Қара металлургия туралы

Пән: Өнеркәсіп, Өндіріс
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

ҚАРА МЕТАЛЛУРГИЯ

Металлургия өнеркәсібі қара және түсті металлургия болып бөлінеді.

Қара металдар - негізінен темір мен көміртегінің қорытпасы. Оның құрамында сонымен бірге басқа элементтер - кремний, марганец, фосфор, күкірт болады.

Қара металдардың басты қасиеті негізінен оның құрамындағы көміртегінің болуына байланысты. Оның аз және көптігіне қарай қара металдар шойын және болатқа бөлінеді.

Егер темір қорытпасында көміртегі 20 %-аспайтын болса, оны болат деп, ал 2% - 6% - болса, оны шойын деп атайды. Қара металл -халық шаруашылығының барлық саласына қажетті машина жасау өнеркәсібінің негізі болып табылады.

Қара металлургияға негізінен шойын, болат қорыту және прокат алу өндірістері жатады. Осы үшеуін өндіретін комбинаттарды толық циклді металлургия деп атайды.

1. Домна өндірісіне қажетті материалдар .

Домна пештерінде шойын өндіру үшін міндетті түрде темір рудалары, отын, флюстер болуы қажет.

Қазіргі кезде шойын алу үшін төмендегі темір рудалары пайдаланылады:

магнитті темір рудасы - қара түсті минерал, құрамындағы Fe - 72, 4 %
қызыл темір рудасы (гамматит деп ат. ) - қызыл түсті, құрамындағы Fe - 62 %, негізгі кені - Кривойрогта, Украина, КМА-да.
Қоңыр темір - темірдің су тотығы, қоңыр түсті, құрамындағы - Fe - 30-50%
Сидерит немесе шпатты темір, бұнда темір көмір қышқылды қоспа ретінде кездеседі, Fe - 45%
Темірлі кварцит, құрамындағы Fe - 40-45%

Руданы дайындау . Темір рудасын шойын қорытуға жіберу үшін оны алдын ала дайындайды. Ең алдымен кесек ірі рудаларды арнаулы конусты ұсатушылар арқылы мөлшері 30-100 мм. етіп ұсатады.

Руданы бос тау жыныстарынан айыру үшін оны байытады. Ол үшін магнитті сеператор қолданылады. Ұнтақталған руданы ішінде электрмагниті бар айналып тұратын латунь барабаннан өткізеді, сонда металы бар бөлшектер магнит пен барабанның үстіне тартылады да, ал бос жыныстар барабаннан қашыққа түседі. Осындай байытудың нәтижесінде концентрат алынады.

Сонымен қатар руда су, күкірт, фосфор қосындыларынан тазартылады. Ол үшін агломерациялау цехтарында агломерациялау немесе біріктіру үрдісі жүргізіледі. Руданың ұсақ түйіршіктері, шаң, және ұсақ кокс ұнтақталған әктаспен араластырылады да, үнемі қозғалыста болатын темір ленталардың көмегімен 1000 ⁰ С-ға дейінгі қыздырылған пештің ішінде өңделіп, кеуекті кесектерге-агломератқа айналады. Кесектелген руда осыдан соң күйдіріледі, соның нәтижесінде құрамындағы суынан, көмірқышқылынан ажырап, тазаланады.

Флюстер . Байытылған рудада бос тау жыныстары болады. Бос жыныстардың балқуын оңайлату үшін және домна процесін тездету үшін оған флюстер - қоспаларын қосады. Флюстер дегеніміз- бос жыныстармен бірігіп, оңай балқитын қосылыстар түзетін заттар. Егер домна пеші қышқыл текті бос жыныстармен, мысалы кремнеземмен жұмыс істейтін болса, оған флюс ретінде сілтілі жыныс- известняк, ал егер сілтілі жыныс- кальций тотығымен жұмыс істейтін болса, онда қышқыл жыныс- кварц құмы қосылады.

Флюстер темір рудасындағы бос тау жыныстарымен, кокстың күлімен қосылып, күлдекке айналады да, сыртқа шығарылады.

Отын Домна пешіне қолданылатын отын жоғары калориялы, күлі аз, қуысты, күкірті аз болуы керек, оған негізінен тас көмір коксын жатқызуға болады. Тас көмір коксы өте берік, калориясы жоғары, кеуекті, жеңіл отын, Кокстың жылу қуаттылығы 7000 ккал., құрамында ылғал-6%, күкірт- 6 %, күл- 19 % тей мөлшерде болады.

Шихта . Домна пеші қалыпты түрде жұмыс жасуы үшін руда, отын, флюстің нақты белгіленген мөлшері салынып отыруы керек . Осы үшеуінің алдын-ала есептелген мөлшері шихта деп аталады. Домна пешіне алдымен руда мен флюс араластырылып салынады, кейін оған отын салып араластырылады

Шойын өндірісі материалды көп қажет етеді, 1т. шойын алу үшін 4т шамасында руда, отын, флюстер тураға шыдамды, химиялық реакцияғ а түспейтін шамот, жұмсалады.

Домна пешіне отқа төзімді материал ретінде жоғарғы температураға төзіп беретін хромды темір, динас пен кварцит қолданылады.

Шамотты отқа төзімді балшықты күйдіру арқылы алады, ол 1700 ⁰ С-қа шыдайды. Династың құрамы -90%. кремний тотығынан тұрады, 1750 ⁰ С-қа шыдайды, кейде бұлар құрамына байланысты 2500 ⁰ С-қа да төзімді болады. ды. .

WiLink 1-шойын ағыз. құбыршық. 2-жылу аймағы. 3-ауа үрлегіш. 4-сақиналы ауа өткізгіш. 5-күлдек түзілу аймағы. 6-шойынның балқитын жері. 7-газ шығатын түтікше.

8-пешке материал салын. жер. 9-отқа төзімді қабат.

10-пештің өңеші. 11-болат. жасалған қабат. 12-шахта.

13-қызу бөлігі. 14-иықтығы.

15-кулдек шығат. жер. 16-шойындық. 17тіреуіштер, 18-лещадь, 19-іргетасы.

Сурет-3. Домна пешінің құрылысы .

Металлургия зауыттары әдетте пештер мен механизмдерді салқындату үшін, газдарды тазарту үшін, т. б. процестерге көп мөлшерде су қолданады. 1т. дайын өнім алу үшін шамамен 150-200м. куб. су жұмсала

Сондықтан металлургия кәсіпорнын орналастыруда, оны сумен қамтамасыз ету маңызды жұмыстардың бірі болып табылады.

Домна процесі.

Шойын өндіру биіктігі - 30-40 м., орташа көлемі 1300-1700 м. куб. домна пешінде өндіріледі. Домна пешінің іші отқа төзімді материал - шамот, немесе динаспен көмкеріледі де, сырты болатпен қапталады.

Домна пеші төмендегі бөліктерден тұрады : пештің өңеші (колошник), шахта, қызу бөлігі (распар), иықтығы (фурма), шойындық (горн) . Пештің өңеші арқылы шихта салынады, өңештің екі жағында газдар шығып тұратын түтікшелер орнатылған. Бұндағы температура 150-300 ⁰ С.

Шахтаның төменгі бөлігі кеңірек болатындықтан балқу кезінде ондағы шихта үнемі төменге жылжып отырады. Шахтаның төменгі бөлігінде температура 1200 ⁰ С болады. Одан төмен тұрған қызу бөлігінде шойын қорыту процесі жүреді, бұндағы температура 1400 ⁰ гр. Сболады . Кокс жақсы жануы үшін иықтық арқылы үнемі ыстық ауа үрленіп отырады. Иықтықтықтағы температура 1800 ⁰ -1900 ⁰ -қа жетеді. Сондықтан да пеш пен иықтықтың төменгі бөлігі үнемі сумен салқындатылып отырады.

Пешті айналдыра орнатылған иықтық саны 12-16 шақты болады. Иықтық сонымен қатар домна пешіндегі шихтаның бірден төмен түсіп кетуінен сақтайды. Қызу бөлігінде түзілген шойын төменде орналасқан шойындыққа тамшылап жиналады. Сұйық шойын ауыр болатындықтан шойындықтан төмен орналасатын лещадьқа жиналады да, жеңіл күлдек (шлак ) шойынның үстіңгі қабатына орналасады. Шойындықтағы екі тесікке қойылған науашықтар арқылы шойын мен күлдек сыртқа шығарылады, жоғарғысынан- күлдек, төменгісінен- шойын.

Домна процесі жүру үшін алдымен домна пешіне кокс, содан соң темір рудасы және шойын қорытылуын тездететін қоспа - флюстер салынады. Оттың жануы иықтықтар арқылы ыстық ауа кіретін шойындықтан басталады. Қызған кокс түрлі химиялық реакциялар түзіп, руданы балқытады, көміртегі тотығы темірді тотықсыздандырып, өзі көмір қышқыл газына айналады. Осы көмір қышқыл газы кейін қайтадан отын қабатына түсіп, көміртегі тотығына айналады да, темірді тотықтарынан бөледі. Сөйтіп, үнемі қайталана беретін осындай үрдіс нәтижесінде таза темір түзіледі Тотықсызданған таза темір енді көміртегі, марганец, кремнимен қосылып- шойын түзеді.

Шойының құрамы орта есеппен - 92%-темір, 2% - көміртегі, 0, 5-4, 5% кремний, 0, 2-1, 5% - Мn, 0, 02-0, 08% күкірт, 0, 1-1, 8% фосфордан тұрады. Бұлардың әрқайсысы шойынның қасиетіне әсер етеді. Көміртегі - шойынды сынғыш етеді.

Шойын құрамындағы көміртегі 2 түрлі жағдайда болады. Егер темірмен қосылып темір карбиді түрінде болса - ақ шойын деп, құрамында көміртегі бос, графит күйінде болса - сұр шойын деп аталады. Барлық шойынның 90% -і ақ болып келеді.

Кривойрог, Череповец, Қарағанды металлургия - заводтарында домна пештерінің көлемі 2700 м3 Тәулігіне 5, 5 мың т шойын өндіреді. Жылына шамамен 2 млн. т шойын өндіреді.

Кривойрог металлургия заводында көлемі 5000 м3 жылына 1 млн. т шойын беретін дүниежүзіндегі аса ірі домна пеші салынған.

Домна пештерінің өнімділігін арттыру үшін, жұмсалатын коксті азайту үшін домнаға үрленетін ауаны оттегімен қанықтыру қажет. Сонымен бірге қызуы жоғары домна газы осы жағдайда көп бөлінеді.

Домна процесінің қосымша өнімдеріне домна газы мен күлдек жатады.

Домна. газының қуаттылығы 1000 ккал. -дан асатын болғандықтан домна пешіне берілетін ауаны жылытуға, түрлі қыздыру пештерінде, тұрмыста пайдаланылады. Домна күлдегі кірпіш, цемент сияқты көптеген құрылыс материалдарын алуға қолданылыды.

3. Болат өндірісі

Шойыннан болат алу мартен пештерінде, конвертерде, электр пештерде жүргізіледі. Болат шойынды өңдеу арқылы алынады, яғни шойынның құрамындағы көміртегінің және басқа элементтердің артық мөлшерін күйдіру арқылы .

Болат алудың Мартен әдісі Мартенов ойластырған пеш металды жанып тұрған отынның жалынында балқытып алуға мүмкіндік беретін ерекше құрылысты пеш.

Мартен пешінің жоғарғы жағы металды балқыту кеңістігінен тұрады. Бұл кеңістіктің үсті - төбесі, асты- түбі деп аталады. Пештің алдыңғы, артқы қабырғасы және екі бүйірінде басты бөліктері болады, бұл басты бөліктері арқылы отын (газ немесе мазут) беріледі . Балқыту кеңістігінің екі жағында басты бөліктері (головкалармен ) байланысқан кірпіштен жасалған ерекше құрылысты -регенераторлар орналасқан.

Регенераторлар пешке келетін ауа мен газ тәріздес отынды жылытуға арналған. Регенераторға берілетін ауа мен газ тәріздес отын (кокс немесе табиғи газ ) ауа мен отынның бағытын реттеп отыратын қақпақтармен жабдықталған каналдар арқылы беріледі. Сонымен қатар осы каналдар арқылы балқыту кеңістігінде түзілген жанған отын өнімдері сыртқа шығарылады.

Қақпақтар орналасуының бір жағдайында ауа мен жанғыш газ оң жақтағы каналдарға, одан регенераторға және оң жақтағы басты бөлегі арқылы балқыту кеңістігіне жетеді де, сол жерде араласып- жанып, осындағы металды балқытады. Осында жанған өнім пештің сол жағындағы басты бөлігі арқылы регенераторға барып, оны жылытады да, сол жақтағы каналдармен түтін шығатын мұржаларға жөнелтіледі.

Қақпақтар орналасуының екінші жағдайында ауа мен жанғыш газ сол жақтағы регенератор арқылы түсе бастайды, енді осы регенераторлар біраз жылынып сол жақтағы басты бөлігі арқылы балқыту кеңістігіне жетеді. Жанған отын өнімдері енді оң жақтағы регенератор арқылы түтін шығатын мұржаға кетіп бара жатып, осындағы регенераторды жылытып кетеді. Осылай, кезектеп жылыту арқылы мартен пешіне түсетін ауа мен газдың температурасы 1200 ⁰ С-ға дейін көтеріліп, металл балқытылып және оның қоспалары күйдіріледі. .

Мартен пешінің алдыңғы қабырғасында терезелері болады - 3-тен 7-ге дейін, осы терезелер арқылы пешке шихта салынады және қалай жанып жатқаны бақыланады. Артқы қабырғасында болат мен күлдек шығаратын тесіктер болады. Бұл тесіктер отқа төзімді пробкалармен бекітіледі.

Дегенмен, Мартен пештерінде болат өндіру үшін көп мөлшерде отын жұмсалады, сол себепті соңғы кезде Оттекті - конвертер - болаттан жасалған груша тәрізді құрылыс қолданылуда. Оған сұйық шойын- скрап құйылады да 9-14 атм.

WiLink

1. Фурма

2. Лебедка

Сурет-4 Оттекті-конвертер.

қысыммен ауаның орнына техникалық оттегі асып түсетін жіберіледі. Шойынды оттегімен үрлеу конверторлық болаттың сапасын арттыруға, мартен болатынан кем емес сапаға ие болып, тіпті иленгіш, өңделгіш қасиеттері жөнінен асады. Оттекті-конвертердің іші отқа төзімді материалмен қапталған, жоғарғы жағында тесік - мойыны бар, Бұл пештердің көлемі 350-400 т. -дан жоғары болып келеді. Конвертер болаттан жасалған сақинамен белінен оратылған, оның 2 жағында цапфа-бекіткіші бар, бұл арқылы конвертер рамаға бекітіледі.

Сонымен бірге конвертер электр двигательдері көмегімен өз осінен айнала алады.

Процесс конвертерді қисайтып металлолом салудан басталады. Сонсоң сұйық шойын құйылады, оттегі жіберіледі. Алдымен темір тотығады, кейін химиялық реакцияларға байланысты жекеленеді, нәтижесінде болат түзіледі.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.