Kohászati technológiák I.

Tartalom

1. NYERSVASGYÁRTÁS ................................3
1.1 Az ipari vasfajták..............3
1.1.1 Nyersvasak csoportositása ...................3
1.2 A nyersvasgyártás anyagai...................3
1.2.1 Nyers vasgyártás betétanyagai .....................4
1.2.1.1 Vasércek.........................................4
1.2.1.1.1 A vasércek gazdasági értékelése ....................... 5
1.2.1.2 Vastartalmú ipari melléktermékek..............5
1.2.1.3 Mangánércek .......................6
1.2.1.4 Salakképző anyagok ..................................6
1.2.1.5 Tüzelő- ill. redukálóanyagok ....................6
1.2.1.6 Levegő ......................................8
1.2.2 A nyersvasgyártás segédanyagai ....................11
1.3 A vasércek és a nagyolvasztó elegyének előkészitése .....................11
1.3.1 A vasércek fizikai és kémiai állapotára vonatkozó követelmények...............11
1.3.2 A vasércek előkészitése .......................12
1.3.2.1 Fizikai előkészítés ..........................13
1.3.2.2 Dusitás .....................................13
1.3.2.3 Vasércek darabositása..............................16
1.4 A nagyolvasztó .......................................................24
1.4.1 A nagyolvasztó profilja ......................................24
1.4.2 A nagyolvasztó szerkezete..................................25
1.4.3 A torokgáz tisztítása..........................................34
1.5 A nagyolvasztóban lejátszódó folyamatok .............................41
1.5.1 Az aknában lejátszódó folyamatok ........................41
1.5.2 A vasoxidok indirekt redukciója ...................41
1.5.3 A vasoxidok direkt redukciója.........................43
1.5.4 Különböző elemek viselkedése a nagyolvasztóban...................43
1.5.5 A koksz elégése és a gázösszetétel változása a fúvósikban..........46
1.6 Gázáramlás a nagyolvasztóban ........................46
1.7 A nyersvasgyártás munkamenete ...........50
1.7.1 Az elegyszámitás..............................................50
1.7.2 A nagyolvasztó tízemének ellenőrzése...........................51
1.7.3 A nagyolvasztó járatának rendellenességei ...................52
1.7.3.1 Hidegjárat ............................52
1.7.3.2 Melegjárat.................................52
1.7.3.3 Kerületi járat......................................53
1.7.3.4 Központi és csatornás járat .........................54
1.7.3.5 Akadozó járat ...........................................54
1.7.4 A nagyolvasztó üzemében előforduló munkák ...... 55
1.7.4.1 Nyersvas csapolás . ...................................55
1.7.4.2 Salakcsapolás ...................................55
1.7.4.3 Kohóleállás........................55
1.7.5 A nagyolvasztó üzemzavarai ...............................56
1.8 A nagy olvasztó termelőképessége és teljesítménynövelése...................56
1.8.1 Kohósitás nagy toroknyomással..............................58
1.8.2 Kohósitás oxigéndus levegővel ..............................58
1.9 Tüzelő- és redukálóanyagok befuvása a nagyolvasztóba ...................59
1.10 A nyersvasgyártás termékei és azok felhasználása ..... 60
2. ACÉLGYÁRTÁS ...........................61
2.1 Az acél fogalma és osztályozása ..............................61
2.2 Az acélgyártás elméleti alapjai ....................................61
2.2.1 Az acélgyártás oxidációs folyamatai ..............61
2.2.2 Az acélfürdő kisérő elemeinek oxidációja................62
2.2.2.1 A karbon oxidációja....................................62
2.2.2.2 A mangán oxidációja....................64
2.2.2.3 A szilícium oxidációja .......................64
2.2.2.4 A foszfor oxidációja ....................64
2.2.3 Az acél dezoxidációja ..........................................65
2.2.3.1 Kicsapásos dezoxidáció ..............................67
2.2.3.2 Diffúziós dezoxidáció.......................67
2.2.3.3 A kicsapásos és diffúziós dezoxidáció összehasonlítása.....................68
2.2.4 A kéntelenités ....................................................69
2.2.5 Az acél gáztartalma ......................70
2.2.5.1 Az acél gáztalanitása..................................70
2.2.6 Az acélgyártás salakjai........................................70
2.3 Az acélgyártási eljárások ..................................71
2.3.1 Szélfrissitő eljárások ..........................................71
2.3.1.1 Bessemer eljárás .............71
2.3.1.2 Thomas eljárás ........................................74
2.3.2 Siemens-Martin acélgyártás ................76
2.3.2.1 SM kemence szerkezete ...............76
2.3.2.2 SM acélgyártás technológiája.................82
2.3.2.2.1 A kemence javitás .............. 82
2.3.2.2.2 A berakás ................... 82
2.3.2.2.3 Az SM adaggyártás betétszámitása...................83
2.3.2.2.4 A beolvasztás ..........................87
2.3.2.2.5 A kikészítés ....................................87
2.3.2.2.6 A csapolás .............................92
2.3.2.3 Oxigén alkalmazása SM kemencében..............92
2.3.2.4 SM kemencék teljesítménye...........95
2.3.3 Elektroacélgyártás ........................95
2.3.3.1 Az acélgyártásra szolgáló berendezések osztályozása...............96
2.3.3.2 A közvetlen ivfutésű kemence szerkezete...................96
2.3.3.3 Az elektroacélgyártás gyakorlata.............102
2.3.3.3.1 Berakási periódus..............................102
2.3.3.3.2 A beolvasztási periódus ....................104
2.3.3.3.3 Oxidációs periódus....................106
2.3.3.3.4 Redukáló periódus ............................106
2.3.3.3.5 Az ötvözési periódus .................108
2.3.3.3.6 Csapolási periódus......................109
2.3.3.3.7 A kemencejavitás .........................109
2.3.3.4 Az elektroacélok gáztartalma ..........110
2.3.3.4.1 A nitrogén................................110
2.3.3.4.2 A hidrogén .............................111
2.3.3.4.3 A gáztalanitás . ..............................112
2.3.3.5 Saját hulladékfeldolgozás elektrókemencében...................114
2.3.3.6 Indukciós kemencék .....................115
2.3.3.6.1 Vasmagos indukciós kemencék ...... 115
2.3.3.6.2 Vasmagnélküli indukciós kemencék...................116
2.3.4 LD acélgyártás .................................117
2.3.4.1 Az LD konverter szerkezete .............118
2.3.4.2 Az LD eljárás betétanyagai ........................122
2.3.4.3 Az acélgyártás munkamenete .....................123
2.3.4.4 Az LD acél minősége .................126
2.3.4.5 LD acélgyártás műszaki mutatói ..................127
2.3.5 Rotor acélgyártás ..............................................128
2.3.5.1 Graef-rotor eljárás........................128
2.3.5.1.1 Az eljárás metallurgiája ...........128
2.3.5.1.2 Az eljárás műszaki adatai ..................130
2.3.5.2 Kaldó rotor eljárás ....................................132
2.3.5.2.1 Az eljárás metallurgiája ...............132
2.4 Az acél leöntése .......................................................132
2.4.1 Az acélöntő tist ..................................................134
2.4.2 A kokillák..........................................................136
2.4.3 Az öntőtábla és tartozékai ....................................138
2.4.4 Az acél kristályosodása .......................141
2.4.4.1 Csillapitott acél öntése ..............................144
2.4.4.2 Csillapítatlan acél öntése ...........................149
2.4.4.3 Féligcsillapitott acélok öntése........................153
2.4.4.4 Az acél tus kő hibái........................................154
2.4.5 Folyamatos öntés..............................156
2.4.5.1 Berendezései ..............................................156
2.4.5.2 Öntési technológia........................................169
2.4.5.3 Az öntött szálak belső szerkezete ..................171
2.4.5.4 A folyamatos öntés előnyei és hátrányai, fejlődésének kilátásai....172
2.5 Különleges acélgyártási eljárások ....................................173
2.5.1 Ac élgyártás vákuumkemencében ..............................174
2.5.1.1 Acélgyártás indukciós kemencében............174
2.5.1.2 Acélgyártás olvadó elektródás ivfényes kemencében..........175
2.5.1.3 Acélolvasztás elektronsugárral ......................179
2.5.2 A folyékony acél vákuumkezelése ............................180
3. ÖNTÉSZET ...................................................182
Bevezetés ........................................................................182
3.1 Öntőminták ......................................183
3.1.1 Mintakészlet megtervezésének elve ........................185
3.1.2 Megmunkálási ráhagyások ......................................185
3.1.3 Zsugorodás és negativ ráhagyás ......................186
3.1.4 Formázási ferdeség..............................................186
3.1.5 Magjelek ........................................187
3.1.6 Faminták és magszekrények osztályozása ................187
3.1.7 Faminták és magszekrények készítése......................190
3.1.8 Fémminták és magszekrények készítése ..................193
3.1.9 Műanyag minták és magszekrények készitése..............193
3.2 Mintalapok . ...............................................................195
3.3 Formázóanyagok............. ....................................198
3.3.1 Formázóhomok öntészeti tulajdonságai ....................198
3.4 Kézi formázás .....................................200
3.5 Gépi formázás ..............................................................211
3.5.1 A homok tömörítése ..............................................212
3.5.2 A minta és a forma szétválasztása ..........................216
3.5.3 A formázógépek működtetése ..................................220
3.5.4 Különleges formázógépek.........................220
3.6 Magkészités .................................223
3.7 Különleges formázási eljárások....................226
3.7.1 Héjformázás ............................226
3.7.2 Preciziós öntés ...............................230
3.7.3 Shaw-eljárás........................................................232
3.7.4 Ceramcast eljárás ................................................232
3.7.5 A hidegmagszekrényes (Cold-set) eljárás..................233
3.7.6 Formázás elgázosodó mintával (Vollform-Giesen) ...... 234
3.7.7 Gipszformázás .............................235
3.8 Tartós formák ............................................................235
3.8.1 Kerámikus tartós forma .........................235
3.8.2 Kokillák ...........................................236
3.9 Öntés .......................................................................238
3.9.1 Különleges öntési eljárások ...........................238
3.9.1.1 Nyomásos öntés ..............................240
3.9.1.2 Centrifugál öntés........................................244
3.10 Ürités és öntvény tisztítás ..........................................245
3.10.1 Formaszekrények üritése ..................................245
3.10.2 A magok eltávolítása..........................................247
3.10.3 A tápfejek és beömlők eltávolítása........................248
3.10.4 Az öntvény tisztítás gépei ....................................249
3.10.5 Az öntvények faragása, köszörülése ....................255
3.11 Az öntöttvas olvasztása..............256
3.11.1 Betétanyagok ......................................256
3.11.2 Vasöntödei olvasztókemencék ..............................260
3.12 Az öntöttvasak felosztása ...........................263
3.13 Vasöntvények hőkezelése ............................................268
4. ALUMÍNIUMKOHÁSZAT ........................................271
4.1 Bevezető ......................................271
4.1.1 Alumíniumkohászat rövid története ........................271
4.1.2 A magyar alumíniumipari jellemzése .......272
4.1.3 Az alumínium alkalmazása ...............................274
4.1.4 Alumínium ércek ...............................275
4.1.5 Bauxit ....................................276
4.2 Timföldgyártás..........................................279
4.2.1 A tímföld minőségi követelmények ..........................279
4.2.2 Timföldgyártási eljárás ..................................280
4.2.3 Bayer-eljárás ....................................................281
4.2.3.1 Előkészítés ..............................................283
4.2.3.2 Feltárás ...............................................284
4.2.3.3 Vörös iszap eltávolítása, feldolgozása 287
4.2.3.4 Hűtés .....................................................289
4.2.3.5 Kikeverés ....................290
4.2.3.6 Szűrés ....................................................291
4.2.3.7 Égetés .............................292
4.2.3.8 Lugbepárlás, lugtisztítás ..............293
4.3 Alumínium elektrolízis..................................................294
4.3.1 Alapanyagok ..................................................294
4.3.1.1 Elektrolit ........................294
4.3.1.2 Elektróda szenek....................295
4.3.2 Alumínium elektrolízis elmélete..............296
4.3.2.1 Az elektrolízis törvényei ......................296
4.3.2.2 Fajlagos energiafelhasználás ...........299
4.3.3 Aluminiumelektrolizáló kádak ..............................303
4.3.3.1 Kádak szerkezete ......................................303
4.3.3.2 Kádak kapcsolása, energiaellátása ..............307
4.3.3.3 Aluminiumplektrolizáló kádak üzeme ............308
4.3.4 Kohóaluminium ....................................310
4.3.4.1 Kohóaluminium anyagminősége ....................310
4.3.4.2 Tuskóöntés ..............................................311
4.3.4.3 Öntve hengerlő eljárások .................312
4.3.4.4 Aluminiumtömb gyártás ....................316
4.3.4.5 Aluminiumporok előállítása ........................318
4.4 Nagytisztaságu alumínium előállítása ..............................318
4.4.1 Nagytisztaságu alumínium tulajdonsága, alkalmazása................... 318
4.4.2 A nagytisztaságu alumínium előállítási eljárások................... 320
4.4.2.1 Az alumínium elektrolitos raffinálása ..........320
4.4.2.2 Zónaolvasztás ..........................................322
4.4.2.3 Halogenides desztilláció..............................323
4.5 Az aluminiumhulladék feldolgozása ................ 323
5. RÉZKOHÁSZAT ................................. 325
5.1 Bevezető ................................. 325
5.2 Réz előállítása ............................................................327
5.2.1 Előkészítés........................................................327
5.2.2 Rezes kéneskő előállítása .......................329
5.2.3 Rezes kéneskő konverterezése ..............................329
5.2.4 Konverterréz raffinálása......................................330
5.2.4.1 Konverterréz raffinálása tűzi uton ................331
5.2.4.2 Kohóréz raffinálása elektrolízis segítségével...................335
5.2.5 Nagytisztaságu réz előállítása ..............................339
5.2.6 Réztartalmu hulladékok feldolgozása ......................340
FELHASZNÁLT IRODALOM.........................................342

Témakörök