Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Производство чугуна. Устройство доменной печи(ДП).

Производство чугуна. Подготовка руд к доменной плавке.

Чугуны получают путём восстановления Fe из оксидов содерж-ся в рудах. Для произв-ва чугуна исп-ют: 1.Магнитный железняк (магнетит Fe*Fe₂O₃). Содержит до 70% Fe.Руда прочная и плотная. 2.Красный железняк (гематит). До 60% Fe. Легко измельчаема и восстанавлив-ма. 3.Бурый железняк (летит 2Fe₂O₃*H₂O). Содержит Fe до 50%. 4.Шпатовый железняк (сидерит) до 40% Fe.

Подготовка руд - это увеличение содержания Fe и уменьшения вредных примесей. 1.Дробление и сортировка. Для получ-ия оптимальных кусков руды. Размолотую руду просеивают. Потом происходит обогащение руды, т.е. удаление пустой породы. Основано на разности св-в.

2.Промывание руды водой позволяет отделить плотные породы.

3.Гравитация- отделение пустой породы при пропуск-ии струи воды через вибрир-ее сито. 4.Магнитная сепарация.

5.Окускование делится на 2 способа: 5.1.Агломерация. При агломерации шихту спекают на спец. агломерационных машинах при температуре1300-1500′ С. В результате образуется фаялит Fe₂SiO₄. В зоне горения фаялит плавится и смачивает зёрна шихты благодаря чему образуется твёрдая пористая масса. При агломерации удал-ся сера.

5.2.Окапывание. Шихту загружают во вращающ-ся барабаны где образ-ся шарики диаметром 30 мм. Обжимают при темп-ре 1200-1300 С. Они станов-ся прочными и пористыми.

Производство чугуна. Устройство доменной печи(ДП).

По скиповому подъемнику шихта поднимается в верхнюю точку. Через загрузочное устройство шихта попадает в доменную печь(ДП).Под загруз-ым устройством нах-ся колошник. Он имеет цилинд-ую форму и служит для загрузки сырых материалов и отводу колошниковых газов. В шахте проиисх-ит процесс восстанов-ия Fe и его науглероживания.

Ниже шахты располаг-ся распар. Здесь происх-ит плавление пустой породы и флюсов с образов-ем шлаков. Этот процесс заканчив-ся в заплечиках имеющих форму усеч-го конуса. Располагающ-ся ниже заплечиков горн имеет цилиндр-ую форму. В нижней части горна на лещади скаплив-ся жидкий чугун и шлак, кот. выпускается ч.з. спец. отверстия- летки. В верхней части горна располаг-ся от 16 до 20 фурм ч.з. кот-ые в ДП под давлением 30 кПа подаётся нагретый до 900-1200′ воздух обогощ-ый кислородом. Здесь происходит горение топлива. Воздух поступает в ДП из воздухонагревателя внутри кот-го есть камера сгорания и насадка. В камеру сгорания подаётся колошниковый газ, кот-й при сгорании нагревает насадку. Остатки удаляются ч.з. дымовую трубу. Затем подача газа в камеру сгорания прекращается и ч.з. насадку пропускают воздух кот-ый при этом нагрев-ся и поступ-т в ДП. Всё рабочее пространство ДП выложено огнеупор-м кирпичом.

Производство чугуна. Физико-химические процессы доменной плавки.

Условно процессы разделяют на: 1.Горение топлива; 2.Разлож-ие компонентов шихты; 3.Восстан-ие Fe; 4.Науглероживание; 5.Восстан-ие примесей; 6.Шлакообраз-ие.

1.Вблизи фурм кислород реагирует с углеродом кокса и при этом выдел-ся большое кол-во тепла. Углерод кокса реагирует с образовавш-ся СО₂, кот-ый явл-ся основным восстановит-ым компонентом среды.

2.Разлож-ие компонентов шихты происходит в зависимости от её св-в. При работе на шихте, содерж-ей флюсы и сырую руду в верхней части шахты дом-ой печи разруш-ся гидраты Fe и Al, известняк флюса диссоциирует.

3.В результате взаимод-ия оксидов Fe и CO и C кокса происходит восст-ие железа. Оно начинается при темп-рах 500-570′С и заканчив-ся при 1100-1200′С. Потеря Fe со шлаков 1%. Вост-ие газа наз-ют косвенным, а восст-ие твердого наз-ют прямым. Обычно в домен-ой печи 60-70% восст-ся косвенным путём.

4.Процесс науглерожив-ия протекает с образов-ем цементита(Ц). Ц хорошо раствор-ся в Fe постоянно науглероживая его. В результате образ-ся сплав темп-ра плавления кот-го ниже чем у Fe.

5.Одновр-но с восст-ем Fe происходят процессы восст-ия примесей Si; Mn; P. Весь P

кот-ый попал в печь полностью восстанавливается и переходит чугун.

6.Образов-ие шлака происходит в зоне распара после окончания процессов восстан-ия Fe. Основ-ые составляющие доменного шлака: 30-45%-оксид Si; 40-50%- оксид Са; 10-25%- оксид Al.

20. Прокатка металлов.

Прокатка — обжатие металла вращающимися валками прокатного стана. Применяют три основных вида прокатки: продольную, поперечную и косую. При продольной прокатке металл 2 обжимается между двумя валками 1, вращающимися в разные стороны, и перемещается перпендикулярно осям валков. Этот вид прокатки имеет наибольшее применение, его используют для изготовления профильного и листового проката..

При поперечной прокатке валки 1, вращаясь в одном направлении, передают вращение заготовке 2, которая, перемещаясь вдоль оси валков, деформируется. Поперечную прокатку применяют для получения специальных и периодических профилей.

При косой прокатке валки 1, расположенные под некоторым углом один к другому, сообщают заготовке 2 вращательное и поступательное движение. Эту прокатку применяют для получения пустотелых заготовок при производстве труб.

Оборудование, на котором прокатывают металл, называют прокатным станом. По количеству валков и их расположению станы делят на двух-, трех-, четырех-, многовалковые и универсальные. Двухвалковые станы бывают реверсивные (заготовки прокатывают в обе стороны) и нереверсивные (прокатка идет в одну сторону, а для повторных пропусков заготовку возвращают через верхний валок). В трехвалковых станах за счет наличия в каждой рабочей клети трех валков изменяют направление прокатки. Четырехвалковые станы имеют два рабочих (меньшего диаметра) и два опорных валка (большего диаметра), служащих для уменьшения прогиба рабочих валков. Это при производстве широких листов увеличивает точность их размеров по толщине. У многовалковых станов очень большая жесткость рабочих валков. Станы применяют для прокатки очень тонких полос с малыми припусками по толщине. Универсальные станы имеют вертикальные валки, расположенные с одной или с обеих сторон от горизонтальных валков. На них металл обжимают при каждом пропуске со всех сторон. Эти станы применяют для прокатки широких листов и широкополосных двутавровых балок.

По назначению прокатные станы делят на обжимные, заготовочные, сортовые, листовые и специальные. Вначале слиток или прессованную заготовку прокатывают на обжимном стане, затем на заготовочном и, наконец, на сортовом, листовом или специальном. К обжимным станам относят блюминги и слябинги. Блюминги — мощные реверсивные двухвалковые станы с диаметром валков 800...1500 мм, прокатывающие слитки массой 2...35 т в заготовки крупных размеров (блюмы). Слябинги — мощные универсальные реверсивные станы с диаметром горизонтальных валков 1100... 1200 мм, вертикальных — 700 мм. Используют для прокатки листовых заготовок (слябы) толщиной 75... 300 мм и шириной 400...1600 мм. ых рельсов, балок, швеллеров и других крупных профилей; крупносортные с валками диаметром 500...750 мм; среднесортные с валками диаметром 350...450 мм; мелкосортные с валками диаметром 250...325 мм.

Прокатные станы бывают с одной рабочей клетью (блюминги) и с несколькими рабочими клетями (сортовые станы). Клети могут располагаться в линию или последовательно одна за другой. При последовательном расположении у клетей самостоятельные приводы, а у валков свои частоты вращения. Станы с последовательным расположением клетей называют непрерывными, таккак заготовка идет из одной клетки в другую без поворота и возврата. Станы, сочетающие последовательное и линейное расположение клетей, называют полунепрерывными.

Форму поперечного сечения изделия, прокатанного на сортовом стане, называют профилем, а совокупность одинаковых профилей разных размеров — сортаментом.

Инструментом прокатки являются валки, которые могут быть не только гладкими(рис.56), но и с фигурными вырезами - ручьями. Совокупность соответствующих вырезов в верхнем и нижнем валках образуют калибр. Калибры могут быть открытыми и закрытыми (рис. 56). Комплект прокатных валков со станиной называют рабочей клетью.

Рис. 56. Прокатные валки и калибры: а - гладкий; б - с фигурными вырезами; в - калибр открытый; г - калибр закрытый.

По числу и расположению валков в клетях, прокатные станы подразделяют на дуо-, трио-, кварто-, многовалковые и универсальные (рис. 57).

Рис. 57. Рабочие клети прокатных станов: а - дуо; б - трио; в - кварто; г - многовалковый; д - универсальные.

Форму поперечного сечения продукции, получаемой при прокатке, называют профилем. Совокупность форм и размеров профилей называют сортаментом. Сортамент проката подразделяется на группы: сортовой прокат, листовой, трубы и профили специального назначения (рис. 58).

Рис. 58. Разновидности профилей проката: 1 - 10 - простые; 11 - 17 - фасонные; 18 - 34 - сложные специальные.

В свою очередь, сортовой прокат по форме сечения разделяют на простой: круг, квадрат, шестигранник и др. и фасонный - уголки, тавры и двутавры, рельсы, швеллеры и др. Листовой прокат подразделяют на толстолистовой (4 мм и более) и тонколистовой (менее 4 мм).

Наиболее распространёнными видами проката являются блюмы, слябы и сортовой прокат.

Блюмы - заготовки квадратного сечения от 450×450 до 150×150 мм², получаемые на блюминге в результате прокатки слитков, предварительно подогретых до 1300⁰С.

Слябы - заготовки прямоугольного сечения максимальной толщины до 350 мм и шириной до 2300 мм, идущие для прокатки на толстый лист.

После прокатки на слябинге часть проката направляется на заготовочные станы. Полученные полосы режут на мерные куски необходимой длины - сутунки. Последующая обработка включает отделочные операции: зачистку, травление, удаление поверхностных дефектов. Полученные заготовки направляются на сортовые и листопрокатные станы. На сортовых станах заготовка после нагрева в печах последовательно проходит прокатку в 7-15 калибрах, в последнем из которых получают требуемый профиль (рис. 59).

Рис. 59. Последовательность проката рельса на сортопрокатном стане.

Современная технология позволяет получать непрерывной холодной прокаткой листы толщиной менее 0,1 мм с суммарным обжатием до 80-90% без промежуточной термической обработки.

Прокаткой освоено производство бесшовных и сварных труб, как из стали, так и цветных металлов. Бесшовные изготовляют диаметром 30-650 мм с толщиной стенки от 2 до 160 мм, сварные - диаметром от 5 до 2500 мм.

Возможно получение профилей специального назначения. Например, шары для подшипников, заготовки для шатунов, цельнокатанные вагонные колёса и др.

38. Внешняя характеристика источников питания сварочной дуги. Сварочный генератор постоянного тока.

При стационарном горении сварочной дуги между напряжением и силой тока устанавливается зависимость, которая выражается статической характеристикой дуги (вольт-амперная характеристика)(рис. 157). Она приведена для широкого диапазона токов и имеет три участка: I — для токов меньше 50 а характеристика падающая, напряжение уменьшается с возрастанием тока, дуга горит неустойчиво; II — для токов 50—350 а напряжение не меняется с изменением тока, в этом диапазоне ведется ручная дуговая сварка; III —для токов больше 350 а характеристика возрастающая, напряжение повышается вместе с увеличением тока; этот диапазон токов используется при сварке газоэлектрической и под слоем флюса.

Источники питания сварочной дуги. Для питания сварочной дуги может быть применен и постоянный, и переменный ток.

Источник питания сварочной дуги должен обладать определенной мощностью для обеспечения устойчивого горения (работа при силе тока более 50 а), давать повышенное напряжение для зажигания дуги, ограничивать ток короткого замыкания, обладать хорошими динамическими свойствами.

12 Следующая ⇒

Воспользуйтесь поиском по сайту: