Производство чугуна и стали - Реферат

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ Донбасский Государственный Технический Университет Кафедра металлургии черных металловМеталлы относятся к числу наиболее распространенных материалов, которые человек использует для обеспечения своих жизненных потребностей. В наши дни трудно найти такую область производства, научно-технической деятельности человека или просто его быта, где металлы не играли бы главенствующей роли как конструкционного материала. Металлы разделяют на несколько групп: черные, цветные и благородные. К группе черных металлов относятся железо и его сплавы, марганец и хром. Железо и его сплавы составляют более 90 % всех металлов, применяемых в современном производстве.Шлак отделяли, выдавливая его из губчатого железа, ударами молота. По мере развития техники производства железа постепенно повышалась температура, при которой велся процесс. Но одновременно в металле повышалось содержание углерода и других примесей, - металл становился хрупким и нековким. В принципе он сохраняется до настоящего времени: современная схема получения стали состоит из доменного процесса, в ходе которого из руды получается чугун, и сталеплавильного передела, приводящего к уменьшению в металле количества углерода и других примесей.К ним относят горные породы, содержащие железо в таком количестве, при котором выплавка становится экономически выгодной. Железная руда состоит из рудного вещества и пустой породы. В зависимости от рудного вещества железные руды бывают богатыми, которых используют непосредственно, и бедными, которых подвергают обогащению. Красный железняк (гематит) содержит железо в виде безводной окиси железа. Бурый железняк содержит железо в виде водных окислов.Выплавка чугуна производится в огромных доменных печах, выложенных из огнеупорных кирпичей достигающих 30 м высоты при внутреннем диаметре около 12 м. Верхняя ее половина носит название шахты и заканчивается наверху отверстием - калашником, которая закрывается подвижной колонкой - калашниковым затвором. Через специальные отверстия в горне(фурмы) в печать вдувается горячий воздух или кислород. Доменную печь загружают сначала коксом, а затем послойно агломератом и коксом. В горне кокс сгорает, образуя СО2, который, поднимаясь вверх и проходя сквозь слои наколенного кокса, взаимодействует с ним и образует СО.В стали по сравнению с чугуном содержится меньше углерода, кремния, серы и фосфора.Она имеет горловину, через которую жидкий чугун и сливают сталь и шлак. Затем его медленно возвращают в вертикальное положение и одновременно подают дутье, не позволяющее металлу проникать через отверстия фурм в воздушную коробку. В процессе продувки воздухом жидкого чугуна выгорают кремний, марганец, углерод и частично железо. При достижении необходимой концентрации углерода конвектор возвращают в горизонтальное положение и прекращают подачу воздуха. В конвертор заливают жидкий чугун с достаточно высоким содержанием кремния (до 2,25% и выше), марганца (0,6-0,9%), и минимальным количеством серы и фосфора.Печь имеет рабочее (плавильное) пространство и две пары регенераторов(воздушный и газовый) для подогрева воздуха и газа. Когда огнеупорная насадка правой пары регенераторов остынет, остынет так что не сможет нагревать проходящие через них газы и воздух до 1100° С, левая пара регенераторов нагревается примерно до 1200-1300° С. Разогрев шихты, рас плавление металла и шлака в печи происходит в плавильном пространстве при контакте материалов с факелом раскаленных газов. Перед началом плавки определяют количество исходных материалов (чушковый чугун, стальной скрап, известняк, железная руда) и последовательность их загрузки в печь. Через некоторое время 15 - 20 мин в печь загружают железную руду, которая увеличивает содержание окислов железа в шлаке, и вызывает в металле реакцию окисления углеродаДля получения особо чистых металлов и сплавов используют электроннолучевую плавку. Плавка основана на использовании кинетической энергии свободных электронов, получивших ускорение в электрическом поле высокого напряжения. На металл направляется поток электронов, в результате чего он нагревается и плавится. Электроннолучевая плавка имеет ряд преимуществ: электронные лучи позволяют получить высокую плотность энергии нагрева, регулировать скорость плавки в больших пределах, исключить загрязнение расплава материалом тигля и применять шихту в любом виде. Перегрев расплавленного металла в сочетании с малыми скоростями плавки и глубоким вакуумом создают эффективные условия для очистки металла от различных примесей.Человек с самого раннего возраста привыкает к окружающим его металлическим предметам домашнего обихода. Современную жизнь нельзя представить без таких металлов и сплавов, как чугун, сталь, алюминий, медь, титан, бронза, золото, серебро и др.

План

Вступление

1. Производство чугуна и стали

2. Производство чугуна

2.1 Исходные материалы

2.2 Производство чугуна в доменной печи

3. Производство стали

3.1 Производство стали в конверторах

3.2 Производство стали в мартеновских печах

4. Новые методы производства и обработки стали

Выводы

Список используемой литературы