Теорія сплавів. Виробництво кольорових металів і сплавів

Лекция 4

Подготовить дайджесты по вопросам

Контрольные вопросы к Лекции 3

1. Перечислить современные способы получения стали

2. Перечислить конвертерные способы получения стали

3. Какие материалы загружают в конвертер для выплавки стали?

4. Что образуется в конверторе в результате взаимодействия компонентов шихты и воздуха?

5. Охарактеризовать бессемеровский способ производства стали?

6. Охарактеризовать мартеновский способ производства стали?

7. Перечислить разновидности мартеновского способа производства стали?

8. Для чего предназначены способы получение стали в электропечах?

9. Какие стали получают при разливке в изложницы?

10. Что называется сталью?

11. Перечислить виды стали в зависимости от содержания углерода?

12. Объяснить состав сталей по диаграмме "железо- цементит"

13. Объяснить процессы, происходящие при нагреве и охлаждении сталей по диаграмме "железо- цементит"

 

1.Бессемеровский способ получения стали

2.Томасовский способ получения стали

3.Охарактеризовать процессы, протекающие в конвертере

4. Устройство мартеновской печи.

5. Охарактеризовать процессы, протекающие в мартеновской печи

6. Охарактеризовать сущность скрап-рудного процесса

7. Охарактеризовать сущность кислого мартеновского процесса

8. Охарактеризовать процессы, протекающие в дуговой трехфазной электропечи

9. Охарактеризовать слитки спокойной стали и способы их улучшения

10. Охарактеризовать слитки кипящей стали и способы их улучшения

11.Назначение и принцип непрерывной разливки стали

12.Вакуумная разливка стали

 

План

1. Медь и ее сплавы (свойства, производство, медные сплавы)

2. Алюминий и его сплавы (свойства, производство, сплавы алюминия)

3. Титан и его сплавы (свойства, производство, сплавы титана)

4. Магний и его сплавы (свойства, производство, сплавы магния)

К цветным металлам относятся медь, алюминий, титан и магний.

Наиболее важные свойства меди:

  • хорошая электро - и теплопроводность
  • высокая пластичность
  • способность образовывать технологические сплавы, которые отлично обрабатываются и обладают хорошими механическими свойствами
  • Температура плавления 1083°С, кипения 2360°С, предел прочности σв = 220МПа, её кристаллическая решетка - кубическая гранецентрированная, плотность 8,93г\см3, твердость НВ 35.

Главный источник получения меди – сульфидные руды, содержащий халькопирит, называемый медным колчеданом или другие сернистые минералы меди, например борнит, халькозин. Вторым по значению источником для получения меди являются окисленные медные руды, содержащие медь в виде куприта, азурита, малахита. Содержание меди в рудах незначительное (1-2%), поэтому они перед плавкою подвергаются обогащению, которое позволяет флотацией выделить из руды медный концентрат, содержащий 11- 35% меди и цинковый или пиритный концентрат. Сущность флотации состоит в избирательном прилипании некоторых минеральных частиц, взвешенных в водной среде, к поверхности пузырьков воздуха, с которыми эти минеральные частицы поднимаются на поверхность. Через пульпу (смесь жидкости и мелких твердых частиц) пропускают пузырьки воздуха. Вследствие различной смачиваемости частицы одних минералов, плохо смачиваемые водой прикрепляются к пузырькам воздуха и, поднимаясь с ними на поверхность, образуют минерализованную пену и тем самым отделяются от других, хорошо смачиваемых минералов, остающихся в пульпе. Для успешного осуществления обогащения руд флотацией необходимо:

*тонко измельчить руду( < 0,1мм)

*получить в пульпе много мелких пузырьков воздуха для образования устойчивой пены

Для механизации флотационного обогащения применяются различные машины:

  1. дробилки и мельницы для измельчения руды
  2. грохоты и классификаторы для разделения на мелкие и крупные фракции
  3. сгустители и фильтры для разделения пульпы на жидкость и твердые частицы
  4. флотационные машины

Медь извлекают из руд различными способами, но чаще всего используют пирометаллургические способы (плавка на штейн, восстановительная плавка) и гидрометаллургические (выщелачиванием серной кислотой или нашатырным спиртом)

Важнейшей операцией переработки медной руды является плавка на штейн. Штейн в застывшем виде - это сплавы сульфидов, главным образом меди и железа (80 - 90%), остальное составляют сульфиды цинка, свинца, никеля, окислы железа, кремния, алюминия, кальция, золото и серебро. Целью плавки на штейн является отделение сернистых соединений меди и железа от содержащихся в руде примесей. Штейн получают в шахтных печах, либо в отражательных или дуговых электрических печах.

Для переработки медного штейна применяют конвертерный передел в цилиндрических бочкообразных конвертерах. Переработка штейна протекает в два периода: 1- загрузка кускового кварца, заливка расплавленного штейна и продувка воздухом, 2- в конверторе остается только Cu2S(белый штейн) и закись меди Cu2О, которая способствует появлению металлической меди. Полученную в конвертере медь называют черновой, так как в ней содержится1 -2% железа, цинка, никеля, мышьяка, сурьмы, кислорода, серы и других примесей благородных металлов.

Черновую медь подвергают рафинированию для удаления из нее примесей, ухудшающих ее свойства, а также для извлечения из нее ценных металлов, как золото, серебро, платина и др. Проводят рафинирование двумя способами пирометаллургическим (огневым) и электролитическим.