- •1. Производство чугуна (исходные продукты, физико-химические процессы, продукция доменного производства).
- •2. Производство стали (исходные материалы, физико-химические процессы).
- •3. Производство стали в кислородных конверторах (схема, сущность).
- •4. Производство стали в электродуговых печах (схема, сущность).
- •5. Производство стали в индукционных печах (схема, сущность).
- •6. Производство стали электрошлаковым переплавом (схема, сущность).
- •7. Производство стали вакуумно-дуговым переплавом (схема, сущность).
- •8. Производство стали электронно-лучевым переплавом (схема, сущность).
- •9. Производство меди (физико-химические процессы, сущность).
- •10. Производство алюминия (физико-химические процессы, сущность).
- •11. Производство магния (физико-химические процессы, сущность).
- •12. Производство титана (физико-химические процессы, сущность).
- •1. Классификация способов изготовления отливок.
- •2. Физические основы производства отливок.
- •3. Изготовление отливок в песчаных формах (схема, сущность, особенности).
- •4. Изготовление отливок в оболочковые формы (схема, сущность, особенности).
- •5. Изготовление отливок литьем в кокиль (схема, сущность, особенности).
- •6. Изготовление отливок литьем под давлением (схема, сущность, особенности).
- •7. Изготовление отливок центробежным литьем (схема, сущность, особенности).
- •8. Изготовление отливок из чугунов (схемы, особенности, сущность).
- •9. Изготовление отливок из стали (схемы, особенности, сущность).
- •10. Изготовление отливок из медных сплавов (схемы, особенности, сущность).
- •11. Изготовление отливок из алюминиевых сплавов (схемы, особенности, сущность).
- •12. Изготовление отливок из магниевых сплавов (схемы, особенности, сущность).
- •13. Изготовление отливок из тугоплавких сплавов (схемы, особенности, сущность).
- •1. Физические основы получения сварных соединений.
- •2. Сварка плавлением. Дуговая сварка (схемы, сущность, виды).
- •3. Электроды для ручной сварки.
- •4. Автоматическая сварка под флюсом (схема, сущность, особенности).
- •5 Электрошлаковая сварка (схема, сущность, особенности).
- •6. Электродуговая сварка в среде защитных газов (схема, сущность, особенности).
- •7. Электронно-лучевая сварка (схема, сущность, особенности).
- •8. Сварка лазерным лучом (схема, сущность, особенности).
- •9. Сварка плазменной струей (схема, сущность, особенности).
- •10. Газовая сварка металлов (схема, сущность, особенности).
- •11. Термическая резка металлов (схема, сущность, виды).
- •12. Свариваемость металлов.
- •13. Сварка сталей (схема, сущность, особенности). Сварка ферритных
- •14. Сварка чугуна (схема, сущность, особенности).
- •21. Электрическая контактная сварка (схема, сущность, особенности).
- •22. Стыковая сварка (схема, сущность, особенности).
- •23. Точечная сварка (схема, сущность, особенности).
- •24. Рельефная сварка (схема, сущность, особенности).
- •25. Шовная и роликовая сварка (схема, сущность, особенности).
- •26. Сварка аккумулированной энергией (конденсаторная сварка) (схема, сущность, особенности).
- •27. Радиочастотная сварка (схема, сущность, особенности).
- •28. Холодная сварка (схема, сущность, особенности).
- •29. Термокомпрессионная сварка (схема, сущность, особенности).
- •30. Сварка трением (схема, сущность, особенности).
- •31. Ультразвуковая сварка (схема, сущность, особенности).
- •32. Сварка взрывом (схема, сущность, особенности).
- •33. Диффузионная сварка в вакууме (схема, сущность, особенности).
- •2. Получение машиностроительных профилей.
- •3. Прокатка (сущность" процесса, схемы, инструмент и оборудование, продукция).
- •4. Прессование (сущность процесса, схемы, инструмент и оборудование, продукция).
- •5. Волочение (сущность процесса, схемы, инструмент и оборудование, продукция).
- •6. Способы получения поковок.
- •7. Ковка (сущность, операции и примененинструмента).
- •8. Горячая объемная штамповка (сущность, особенности).
- •9. Изготовление деталей холодной объемной штамповкой (сущность, схемы, особенности).
- •10. Листовая штамповка (сущность, схема, инструмент и оборудование).
- •1. Технологическая особенность изготовления заготовок точением.
- •2. Классификация металлорежущих станков.
- •3. Технологическая особенность метода обработки заготовок фрезерованием.
- •4. Технологическая особенность метода обработки заготовок точением.
- •5. Технологическая особенность метода обработки заготовок строганием.
- •6. Технологические методы отдельной обработки поверхности.
- •7. Физические основы формообразования поверхностей деталей машин.
- •8. Электрофизические и электрохимические методы образования поверхностей.
- •9. Технологичность конструктивных форм деталей, подвергаемых обработке резанием.
10. Производство алюминия (физико-химические процессы, сущность).
Алюминий наиболее растпространенный металл в природе, он входит в состав более 250 минералов. Наиболее важные алюминиевые руды: бокситы, нефелины, алуниты.
Технологический процесс получения алюминия
1). Получение глинозема (Al2O3) из алюминиевых руд;
2). Получение алюминия из глинозема;
3). Рафинирование алюминия.
Глинозем получают тремя способами: щелочным, кислотным и электролитическим. Наибольшее распространение имеет щелочной способ (метод К. И. Байера, разработанный в России в конце позапрошлого столетия и применяемый для переработки высокосортных бокситов с небольшим количеством (до 5-6%) кремнезема). С тех пор техническое выполнение его было существенно улучшено. Схема производства глинозема по способу Байера представлена на рис. 1.
Сущность способа состоит в том, что алюминиевые растворы быстро разлагаются при введении в них гидроокиси алюминия, а оставшийся от разложения раствор после его выпаривания в условиях интенсивного перемешивания при 169-170оС может вновь растворять глинозем, содержащийся в бокситах. Этот способ состоит из следующих основных операций:
1). Подготовки боксита, заключающийся в его дроблении и измельчении в мельницах; в мельницы подают боксит, едкую щелочь и небольшое количество извести, которое улучшает выделение Al2O3; полученную пульпу подают на выщелачивание;
2). Выщелачивания боксита (в последнее время применяемые до сих пор блоки автоклав круглой формы частично заменены трубчатыми автоклавами, в которых при температурах 230-250°С (500-520 К) происходит выщелачивание), заключающегося в химическом его разложении от взаимодействия с водным раствором щелочи; гидраты окиси алюминия при взаимодействии со щелочью переходят в раствор в виде алюмината натрия:
AlOOH+NaOH → NaAlO2+H2O или Al(OH)3+NaOH → NaAlO2+2H2O;
содержащийся в боксите кремнезем взаимодействует со щелочью и переходит в раствор в виде силиката натрия: SiO2+2NaOH → Na2SiO3+H2O;
в растворе алюминат натрия и силикат натрия образуют нерастворимый натриевый алюмосиликат; в нерастворимый остаток переходят окислы титана и железа, предающие остатку красный цвет; этот остаток называют красным шламом. По окончании растворения полученный алюминат натрия разбавляют водным раствором щелочи при одновременном понижении температуры на 100°С;
3). Отделения алюминатного раствора от красного шлама обычно осуществляемого путем промывки в специальных сгустителях; в результате этого красный шлам оседает, а алюминатный раствор сливают и затем фильтруют (осветляют). В ограниченных количествах шлам находит применение, например, как добавка к цементу. В зависимости от сорта бокситов на 1 т полученной окиси алюминия приходится 0,6-1,0 т красного шлама (сухого остатка);
4). Разложения алюминатного раствора. Его фильтруют и перекачивают в большие емкости с мешалками (декомпозеры). Из пересыщенного раствора при охлаждении на 60°С (330 К) и постоянном перемешивании извлекается гидроокись алюминия Al(OH)3. Так как этот процесс протекает медленно и неравномерно, а формирование и рост кристаллов гидроокиси алюминия имеют большое значение при ее дальнейшей обработке, в декомпозеры добавляют большое количество твердой гидроокиси — затравки: Na2O ּ Al2O3+4H2O → Al(OH)3+2NaOH;
5). Выделения гидроокиси алюминия и ее классификации; это происходит в гидроциклонах и вакуум-фильтрах, где от алюминатного раствора выделяют осадок, содержащий 50-60% частиц Al(OH). Значительную часть гидроокиси возвращают в процесс декомпозиции как затравочный материал, которая и остается в обороте в неизменных количествах. Остаток после промывки водой идет на кальцинацию; фильтрат также возвращается в оборот (после концентрации в выпарных аппаратах — для выщелачивания новых бокситов);
+6). Обезвоживания гидроокиси алюминия (кальцинации); это завершающая операция производства глинозема; ее осуществляют в трубчатых вращающихся печах, а в последнее время также в печах с турбулентным движением материала при температуре 1150-1300оС; сырая гидроокись алюминия, проходя через вращающуюся печь, высушивается и обезвоживается; при нагреве происходят последовательно следующие структурные превращения:
Al(OH)3 → AlOOH → γ-Al2O3 → α-Al2O3