Презентация по теме: Металлы. Производство металлических конструктивных металлов для 7 классов

Производство металлических конструкционных материалов До нашей эры и позже . Получали малоуглеродистое железо в тестообразном состоянии. 1856 г. Г. Бессемер предложил способ передела жидкого чугуна (начало кислородного конверторного процесса).1964 г. Отец и сын Мартены разработали способ производства стали (возможность переработки стального лома).Конец 19 века. Начало новой отрасли металлургии – производство сталей в электрических печах. Преимущества порошковой металлургии Изготовление материалов и изделий с особыми свойствами.Изготовление материалов и изделий с обычными свойствами при значительно более выгодных экономических показателях производства. Диаграмма состояния Fe-C Современное металлургическое производство включает в себя: шихты и карьеры по добыче руд и каменных углей;горнообогатительные комплексы (руды подготавливают к плавке);коксохимические заводы (коксование углей);энергетические цеха (получение сжатого воздуха и кислорода);доменные цеха (выплавка чугуна и ферросплавов);сталеплавильные цеха (производство стали);прокатные цеха (переработка слитков в изделия). Продукция цветной металлургии слитки цветных металлов (прокат) ;сплавы цветных металлов с легирующими элементами;слитки чистых и особо чистых металлов; Продукция черной металлургии чугуны ( предельный и литейный);ферросплавы для выплавки легированных сталей;стальные слитки для производства проката; Исходное сырье железная руда (прошедшая обогащение и окускование): магнетит FeO*Fe2O3; гематит Fe2O3; гетит Fe2O3*nH2O; карбонат железа FeCO3;топливо (каменный уголь (кокс),природный газ, мазут);флюсы; Категории рудных запасов Категория АМесторождения, в которых проведено разведочное бурении по частой сетке, форма рудного тела выявлена с достаточной точностью. Утверждение месторождения категории А- основание для строительства металлургического завода.Категория ВМесторождения обуренные по редкой сетке скважин, затруднено определение точной формы рудного тела. Утверждение месторождения категории В- основание только для проектирования металлургического завода.Категория СМесторождения, рудное тело которых известно лишь в общих чертах по естественно обнаженным или географическим данным. Запасы руды могут быть использованы только при перспективном планировании развития металлургии. Подготовка руд к доменной плавке Дробление и измельчение;Стадии дробления: крупное (1500-250 мм), среднее (250-50 мм), мелкое (50 – 5 мм), тонкое (до 0,04 мм).Методы дробления: раздавливание, истирание, раскалывание, ударом. Обогащение руд (промывка, гравитационный и электромагнитный способы, флотация);Усреднение;Окускование (агломерация , получение окатышей); Схема конусной дробилки1-неподвижный конус, 2- подвижный конус, 3- привод. Дробление и измельчение Схема щековой дробилки1- подвижная щека, 2- неподвижная щека, 3- разгрузочное отверстие, 4- привод, 5- распорные плиты, 6- регулировочное устройство. Схема молотковой дробилки 1- корпус, 2- ротор, 3- молотки. Дробление и измельчение Схема валковой дробилки 1- неподвижный валок, 2- подвижный валок. Дробление и измельчение Схема шаровой мельницы 1- стальные шары, 2- кусочки руды. Способы обогащения железных руд 1. Промывка (обогащение руд с глинистой и песчаной пустой породой)2. Гравитационный способ (имеется существенное различие плотностей минерала с пустой породой. Различают : динамическое гравитационное обогащение и статическое)3. Электромагнитный способ (основан на различии магнитных свойств железосодержащих минералов и частиц пустой породы) 4. Флотация Схема конической бутары 1. Промывка (обогащение руд с глинистой и песчаной пустой породой)2. Гравитационный способ (имеется существенное различие плотностей минерала с пустой породой. Различают : динамическое гравитационное обогащение и статическое)3. Электромагнитный способ (основан на различии магнитных свойств железосодержащих минералов и частиц пустой породы) 4. Флотация Схема отсадочной машины1- решетка, 2- привод диафрагмы, 3- диафрагма. Схема барабанного магнитного сепаратора с мокрым обогащением1- барабан, 2- электромагнит, 3- пульпа, 4- водяные форсунки, 5- концентрат, 6- хвосты. 1. Промывка (обогащение руд с глинистой и песчаной пустой породой);2. Гравитационный способ (имеется существенное различие плотностей минерала с пустой породой. Различают : динамическое гравитационное обогащение и статическое);3. Электромагнитный способ (основан на различии магнитных свойств железосодержащих минералов и частиц пустой породы); 4. Флотация (основан на различной смачиваемости водой полезного минерала и пустой породы). Подготовка руд к доменной плавке Дробление и измельчение;Обогащение руд Усреднение;Окускование (агломерация , получение окатышей, брикетирование); Агломерация- процесс окускования мелких материалов в результате сжигания топлива в слое спекаемого материала. Агломерационная шихта включает в себя :- железосодержащие материалы (концентрат, руда, колошниковая пыль)- 40-50 %;- флюс (известняк), улучшающий показатели работы доменной печи- 10-15%;- возврат (мелкий, некондиционный агломерат)- 20-30 %;- твердое топливо (мелкий кокс)- 4-6%;- влага (добавляется для улучшения грануляции мелких частиц шихты)- 6-9%. Схема конвейерной агломерационной машины1- привод, 2- палеты, 3- загрузочное устройство, 4- зажигательное устройство, 5- вакуум-камеры, 6- направляющие движения палет. Технология производства окатышей :получения сырых окатышейупрочняющий отжиг.Состав шихты для получения окатышей:тонкоизмельченный рудный концентрат;бетонит;известняк. Требования к окатышам:размер фракции 10-20 мм;однородные по химическому составу;иметь достаточную для транспортировки прочность. Схема производства окатышей 1- дозировочное отделение, 2- смеситель, 3- тарельчатый гранулятор, 4- обжиговая машина (I-зона сушки, II-зона отжига, III- зона охлаждения). Требования:Высокая теплота сгоранияПрочность и термостойкостьНеспекаемостьЧистота от примесей Топливо Функции:Тепловая (интенсивное протекание химических реакций)Химическая (восстановитель)Физическая (газопроницаемость) Схема коксовой батареи1- регенераторы, 2- обогревательные простенки, 3- обводной канал, 4- отверстия для загрузки шихты, 5- камера коксования. Дробление и измельчение;Стадии дробления: крупное (1500-250 мм), среднее (250-50 мм), мелкое (50 – 5 мм), тонкое (до 0,04 мм).Методы дробления: раздавливание, истирание, раскалывание, ударом. Обогащение руд (промывка, гравитационный и электромагнитный способы, флотация);Усреднение;Окускование (агломерация , получение окатышей); Производство металлов Схема доменной печи1- лещадь, 2- горн, 3- фурма, 4- заплечики, 5- распар, 6- шахта, 7-калошник, 8- большой конус, 9- малый конус, 10- приемная воронка, 11- шлаковая летка, 12- чугунная летка. Таблица. Размеры печей. Размеры каждой части должны обеспечивать следующие условия доменного процесса:Плавное и устойчивое опускание шихтовых материалов;Выгодное распределение встречного газового потока ;Благоприятное развитие процессов восстановления и образования чугуна и шлака. Основной химический процесс:Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2+ 32 кДж/мольC + O2 CO2 + 394 кДж/мольCO2 + C 2CO – 174 кДж/мольПобочные процессы:MnO2 + 2CO  Mn + 2CO2SiO2 + 2CO  Si + 2CO2P2O5 + 5CO  2P + 5CO2 CaO + SiO2  CaSiO3 Продукты доменной плавки Чугун Шлак Колошниковый газ 0,3 – 1,2 % Si0,2 – 1,0 % Mn0,15 – 0,2 % P0,02 – 0,07 % S передельный литейный 2,75 – 3,75 % Si ферросплавы Ферромарганец (70 -75 % Mn, 2% Si)Ферросилиций ( 9-13 % Si, 3 % Mn)Зеркальный чугун (10 – 15 % Mn , 2 % Si) Производство стали Сталь - деформируемый сплав железа с углеродом (не более 1,3 %) и другими примесями.Основные материалы для производства: - передельный чугун;- стальной лом. Состав передельного чугуна и низкоуглеродистой стали. Производство ферросплавов Основные способы получения:углевосстановительный (восстановитель: С, применяется для производства углеродистых и малолегированных сталей); силикотермический (восстановитель Si, применяется для производства высоколегированных сталей); алюминотермический (восстановитель Al, применяется для производства высоколегированных сталей);Основные представители ферросплавов:ферросилиций; ферромарганец; феррохром;ферротитан. Спасибо за внимание !