Тема 1 сирі матеріали для виробництва чавуну і їх Підготовка до плавки

Питання навчальної програми

Шихтові матеріали, що використовуються при виробництві чавуну. Характеристика залізняку і концентратів. Види і вимоги до металургійного палива, отримання коксу, інші види доменного палива. Флюси і вогнетривкі матеріали: види, призначення. Підготовка руди до плавки: дроблення і подрібнення, сортування по класах крупності, збагачення руд, випалення, усереднення по хімічному складу, окускування.

Література: [1], С. 9-57, [2], С. 14-42, [3], С. 28-142, [4], С. 18-151.

Питання для самоперевірки

1. Перерахуйте сирі матеріали для виробництва чавуну. Що таке промислова руда?

2. Наведіть загальну характеристику руди.

3. Основні стадії підготовки руди до плавки, дайте коротку їх характеристику.

4. Перерахуйте обладнання, яке застосовують для дроблення і подрібнення, принцип дії.

5. Як проводять розділення кусків і часток руди по крупності? Принцип роботи грохотів і класифікаторів.

6. Перерахуйте основні способи збагачення корисних копалин, їх характеристика.

7. Як усереднюють руди по хіміко-мінеральному складу?

8. Для чого існує метод підготовки руди до плавки як окускування? Перерахуйте основні способи окускування.

9. Що таке агломерація? Перерахуйте основні складові агломераційної шихти.

10. Опишіть сутність агломерації, процеси що її супроводжують.

11. Розгляньте складові і принцип роботи агломераційної машини.

12. Опишіть технологію отримання обкотишів.

13. Назвіть основні функції флюсів, наведіть основні металургійні флюси.

14. Перерахуйте схему, пристрій і роботу коксівної батареї.

15. Опишіть процеси, що відбуваються при коксуванні.

ТЕМА 2 Виробництво чавуну

Питання навчальної програми

Склад доменного цеху. Пристрої для завантаження шихтових матеріалів в доменну піч, подачі і нагріву дуття, очищення доменного газу, обслуговування горна і прибирання продуктів плавки. Конструкція доменної печі, принцип роботи, допоміжні пристрої. Фізико-хімічні процеси в доменній печі: відновлення оксидів заліза, марганцю, кремнію, фосфору і сірки, інших елементів, утворення чавуну і шлаку, процеси горіння палива і утворення доменного газу. Продукти доменного виробництва: склад, призначення. Методи інтенсифікації доменної плавки.

Література: [1], С. 58-127, [2], С. 42-91, [3], С. 143-270; 301-410, [4], С. 152-281; 337-497.

Питання для самоперевірки

1. Перерахуйте основні частини профілю доменної печі, їх характеристика.

2. Розгляньте будову доменної печі.

3. Розгляньте пристрої для підведення дуття в піч і випуску з неї продуктів плавки.

4. Перерахуйте основні складові доменного цеху.

5. Призначення рудного двору, з яких ділянок він складається, основне устаткування двору.

6. Як здійснюється зважування і доставка шихтових матеріалів на колошник доменної печі?

7. Розгляньте схему і принцип роботи повітронагрівачів.

8. Перерахуйте, з яких стадій складається газоочищення і розгляньте пристрої газоочистки.

9. Перерахуйте обладнання для обслуговування горна і прибирання продуктів плавки (чавуну і шлаку).

10. У якій послідовності йде відновлення оксидів заліза? Наведіть реакції відновлення оксидів заліза.

11. Сутність прямого і непрямого відновлення? Розгляньте температурні зони доменної печі, де реалізуються різні схеми відновлення оксидів заліза.

12. Наведіть схему і реакції відновлення оксидів марганцю. Вплив умов на ступінь відновлення марганцю.

13. Наведіть реакцію відновлення кремнію. Виявіть вплив температури і кількості шлаку на відновлення кремнію.

14. Наведіть реакцію відновлення фосфору. Поведінка фосфору в умовах доменної плавки?

15. Наведіть реакції десульфурації. Виявіть вплив температури, основності і кількості шлаку на вміст сірки в чавуні.

16. Розгляньте сутність способів позадоменної десульфурації чавуну.

17. Наведіть класифікацію доменних чавунів, їх склад та призначення.

18. Основні шляхи використання доменних шлаків і газів.

19. Перерахуйте методи інтенсифікації доменної плавки.

ТЕМА 3 Виробництво сталі

Питання навчальної програми

Технологічні особливості сталеплавильного виробництва: агрегати, шихта, загальна схема сталеплавильного процесу. Продукція сталеплавильного виробництва. Фізико-хімічні основи процесів виробництва сталі: окислення вуглецю, поведінка кремнію, марганцю і інших елементів. Шкідливі домішки в сталі: фосфор, сіра, гази в сталі. Розкислювання і легування сталі. Конвертерні способи виробництва сталі. Конструкція і футеровка кисневих конвертерів. Технологія плавки в кисневих конвертерах. Схема і робота мартенівської печі. Технологія мартенівського виробництва. Різновиди мартенівського процесу. Виплавка сталі в двохванних сталеплавильних агрегатах. Виробництво сталі в електричних печах. Класифікація електричних печей. Виплавка сталі в електродуговій печі. Виплавка сталі в індукційних печах.

Література: [1], С. 147-343, [2], С. 98-195, [5], С. 27-339, [6], С. 15-41; 70-102; 121-428, [7], С. 8-150.

 

Питання для самоперевірки

1. Перерахуйте шихтові матеріали для виробництва сталі.

2. Наведіть загальну схему сталеплавильного процесу.

3. Основні фізико-хімічні закономірності процесів, що протікають в сталеплавильній ванні.

4. Розгляньте властивості шлаків, їх роль і функції в процесі виплавки сталі.

5. Перерахуйте сучасні сталеплавильні процеси і дайте їх характеристику.

6. Наведіть реакції окислення вуглецю, залежність вмісту кисню від вуглецю.

7. Які умови виділення пузирів СО.

8. Розгляньте вплив реакції окислення вуглецю на сталеплавильний процес.

9. Наведіть реакції окислення марганцю і кремнію. Виявіть вплив основності, окисленості шлаку і температури на поведінку цих елементів в сталеплавильній ванні.

10. Як впливає фосфор на властивості сталі? Що є основним джерелом надходження фосфору в метал?

11. Наведіть реакції окислення фосфору. Виявіть вплив основності, окисленності шлаку і температури на поведінку фосфору.

12. Як впливає сірка на властивості сталі? Що є основним джерелом надходження сірки в метал?

13. Наведіть реакції видалення сірки. Виявіть вплив основності, окисленості шлаку і температури на поведінку сірки.

14. Розгляньте джерела забруднення сталі газами і шляхи дегазації металу.

15. Як впливають гази на властивості сталі? Розгляньте вплив температури на розчинність газів в залізі.

16. Як впливає кисень на властивості сталі? Якою технологічною операцією закінчується виплавка сталі в будь-якому агрегаті?

17. Наведіть існуючі способи розкислювання сталі, достоїнства і недоліки.

18. Розгляньте рівняння Стокса, виявіть чинники, що впливають на швидкість видалення продуктів розкислювання.

19. Вкажіть шляхи зниження забруднення сталі неметалічними включеннями при розкислюванні.

20. Перерахуйте конвертерні способи виробництва сталі і дайте їх характеристику.

21. Розгляньте будову і футеровку кисневого конвертера.

22. Визначте сутність технології плавки сталі в кисневих конвертерах.

23. Розгляньте будову і роботу мартенівської печі.

24. Перерахуйте різновиди мартенівського процесу.

25. Визначте сутність технології мартенівського виробництва сталі.

26. Розгляньте особливості основного і кислого мартенівських процесів.

27. Наведіть варіанти технології процесу виробництва сталі в електричних печах.

28. Розгляньте будову дугової сталеплавильної печі.

29. Технологія плавки сталі в основній і кислій дуговій електропечі.

30. Розгляньте будову індукційної печі, технологію плавки, переваги, недоліки.

ТЕМА 4. Способи підвищення якості і розливання сталі

Питання навчальної програми

Способи підвищення якості рідкої сталі. Продувка сталі інертним газом. Обробка металу синтетичним шлаком. Обробка металу в умовах розрідження. Продування газо-порошковими струменями. Розливання сталі. Випуск сталі в ківш. Розливання сталі в виливниці. Безперервне розливання заготовок.

Література: [1], С. 347-413, [2]. С. 196-228, [5], С. 365-499, [7], С.. 155-377, [8], С. 122-198.

Питання для самоперевірки

1. Перерахуйте основні способи підвищення якості сталі і дайте їх коротку характеристику.

2. Для чого застосовується продування сталі інертним газом, обробка металу синтетичним шлаком?

3. Як впливає розрідження на протікання реакцій за участю газової фази?

4. Наведіть способи обробки сталі в умовах розрідження (вакуумування).

5. Розгляньте існуючі способи розливання сталі в виливниці. Порівняйте ці способи.

6. Розгляньте технологію безперервного лиття заготовок.

7. Конструкції машин безперервного лиття заготовок (МБЛЗ).

 

ПИТАННЯ ДО ІНДИВІДУАЛЬНОГО ЗАВДАННЯ

Індивідуальне завдання студента складається з п'яти теоретичних питань. Номери питань індивідуального завдання розраховується студентом за номером залікової книжки:

Номер першого питання дорівнює останній цифрі залікової книжки студента (якщо остання цифра залікової книжки 0, тоді перше питання – 1.10).

Номер другого питання дорівнює передостанній цифрі номера залікової книжки (якщо остання цифра «0», потрібно брати десяте питання).

Номер третього питання дорівнює останній цифрі номера залікової книжки (якщо передостання цифра «0», потрібно брати десяте питання).

Номер четвертого питання дорівнює передостанній цифрі номера залікової книжки (якщо остання цифра «0», потрібно брати десяте питання).

Номер п'ятого питання дорівнює останній цифрі номера залікової книжки (якщо передостання цифра «0», потрібно брати десяте питання).

Завдання до першого питання

1.1 Дати характеристики основним видам промислових залізних руд.

1.2 Класифікація і характеристика основних видів палива доменного процесу, основні вимоги до нього.

1.3 Загальна характеристика процесів підготовки сирих матеріалів до відновлювальної плавки.

1.4 Описати процес дроблення залізних руд і дати характеристику основним типам дробильного устаткування.

1.5 Описати процес сортування залізняку по крупності і дати характеристику основним типам сортувального устаткування.

1.6 Які флюси застосовують в доменному виробництві? Їх призначення.

1.7 Мета збагачення руд. Описати процес збагачення залізних руд і устаткування для його здійснення.

1.8 Описати процеси окускування дрібних руд і концентратів. Мета окускування залізорудних матеріалів.

1.9 Охарактеризувати процес агломерації руд. Устаткування агломераційного процесу.

1.10 Описати процес виробництва обкотишів, їх використання для виробництва металу.

Завдання до другого питання

2.1 Описати рудний двір доменного цеху. Призначення та устаткування рудного двору.

2.2 Основні елементи конструкції доменних печей. Принцип роботи доменної печі.

2.3 Принцип роботи повітронагрівачів доменної печі. Мета нагрівання повітря перед подачею в доменну піч.

2.4 Подача матеріалів в доменну піч. Скіпова і транспортерна системи подачі.

2.5 Елементи профілю робочого простору доменної печі, трансформація матеріалів шихти при переміщенні їх в робочому просторі.

2.6 Розкрити принцип роботи і призначення засипного (колошникового) пристрою доменної печі.

2.7 Фізико-хімічні процеси, що протікають в доменній печі.

2.8 Відновлення оксидів заліза газами і твердим вуглецем. Порівняння прямого і непрямого відновлення.

2.9 Поведінка сірки в доменному процесі. Способи зниження її в чавуні.

2.10 Очищення доменного (колошникового) газу і подальше його використання.

Завдання до третього питання

3.1 Класифікація сталей.

3.2 Конструкція кисневого конвертера з верхнім дуттям. Основні елементи робочого простору конвертера.

3.3 Технологія киснево-конвертерної плавки.

3.4 Поведінка складових чавуну по ходу киснево-конвертерної плавки.

3.5 Конвертерні процеси з донною продувкою киснем. Порівняння процесів з верхньою і донною продувкою киснем.

3.6 Конвертерні процеси з комбінованою продувкою.

3.7 Мартенівський спосіб виробництва сталі: скрап-процес, скрап-рудний процес.

3.8 Дати характеристику періодам мартенівської плавки сталі.

3.9 Особливості виплавки сталі в кислій мартенівській печі. Вимоги до сирих матеріалів і палива.

3.10 Вдосконалення мартенівського процесу. Двохванні сталеплавильні печі.

Завдання до четвертого питання

4.1 Класифікація електричних печей.

4.2 Конструкція сталеплавильної електродугової печі. Загальні відомості.

4.3 Вихідні матеріали і технологія плавки в електродуговій печі.

4.4 Охарактеризувати спосіб виплавки сталі в електропечах з повним окисленням домішок.

4.5 Охарактеризувати спосіб виплавки сталі в електропечах методом переплаву.

4.6 Дати характеристику способу виплавки електросталі в дугових печах з кислою футеровкою.

4.7 Охарактеризувати сучасні способи виплавки сталі в електропечах.

4.8 Виплавка сталей в індукційних печах. Технологічні особливості методу.

4.9 Виплавка сталей і сплавів у вакуумних електричних печах. Технологічні особливості процесу.

4.10 Електрошлаковий переплав. Конструкція та технологічні особливості методу.

 

Завдання до п'ятого питання

5.1 Види розкислювання сталі, технологічні особливості різних способів розкислювання.

5.2 Охарактеризуйте спосіб осаджуючого розкислювання сталі і методи видалення продуктів розкислювання.

5.3 Розкислювання і рафінування сталі вакуумним методом. Сутність процесів, що протікають при вакуумуванні сталі.

5.4 Обробка сталі синтетичними шлаками: розкислювання і рафінування.

5.5 Мета і способи обробки сталі інертними газами в сталерозливному ковші.

5.6 Що таке легування? Основні класи легованих сталей.

5.7 Способи розливання сталі в зливки. Типи виливниць для різних способів розливання сталі.

5.8 Типи сталевих зливків, їх характеристика та будова.

5.9 Особливості кристалічної будови зливків спокійної, киплячої сталі. Особливості конструкції виливниць для зливків спокійної і киплячої сталей.

5.10 Типи установок безперервного розливання сталі. Технологія безперервної розливки сталі.

 

ЗМІСТ

Розподіл навчальних годин дисципліни «Металургія чавуну та сталі» за напрямом 6.050402 - ливарне виробництво.. 3

ВСТУП.. 3

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА.. 4

1 ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ВИРОБНИЦТВО ЧАВУНУ.. 4

1.1 Вихідні матеріали, що використовуються при виробництві чавуну. 5

1.2 Підготовка руди до плавки. 6

1.3 Вогнетривкі матеріали. 7

1.4 Конструкція доменної печі 8

1.5 Допоміжні пристрої доменної печі 9

1.6 Доменний процес. 10

1.7 Фізико-хімічні процеси в доменній печі 10

1.8 Процеси відновлення інших елементів і шлакоутворення в доменній печі 11

1.9 Продукти доменного виробництва. 11

2 ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ВИРОБНИЦТВО СТАЛІ 12

2.1 Бесемерівський і томасівській способи виробництва сталі 12

2.2 Киснево-конвертерна плавка. 13

2.3 Виробництво сталі мартенівським способом. 13

2.4 Виплавка сталі в електропечах. 15

2.5 Розливання сталі 16

2.6 Класифікація сталей. 17

3 ТЕМИ НАВЧАЛЬНОЇ ПРОГРАМИ.. 18

ТЕМА 1 Сирі матеріали для виробництва чавуну і їх підготовка до плавки. 18

Питання навчальної програми. 18

Питання для самоперевірки. 19

ТЕМА 2 Виробництво чавуну. 19

Питання навчальної програми. 19

Питання для самоперевірки. 20

ТЕМА 3 Виробництво сталі 21

Питання навчальної програми. 21

Питання для самоперевірки. 21

ТЕМА 4. Способи підвищення якості і розливання сталі 22

Питання навчальної програми. 22

Питання для самоперевірки. 23

4 ПИТАННЯ ДО ІНДИВІДУАЛЬНОГО ЗАВДАННЯ.. 23

Завдання до першого питання. 23

Завдання до другого питання. 24

Завдання до третього питання. 24

Завдання до четвертого питання. 25

Завдання до п'ятого питання. 25

 

Підписано до друку 19.04.2010. Формат 60x84 _1/16. Папір друк. Друк плоский. Облік.-вид. арк. 1,58. Умов. друк. арк. 1,56. Тираж 50 пр. Замовлення №

 

Національна металургійна академія України

49600, Дніпропетровськ - 5, пр. Гагаріна, 4

__________________________________

Редакційно-видавничий відділ НМетАУ