под ред. А. М. Дальского.- 5-изд., испр.- М.: Машиностроение, 2003. 3. Технология металлов. Кнорозов Б. В. , Усова Л. Ф. и др. – М.: Металлургия, 1978.

Аттестация по учебной дисциплине

• Производство чугуна.
• Производство стали.
• Получение цветных металлов.
• Получение твердых сплавов.

ПОЛУЧЕНИЕ ЧУГУНОВ

1.1. Получение чугунов

Материалы для производства чугуна

Железные руды = Fe + пустая порода (кремнезем – SiO2, глинозем – Al2O3) + S, P, As, Zn

Флюсы – уводят в шлак пустую породу, вредные примеси, золу и серу кокса

Известняк (основной) - СаСО3 Кварцит (кислый)– SiO2

Топливо – высокая теплотворная способность, прочный, пористый, невысокая зольность, небольшое количество S

Кокс Древесный уголь

1.1. Получение чугунов

Подготовка руд

Кусковая

Порошкообразная

Усреднение химического состава

Сортировка по размерам D > (50 – 15 мм) > D

Агломерация

Мелкие руды + рудная пыль + окалина + мелкоизмельченный известняк измельчение (шаровая мельница)

Дробление (дробилка)

Перемешивается увлажняется спекается

Обжиг (700 – 800 ºС) Цель: удалить химически связанную воду и S Fe2O3→Fe3O4

Промывка (механическое отделение)

магнитное обогащение (для магнитных материалов)

Обогащение (Цель: увеличить количество Fe за счет удаления пустой породы)

1.1. Получение чугунов

Производство окатышей

Однородная шихта

< 10 мм

1-бункер с шихтой; 2-шихтовый транспортер; 3-смесительный барабан; 4-бункер для бентонита; 5-барабанный окомкователь; 6-машина для обжига; 7-вентилятор для удаления газов в дымовую трубу; 8-грохот для сортировки окатышей по степени крупности; I-зона сушки 200 - 400 ºС; II-зона обжига 1260 ºС; III-зона охлаждения.

1.1. Получение чугунов

Устройство доменной печи

Разрез (а) и профиль рабочего пространства доменной печи (б) 1- чугунная летка 2- горн; 3- заплечики 4- распар; 5- шахта 6- колошник; 7- засыпной аппарат 8-горизонт образования чугуна 9- горизонт образования шлака 10- зона горения кокса 11- слой шлака 12- шлаковая летка 13-расплавленный чугун

1.1. Получение чугунов

Процессы восстановления железа в доменной печи

1.1. Получение чугунов

Доменный цех

• 1 - доменная печь; 2 - чугунная лётка; 3 - чугуновозы; 4 - газоотводы; 5 - литейные дворы; 6 - воздухонагреватели; 7 - дымовая труба; 8 - воздухопроводы холодного и горячего дутья; 9 - пункт управления; 10 - пылеуловитель; 11 - аппараты тонкой газоочистки; 12 - скиповой подъёмник; 13 - бункерная эстакада; 14 - газопроводы грязного и чистого газа; 15 - лифт; 16 - агломерационная фабрика.

1.1. Получение чугунов

Работа доменной печи

Цемент, бетон, кирпич

Литье и производство стали

1.1. Получение чугунов

Способствует получению серого чугуна

Способствует получению белого чугуна (Mn3C)

Чугун

Уменьшает предел прочности, увеличивает густотекучесть (< 0,08 %)

(Fe + C) + Si + Mn + S + P

Уменьшает предел прочности, увеличивает жидкотекучесть (более 0,1 %)

Fe3C С Цементит графит

(Белый чугун)

(Серый чугун)

1.1. Получение чугунов

Классификация и маркировка чугунов по структуре

Белый чугун

Серый чугун

Высокопрочный чугун (Mg)

ферритный

феррито-перлитный перлитный

ВЧ10, ВЧ15

CЧ10, СЧ15…СЧ45

Графитизирующий отжиг

Ковкий чугун

феррито-перлитный ферритный перлитный ферритный

Антифрикционный чугун АЧС, АЧВ, АЧК Жаропрочный чугун (< 20 % Ni и < 3,5 % Сг ) Жаростойкий чугун (35 % Сг, < 20 % Ni, 32 % Al и < 6 % Si ) ЧХ28Н2М2, ЧХ18М5Н2, перлитный

КЧ10, КЧ15

1.1. Получение чугунов

Классификация и маркировка чугунов по назначению

Передельный чугун

Литейный чугун

Доменные ферросплавы

Зеркальный чугун < 10 % Mn (ЗЧ1…)

для сталеплавильного производства (П1, П2)

Л1…Л6

Высокоуглеродистый ферромарганец (Мн5, Мн6, Мн7) – 70 – 75 % Mn; 0,9 – 1,8 % Si

для литейного производства (ПЛ1 ПЛ2)

Рафинированный магнием (ЛР1…ЛР6)

Бедный ферросилиций (ФС90, ФС70)

фосфористый чугун (ПФ1, ПФ2, ПФ3) высококачественный чугун (ПВК1, ПВК2, ПВК3)

Феррофосфор (ФФ14, ФФ16, ФФ18)