Технология металлов и сварка

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Технология металлов и сварка

Настоящий учебник написан по программе курса «Технология металлов и сварка» для студентов строительных специальностей высших учебных заведений.
...
Изучение технологии металлов способствует успешному усвоению специальных дисциплин, формирующих технический кругозор инженера-строителя.
...
Ознакомление со способами получения черных и цветных металлов и сплавов, знание их основных свойств и методов обработки необходимы для правильного выбора и использования металлических материалов в строительстве. Инженер любой строительной специальности должен знать, как влияют на свойства металлов режимы термической и других обработок и что можно сделать для изменения свойств металлов в нужном направлении.
...
Получая необходимые знания по технологии металлов, студенты строительных специальностей должны более подробно изучать те строительные материалы, которые непосредственно связаны с их дальнейшей практической деятельностью. Поэтому в разделе «Металловедение и термическая обработка» содержатся сведения о строительных сталях, их свойствах и областях применения; в разделе «Обработка металлов давлением» полнее изложена технология прокатки строительных профилей (арматурной стали, тонкостенных балок, швеллеров, шпунтовых свай, полосовой стали и труб), а также экономичных профилей проката переменного и постоянного сечения; в разделе «Сварка и огневая резка металлов» подробно описана технология сварки строительных конструкций.
...
В разделе «.Обработка металлов резанием» не рассмотрена слесарная обработка металлов, так как с основными ее операциями и применяемым инструментом студенты очного обучения подробно знакомятся на производственной практике, а студенты заочного обучения — во время работы на предприятиях.
...
Металлы — наиболее распространенные и широко используемые материалы в производстве и в быту человека. Особенно велико значение металлов в наше время, когда большое их количество используют в машиностроительной промышленности, на транспорте, в промышленном, жилищном и дорожном строительстве, а также в других отраслях народного хозяйства.
...
Производство и обработка металлов возникли очень давно и достигли современного технического уровня развития в результате использования практического опыта и достижений науки многих поколений человеческого общества.
...
Сначала человек использовал для различных целей самородные металлы — золото, серебро, медь. Затем он научился получать металлы и сплавлять их друг с другом. Получение бронзы (прочного и твердого сплава меди с оловом, а позднее и с некоторыми другими элементами) открыло новую эпоху в развитии материальной культуры, называемую бронзовым веком. Позже была освоена выплавка железа.
...
Первыми плавильными агрегатами для получения железа из руд были неглубокие земляные ямы (горны), в которые загружали измельченную железную руду и древесный уголь. При горении древесного угля руда превращалась в сыродутное железо. Его извлекали из горна в виде комков (железных криц) и подвергали ковке. К XIII—XIV вв. нашей эры сыродутные горны заменили круглыми шахтными печами— домницами. В них развивались более высокие температуры, чем в сыродутных горнах, и происходило насыщение железа углеродом. В результате в нижней части домницы получался жидкий металл — чугун. Из чугуна изготовляли простые отливки (плиты, шары и т. п.). Эти отливки обладали достаточной прочностью, но были хрупкими и не поддавались ковке.
...
Постепенно форму домиицы изменяли, а ее размеры увеличивали. Ее стали называть доменной печью, являющейся до сих пор основным агрегатом для производства чугуна.
...
Современные доменные печи — это крупные высокомеханизированные и автоматизированные агрегаты большой единичной мощности. В нашей стране на Криворожском металлургическом заводе им. В. И. Ленина в 1974 г. введена в строй самая мощная в мире доменная печь объемом 5000 м3; она обеспечивает выпуск около 4 млн. т чугуна в год.
...
Металлы — наиболее распространенные и широко используемые материалы в производстве и в быту человека. Особенно велико значение металлов в наше время, когда большое их количество используют в машиностроительной промышленности, на транспорте, в промышленном, жилищном и дорожном строительстве, а также в других отраслях народного хозяйства.
...
Производство и обработка металлов возникли очень давно и достигли современного технического уровня развития в результате использования практического опыта и достижений науки многих поколений человеческого общества.
...
Сначала человек использовал для различных целей самородные металлы — золото, серебро, медь. Затем он научился получать металлы и сплавлять их друг с другом. Получение бронзы (прочного и твердого сплава меди с оловом, а позднее и с некоторыми другими элементами) открыло новую эпоху в развитии материальной культуры, называемую бронзовым веком. Позже была освоена выплавка железа.
...
Первыми плавильными агрегатами для получения железа из руд были неглубокие земляные ямы (горны), в которые загружали измельченную железную руду и древесный уголь. При горении древесного угля руда превращалась в сыродутное железо. Его извлекали из горна в виде комков (железных криц) и подвергали ковке. К XIII—XIV вв. нашей эры сыродутные горны заменили круглыми шахтными печами— домницами. В них развивались более высокие температуры, чем в сыродутных горнах, и происходило насыщение железа углеродом. В результате в нижней части домницы получался жидкий металл — чугун. Из чугуна изготовляли простые отливки (плиты, шары и т. п.). Эти отливки обладали достаточной прочностью, но были хрупкими и не поддавались ковке.
...
Постепенно форму домиицы изменяли, а ее размеры увеличивали. Ее стали называть доменной печью, являющейся до сих пор основным агрегатом для производства чугуна.
...
Примерно в середине XIV в. научились перерабатывать хрупкий чугун в очень прочный и ковкий металл — сталь, выжигая углерод из жидкого чугуна в так называемых кричных горнах.
...
Позднее кричный процесс сменили более совершенные способы передела чугуна в сталь — пудлинговый, бессемеровский, томасовский и мартеновский. Последние три способа, а также электроплавка находят широкое применение в современном сталеплавильном производстве.
...
При этом основным направлением научно-технического прогресса в сталеплавильном производстве является кислородно-конверторный способ производства стали. В 1974 г. на Ново-Липецком металлургическом заводе введен в строй кислородно-конверторный блок, который обеспечивает выпуск 4 млн. т стали в год.
...
Применение кокса (первая половина XVIII в) и использование горячего дутья (начало XIX в.) в доменных печах создали огромные возможности для дальнейшего расширения выплавки чугуна и связанного с ним производства стали.
...
В настоящее время металлография и смежные с ней науки содержат глубокие знания о строении металлов и сплавов и природе внутренних связей в них. На основе этих данных разработаны методы термической (тепловой) обработки металлов и сплавов, изменяющей их механические и физические свойства в нужном направлении.
...
Одновременно с развитием и усовершенствованием методов получения черных и цветных металлов развивалась и совершенствовалась технология их обработки. К основным технологическим способам обработки металлов относят литейное производство, обработку давлением (прокатку, волочение,прессование, ковку, штамповку), сварку и огневую резку, термическую обработку, обработку резанием (механическая обработка) и различные виды электрофизических и электрохимических способов размерной обработки металлов.
...
Производство литых металлических изделий было известно в глубокой древности, но более широко стало развиватьси лосле XIV в., когда научились получать в земляных формах отливки из жидкого чугуна, выплавляемого в доменных печах.
...
В конце XVIII в. была предложена опрокидывающаяся шахтная печь, явившаяся прототипом вагранки, а несколько позже — и вагранка для переплавки чугуна; это расширило возможности литейного производства.
...
Наиболее ранними способами обработки металлов давлением являлись ковка и волочение. Все технологические операции выполняли вручную. Значительное развитие эти способы обработки получили со времени постройки железоделательных заводов в XVI—XVII ев.
...
Прокатка металлов возникла позже ковки и волочения. Первые сведения о прокатке относятся к XV в. (обработка свинцовых полос). Первые прокатные станы имели ручной, а затем водяной привод. В 40-х годах XIX в. на заводах появились прокатные станы с механическим приводом.
...
С увеличением мощности прокатного оборудования стали появляться специальные станы для прокатки листов.рельсов, сортового металла. В конце XIX в. начали применять крупные станы для обжатия слитков (так называемые блюминги и слябинги). Современные прокатные станы представляют собой мощные агрегаты с высокой степенью механизации и автоматизации.
...
Сварка металлов является одним из прогрессивных процессов металлообработки в промышленности и строительстве. Существует несколько способов сварки; из них наиболее распространенным является электросварка. В настоящее время способы сварки металлов и сплавов в значительной степени усовершенствованы и автоматизированы.
...
Среди способов обработки металлов и сплавов важное место занимают различные виды термической обработки — отжиг, нормализация, закалка, отпуск и др. Нагревом металлов или сплавов до определенной температуры, выдержкой и последующим охлаждением с различной скоростью получают необходимые изменения их структуры и свойств.
...
Обработка металлов резанием была известна в глубокой древности и осуществлялась сначала вручную, а затем с помощью приспособлений, значительно усиливающих действие режущего инструмента. Токарные и сверлильные станки с вращательным движением от водяного колеса появились лишь в XIV—XVI ев
...
13 настоящее время советской станкостроительной промышленностью освоены и серийно выпускаются высокопроизводительные металлорежущие станки — автоматы и полуавтоматы, а также автоматические линии, работающие по заданной программе.
...
Увеличение производства металлов было и остается одной из важнейших народнохозяйственных задач Советского Союза, так как потребность в них еще далеко не удовлетворяется. В соответствии с планами развития народного хозяйства у нас изготовляют огромные
...
Наиболее ранними способами обработки металлов давлением являлись ковка и волочение. Все технологические операции выполняли вручную. Значительное развитие эти способы обработки получили со времени постройки железоделательных заводов в XVI—XVII ев.
...
Прокатка металлов возникла позже ковки и волочения. Первые сведения о прокатке относятся к XV в. (обработка свинцовых полос). Первые прокатные станы имели ручной, а затем водяной привод. В 40-х годах XIX в. на заводах появились прокатные станы с механическим приводом.
...
количества металлорежущих станков, автомобилей, тракторов, комбайнов, вагонов, тепловозов, электровозов, кораблей; строят многочисленные промышленные и гражданские здания, новые жилые дома, железнодорожные и автодорожные мосты; прокладывают тысячи километров водо-, газо- и нефтепроводов, железнодорожных и автомобильных дорог и т. д. Все это требует значительного количества металла.
...
В 1975 г. народное хозяйство страны получило ЮЗ млн, т чугуна. 141 млн. т стали, 98,6 млн. т готового проката и 16,0 млн. т стальных труб, большое количество меди, алюминия, титана и других цветных металлов и их сплавов. К концу десятой пятилетки в 1980 г. производство стали составит 160—170 млн. т, проката 115—120 млн. т.
...
В Программе Коммунистической партии Советского Союза поставлена величественная задача— создание материально-технической базы коммунизма в нашей стране. Это означает прежде всего полную электрификацию и химизацию народного хозяйства, комплексную механизацию и автоматизацию производственных процессов, всемерное расширение использования новых видов энергии и материалов и совершенствование на этой основе техники, технологии и организации производства во всех отраслях народного хозяйства.
...
Для выполнения этой исторической задачи необходимо дальнейшее интенсивное развитие всех отраслей народного хозяйства, в том числе металлургии, машиностроения и металлообработки, а также строительной индустрии.
...
количества металлорежущих станков, автомобилей, тракторов, комбайнов, вагонов, тепловозов, электровозов, кораблей; строят многочисленные промышленные и гражданские здания, новые жилые дома, железнодорожные и автодорожные мосты; прокладывают тысячи километров водо-, газо- и нефтепроводов, железнодорожных и автомобильных дорог и т. д. Все это требует значительного количества металла.
...
В 1975 г. народное хозяйство страны получило ЮЗ млн, т чугуна. 141 млн. т стали, 98,6 млн. т готового проката и 16,0 млн. т стальных труб, большое количество меди, алюминия, титана и других цветных металлов и их сплавов. К концу десятой пятилетки в 1980 г. производство стали составит 160—170 млн. т, проката 115—120 млн. т.
...
В Программе Коммунистической партии Советского Союза поставлена величественная задача— создание материально-технической базы коммунизма в нашей стране. Это означает прежде всего полную электрификацию и химизацию народного хозяйства, комплексную механизацию и автоматизацию производственных процессов, всемерное расширение использования новых видов энергии и материалов и совершенствование на этой основе техники, технологии и организации производства во всех отраслях народного хозяйства.
...
Для выполнения этой исторической задачи необходимо дальнейшее интенсивное развитие всех отраслей народного хозяйства, в том числе металлургии, машиностроения и металлообработки, а также строительной индустрии.
...
количества металлорежущих станков, автомобилей, тракторов, комбайнов, вагонов, тепловозов, электровозов, кораблей; строят многочисленные промышленные и гражданские здания, новые жилые дома, железнодорожные и автодорожные мосты; прокладывают тысячи километров водо-, газо- и нефтепроводов, железнодорожных и автомобильных дорог и т. д. Все это требует значительного количества металла.
...
В 1975 г. народное хозяйство страны получило ЮЗ млн, т чугуна. 141 млн. т стали, 98,6 млн. т готового проката и 16,0 млн. т стальных труб, большое количество меди, алюминия, титана и других цветных металлов и их сплавов. К концу десятой пятилетки в 1980 г. производство стали составит 160—170 млн. т, проката 115—120 млн. т.
...
В Программе Коммунистической партии Советского Союза поставлена величественная задача— создание материально-технической базы коммунизма в нашей стране. Это означает прежде всего полную электрификацию и химизацию народного хозяйства, комплексную механизацию и автоматизацию производственных процессов, всемерное расширение использования новых видов энергии и материалов и совершенствование на этой основе техники, технологии и организации производства во всех отраслях народного хозяйства.
...
Для выполнения этой исторической задачи необходимо дальнейшее интенсивное развитие всех отраслей народного хозяйства, в том числе металлургии, машиностроения и металлообработки, а также строительной индустрии.
...
Черная и цветная металлургия — ведущие отрасли промышленности, определяющие развитие всего народного хозяйства, В настоящее время металл из руд извлекают одним из трех способов: пирометаллур-гическим (огневым), гидрометаллургическим (выщелачиванием металла из руд), и химикометаллургическим. Большинство металлов выплавляют из руд в различных металлургических агрегатах, в условиях высоких температур. Пирометаллургический способ получил наибольшее применение при производстве чугуна, меди и других металлов. Он требует значительного количества тепла, получаемого путем сжигания топлива или превращением электрической энергии в тепловую.
...
В металлургическом производстве широко применяют топливо органического происхождения. Горючие компоненты топлива — углерод, водород и различные их соединения (углеводороды). В небольшом количестве в топливе имеются кислород и сера. В процессе плавки сера может частично переходить в металл, что, как правило, ухудшает его свойства. Количество минеральных примесей (золы) в топливе должно быть минимальным, так как они уменьшают теплоту сгорания топлива.
...
К твердому топливу относятся дрова, древесный уголь, торф, сланцы, бурый уголь, каменный уголь (в том числе антрацит), каменноугольный кокс.
...
Древесный уголь обладает очень высокой пористостью (до 70%), содержит 80—90% твердого (нелетучего) углерода и хорошо горит (теплота сгорания равна 27,2—31,4 МДж/кг), но имеет малое сопротивление раздавливанию 2—4 МН/м2. Так как это дорогое топливо, его применяют в доменных печах небольшого объема при выплавке высококачественного чугуна с низким содержанием серы.
...
Каменноугольный кокс образуется в процессе нагрева (сухой перегонки) некоторых сортов каменного угля в коксовых печах до 1000— 1100° С. Обычно кокс содержит 82—88% твердого (нелетучего) углерода, 10—15% золы, 0,5—1,8% серы. Химический состав кокса зависит от природы каменных углей. Кокс имеет достаточную пористость (до 50 %) и хорошую горючесть, теплота сгорания равна 27,2—31,4 МДж/кг. Он значительно прочнее древесного угля, сопротивление раздавливанию достигает 14 МН/м2. Кокс является основным топливом для доменных печей и печей для плавления чугуна (вагранок). В качестве жидкого топлива для мартеновских и нагревательных печей используют мазут. Он образуется из сырой нефти после отгонки легких (светлых) фракций (бензина, керосина и др.). Примерный состав мазута 87% С, 12%—На, 1% — (Оа -г N2), теплота его сгорания около 42 МДж/кг. Для мартеновских печей применяют мазут с содержанием серы менее 0,4—0,7%.
...
Коксовальный газ, получаемый при производстве кокса, имеет теплоту сгорания примерно 18,8 МДж/м3. Он содержит около 46—63% Н,, 21—27% СН4, 2—7% СО и 4—18% Na.
...
Генераторный газ получают в газогенераторах при неполном сжигании твердого топлива. Он содержит 5—8% С02, до 30% СО, 2—3% СН4, 10—15% Н» (остальное азот и вода в виде пара). Теплота сгорания газа 5,4—6,7 МДж/м3.
...
Доменный газ получается при выплавке чугуна в доменных печах. После очистки от пыли этот газ применяют в качестве топлива для котлов, коксовых батарей, воздухонагревателей доменных печей, а в смеси с коксовым газом — для мартеновских печей, нагревательных колодцев и печей прокатных станов. Примерный состав газа: 12% СОг, 28% СО, 0,5% СН4> 2,5% Н„ 57% N2. Теплота сгорания газа 3,6—4,2 МДж/м8.
...
Природный газ — очень дешевое топливо с теплотой сгорания около 33,5 МДж/м3. Примерный состав газа: 93% СН4, 2% СОа, 1 % N„ 1% Н2 и 3% СН2л- В последние годы металлургические заводы широко применяют природный газ.
...
К огнеупорным материалам, применяемым Для металлургических печей, предъявляют различные требования. Эти материалы должны выдерживать высокую температуру, обладать достаточной механической прочностью, сопротивляться химическому воздействию газов, жидких шлаков и металлов, обладать минимальным расширением и иметь определенную пористость. Огнеупорные материалы применяют в виде порошка, кирпичей и фасонных изделий (пробок, стаканов, втулок и т. п.).
...
К кислым огнеупорным материалам относят кварцит и кварцевый песок, содержащие 93—100% SiOz. Из молотого кварцита (93—97%
...
SiOj) изготовляют динасовые кирпичи для выкладки стенок, подины и сводов мартеновских, электрических и некоторых других печей. Температура начала размягчения динасовых кирпичей 1550° С, плавления — 1690—1730° С. Для наварки и обновления кислой подины мартеновских печей используют молотый кварцит и кварцевый белый песок.
...
К основным огнеупорным материалам относят обожженный доломит и обожженный или плавленый магнезит. При нагреве сырого доломита до высоких температур (1600° С) образуется обожженный доломит, содержащий 52—58% СаО и 35—38% MgO. Он выдерживает нагрев до 1800—1950° С.
...
Температура плавления обожженного магнезита около 2000° С. Повышенными огнеупорными свойствами обладает также плавленый магцезит, получаемый из сырого путем обжига при температуре выше 2000° С.
...
Доломитовые и магнезитовые кирпичи широко применяют для футеровки плавильных и нагревательных печей. Основные подины мартеновских печей наваривают и обновляют магнезитовым и доломитовым порошками.
...
Большой термостойкостью обладают хромомагнезитовые огнеупорные кирпичи (65—70% MgO и 25—29% FeO-CrOs), используемые главным образом для изготовления подвесных сводов мартеновских печей.
...
К нейтральным огнеупорным материалам относят обожженную огнеупорную глину, содержащую около 30% А1203. При обжиге сырой глины каолинит А1г03 и кремнезем 2Si02-2H20 теряют связАнную влагу; глинозем А1а03 и кремнезем Si0.z переходят в состав обожженной массы, называемой шамотом.
...
Шамот выдерживает температуру до 1610—1670° С. Из молотого шамота (50—60%) и сырой огнеупорной глины (50—40%) приготовляют достаточно вязкую смесь для формовки шамотных огнеупорных изделий (кирпичей, стаканов, пробок и т. п.). Просушенные шамотные изделия обжигают при 1300—1400° С.
...
Шамотными кирпичами, содержащими 55—60% Si04, 34—38% А1203, 1—5% Fe203, футеруют ковши для жидкого металла, воздухонагреватели доменных печей и т. д. Из шамота изготовляют так называемый огнеупорный припас, используемый при разливке стали, тигли и некоторые другие изделия.
...
В последнее время начали применять высокоглиноземистые шамотные огнеупоры (40% А1203), обладающие повышенной химической стойкостью и огнеупорностью.
...
Интенсификация доменного, сталеплавильного и других металлургических процессов существенно зависит от стойкости огнеупорной футеровки металлургических агрегатов. В настоящее время организовано производство огнеупорных изделий, отличающихся особо высокой стойкостью; к ним относятся смолодоломитовые, смолодоломитомагне-зитовые, высокоглиноземистые, карбидокремниевые, фостеритовые, магнезитохромовые и другие огнеупоры.
...
SiOj) изготовляют динасовые кирпичи для выкладки стенок, подины и сводов мартеновских, электрических и некоторых других печей. Температура начала размягчения динасовых кирпичей 1550° С, плавления — 1690—1730° С. Для наварки и обновления кислой подины мартеновских печей используют молотый кварцит и кварцевый белый песок.
...
К основным огнеупорным материалам относят обожженный доломит и обожженный или плавленый магнезит. При нагреве сырого доломита до высоких температур (1600° С) образуется обожженный доломит, содержащий 52—58% СаО и 35—38% MgO. Он выдерживает нагрев до 1800—1950° С.
...
Выплавка чугуна в доменных печах характеризуется сложным комплексом трудоемких подготовительных производственных процессов. Соответствующая технологическая схема представлена на рис. 1.
...
I — обогатигельнан фабрика; 2 — агломерационная фабрика; 3 — коксохимический завод; 4 — отделение подготовки кокса; 5 — рудный двор; 6 — вагоноонрокидыватель; 7— рудный перегружатель; в —бункерная эстакада; 9 — скиповый подъемник; 10 — машинное здание; //—< доменная печь; 12 — литейный двор; 13 — воздуходувная станция; 14 — воздухонагреватели; И —цех огнеупоров; 16 — желоб для чугуна; 17 — чугунивозный ковш; /Я — сталеплавильный цех; — разливочное отделение; 20— разливочная машина; 21 — платформа Для чугуна; й — Склад холодного чугуна; 23 — желоба Для шлака; 24 — шлаковозный ковш; 25 —грануляционный бассейн; 26 — шлаковый отвал; 27 и 28 — пылеуловители грубой очистки газа
...
агломерата, окатышей и топлива. От качества подготовки сырых материалов — дробления, сортировки, обогащения, окускования — зависит в конечном счете качество выплавленного чугуна. По объему производства товарных руд черных металлов и флюсовых материалов СССР занимает первое место в мире. В 1974 г. произведено 225 млн. т товарной железной руды. В 1975 г. в нашей стране произведено до 233 млн. т (более 80% добывают открытым способом), а в первом полугодии 1976 г. — 117 млн. т.
...
Выплавка чугуна в доменных печах характеризуется сложным комплексом трудоемких подготовительных производственных процессов. Соответствующая технологическая схема представлена на рис. 1.
...
Пустая порода (балластные соединения, не содержащие железа) может иметь различный химический состав. Обычно она состоит из кварцита Si02 или песчаника с примесью глинистых веществ (А1203, кремнезем 2Si02-2H20) и реже — из известняка СаС03 или доломита (СаС03-Л1сС03). В доменной печи пустая порода плавится и переходит в состав шлака.
...
В зависимости от количества пустой породы железные руды разделяют на богатые, содержащие 45—70% железа, и бедные. Богатые руды после дробления и сортировки направляют в плавку, а бедные подвергают обогащению, в результате которого увеличивается относительное количество окислов железа.
...
В железных рудах всегда содержится некоторое количество вредных примесей — серы, мышьяка и фосфора. В первую очередь разрабатывают месторождения, железная руда которых содержит незначительное количество вредных примесей и незначительное количество пустой породы.
...
Красный железняк (гематит) содержит 55—70% железа в виде безводной окиси железа Fes03 . Примесей серы и фосфора в нем мало. Пустой породой железняка обычно является кварцит. Плотность и прочность красного железняка весьма различны. Восстановимость его в доменных печах хорошая. Наиболее крупные залежи красного железняка находятся в районе Кривого Рога. Встречаются эти руды также на Урале и в Сибири.
...
Бурый железняк содержит 35—55% железа в виде водных окислов и чаще всего в виде лимонита. В некоторых видах бурого железняка содержится много фосфора. Пустая порода имеет песчано-глинистое происхождение. Находящаяся в буром железняке гидратная влага при высоких температурах удаляется, руда становится пористой и хорошо восстановимой. При добывании, перевозках и перегрузках этой руды образуется много мелочи и пыли. Крупные залежи бурого железняка находятся па Керченском полуострове (фосфористые руды), в центральных районах СССР (Липецкое и Тульское месторождения), на Южном Урале (Бакальское месторождение) и в некоторых районах Сибири.
...
Магнитный железняк (магнетит) содержит 50—69% железа (в чистом виде 72,4%) в форме закиси-окиси железа Fe304. Пустую породу составляет кремнеземе некоторым количеством других окислов. Этот железняк — наиболее плотная железная руда темно-серого или ■черного цвета. В некоторых случаях магнитный железняк содержит много серы (до 1,5—2%) и загрязнен цинком. Восстанавливается магнитный железняк труднее, чем остальные железные руды.
...
Крупные залежи магнитного железняка находятся на Урале (горы Магнитная, Высокая, Благодать), в Западной Сибири (Тельбесское, Кондомское и другие месторождения) и в районе Курской магнитной аномалии (в основном железистые кварциты, содержащие 35% Fe). Открыты также новые месторождения.
...
Шпатовый железняк {сидерит) содержит 30—40 % железа в виде углекислой соли FeCOs. В чистом сидерите 48,2% Fe. Пустая порода сидерита состоит из кремнезема, глинозема и небольшого количества окиси магния. В некоторых случаях сидерит имеет песчано-глииистую пустую породу. Сидерит может быть желтовато-белого или серого цвета. Он легко выветривается (окисляется на воздухе) и, теряя СО.,, превращается в бурый железняк. Сидерит обладает наиболее высокой восстановимостыо из всех железных руд. Перед загрузкой в доменную печь сидерит обычно обжигают. В результате руда становится очень пористой и легко дробится, образуя лишь небольшие количества мелочи и пыли. В некоторых случаях в доменную печь загружают необожженный сидерит. Промышленные запасы сидерита имеются на юге Урала (Бакальское месторождение).
...
Комплексные железные руды, кроме железа, содержат и другие металлы, которые во время плавки переходят в чугун и легируют его, т. е. улучшают многие его свойства. К более ценным комплексным железным рудам относятся следующие:
...
хромоникелевая железная руда Орско-Хали лове кого месторождения, представляющая собой бурый железняк (35—40% Fe) с примесью хрома (0.8—1,6%) и никеля (0,4—0,7%);
...
ванадистые титаномагнетиты Куси некого и Пер во уральского месторождений. Руды их состоят из смеси магнетита Fe2Os, ильменита FeOx xTiOa и трехокиси ванадия V203 и содержат 38—47% Fe, 5—15% ТЮ2, 0,3—0,5% V. При плавке значительное количество титана переходит в состав шлака, из которого титан извлекают химическим путем;
...
хромистый железняк различных месторождений Урала и Казахстана. Рудный минерал этих руд — хромит FeO-Cr03, обладающий очень высокой температурой плавления.
...
Марганцевые руды. Железные руды обычно содержат незначительное количество марганца, поэтому при выплавке чугуна в шихту приходится добавлять марганцевую руду.
...
Рудным минералом марганцевых руд могут быть некоторые окислы марганца: MnOs (перекись марганца — ииролизит), Мпа03 (окись марганца — браунит), Мп^)4 (закись-окись марганца — гаусманит) и соединения окислов марганца с окислами других элементов.
...
В доменном производстве применяют марганцевые руды с содержанием 25 —40% Мп. Пустая порода этих руд обычно глинистый песок. Поэтому марганцевые руды непрочны: при добыче и перевозке образуется много мелочи и пыли. На некоторых рудниках марганцевые руды промывают водой для обогащения.
...
Наиболее крупные запасы марганцевых руд сосредоточены в Чиа-турском (Грузия), Никопольском (Украина) и Мазульском (вблизи г. Ачинска) месторождениях.
...
Крупные залежи магнитного железняка находятся на Урале (горы Магнитная, Высокая, Благодать), в Западной Сибири (Тельбесское, Кондомское и другие месторождения) и в районе Курской магнитной аномалии (в основном железистые кварциты, содержащие 35% Fe). Открыты также новые месторождения.
...
Шпатовый железняк {сидерит) содержит 30—40 % железа в виде углекислой соли FeCOs. В чистом сидерите 48,2% Fe. Пустая порода сидерита состоит из кремнезема, глинозема и небольшого количества окиси магния. В некоторых случаях сидерит имеет песчано-глииистую пустую породу. Сидерит может быть желтовато-белого или серого цвета. Он легко выветривается (окисляется на воздухе) и, теряя СО.,, превращается в бурый железняк. Сидерит обладает наиболее высокой восстановимостыо из всех железных руд. Перед загрузкой в доменную печь сидерит обычно обжигают. В результате руда становится очень пористой и легко дробится, образуя лишь небольшие количества мелочи и пыли. В некоторых случаях в доменную печь загружают необожженный сидерит. Промышленные запасы сидерита имеются на юге Урала (Бакальское месторождение).
...
Комплексные железные руды, кроме железа, содержат и другие металлы, которые во время плавки переходят в чугун и легируют его, т. е. улучшают многие его свойства. К более ценным комплексным железным рудам относятся следующие:
...
Отходы металлургического производства. В доменную печь загружают также некоторое количество металлургических отходов: колошниковую пыль (30—45% Fe и 3—12% С), которую предварительно подвергают окускованию; металлический скрап; передельные шлаки сталеплавильного производства с повышенным содержанием марганца (10—48% Fe, 6—10% Мп); окалину прокатного и кузнечного производств и сварочные шлаки.
...
Топливо выполняет в доменной печи очень важную роль. Его горение создает высокие температуры, необходимые для восстановления руды, плавления и перегрева образующихся чугуна и шлака. Кроме того, часть углерода топлива непосредственно участвует в реакциях восстановления руды.
...
Используемый в доменном производстве кокс должен обладать высокой теплотой сгорания, достаточной прочностью и пористостью и содержать минимальное количество вредных примесей (серы и фосфора) и зол.
...
Флюсы применяют для получения шлаков нужной основности, так как в пустой породе руды и топливе обычно преобладает кремнезем. В качестве флюсов обычно используют известняк — СаС03 и реже доломитизированный известняк (mCaC03- гсМ^СОз, где т
...
Кокс перед загрузкой в доменную печь просеивают на роликовых (дисковых) грохотах. Флюсы дробят в щековых или валковых дробилках, а затем просеивают на колосниковых (встряхивающих) или барабанных (вращающихся) грохотах.
...
Подготовка железных руд к плавке зависит от содержания в них железа и их физических свойств. Богатые железные руды направляют на специальные фабрики для дробления и сортировки. Крупные фракции железных руд (более 60—100 мм) поступают на дробление до кусков средних размеров с последующей сортировкой. Средние фракции (30—80 мм) направляют железнодорожным или водным транспортом без предварительной обработки на склад металлургического завода.
...
Руду выгружают из вагонов или судов в высокие штабеля и затем пересыпают грейферным краном с одного места на другое. Этим достигается перемешивание руды и выравнивание ее химического состава.
...
Бедные железные руды перед доставкой на металлургический завод обогащают. Известно несколько способов обогащения железной руды. Так. бурый железняк с песчано-глинистой пустой породой промывают сильной струей воды. Пустая порода отделяется от рудного вещества и уносится водой. Эту операцию осуществляют в корытных мойках, вращающихся цилиндрических или конических барабанах, а также в отсадочных машинах с неподвижным или подвижным решетом и пульсирующей восходящей струей воды. Промытую руду после естественной или искусственной сушки направляют в плавку.
...
Бедные железные руды, содержащие вкрапления магнетита Fefi4. обогащают электромагнитным способом в сепараторах барабанного или ленточного типа. Руду с крупными и средними вкраплениями магнетита дробят до кусков размерами 25—30 мм и подвергают сухой магнитной сепарации. Руду с мелкими и тонкими вкраплениями магнетита сначала измельчают до частиц размерами 3 мм, а зачем подвергают мокрой магнитной сепарации.
...
По объему обогащения железных руд СССР занимает сейчас первое место в мире. 85—86% всей добываемой железной руды подвергается обогащению. Доля концентрата в общем производстве руды достигла 62%,а доля железа в концентрате в ряде случаев достигает 69%.
...
Мелкие фракции железных руд и концентрат, оставшиеся после отсева и мокрой магнитной сепарации, а также пылеватые железные руды можно использовать для плавки только в окускованном виде. Известно несколько способов окускования рудной мелочи и пылеватых руд. Так, при брикетировании мелкий материал прессуют в специальных формах с добавкой связующих материалов (глины, жидкого стекла, смолы, цемента) или без них. После воздушной сушки или высокотемпературного обжига полученные брикеты приобретают необходимую прочность. Они представляют хороший материал для выплавки чугуна, однако процесс их получения сложен и недостаточно производителен.
...
Очень перспективна и все шире применяется подготовка к плавке пылеватых руд и тонкоизмельченного рудного концентрата путем изготовления комков или окатышей. Для получения окатышей пыле-ватую рудную массу смешивают с незначительным количеством связки (тонкоизмельченой глиной, известью и др.), затем увлажняют до 8—10% и загружают в смесительное устройство — вращающуюся неглубокую наклонную чашу или в барабан. При вращении смесителя увлажненная рудная шихта перемешивается. Сначала образуются слипшиеся комочки, а затем шаровидные комки (окатыши) размерами 25—30 мм. После механизированной выгрузки из смесителя окатыши подвергают сушке и обжигу.
...
Широко распространен способ окускования мелких и пылеватых железных руд агломерацией (спеканием) на колосниковой решетке агломерационных машин. Производительность этих машин достигает 2—2,5 тыс. т агломерата в сутки. Для агломерации приготовляют спе-
...
Руду выгружают из вагонов или судов в высокие штабеля и затем пересыпают грейферным краном с одного места на другое. Этим достигается перемешивание руды и выравнивание ее химического состава.
...
Бедные железные руды перед доставкой на металлургический завод обогащают. Известно несколько способов обогащения железной руды. Так. бурый железняк с песчано-глинистой пустой породой промывают сильной струей воды. Пустая порода отделяется от рудного вещества и уносится водой. Эту операцию осуществляют в корытных мойках, вращающихся цилиндрических или конических барабанах, а также в отсадочных машинах с неподвижным или подвижным решетом и пульсирующей восходящей струей воды. Промытую руду после естественной или искусственной сушки направляют в плавку.
...
Бедные железные руды, содержащие вкрапления магнетита Fefi4. обогащают электромагнитным способом в сепараторах барабанного или ленточного типа. Руду с крупными и средними вкраплениями магнетита дробят до кусков размерами 25—30 мм и подвергают сухой магнитной сепарации. Руду с мелкими и тонкими вкраплениями магнетита сначала измельчают до частиц размерами 3 мм, а зачем подвергают мокрой магнитной сепарации.
...
По объему обогащения железных руд СССР занимает сейчас первое место в мире. 85—86% всей добываемой железной руды подвергается обогащению. Доля концентрата в общем производстве руды достигла 62%,а доля железа в концентрате в ряде случаев достигает 69%.
...
Мелкие фракции железных руд и концентрат, оставшиеся после отсева и мокрой магнитной сепарации, а также пылеватые железные руды можно использовать для плавки только в окускованном виде. Известно несколько способов окускования рудной мелочи и пылеватых руд. Так, при брикетировании мелкий материал прессуют в специальных формах с добавкой связующих материалов (глины, жидкого стекла, смолы, цемента) или без них. После воздушной сушки или высокотемпературного обжига полученные брикеты приобретают необходимую прочность. Они представляют хороший материал для выплавки чугуна, однако процесс их получения сложен и недостаточно производителен.
...
Очень перспективна и все шире применяется подготовка к плавке пылеватых руд и тонкоизмельченного рудного концентрата путем изготовления комков или окатышей. Для получения окатышей пыле-ватую рудную массу смешивают с незначительным количеством связки (тонкоизмельченой глиной, известью и др.), затем увлажняют до 8—10% и загружают в смесительное устройство — вращающуюся неглубокую наклонную чашу или в барабан. При вращении смесителя увлажненная рудная шихта перемешивается. Сначала образуются слипшиеся комочки, а затем шаровидные комки (окатыши) размерами 25—30 мм. После механизированной выгрузки из смесителя окатыши подвергают сушке и обжигу.
...
циальную шихту, состоящую из рудной мелочи размером 5—8 мм, колошниковой пыли, рудного концентрата и измельченных до 3 мм отходов коксика. Масса коксика составляет 6—10% массы шихты; соотношение между массами рудной мелочи, колошниковой пылью и концентратом определяется местными условиями. Эту шихту перед спеканием увлажняют до 5—6% и тщательно перемешивают в смесительных устройствах. При перемешивании образуются комочки, в результате чего шихта приобретает зернистый характер. В таком состоянии ее загружают на колосниковую решетку агломерационной машины слоем толщиной 200 —300 мм и поджигают газовой горелкой снаружи. Под колосниковой решеткой находятся вакуумные камеры; мощный эксгаустер создает в них разрежение. Оно обеспечивает прохождение воздуха через слой шихты и, следовательно, перемещение зоны горения коксика по толщине шихты (горение заканчивается у колосниковой решетки агломерационной машины)- При горении коксика развивается высокая температура (до 1450° С) и образуется пористый продукт (агломерат).
...
Образование агломерата обусловлено появлением в горячем слое шихты файялита (2FeO-Si04), имеющего температуру плавления около 1210° С. С другими окислами шихты (FeO, SiOs, СаО) файялит образует более легкоплавкие соединения, переходящие в жидкое состояние при ИЗО—1200° С. Эти соединения размягчаются и плавятся раньше других компонентов шихты. При этом они связывают более тугоплавкие и крупные частицы руды. Количество этой ".вязки зависит от содержания кокса в шихте. Чем оно больше, тем прочнее агломерат после остывания.
...
Агломерат обладает достаточной прочностью, высокой пористостью, хорошей восстановимостью. Применение его увеличивает производительность доменной нечи и несколько сокращает расход топлива на 1 т чугуна.
...
В последнее время на металлургических заводах стали широко применять офлюсованный агломерат, получаемый путем спекания железной руды с добавкой известняка. Оптимальное количество известняка в агломерате определяется отношением CaO:Si0.j, т. е. его основностью. Основность агломерата и доменного шлака в среднем равна 1—1,4.
...
Офлюсованный агломерат восстанавливается легче обычного, но он прочен. Такой агломерат облегчает образование шлака в доменной печи, уменьшает расход известняка и кокса. При использовании офлюсованного агломерата флюсы в доменную печь не загружают.
...
Технический прогресс в доменном производстве характеризуется прежде всего увеличением объемов доменных печей. Если за годы восьмой пятилетки были введены три печи полезным объемом 2000 мэ и три печи полезным объемом 2700 мя, то в девятой пятилетке построены еще несколько печей, в том числе печи с полезным объемом 3200 и
...
циальную шихту, состоящую из рудной мелочи размером 5—8 мм, колошниковой пыли, рудного концентрата и измельченных до 3 мм отходов коксика. Масса коксика составляет 6—10% массы шихты; соотношение между массами рудной мелочи, колошниковой пылью и концентратом определяется местными условиями. Эту шихту перед спеканием увлажняют до 5—6% и тщательно перемешивают в смесительных устройствах. При перемешивании образуются комочки, в результате чего шихта приобретает зернистый характер. В таком состоянии ее загружают на колосниковую решетку агломерационной машины слоем толщиной 200 —300 мм и поджигают газовой горелкой снаружи. Под колосниковой решеткой находятся вакуумные камеры; мощный эксгаустер создает в них разрежение. Оно обеспечивает прохождение воздуха через слой шихты и, следовательно, перемещение зоны горения коксика по толщине шихты (горение заканчивается у колосниковой решетки агломерационной машины)- При горении коксика развивается высокая температура (до 1450° С) и образуется пористый продукт (агломерат).
...
Образование агломерата обусловлено появлением в горячем слое шихты файялита (2FeO-Si04), имеющего температуру плавления около 1210° С. С другими окислами шихты (FeO, SiOs, СаО) файялит образует более легкоплавкие соединения, переходящие в жидкое состояние при ИЗО—1200° С. Эти соединения размягчаются и плавятся раньше других компонентов шихты. При этом они связывают более тугоплавкие и крупные частицы руды. Количество этой ".вязки зависит от содержания кокса в шихте. Чем оно больше, тем прочнее агломерат после остывания.
...
Агломерат обладает достаточной прочностью, высокой пористостью, хорошей восстановимостью. Применение его увеличивает производительность доменной нечи и несколько сокращает расход топлива на 1 т чугуна.
...
В последнее время на металлургических заводах стали широко применять офлюсованный агломерат, получаемый путем спекания железной руды с добавкой известняка. Оптимальное количество известняка в агломерате определяется отношением CaO:Si0.j, т. е. его основностью. Основность агломерата и доменного шлака в среднем равна 1—1,4.
...
Офлюсованный агломерат восстанавливается легче обычного, но он прочен. Такой агломерат облегчает образование шлака в доменной печи, уменьшает расход известняка и кокса. При использовании офлюсованного агломерата флюсы в доменную печь не загружают.
...

Необычные свойства обычных металлов
Физические методы исследования металлов и сплавов
Ручная дуговая сварка
Технология металлов и сварка
Технология конструкционных материалов и материаловедение: Учебное пособие
Сварка, резка, пайка металлов
Сварка, резка и пайка металлов

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Технология металлов и сварка