Loral готовила для нас два практических задания по Материаловедению, в итоге поставили оценки 4 и 5. Автором остались довольны, рекомендуем и вам!
Информация о работе
Подробнее о работе
материаловедение
- 18 страниц
- 2013 год
- 136 просмотров
- 0 покупок
Гарантия сервиса Автор24
Уникальность не ниже 50%
Фрагменты работ
Вопрос 1.
Какие физико-химические процессы происходят в доменной печи при производстве чугуна. Представьте схематический профиль доменной печи, укажите основные её части, и изменение температуры по высоте печи.
Ответ:
Основное количество чугуна выплавляют в доменной печи.
Рисунок 1. Доменная печь: 1 - засыпной аппарат; 2- газоотводы; 3- колошник;
4- шахта; 5- распар; 6- заплечики; 7- фурменный аппарат; 8 – горн; 9- летка для выпуска шлака; 10 - летка для выпуска чугуна.
В зависимости от того, через какую температурную зону доменной печи проходит загруженный материал, он претерпевает физико-химические процессы:
• разложение известняка на окись кальция и угольный ангидрид,
• восстановление железа и других элементов,
• науглероживание железа,
• плавление металла,
• образование и плавление шлаков,
• горение топлива.
Топливо, опустившись до уровня фурм, сгорает в струе поступающего нагретого воздуха по реакции:
С + О = СО2 + 97 650 кал.
Температура в фокусе горения кокса достигает 1800-1900°. СО2, в присутствии раскаленного углерода кокса восстанавливается по реакции:
СО2 + С → 2СО - 37 100 кал
и увеличивает содержание окиси углерода в газовой смеси. При более низких температурах окись углерода снова распадается по реакции:
2СО → СО2 + С + 37 100 кал
и образует сажистый углерод, который участвует в процессах восстановления и науглероживания железа.
Для снижения расхода кокса в доменных печах применяют природный газ. Для получения лучших технико-экономических показателей дутье, подаваемое в доменную печь, обогащают кислородом до 35%. Чем выше содержание кислорода в воздухе, тем больше кокса может быть заменено природным газом. Соотношение природного газа и кислорода, подаваемых в доменную печь, регулируется автоматически.
Процесс выделения гидратной воды бурых железняков начинается при 250° и заканчивается при 450÷500°. Выделение летучих веществ из кокса заканчивается при более высоких температурах.
Углекислые соли, содержащиеся в рудах и флюсах, при нагреве разлагаются с поглощением значительного количества тепла. Поэтому считают более целесообразным флюсы добавлять к руде перед обжигом ее на агломерат.
Восстановление железа в доменной печи происходит за счет последовательного отщепления кислорода от окислов железа. Восстановление железа из окиси Fe2О3 окисью углерода проходит следующие стадии:
3Fe2O3 + СО →2Fe3О3 + СO2 + 8870 кал;
2Fe3О4 + 2СО → 6FeO + 2СO2 - 9980 кал;
6FeO + 6CO → 6Fe + 6CO2 + 19500 кал.
Степень восстановления железа окисью углерода зависит от качества руды:
• ее естественных свойств и характера предварительной обработки;
• температуры, при которой идет восстановление;
• состава газа восстановителя.
При более высоких температурах в нижней части доменной печи железо из окислов может восстанавливаться углеродом (сажистым и коксом):
FeO + С → Fe + СО - 34 460 кал.
Восстановленное железо науглероживается по реакции:
3Fe + 2СО → Fe3С + СО2.
Карбид железа Fe3C растворяется в железе. При содержании в железе более 2% углерода полученные сплавы начинают плавиться при 1145° и называются чугунами. Обычно чугун в доменной печи науглероживается до эвтектического (4,3%) и даже заэвтектического состава (выше 4,3%).
Восстановление окислов марганца до закиси марганца происходит в зоне температур до 700°. Закись марганца восстанавливается углеродом при температуре 1100° и выше и идет с поглощением тепла по реакции
МnО + С→ Мn + СО - 61 830 кал.
Восстановление кремния из кремнезема углеродом требует большого расхода тепла, высокой температуры:
SiO2 + 2C → Si + 2CO
Для восстановления марганца, кремния, хрома, титана, никеля, ванадия затрачивается дополнительное количество топлива, требуются специальные шлаки и форсированный режим плавки.
1. Фосфор в доменной печи восстанавливается полностью. Реакции восстановления фосфора идут с поглощением большого количества тепла. Восстановившиеся Cr, Ni, V, Ti и другие элементы переходят в состав чугуна, что приводит к получению природно-легированных чугунов.
2. Сера в шихту доменной печи попадает с материалами - рудой, топливом и флюсами. В составе чугуна она растворена в виде сульфида FeS и является вредной примесью. Поэтому при плавке ее стремятся связать ее с компонентами флюсов и перевести в шлак при помощи окиси кальция по реакции:
FeS + СаО + С→Fe + CaS + CO.
Для полного удаления серы необходимо применять основные известковые шлаки и создавать высокую температуру в горне.
Шлак в доменной печи образуется в результате сплавления пустой породы руды, золы топлива и добавляемых флюсов. При плавке в доменной печи на 1 кг выплавленного чугуна получается 0,5- 0,7 кг шлака.
Изменение температуры по высоте печи.
Температура и давление газа по мере продвижения вверх снижаются, химический его состав изменяется. Наивысшие температуры (1800 - 2000°С) развиваются в окислительной зоне, где происходит горение углерода кокса.
Давление газов в горне к центру печи снижается. Среднее давление зависит от количества дутья, размеров печи, температуры дутья, свойств шлака и физического состояния проплавляемых материалов. Неравномерность давления и температуры по сечению горна сохраняется по всем сечениям печи, вплоть до колошника. В верхних горизонтах печи между температурой и составом газа наблюдается взаимосвязь: с увеличением содержания углекислоты температура газа снижается.
Температура за окислительной зоной резко снижается в связи с тем, что затрачивается тепло на прямое восстановление. На большом участке по высоте шахты температура газа изменяется мало, так как реакции косвенного восстановления больших затрат тепла не требуют.
В верхних горизонтах печи температура газа опять снижается в связи с затратой тепла на нагрев холодной шихты и испарение влаги. Поэтому температура выходящего из печи колошникового газа может лишь частично характеризовать экономичность работы печи.
Вопрос 1.
Какие физико-химические процессы происходят в доменной печи при производстве чугуна. Представьте схематический профиль доменной печи, укажите основные её части изменение температуры по высоте печи.
Вопрос 2.
Поясните основные механические свойства металлов и методы их определения.
Вопрос 3.
Опишите технологический процесс производства листового проката. Укажите исходный материал, применяемое оборудование, схему процесса, применение листового проката.
Вопрос 4.
Опишите сущность технологии горячей объёмной штамповки, её плюсы и минусы по сравнению со свободной ковкой и область применения.
Вопрос 5.
Опишите требования к металлорежущему инструменту (механическую прочность, износостойкость, твёрдость, теплостойкость, минимальная склонность к слипанию).
Список литературы.
1. Дальский А.М.
Технология конструкционных материалов. - М: «Машиностроение» 1997г.
2. Семенов Е.И.
Технология и оборудование ковки и объемной штамповки. - М.:
«Машиностроение», 1978 г.
3. Фельдштейн Е.Э., Корниевич М.А., Михайлов А.М.
Режущий инструмент. – Минск.: «Новое знание», 2007 г.
4. Ефименко Г.Г., Гиммефарб А.А., Левченко В.Е.
Металлургия чугуна. – Киев.: «Выща школа», 2008 г.
5. Китаев Б. И.
Теплотехника доменного процесса. – М.: «Металлургия», 1978г.
6. Грановский Г. И.,
Металлорежущий инструмент. – М.: «Машиностроение», 1954г.
7. Лахтин, Ю.М.
Материаловедение. – М.: «Металлургия», 1993 г.
Форма заказа новой работы
Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям
