Питання для самоперевірки

1. У чому суть процесів переробки чавуну та скрапу в сталь?

2. Накреслити схему будови конвертера та пояснити принцип його роботи.

3. На які періоди поділяється кислий (бесемерівський) конвертерний процес переробки чавуну в сталь і в чому їх особливості?

4. Дати характеристику якості сталі, яка отримується у кислому конвертері, та указати можливості її застосування.

5. В чому особливості будови і процесу плавки сталі у кисневому конвертері?

6. Які переваги отримання сталі у кисневому конвертері?

7. Накреслити схему будови мартенівської печі та пояснити принцип її роботи.

8. Пояснити технологію виплавки сталі в основній мартенівській печі.

9. З якою метою та як розкислюють сталь?

10. Дати характеристику конвертерним та мартенівським сталям, вказати області їх застосування.

11. Пояснити будову та принцип роботи дугової електричної печі.

12. Викласти основи процесу виплавки сталі у дугових печах.

13. Пояснити будову та принцип роботи індукційної електричної печі. Яка технологія виплавки сталі у таких печах?

14. Де застосовуються сталі, які отримуються в електричних печах?

15. В чому переваги одержання сталей в електричних дугових та індукційних печах?

16. Пояснити способи розливання сталей і дати їх порівняльну характеристику. Який з них найкращий і чому?

Література: (1) с. 26-49, (3) с. 43-78.

Глава 3. Виробництво кольорових металів.

Виробництво міді.

Мідні руди дуже бідні, вміст міді у них складає від 0,5% до 3%, іноді до 5-7% і це ускладнює процес її виробництва. Мідь у природі зустрічається у вигляді сульфідних та окисних сполук. До 80% міді виробляють із сульфідних руд пірометалургійним методом, який і пропонується вивчити. Попередньо мідні руди піддають збагаченню, часто методом флотації, з метою отримання концентратів, які містять 15-30% міді. Відпал застосовують для видалення надлишкового вмісту сірки, а окисли, що отримуються, використовують для виробництва сірчаної кислоти.

Плавка на штейн своєю головною метою має подальше збагачення концентратів шляхом переплавлення їх і розподілення на два рідких шара, що не змішуються: штейн – сплав сірчаних металів(FeS, Cu₂O та ін.) і шлак – сплав усіх окислів. Плавку ведуть звичайно у полум’яних відбивних печах, де спалюється паливо з надлишком кисню та мається окислюване середовище, в результаті чого частина сірчаного заліза окислюється. Для ошлакування отриманої закиси заліза вводять флюс – кремнезем.

Металічна мідь отримується шляхом продувки штейну у конвертері. Потрібно знати, які реакції проходять при перетворенні штейну у мідь та шлак, що проходять у два періоди.

Рафінування або очищення міді потрібне тому, що мідь, яка отримується в конвертері, містить ще значну кількість сірчаних сполук та ін. домішок, які знижують її цінні властивості – пластичність та електропровідність. Потрібно знати суть вогневого і електролітичного рафінування міді.

Виробництво алюмінію.

Вивчаючи виробництво алюмінію спочатку треба розглянути алюмінієві руди – боксити, нефелини, алуніти та ін. Процес отримання чистого алюмінію із руд складається із двох самостійних стадій: отримання чистого глинозему шляхом хімічної переробки руд та отримання металічного алюмінію із глинозему електролізом. Необхідно ознайомитися з промисловими способами отримання глинозему із руд та розібратися з їх недоліками та перевагами.

Особливу увагу слід приділити вивченню процесу електролізу для отримання металічного алюмінію. Потрібно знати будову електролізної ванни і суть процесу електролізу, звернути увагу на те, що електроліз проводиться при 950^оС, а електроліт - це розплав, який складається із 80-90% кріоліту і 10-20% глинозему. При видалені алюмінію із ванни частково захоплюється електроліт, тому необхідно рафінування рідкого алюмінію. Необхідно ознайомитися з процесом продувки алюмінію у ковші хлором та електролітичним рафінуванням. Рекомендується ознайомитися з витратами електроенергії при електролізі алюмінію, які досягають 17500-18500 квт/ч на одну тонну алюмінію.

Виробництво магнію.

Треба розглянути руди для виробництва магнію ( магнезит, доломіт, карналіт, бішофіт та ін.), їх вміст та способи збагачення. Необхідно вивчити способи отримання металічного магнію (термічний і електролітичний), його наступного рафінування. Вивчити схему будови та роботу магнієвих електролізерів для отримання металічного магнію, області застосування одержаного магнію.

Виробництво титану.

Спочатку рекомендується ознайомитися з хімічними і фізичними властивостями титану і звернути увагу на складність металургійного процесу його виробництва, що обумовлюється його властивостями. В природі титан знаходиться у вигляді окислів. Вивчить титанові руди( рутил, ільменіт та ін.), в яких міститься від 8 до 60% TiO₂ ,а також методи переробки титанових руд. Відновлення окислів титану ускладнено, тому відновлюють тетрахлорид титану. Слід знати суть процесів перетворення окислів титану у хлористу сполуку та її подальше відновлення. Одержаний продукт представляє собою суміш титану, хлористого магнію і магнію, із якої механічною та хімічною обробкою дістають металічний титан. Отриманий пористий титан у вигляді губки переплавляють у щільні злитки. Слід ознайомитися з будовою пристроїв для переплавлення титану.