70923

Металлургиялық процестер теориясы

Лекция

Производство и промышленные технологии

«Металлургиялық процестер теориясы» курсының мақсаты қара және түсті металдар өндірісін технологиясында қолданылатын үрдістер механизмін, кинетика, және химиялық термодинамика негіздерін оқу болып табылады.

Казахский

2014-10-30

34.74 KB

48 чел.

 Дәрістің конспектісі

1-бөлім. «Металлургиялық процестер теориясы» (1сағат.)

    Дәрістің жоспары:

  1.  Пәнді оқу мақсаты, мәселесі

    2. Металдардың, кендердің өнеркәсіптік  классификациясы

    3. Металлургиялық процестердің классификациясы.

«Металлургиялық процестер теориясы»  курсының мақсаты қара және түсті металдар өндірісін технологиясында қолданылатын үрдістер механизмін, кинетика, және химиялық термодинамика негіздерін оқу болып табылады.

     Пәннің оқу мәселесі студенттерге минералды шикізаттардан және техногенді өнімдерден металдарды комплекстік айырудың металлургиялық әдістерінің теориялық негіздері туралы жүйелі түсінікті қалыптастыру.

     Металлургиялық процестер теориясының әдістері:

  1.  Металлургиялық реакциялардың сипатына термодинамикалық есептер
  2.  Фазалық тепе-теңдіктің диаграммасын талдау
  3.  Металлургиялық өндіріс үрдісінің тепе-теңдігін, кинетикасын және механизмін тәжірибелі оқу

слаид

1. Қара металдар. Оларға темір (және оның  қортпалары) жатады, сонымен қатар марганец, ванадий, хром, себебі олардың өндірісі темірдің  және оның қортпаларының балқытып құюымен байланысты.

      2. Түсті металдар. Түсті металдар келесі топтарға бөлінеді:

Слаид:

Металдарды  алатын негізгі шикізат- кен. Химиялық құрамы бойынша кендер  бөлінеді:

Слаид:

     Кенді қайта өндеу кезінде оның бағалы құраушыларының толық кешенді қолданылуына жету керек.

Барлық металлургиялық процестер екі топқа бөлінеді: пирометаллургиялық және гидрометаллургиялық үрдістер.

Слаид:

Гидрометаллургиялық процестер

1. Сілтілеу. Метал кеннен ертіндіге көшеді және содан соң бос жыныстан айыруды жүргізеді. Еріткіштер ретінде қышқылдардың, сілтілердің және тұздардың  ертінділерін қолданады.

2. Ерітінділерді қоспалардан тазарту.

3. Металдарды ертіндіден тұндыру үшін келесі әдістерді қолданады:

1. Сулы ерітінділерден электролиттік тұндыру.

2. Цементацияны –  ертіндідегі металды басқа металмен ығыстыру.

3. Қысым астында газтәрізді немесе қатты тотықтырғыштармен тотықсыздандыру.

Металлургиялық процестердің физика-химиялық негіздері

Жоспар.

  1.   Металдардың, рудалардың, металлургиялық процестердің жіктелуі.
  2.  Өңделетін шикізаттың және алынатын металл өнімнің сипаттамасы
  3.  Темір рудалық және кешенді шикізатты тотықсыздандырып өңдеудің физика-химиялық негіздері.
  4.  Болат балқыту процестерінің физика-химиялық негіздері
  5.  Электрлі болат балқытудың және ферроқорытпалық процестердің физика-химиялық негіздері.

Металдар мен қорытпаларды алу металлургиялық агрегаттарда өтетін күрделоі процестердің жиынтығына негізделген. Оларға металл ерітінділер мен тотық ерітінділері жататын күрделі фазалардың  өзара әрекеттесуі кезінде заттардың жоғары температуралық  түрленуі тән келеді. Металлургиялық процестер физиканың және физикалық химияның жалпы заңдарына  бағынады:

Барлық металдар екі топқа бөлінеді: қара және түсті.

  1.  Қара металдарға темір және оның қорытпалары, марганец, ванадий, хром жатады, өйткені оларды өндіру темір мен оның қорытпаларын қорытып алумен тығыз байланысты.
  2.  Түсті металдар. Түсті металдар  келесі топтарға бөлінеді:

слаид

Металдарды алудың негізгі шикізаты – руда. Рудалар химиялық құрамы бойынша бөлінеді:

Слаид:

Металлургичялық балқыту  рудалы және рафинатауға бөлінеді.

Рудалы балқыту шартында руданы және оның концентраттарын өңдеуге ұшыратады. Химиялық процестердің өту сипатаны қарай рудалық балқытуды тотықсыздандырушы, концентрациялық тотықтыруға, еріген тұздардың электролизіне, метал-термиялық және реакциялыққа бөледі.

Тотықсыздандырушы  балқытудың мысалы  домналық процесс – шойын өндіру,  мұнда темір және шойынның басқада компоненттері  табиғи рудадан және агломераттан тотықсызданады.

Балқыту процесінде  темір тотықтарының тотықсыздануы, металдан бос жыныстың бөлінуі  жүреді және темір құрамындағы зиянды қоспа – күкірт мөлшері азаяды. Тотықсыздандырушы  балқыту  көбінесе шахталы түрдегі пештерде жүзеге асады.

Отын ретінде тас көмір коксын пайдаланады. Реакция бойынша жану нәтижесінде:

слаид 

Қатты материалдардың төмен түсу шамасына қарай  қатты материалдар жоғары көтерілген газ ағысымен қыздырылады  және тотықсыздану процестері жүреді  

Слаид 

Темір орташа температурада  СО есебінен, ал бұдан жоғары температурада  қатты көміртегі есебінен . Темірмен қатар фосфор, марганец, кремний, шикі материалдар құрамында болатын тотықтар тотықсызданады . Аталған элементтер мен көміртегі  темірде ериді  және сұйық шойын түзеді (металл фазаны), сұйық шойын үздіксіз ағады және көріктің (горн) төменгі бөлінде жиналады. Тотықтардан темірдің тотықсыздануы нәтижесі  99% құрайды. Марганецтің тотықсыздану дәрежесі 50-70% аспайды, ал кремнийдікі 5-20%.  сияқты тотықтар  тотықсызданбайды деседе болады  және басқада тотықтармен бірге  қожға көшеді.

Домналық процесте  газдар және кесек материалдар арасында өзара әрекеттесудің маңызы үлкен: отынның жануы, тотықтардың тотықсыздануы, карбонаттар мен гидраттардың ыдырауы, ылғалдың булануы. Материалдардың қызуымен ілесетін осындай физика-химиялық дайындықтан өтіп, шихтаның минералды бөлігі пештің төменгі бөлігінде сұйық шойынға және қожға айналады.  

Болат шойынмен салыстырғанда қоспалардың аз мөлшерімен ерекшеленеді: көміртегі, кремний, марганец, күкірт пен фосфордың. Өндірістің негізгі шикізатыақ шойын. Шойынды болатқа айналдыру шойын құрамындағы көміртегінің үрлеу кезіндегі оттегімен  әрекеттескенде жоғары температурада жүреді.

Болат өндірудің ең көп тараған тәсілдері:

  1.  Конверторлық өндіріс;
  2.  Мартендік өндіріс (негізді, қышқылды процесс)
  3.  Электр-болат балқыту өндірісіоғалық, индукциялық, электқождық, плазмалы-химиялық процестер).

       Болат балқытудың ең көп тараған процесі оттекті – конверторлық процесс, мұнда С, Si, Mn, P және т.б. тотығуының  экзотермиялық реакциясынан бөлінетін жылу есебінен.

Тотығу-тотықсыздану процестері өтуінің термодинамикалық талдауы, термодинамикалық сипаттамаларды –энтальпияны  тепе-теңдік константасын  фазалар арасындағы элементтердің бөліну коэффициенттерін есептеу әртүрлі реакциялардың (температура, қысым, концентрация және т.б.. факторлар) өту, реакциялардың толық аяқталу шартын белгілеуге мүмкіндік береді.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

45144. Свяще́нный сино́д Ру́сской правосла́вной це́ркви 19.74 KB
  По упразднении Петром I 1701 год патриаршего управления церковью с 1721 года вплоть до августа 1917 года номинально существовал до 1 14 февраля 1918 года учреждённый им Святейший Правительствующий Синод был высшим государственным органом церковноадминистративной власти в Российской империи заменявшим собой патриарха в части общецерковных функций и внешних сношений а также соборы всех епископов поместной церкви. Учреждение и функции 16 октября 1700 года скончался патриарх Адриан. В течение 1720 года проходило подписание Регламента...
45146. Думская монархия 15.57 KB
  Всего было 4 созыва Государственной думы. Новой основой законодательной компетенции Государственной думы стал п. установивший как незыблемое правило чтобы никакой закон не мог восприять силу без одобрения Государственной думы. 86 Основных законов Российской империи в редакции 23 апреля 1906: Никакой новый закон не может последовать без одобрения Государственного совета и Государственной думы и восприять силу без утверждения Государя Императора.
45147. Кризисы государственного управления периода правления Николая II 12.86 KB
  Первая русская революция ставшая ярким показателем необходимости реформ так и не стала для императора той ступенью которая могла бы направить страну на путь преобразования и развития. Вступление императора на должность главнокомандующего в условиях войны было бесполезным шагом так как Николай не обладал даром командования войсками и этот шаг был простой формальностью которая тем не менее не принесла никаких положительных результатов. Ситуация внутри страны продолжает накаляться и вместе с тяжелым положением во внешней политике ставит...
45148. Формирование партийно-государственной системы большевиков 1917-1921 гг 26.46 KB
  Съезд принял постановление О федеральных учреждениях Российской Республики и оформил создание Российской Социалистической Федеративной Советской Республики РСФСР. РСФСР учреждалась на основе свободного союза народов как федерация советских национальных республик. Весной 1918 года начался процесс оформления государственности народов населявших РСФСР. Советская Россия неофициальное наименование[7] самостоятельного социалистического российского государства в период после Октябрьской революции 1917 года и до образования СССР в 1922 году с...
45150. Учреди́тельное собра́ние 14.65 KB
  Отказалось рассматривать Декларацию прав трудящегося и эксплуатируемого народа которая наделяла советы рабочих и крестьянских депутатов государственной властью. Распущено Всероссийским Центральным Исполнительным Комитетом советов рабочих и крестьянских депутатов роспуск подтверждён III Всероссийским Съездом Советов рабочих и крестьянских депутатов. Из 715 депутатов присутствовало около 410. Большевистских депутатов было около 120.
45151. Образование СССР 8.3 KB
  В то время на долю РСФСР приходилось 92 площади страны население которой в дальнейшем составило 70 новообразованного СССР. Причины образования СССР Образование СССР произошло не только благодаря инициативе руководства коммунистической партии. Год образования СССР Официально дата образования СССР это 30 декабря 1922 года.
45152. Государственный аппарат в годы Великой Отечественной войны (1941—1945) 16.84 KB
  В 65 городах СССР в период 1941 1942 гг. эти органы реорганизовали в Управление по делам эвакуации при СНК СССР. В соответствии с обстановкой изменилось положение Госплана СССР эвакуированного в Куйбышев. Проблема обеспечения народного хозяйства кадрами потребовала создания при СНК СССР Комитета по учету и распределению рабочей силы июнь 1941.