Основные способы производства стали
МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 1. Основы производства, эксплуатационно-технические свойства металлов. 1.1. Основные технологические операции. 1.2. Основные способы производства стали. 1.3. Цветные металлы. 2. Применение метала в строительстве.
Основы производства, эксплуатационно-технические свойства металлов Металлы - группа химических элементов, материалы из которых отличаются твердостью, пластичностью (ковкостью), хорошей электропроводностью и теплопроводностью, непрозрачностью и характерным блеском. Строительные материалы и изделия из металлов применяются как конструкционные, конструкционно-отделочные и отделочные.
МЕТАЛЛЫ Черные Цветные чугун (С>2.14%-4%) алюминий, медь, цинк, свинец, Олово, никель, титан, сталь(С %),железо вольфрам, ванадий.
Основным сырьевым компонентом являются рудные горные породы (красный - железняк Fe2O3, магнитный - Fe3O4, бурый - 2Fe2O3x3H2O, шпатовый железняк - FeCO3). В руде кроме железа имеется так называемая пустая порода(30-70%). В алюминиевых рудах (бокситах) содержатся 50-60% оксида алюминия (глинозема).
1.1. Основные технологические операции 1. Обработка сырья 2. Плавка (Рис.1) 3. Формование
Обработка сырья предполагает дробление, промывку, обогащение руд. При производстве чугуна кроме железной руды используется · агломерат, получаемый спеканием руды с известняком; · флюсы - известняк или доломит (для понижения температуры плавления пустой породы, содержащейся в руде и для перевода ее из зоны отлива в шлак). Эти компоненты повышают эффективность процесса производства в доменных печах (вертикальная шахта высотой до 30м и объемом до 5000м3), в качестве топлива используют кокс. Руду, агломерат, флюсы, кокс загружают в домну слоями, которые постепенно продвигаются вниз под влиянием собственной массы (снизу подается горячий воздух). Горение кокса поддерживается воздухом, предварительно подогретым до температуры 600-900С0 в воздухонагревателях. Образующийся под давлением оксид углерода восстанавливает чистое железо, одновременно восстанавливаются содержащиеся в руде марганец, сера, кремний. В результате процесса науглероживания железа содержание углерода в чугуне повышается до 3-4 %. Образовавшийся чугун плавится и стекает в горн печи.
Чугун Передельный (80-90% ) Литейный (для производства стали) (для литья различных деталей)
Основные способы производства стали 1. Кислородно-конвекторный – производится в конвекторах – стальных футерованных сосудах объемом V= 100-350 тонн (жидкий чугун продувается кислородом с углекислым газом или водяным паром. Процесс плавки менее 30 мин). 2. Мартеновский. Из передельного чугуна и стального лома. В качестве топлива используется: предварительно разогретая воздушно-газовая смесь. Объем равен 500-800 тонн. Плавка 4-8 часов.( рис. 2,3)
3. Электроплавильный. Этим способом получают высококачественные специальные: стали (объем печи 400 тонн, перерабатывается стальной лом, жидкие стали из мартеновских печей или конвекторов). Основы технологии получения наиболее широко используемого в строительстве цветного металла алюминиясвязаны с: 1) выделением оксида алюминия из алюминиевых руд щелочным, кислотным, электротермическим или комбинированным способом. 2) получением первичного металла (чистого алюминия) электролизом оксидаалюминия в специальных электролизных ваннах. Методом электролитического осаждения получают и другие цветные металлы (магний, медь, цинк, никель).Металлические строительные материалы и строительные изделия определенного профиля получают на стадии формования. В процессе литьяиз расплавленного металла (чугун, сталь, сплавы алюминия и меди) получают отливки, соответствующие по форме и размерам литейным формам. Способом проката получают значительную часть строительных материалов из стали (листы, проволоку и т.д.), а также и из цветных металлов. Штамповкой и прессованием получают рельефные облицовочные материалы, элементы оборудования. Термообработка (для снижения структурных неоднородностей, уменьшения напряжений , повышение прочности). Защитная и декоративная обработка. Цель: лучшие выявления рисунка, тонирование, создание больших рельефных контрастов. Нанесение красок, лаков, получение разнообразной фактуры, обработка давлением, травлением и т.д. Травление – поверхностная, химическая обработка, механическая обработка - полировка. Эксплуатационно-технические свойства металлических материалов определяются их оригинальным строением: - простотой - в твердом состоянии атомы всех металлов и сплавов располагаются в строгом порядке, образуя в пространстве правильную кристаллическую решетку Технические металлы и сплавы представляют собой поликристаллические тела, то есть тела, состоящие из большого числа различно ориентированных кристаллов зерен (поперечные размеры зерен 0,001-0,1 мм) В результате отличные прочностные характеристики (Ry для стали может достигать 1500 МПа, средняя плотность – 7850 кг/м3, Е = 2,06х105 МПа Металлические строительные материалы отличаются меньшими габаритами и массой. К положительным свойствам относится также пластичность – способность выдерживать большие остаточные деформации без разрушения и при сохранении прочности. Эстетические свойства металлических строительных материалов оригинальны и регулируются в широких пределах. Наиболее универсальны металлические конструкции из стали, но строительные материалы из алюминиевых сплавов имеют ряд преимуществ: значительно более высокая коррозионная стойкость в кислой среде (процесс коррозии идет приблизительно в 500 раз медленнее), более высокая технологичность, антимагнитность, отсутствие искрообразования при обработке, более высокая стойкость при низких температурах. Основной недостаток применяемых металлических конструкций - подверженность коррозии. Для защиты изделий применяют защитные покрытия; электрохимическую защиту; замедлители коррозии (ингибиторы), изменяющие состав коррозионной среды. В строительной практике чаще используют лакокрасочные и другие покрытия поверхности. Защитные покрытия должны быть сплошными и непроницаемыми.
Цветные металлы Алюминий – γ = 2700 кг/м,3 высокая коррозионная стойкость, легко поддается прокатке, ковке, прессованию. Предел прочности при растяжении Rраст. = 80-100 МПа (после холодной прокатки до 250 МПа), Е = 0,71х10*5 МПа В чистом виде алюминий используется в виде пудры для приготовления красок, эмалей и для аллюминирования. В строительных конструкциях чистый алюминий не применяется, а применяются алюминиевые-сплавы с медью, марганцем, цинком, кремнием, магнием. Двойные сплавы. алюминий + магний – магналии (используются в мостостроении, так как обладают высокой коррозийной стойкостью) алюминий + магний + кремний– авиали - красивые декоративно, конструктционные профили Дюралюмин (дюраль) : алюминий + медь (3-5%) + магний (0,4-2,4%) + марганец (до 1%)
Медь (Cu) - мягкий, ковкий металл красного цвета с γ =8960 кг/м,3 НВ 350МПа, Rраст.=250 МПа (после наклепа до 450 МПа) используется как кровельный, декоративно-отделочный, скульптурный, также конструкционный материал. медь + цинк à латунь с пределом прочности Rр = 250-600 МПа и твердостью 500-700 МПа медь + свинец (другие элементы, кроме цинка и никеля) àбронза с пределом прочности Rр =250-600 МПа и твердостью 600-1600 МПа. медь + железо + никель+ магний à мельхиор медь + никель + цинк (или свинец) à нейзильбер («новое серебро» - нем.) Латунь используется в виде листов для изготовления художественно декоративных изделий (хорошо поддается прокату, штамповке, вытягиванию). Из латуни изготовляют поручни, накладки. В Англии латунь используется в отопительной и водопроводной сети как долговечный материал. Бронзы : 1)деформируемые (используется для художественной обработки давлением – чеканка, штамповка). 2) литейные (для архитектурных целей и в монументальном искусстве).
Популярное: Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (417)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |