Techniki wytwarzania(1)

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Techniki wytwarzania. Wykłady-
PRZETWÓRSTWO STALI
W Mechanice i Budowie Maszyn najczęściej używa się stopów stali i żelaza.
Wytwarzanie ≠ produkowanie
Wytwarzanie to zmiana parametrów wyrobu. Jest to pojęcie techniczne.
Produkowanie to pojęcie ekonomiczne.
Do systemu wytwórczego potrzebujemy surowców i materiałów oraz energii. Należy
pamiętać, że w magazynie powinno być tyle surowca, by zapewnić ciągłość produkcji, a na
wyjściu z procesu wytwórczego powinno być tyle produktów, by utrzymać ciągłą sprzedaż.
System wytwórczy jest systemem ciągłym, to znaczy, że np. uruchamiamy maszynę i ona
pracuje bez przerwy przez kilka lat.
Wytwarzanie w hucie
Przykład: Huta „Katowice”

Walcowanie na gorąco

Ruda sprowadzana jest z Rosji i Ukrainy(można rozładować tam w ciągu dnia 130 tys.
ton surowca)
-rudy mieszane są z innymi metalami

Spiekalnia- tu wędrują starannie dobrane materiały

Wielkie Piece-materiał sypie się od góry, z gardzieli. Temperatura max. To 2300
o
C

Żużel odpływa osobnym korytem

Wydajność Wielkiego Pieca wynosi do 430 ton/dobę

W stalowni stal jest argonowana i odsiarczana
-odlewnie-ich wydajność wynosi ok. 3 mln ton/rok- COS

Defektotron+ kontrola falami – kontrola jakości.
-nadzór potrzebny w sposób ciągły
-czas wytwarzania stali w konwertorach He… - 40 minut
-urządzenia lubią pracować w podobnych warunkach chemicznych- bez szoków
termicznych
-w piecach elektrycznych 100% wsadu stanowi złom
-najbardziej zanieczyszczają środowisko spiekalnie, Wielki Piec, stalownia.
Omówienie schematu:
1. Rudy używane w tej hucie są drobnoziarniste(dostarczane w formie koncentratu-
wzbogacanie zachodzi w kopalni).
-do wiązania potrzebny jest węgiel lub koks
-spiekalnia jest po to, by zmienić konsystencję surowca(warstwami usypuje się potrzebne
materiały-topniki, pyły żelazonośne)
-Wielki Piec od fundamentu do samej góry ma ok. 100m
2.
Procesy produkcji metali:
Metale w przyrodzie występują najczęściej w postaci związków chemicznych jako tlenki lub
siarczki, węglany. Wyjątek stanowi złoto.
-materiały, w których występują metale nazywamy rudami. W rudach występują także inne
związki stanowiące tzw. skałę płonną, m.in. Al
2
O
3
, tlenki krzemu, wapnia.
Prosta zasada działania produkcji:
1. Oddzielenie skały płonnej od związków metali
2. Wydzielenie metalu ze związków
-topniki pozwalają obniżyć temperaturę topliwości skał płonnych i ułatwiają oddzielenie jej
od związków metalu, np. CaO-wapno, lub CaCO
3
-kamień wapienny
-temperatura topliwości skały płonnej zależy od jej składu chemicznego oraz stosunków
ilościowych pomiędzy różnymi tlenkami.
-odpady żelazonośne powstające w hucie są przez nią ponownie wykorzystywanie-niemal w
100%
3.Taśma spiekalnicza
- metalowe wózki, które się przemieszczają na kółkach.
-grudkowanie- zrasza się drobnoziarnisty materiał, by nie przelatywał przez ruszt taśmy
spiekalniczej
-odciągi ciepła nad taśmą i odciągi gazów pod spiekiem
-na końcu jest rozdrabniacz- spiek jest przesiewany, jeśli coś przeleci nie jest
wykorzystywane w piecu i wraca do grudkowania
- po rozdrobnieniu spiek ma temperaturę 80-100
o
C, można spiek transportować gumowymi
taśmami do Wielkiego Pieca(chłodnie karuzelowe)
- przed spiekaniem mieszanka jest usypywana w taki sposób, by po wypaleniu mieć
konkretny skład chemiczny.
Taśma spiekalnicza:
4. Produkcja surówki:
Własności czyste Fe: temperatura topnienia: 1538
o
C
ciężar wł.: 7,86 g/cm
3
5. Proces wielkopiecowy.
- potrzebny spiek żelazonośny i koks
-inicjatorem reakcji jest gorące powietrze(„gorący dmuch”) wdmuchiwane od dołu
-załadunek pieca od góry taśmą, z dołu odbieramy surówkę i żużel
-gorące powietrze w nagrzewnicach Coopera
- otrzymujemy surówkę wielkopiecową, żużel i gaz wielkopiecowy(wykorzystywany później
w nagrzewnicach)
- gaz wielkopiecowy odsysany od góry do osadnika, oczyszczany i spalany
Przekrój Wielkiego Pieca.
- samo naczynie ma 46m, a z narzędziami „peryferyjnymi” ponad 100m.
- własny fundament, konstrukcja samonośna
- ściana pieca składa się z 3 warstw:
-na dole temperatura jest najniższa i tam wyłożone są płyty grafitowe
-chłodnice są po to, by pancerz się za bardzo nie rozszerzał
Co ważne- kąty α i β tak ą
utawione, by pływający materiał
nie cierał wymurówki
- w pancerzu są rury z wodą(rury w żeliwnej płycie), które chłodzą pancerz-by się nie
przegrzewał, by nie było zbędnych naprężeń, woda musi być zdemineralizowana.
- każda chłodnia ma własne zasilanie, żeby łatwiej dało się sprawdzać efektywność pracy
każdej z nich
-wokół pieca biegnie wielka rura o średnicy 160cm, która doprowadza do pieca gorące
powietrze-rura jest taka gruba, bo ma wymurówkę ogniotrwałą.
- jeżeli w piecu robią się zawały(kiedy jama spieku się zawali), to zasypuje się je spiekiem
System zamknięć Wielkiego Pieca- system Wurtha – 2 śluzy
-rynna zasypowa- obraca się wokół własnej osi i zmienia kąt nachylenia-daje to lepsze
rozmieszczenie materiału u piecu
- co 45 minut następuje odbiór materiału z dołu pieca(dół gara-surówka, góra-żużel, nad
surówką)
Rozkład stref w WP:
Legenda:
1. Nadmuch gorącego powietrza
2. Strefa topienia
3. Strefa redukcji
4. Strefa redukcji
5. Strefa wstępnego nagrzewania
6. Zasilanie pieca wsadem
7. Gazy wylotowe
8. Kolumna wsadu
9.
10. Surówka
11. Wylot gazu wielkopiecowego
-w miejscu, gdzie jest otwór spustowy nie ma zaworów ani wymurówki
[ Pobierz całość w formacie PDF ]