Робоча програма методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Системи технологій промисловості» для студентів з галузі знань



жүктеу 0.58 Mb.
бет1/11
Дата05.07.2018
өлшемі0.58 Mb.
түріРобоча програма
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ

РОБОЧА ПРОГРАМА

методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Системи технологій промисловості» для студентів з галузі знань:

0305 – економіка і підприємництво, 0505 - машинобудування та матеріалообробка

Затверджено на засіданні


Вченої ради академії

Протокол № 10 від 18.12.09


Дніпропетровськ, НМетАУ 2009


УДК 669.053
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «системи технологій промисловості» для студентів з галузі знань: 0305 – економіка і підприємництво, 0505 - машинобудування та матеріалообробка / Уклали: Л.В. Камкіна, Ю.О. Павленко, Р.В. Анкудінов, А.А. Надточій, А.П. Мішалкін. - Дніпропетровськ: НМетАУ, 2010 - с.

Наведено короткий огляд головних металургійних виробництв, обладнання – головне та допоміжне, що забезпечує ці виробництва, технологічні особливості виробництва чавуну, сталі, феросплавів та

кольорових металів. Варіанти контрольних завдань № 1, №2.

Призначено для студентів, що навчаються у галузі знань 0305 – економіка і підприємництво, 0505 - машинобудування та матеріалообробка заочної форми навчання.

Укладачі: Л.В. Камкіна, д.т.н., проф.

Ю.О. Павленко, к.т.н., доц.

Р.В. Анкудінов, к.т.н., доц.

А.А. Надточій, ст. преп.

А.П. Мішалкін, асистент

Відповідальний за випуск Л.В. Камкіна, д.т.н., проф.


Рецензент

Підписано до друку 01.04.2010. Формат 60x84 1/16. Папір друк.

Друк плоский. Умов.-друк.арк. 2,56. Тираж 50 пр. Замовлення № 85

Національна металургійна академія України

49600, Дніпропетровськ-5, пр. Гагаріна, 4

______________________________________


Редакційно-видавничий відділ НМетАУ

Зміст

Вступ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 4



РОЗДІЛ 1. ВИРОБНИЦТВО ЧАВУНУ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

    1. Сировина і матеріали виробництва чорних металів та підготовка

їх до виробничого процесу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.2. Висхідні матеріали, що використовуються при виробництві чавуну. . 7

1.3. Вогнетривні матеріали . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

1.4. Устрій доменної печі (ДП) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

1.5. Допоміжні пристрої доменної печі . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

1.6. Доменний процес . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

1.7. Фізико-хімічні процеси в доменній печі, що супроводжують

виробництво чавуну . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

1.8. Процеси відновлення інших елементів і шлакоутворення в доменній

печі . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

1.9. Продукти доменного виробництва . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

РОЗДІЛ 2. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ВИРОБНИЦТВО СТАЛІ . . 15

2.1. Бесемерівський і томасівський способи виробництва сталі . . . . . . . 15

2.2.Киснево-конверторна плавка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.3. Виробництво сталі мартенівським способом . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.4. Отримання сталі в електропечах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.5. Розливання сталі . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.6. Класифікація сталей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 21

Розділ 3. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ОТРИМАННЯ ФЕРРОСПЛАВІВ 22

3.1.Устрій феросплавної печі . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . 25

3.2. Виробництво феросиліцію . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

3.3. Виробництво високовуглецевого феромарганцю . . . . . . . . . . . . . 25

3.4. Виробництво силікомарганцю . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 26

Розділ 4. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ОТРИМАННЯ КОЛЬОРОВИХ МЕТАЛІВ 29

4.1. Виробництво міді . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

4.2. Виробництво алюмінію . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

4.3. Виробництво магнію . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

4.4. Виробництво титану . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30


Запитання до контрольних завдань . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Тема 1. Паливо, сировина, матеріали - підготування та застосування

їх для виробництва чорних металів . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30


Тема 2. Виробництво чавуну . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32


Тема 3. Процеси прямого - (позадоменного) отримання заліза

із руд і концентратів та їх перспективи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Тема 4. Виробництво сталі . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Тема 5. Виробництво сталі в конвертерах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34


Тема 6. Виробництво сталі в мартенівських печах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Тема 7. Виробництво сталі електричних печах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36


Тема 8. Розливання сталі . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37


Тема 9. Позапічне рафінування, розкислення та легування сталей . . . . . . 38

Тема 10. Виробництво феросплавів . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Рекомендована лытература………………………………………………………… 39

Таблиця вибору варіантів завдань до виконання контрольних робіт . . . . . . 39
Вступ
Курс «Системи технологій промисловості» ставить своєю метою дати студентам неметалургійних спеціальностей необхідні знання по виробництву чорних і кольорових металів та сплавів.

Область технології металів, яка займається вивченням способів виробництва металів і сплавів, називається металургією. Відповідно до загальної класифікації металів її можна розділити на металургію чорних металів і металургію кольорових металів.

Значення металургії для розвитку сучасного суспільства дуже велике. Особливе місце займає отримання чорних металів, частка яких складає 90% всього металургійного виробництва.

На теперішньому етапі розвитку цивілізації залізо та його сплави займають провідне місце серед конструкційних матеріалів, які складають основу виробництва машин, механізмів та металоконструкцій. В нашій державі Чорна Металургія є державоутримуючою галуззю народного господарства. Чорна металургія є кістяком всього виробництва, круг якого утримуються гірничо-добувна, вугільна, коксохімічна та багато інших галузей виробництва.

Найбільше поширення набули сплави заліза з вуглецем - чавуни і стали. Чавун отримують у доменних печах відновленням заліза із залізних руд. Чавун буває переробним, який іде на виробництво сталі, і ливарним, що використовують для відливання ливарних виробів.

На сучасному етапі виробництва сталі, з якої виробляють більшість товарної продукції, найбільш широко використовується двохступінчастий спосіб виробництва. Цей спосіб в теперішній час є найбільш економічно прибутковим. Він включає виплавку переробного чавуну в доменних печах, на першому етапі, і переробку рідкого і твердого переробного чавуну, сталевого і чавунного лому у різних сталеплавильних агрегатах: мартенівських печах, кисневих конвертерах, різного типу електросталеплавильних печах.

Кінцевим продуктом підприємств металургійної промисловості є прокатна продукція великої кількості найменувань це тонкий і товстий лист, швелер і кутовик , тавр та двотавр, залізничні і шахтові рейки, вагонні вісі та колеса та ще багато іншого – тисячі найменувань різних видів металопродукції.

Сучасний рівень металургійного виробництва заснований не тільки на знанні технології і устаткування металургійних виробництв, але і процесів які супроводжують виплавку чавуну, стали, феросплавів і кольорових металів.

В методичних вказівках приведений короткий огляд основних металургійних процесів, основних виробничих агрегатів, допоміжного устаткування, технологічних особливостей виробництва чавуну, стали, феросплавів і кольорових металів.

Вивчення курсу "Системи технологій промисловості" студентами неметалургійних спеціальностей включає оглядові лекції по найважливіших розділах дисципліни, самостійну роботу з підручниками і методичними виданнями, виконання контрольних робіт і складання підсумкового іспиту.


РОЗДІЛ 1. ВИРОБНИЦТВО ЧАВУНУ.
1.1. Сировина і матеріали виробництва чорних металів та підготовка їх до виробничого процесу.

На першому етапі металургійного виробництва видобувають із ґрунту корисні копалини, що являють собою різні руди. Рудою називають корисні копалини, що видобувають із надр землі. Їх називають по назвам металів, які містяться у руді, наприклад, залізні, мідні, мідно-нікелеві, хромітові та інші. Залізні руди є основною сировиною для виготовлення чавуну, або заліза методами прямого відновлення.

Руду видобувають у шахтах закритим способом, або у кар’єрах відкритим способом. Розмір видобутих шматків руд різний і залежить від способу видобування. Наприклад при відкритому видобуванні розмір окремих кусенів сягає кількох метрів, звичайний розмір більшості шматків 300 – 400 мм. Якщо руду будуть використовувати напряму у доменній плавці то розмір шматків не повинен перевищувати 40 -50 мм для магнетитових руд і 70 – 100 мм для гематитових. Якщо руда йде на збагачення то розмір часток не перевищуватиме 0,074 мм. Вартість дроблення складає 35 – 40 % загальної вартісті збагачення руд, а вартість механізміів, що дроблять – близько 60 % вартісті обладнання збагачувальної фабрики. Кожна стадія дроблення характеризується ступенню подрібленості – і, яка являє собою співвідношення діаметрів D – найбільш крупних кусенів руди, що прийшла на подрібнення до діаметру d – найбільших часток руди після подрібнення. i = D : d.

Машини, які застосовують для дроблення - дробарки, можуть зменшувати розмір шматків до 5-6 мм Більш дрібне дроблення називають подрібненням, його здійснюють в млинах.

Прийнято розділяти процес дроблення на чотири стадії:

а) крупне дроблення – до розміра кусенів 100 – 300 мм;

б) середнє дроблення (вторинне) – 100-300 до 40-60 мм;

в) мілке дроблення - 40-60 до 8-25 мм;

г) тонке подрібнення - 8-25 до 1мм та менше.

Залежно від характеристики руди, що здобувається, застосовують наступні стадії підготовки її до плавки: 1) дроблення; 2) сортування по класах крупної; 3) збагачення; 4) випалення; 5) усереднювання; 6) обгрудкування.

Дроблення і подрібнення майже завжди супроводжуються грохоченням і класифікацією - процесами, мета яких - розділення шматків і частинок руди по крупнисті (по фракціях). Відмінність грохочення від класифікації полягає в тому, що при грохочении проводять сортування шматків на ситах, а класифікацією розділяють дрібні шматочки і частинки (менше 1-3 мм) у водній або, рідше, в повітряному середовищі.

Збагаченням називають розділення руди, що готується до плавки, на концентрат з високим вмістом витягуваного металу і хвости з низьким його вмістом. Існують наступні основні способи збагачення корисних копалин: 1) промивання; 2) гравітаційне збагачення; 3) магнітна сепарація; 4) флотація.



Промивання ефективне для матеріалів з м'якою, особливо глинистою порожньою породою і щільними мінералами витягуваного металу.

Гравітаційне збагачення засновано на відділенні корисних мінералів від порожньої породи по відмінності їх густини. Магнітна сепарація заснована на різній магнітній сприйнятливості залізомістячих мінералів і частинок порожньої породи.

Флотація заснована на різній змочуваності поверхні зерен окремих мінералів.

Окислювальне обпалення (нагрів руди до високих температур 900-1000 °С в атмосфері повітря), це проводить для видалення СО2 карбонатів і сірки (у вигляді SО2). Мета відновного обпалення (нагрів руди у відновній атмосфері) полягає в перетворенні слабомагнітного оксиду Fе2О3 в сильномагнітний Fe3O4 по реакції Fе2О3+СО(Н2)=Fе3О4+СО22О).

Усереднювання є перемішуванням великої маси рудного матеріалу.

Одержувані після збагачення руд тонкоподрібнені концентрати (<0,1 мм) не можуть бути направлені безпосередньо в доменну піч, оскільки вони не забезпечують необхідної високої газопроникності шихти. Перетворення дрібних частинок рудних концентратів і деяких інших матеріалів в більш крупні шматки складає основну мету процесів обгрудкування.

Агломерація - це термічний спосіб обгрудкування дрібних матеріалів для поліпшення їх металургійних властивостей, здійснюваний шляхом спалювання дрібного палива в самому матеріалі за рахунок безперервного просмоктування повітря. Найдоцільнішим способом обгрудкування тонкоподрібнених концентратів (<0,1 мм) є обкотування або отримання обкотишів (кульок діаметром 15-20 мм). Технологія виробництва залізорудних обкотишів для доменного процесу складається з двох стадій: 1) отримання сирих обкотишів з концентрату; 2) зміцнюючого обпалення.

Для отримання чавуну використовують шихту- суміш сирих матеріалів. Шихта для виробництва чавуну складається з агломерату, або обкотишів, підготовленого залізняку, палива і флюсів, узятих в певних співвідношеннях.



Підготовлений залізняк представлений різними оксидами заліза. Паливо, тверде і газоподібне забезпечує необхідну температуру процесу і сприяє відновленню заліза і залізорудних матеріалів. Флюси служать для скріплення домішок і зниження температури плавлення порожньої породи.


Достарыңызбен бөлісу:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


©kzref.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет