Анализ способов выплавки стали

 

Электролитическое рафинирование, представляющее собой электролиз водных растворов или солевых расплавов, позволяет получать металлы высокой чистоты. Применяется для глубокой очистки большинства цветных металлов. 

Электролитическое Р. с растворимыми состоит в анодном растворении очищаемых металлов и осаждении на катоде чистых металлов в результате приобретения ионами основного металла электронов внешней цепи. Разделение металлов под действием электролиза возможно вследствие различия электрохимических потенциалов примесей и основного металла. Например, нормальный электродный потенциал Cu относительно водородного электрода сравнения, принятого за нуль, + 0,346, у Au и Ag эта величина имеет большее положительное значение, a y Ni, Fe, Zn, Mn, Pb, Sn, Co нормальный электродный потенциал отрицателен. При электролизе медь осаждается на катоде, благородные металлы, не растворяясь, оседают на дно электролитной ванны в виде шлама, а металлы, обладающие отрицательным электродным потенциалом, накапливаются в электролите, который периодически очищают. Иногда (например, в гидрометаллургии Zn) используют электролитическое Р. с нерастворимыми анодами. Основной металл находится в растворе, предварительно тщательно очищенном от примесей, и в результате электролиза осаждается в компактном виде на катоде.

Химическое рафинирование основано на различной растворимости металла и примесей в растворах кислот или щелочей. Примеси, постепенно накапливающиеся в растворе, выделяются из него химическим. путём (гидролиз, цементация, образование труднорастворимых соединений, очистка с помощью экстракции или ионного обмена). Примером химического Р. может служить аффинаж благородных металлов. Р. Au производят в кипящей серной или азотной кислоте. Примеси Cu, Ag и др. металлов растворяются, а очищенное золото остаётся в нерастворимом осадке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Модифицирование литейных  сплавов

 

Модифицирование - искусственное изменение структуры литого металла и сплава, заключающееся в измельчении микрозерна, изменении формы, размера и распределения структурных составляющих. Модифицирования сплавов производится добавлением в расплав в небольших количествах модификаторов — веществ, к-рые, присутствуя в малых количествах, влияют на процесс кристаллизации, изменяя структуру. Измельчение зерна металла и структурных составляющих сплава при кристаллизации может быть достигнуто созданием концентрационного градиента, тормозящего рост кристаллов, и искусственным образованием труднорастворимых частиц, к-рые, являясь затравками, способствуют началу кристаллизации во всем объеме жидкости. Обычно в качестве модификатора выбирают добавку, к-рая образует с компонентами сплава тугоплавкие соединения, кристаллизующиеся в первую очередь. Такой способ модифицирования применяется для алюминиевых сплавов (введение Ti, V, Zr, Мп), для чугунов (обработка Mg с целью изменения формы графита — см. Модифицирование чугуна), для сталей (добавление А1). Модифицирование структуры литого сплава оказывает влияние на св-ва не только в литом состоянии, но и при всей последующей обработке сплава. Модифицирование улучшает горячую деформируемость сплава, повышает механические св-ва и влияет на процессы превращения в твердом состоянии. Напр., в алюминиевых сплавах модифицирование уменьшает склонность к росту зерна при рекристаллизации, в сталях приводит к получению т. н. природно-мелкозернистых сплавов, т. е. сталей с малой склонностью к росту аустенитного зерна при нагревах для термической обработки.

Др. способ модифицирования структуры литейных сплавов заключается в создании условий, увеличивающих переохлаждение расплава, т. е. приводящих к снижению фактич. темп-ры кристаллизации сплава. Такие условия возникают в результате значительного перегрева жидкого металла. Более эффективен способ введения спец. модификаторов. Напр., для литейных алюминиевых сплавов (силуминов) чаще применяется обработка расплава натрием или его солями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Технологические свойства металлов и сплавов

Под технологическими свойствами металлов и сплавов понимают способность металла подвергаться различным видам обработки. К технологическим свойствам металлов и сплавов относятся: литейные, ковкость, или деформируемость, в горячем и холодном состоянии, свариваемость, прокаливаемость и обрабатываемость резанием. 

Литейные свойства металла определяются температурой канала определенного сечения при заданных условиях гидростатического напора и температуры сплава и формы. При испытаниях жндкотекучести. стали производится одновременно отливка нескольких прутков с сечением в виде пирамиды высотой 8 мм и основаниями 5 и 8 мм и по среднеарифметическому определяется средняя длина. Жидкотекучесть выражается в миллиметрах длины отлитого прутка. 

Литейная усадка — отражение различия между плотностью металла или сплава в твердом и жидком состояниях. Для изготовления моделей при отливке важнейших сплавов применяют специальные «усадочные метры». 

Способность металла или сплава к ликвации и образованию пор определяется методами микроструктурного анализа. 

Ковкость металла — способность воспринимать пластическую деформацию в процессе изменения формы (без появления признаков разрушения) при гибке, ковке, штамповке, прокатке и прессовании. Ковкостью обладают металлы как в горячем, так и в холодном состоянии. 

Способность металлов воспринимать деформацию зависит от их химических, механических свойств, скорости деформации, температуры и величины обжатия на каждом переходе. Известно, что стали с небольшим содержанием углерода и легированные никелем и марганцем деформируются лучше, чем высоколегированные, хромоникелевые, высокоуглеродистые, жаростойкие, быстрорежущие и другие. Точно так же материалы с высокими показателями удлинения, сужения и ударной вязкости обладают большой способностью к восприятию деформации. 

Деформируемость металлов определяется при технологических испытаниях. Некоторые методы технологических испытаний на деформируемость материалов (технологические пробы) стандартизованы.  

Температура плавления чистых металлов — температура превращения кристаллов в жидкий сплав является их физической константой. Она определяется по диаграмме состояния. 

Жидкотекучесть — способность металла или сплава в расплавленном состоянии заполнять литейную форму зависит от вязкости, поверхностного натяжения расплава и температуры заливки. Определяется жидкотекучесть металла по длине заполнения длиной, прямолинейной или спиралевидной формы 
данных, и поэтому оценка качества металла при испытаниях производится визуально по состоянию поверхности материала после испытания. 
Испытание на асадку (ГОСТ 8817—73) применяется для круглого и квадратного проката (диаметром или стороной квадрата до 30 мм при испытании в холодном состоянии и до 150 мм в горячем) из стали или алюминиевых сплавов с целью определения их способности принимать заданную по размерам И форме деформацию сжатия. Образец для пробы должен иметь диаметр (или сторону квадрата), равный диаметру испытуемого материала. Высота стального образца должна быть равной 2 диаметрам, алюминиевого 1,5, а торцовые плоскости перпендикулярны его оси. Проба состоит в осаживании образца под прессом или молотом до высоты, определяемой величиной деформации. Отсутствие после осадки на поверхности образца трещин, надрывов или излома является признаком того, что образец выдержал пробу. 
Проба на изгиб в холодном и нагретом состоянии (ГОСТ 14019—68) применяется для пластических металлов при толщине пруткового и листового материала а до 30 мм. Толщин) образца а должна быть равна толщине материала, а ширина его В=2а, но не менее 10 мм и длиной ^«5а+150 мм. Проба на изгиб материалов более 30 мм, а также поковок, отливок и труб производится на образцах методами, предусмотренными соответствующими технологическими условиями на поставку металлов. 
Различают загибы: на определенный угол а, до параллельности сторон вокруг оправки (угол а = 0) и до соприкосновения сторон образца. Степень нагрева образца должна быть оговорена в технических условиях. 
Образцы, выдержавшие испытания, не должны иметь трещин, надрывов, расслоений или изломов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Применение в системах  ТГВ

К ᴏϲʜовным ϲᴎстемам ТГВ относятся ϲᴎстемы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, горячего водᴏϲʜабжения, газᴏϲʜабжения, теплᴏϲʜабжения. Важно сказать, что для устройства данных ϲᴎстем применяются главным образом металлы и металлические изделия. В ᴏϲʜовном в санитарно-технических устройствах используются черные металлы - сталь и чугун, т.к. ᴏʜи достаточно прочны и дешевле других металлов.

Металл находит самое широкое применение в строительстве. Из металла изготавливаются основные элементы санитарно-технических устройств: трубы, соединительные и фасонные части трубопроводов, вентиляционные воздуховоды, арматура, котлы, вентиляторы, отопительные приборы и т.д.

Металлы имеют характерный металлический блеск в изломе, обладают пластичностью, высокой электро-и теплопроводностью. Чистые металлы вследствие низкой прочности и твердости в производстве используются редко. В системах ТГВ применяются в основном сплавы металлов с металлами или неметаллами (металлоидами), например кремнием, углеродом.

Трубы из цветных металлов и сплавов находят широкое применение в теплообменных аппаратах( бойлерах),а кроме того для изготовления труб для подключения импульсных газопроводов для ᴨᴩᴎсоединения КИП и приборов автоматики. 
 
Трубы латунные для теплообменных аппаратов изготовляют из латуни марок Л68 по ГОСТ 21646-76. Их диаметр 14-19 мм, толщина стенки 0,8-2 мм. 
 
Важно сказать, что для подключения приборов КИП и автоматики к импульсным газопроводам используются медные круглые тянутые, холоднокатанные трубы общего назʜачᴇʜᴎя, соответствующие требованиям ГОСТ 617-72* из меди марок М1, М1р, М2, М2р,М3, М3р по ГОСТ 859-78, томпака марки Л96 по ГОСТ 15527-70*.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Металлы 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 конструкционный материал.

Металлы разделяют на несколько групп: черные, цветные и благородные. К группе черных металлов относятся железо и его сплавы, марганец и хром. К цветным относятся почти все остальные металлы периодической системы Д. И. Менделеева.

Железо и его сплавы являются основой современной технологии и техники. Еще в середине 70х годов прошлого столетия академик Патон Б.Е. назвал двадцатый век «железным», не согласиться с ним невозможно. В ряду конструкционных металлов железо стоит на первом месте и не уступит его еще долгое время, несмотря на то, что цветные металлы, полимерные и керамические материалы находят все большее применение. Железо и его сплавы составляют более 90 % всех металлов, применяемых в современном производстве.

Самым важнейшим из сплавов железа является его сплав с углеродом. Углерод придает прочность сплавам железа. Эти сплавы образуют большую группу чугунов и сталей.

Современный высокий уровень металлургического производства основан на глубоких теоретических исследованиях, крупных открытиях, сделанных в разных странах мира, и богатом практическом опыте.

Развитие металлургии идет по пути дальнейшего совершенствования плавки и разливки металла, механизации и автоматизации производства, внедрения новых прогрессивных способов работы, обеспечивающих улучшение технико-экономических показателей плавки и качества готовой продукции. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

1. Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев А.М. Общая металлургия М.:«Металлургия», 4издание, 1985г.

2. Воскобойников В.Г., Макаров Л.П. Технология и экономика переработки железных руд, М.: «Металлургия», 1977г., 255с

           3. Технология металлов и конструкционные материалы /под ред. Б.А. Кузьмина – М.:                 «      Машиностроение», 1981г 
          

            4. Жадан В.Т., Гринберг Б.Г., Никонов В.Я. Технология металлов и других   конструкционных материалов, Издание второе