Zad 1. Wymienić metody odlewania i podać charakterystyczne cechy odlewów: stop, Zad.5 Klasyfikacja piasków kwarcowych, frakcja główna, podstawowe składniki
wielkość odlewu, grubość ścianki odlewu, chropowatość powierzchni. Zad 3. Podać odmiany maszyn ciśnieniowych i opisać odlewanie ciśnieniowe za pomocą wilgotnej masy formierskiej
- formy jednorazowe wilgotne. maszyny z zimnÄ… poziomÄ… komorÄ….
Stopy: Klasyfikacja piasków kwarcowych
- staliwo (5 mm-najcieńsza grubość ścianki) Odlewanie pod ciśnieniem nazywane również odlewaniem ciśnieniowym jest piasek 1K o maks. zawartości lepiszcza 0,2%, temperatura spiekania 1400oC
- żeliwo szare (3 mm-najcieńsza grubość ścianki) rozwinięciem odlewania kokilowego i polega na wprowadzeniu do formy metalu na który piasek 2K o maks. zawartości lepiszcza 0,5%, temperatura spiekania 1400 oC
- żeliwo białe (3-4 mm-najcieńsza grubość ścianki) wywarte jest ciśnienie 2,0  350 MN/m2. piasek 3K o maks. zawartości lepiszcza 1,0%, temperatura spiekania 1350 oC
- aluminium, miedzi, magnezu. " Zastosowanie  masowa produkcja odlewów małych i średnich (od kilku gramów do ok. 50 piasek 4K o maks. zawartości lepiszcza 2,0%, temperatura spiekania 1350 oC
Wielkość odlewu: odlewy średnie kg), o dowolnym kształcie i bardzo dużych dokładnościach wymiarowych oraz o cienkich Zawiera do1,5 % Fe O i węglanów: CaCO , Na CO
2 3 3 2 3
Chropowatość powierzchni: powierzchnia mocno chropowata, niedokładna ściankach. Najczęściej stosowane jest do odlewania stopów miedzi, ołowiu, aluminium, cyny i
wymiarowo. cynku. Jednorodność piasku:
- Jednorodny (J)  frakcja główna powyżej 80%
- formy skorupowe.
Stopy: " Klasyfikacja maszyn ciśnieniowych: - mało jednorodny (M) - frakcja główna 60-80%
- żeliwo (2,5-3 mm-najcieńsza grubość ścianki) 1) maszyny z gorącą komorą ciśnienia; - niejednorodny (N) - frakcja główna poniżej 60%
- staliwo (4-5 mm-najcieńsza grubość ścianki) a) powietrzne (sprężarkowe)  w których bezpośrednio na metal działa sprężone powietrze lub
Wielkość odlewu: odlewy maÅ‚e, niewielkie gaz ciÅ›nieniu do 4,0 MN/m2. ² -kwarc do 573 oC przemiana alotropowa w Ä…  kwarc, 2,4 % wzrost obj
Chropowatość powierzchni: duża gładkość powierzchni, skomplikowane kształty - z nieruchomą komorą ciśnienia,
- z ruchomą komorą ciśnienia, Średnia wielkość ziarna piasku:
- modeli wytapianych.
Stopy: b) tłokowe  w których ciśnienie na metal wywiera tłok, odlewy z żeliwa  0,1-0,2 mm
- staliwo (2,5 mm-najcieńsza grubość ścianki) 2) maszyny tłokowe z zimną komorą ciśnienia: odlewy ze staliwa  0,2-0,4 mm
- magnezu(1,3-1,5 mm-najcieńsza grubość ścianki) a) z poziomą komorą ciśnienia,
- aluminium(1,3-1,5 mm-najcieńsza grubość ścianki) b) z pionową komorą ciśnienia. Inne piaski: cyrkonowy (ZrSiO ), oliwinowy (MgO -40-45%+SiO -40-45%+ Fe O do
4 2 2 3
- miedzi (mosiÄ…dz) 10%
- żelaza 3
magnezytowy MgCO
Minimalna grubość ścianki-0,7mm Podział i schematy maszyn tłokowych do odlewania pod ciśnieniem: a) maszyna gorąco
Wielkość odlewu: od kilkunastu gramów do kilkudziesięciu kg. Odlewy malutkie, komorowa, b) maszyna zimno komorowa pozioma, c) maszyna zimno komorowa pionowa Podstawowe składniki wilgotnej masy formierskiej:
drobne.
-najczęściej piasek kwarcowy w ilości 94 % masy całości
Chropowatość powierzchni: gładka powierzchnia, dokładna. 1  nieruchoma część formy, 2  ruchoma część formy, 3  kadłub przedni maszyny, 4  tłok -materiały wiążące ok. 6%
prasujący, 5  komora ciśnienia gorąca lub zimna, 6  wnęka formy odtwarzająca odlew, 7  -lepiszcza tj: glina kaolinitowa, bentonitowa
- kokilowe.
Stopy: wlew,8  gorący zbiornik cylindryczny z przewodem wlewowym, 9  tygiel pieca grzewczego, 10 -spoiwa: szkło wodne sodowe, krzemian etylu
- żeliwo (grubość ścianki do 4,5 mm)  tłok dolny do ucinania wlewu i wyrzucenia nadmiaru metalu w postaci zestalonego krążka -aby związały się materiały wiążące potrzebna jest woda ze względu na
- staliwo (10-12 mm-najcieńsza grubość ścianki) hydrofilny charakter materiałów wiążących
- aluminium, magnezu (4 mm-najcieńsza grubość ścianki)
- miedzi (grubość ścianki do 4,5 mm) Zad 6. Opisać proces zagęszczania formy metodą impulsu sprężonego powietrza.
Wielkość odlewu: od kilkunastu gramów do kilkudziesięciu kg. Odlewy średnie, duże Zagęszczenie masy falą sprężonego powietrza wywołana nagłym otwarciem zaworu o
Chropowatość powierzchni: powierzchnia gładka, średnio skomplikowana. dużym przekroju który łączy 2 przestrzenie: głowice impulsową i skrzynkę formierską z
nadstawką. Otwarcie zaworu powoduje nagły wzrost ciśnienia nad
- niskociśnieniowe (nadciśnienie, podciśnienie) 0,05-0,1 MPa
Stopy: powierzchniÄ… masy w nadstawce.
- aluminium
- magnezu
Åšcianki do 4 mm
Wielkość odlewu: od kilkunastu gramów do kilkudziesięciu kg. Odlewy średnie, duże
Chropowatość powierzchni: powierzchnia gładka.
- ciśnieniowe.
Stopy:
- cynku (niskotopliwe), cyny, ołowiu (0,6-1 mm-najcieńsza grubość ścianki)
- miedzi (1,5-2 mm-najcieńsza grubość ścianki)
- magnezu, aluminium (0,8-1,2 mm-najcieńsza grubość ścianki)
Ciśnienie maksymalne 500 MPa
Wielkość odlewu: małe, masa do kilkudziesięciu kg.
Chropowatość powierzchni: odlewy gładkie.
- odśrodkowe.
Stopy:
- aluminium
- żeliwo
Półodśrodkowe: stopy srebra, złota, platyny.
Pod ciśnieniem odśrodkowym,
Wielkość odlewu: odlewy małe, średnie
Chropowatość powierzchni: odlewy gładkie
Zad 7. Opisać różnicę w konstrukcji i w procesie zagęszczania nadmuchiwarka 
- ciągłego.
Stopy: strzelarka
- staliwo Zasada procesu nadmuchiwania rdzeni polega na tym, że do komory
- żeliwo wypełnionej masą rdzeniową i znajdującej się nad rdzennicą, wprowadza sie nagle
Wielkość odlewu: odlewy średnie sprężone powietrze, które tworząc zawiesinę z masą rdzeniową  przenosi ja do wnęki
Chropowatość powierzchni: odlewy dosyć gładkie rdzennicy (czyli formy do odtworzenia rdzenia). Ziarna masy rdzeniowej osiadają we
wnęce rdzennicy, a powietrze uchodzi przez otwory odpowietrzające.
- squeeze-casting.
Stopy:
Zasada działania strzelarki polega na wyrzucaniu pod naporem nagłego
- aluminium uderzenia sprężonego powietrza masy rdzeniowej ze zbiornika do rdzennicy. Masa
Schemat poszczególnych faz odlewania pod ciśnieniem na maszynie z poziomą komorą:
- staliwo rdzeniowa zagęszcza się w rdzennicy pod wpływem dużej prędkości strumienia masy
a) zalewanie komory
Wielkość odlewu: różna rdzeniowej oraz pod wpływem ciśnienia powietrza.
b) zapełnianie wnęki formy (przemieszczenie ciekłego metalu za pomocą tłoka)
Chropowatość powierzchni: odlewy gładkie
Różnica między pracą nadmuchiwarki i strzelarki polega na tym, że
c) rozwarcie komory i wyjęcie rdzeni
w przypadku strzelarki nie powstaje powietrzna zawiesina masy rdzeniowej, a
- tiksotropowa.
d) wypchnięcie odlewu
Stopy: sprężone powietrze działa jak tłok.
1  tłok prasujący, 2  komora ciśnienia, 3  forma, 4  wypychacze, 5  odlew, 6  rdzeń, 7 
- staliwo
otwór wlewowy
- żeliwo Zad. 8 Obliczanie modułu krzepnięcia węzła cieplnego w odlewnie.
Zad 4. Opisać metodę tiksotropową wykonywania odlewów ?
Wielkość odlewu: różna M=V/F
Odlewanie tiksotropowe składa się z dwóch etapów:
Chropowatość powierzchni: odlewy gładkie V - objętość węzła cieplnego
Zad 2. Opisz metodę wytapianych modeli: F - powierzchnia odprowadzania ciepła węzła
·ð Etap I - Wlewki o strukturze reocast można otrzymać mieszajÄ…c
1. Wykonanie elementu modelu w formie ciśnieniowej. Zad. 9 Zasięgi działania efektu brzegowego, nadlewu i zmiana konstrukcji odlewu w
mechaniczniekrzepnÄ…cy w tyglu stop lub w urzÄ…dzeniu do odlewania
2. Zbiór modeli w blok w obszarze wlewu głównego. celu zwiększenia zasięgu nadlewu oraz połączenie ścianek pod kątem w celu
ciągłego. W warunkach przemysłowych wlewki o strukturze reocast
3. Naniesienie masy na blok modelowy w celu uzyskania powłoki formy. likwidacji obciągnięcia i karbu.
odlewane metodą ciągłą z mieszaniem elektromagnetycznym. Kształt
4. Naniesienie piasku na warstwę masy. Zasięgi działania efektu brzegowego i nadlewów.
geometryczny otrzymanej struktury reocast ocenia siÄ™ za pomocÄ…
5. Wytapianie modeli z powłoki formy w gorącej wodzie.
współczynnika ksztaÅ‚tu W = 4pð S/l2
K
6. Wyżarzanie powłoki formy w skrzyni formierskiej z oporową masą
wypełniającą.
·ð Etap II - Nagrzewanie półwyrobu i ksztaÅ‚towanie odlewu
7. Zalewanie formy metalem.
a) Nagrzewanie półwyrobu o strukturze reocast
8. Oddzielenie elementów od wlewu głównego.
do temperatury odlewania
Temperatura podgrzania i czas wytrzymania ma zapewnić:
- przejście całej eutektyki w stan ciekły,
- sferyczny kształt fazy stałej,
- udział fazy stałej poniżej 50%.
b) Kształtowanie odlewu ze stanu ciekło-stałego
Przyłożone ciśnienie powoduje tzw.  upłynnienie stopu i wypełnia formę.
Odlew krzepnie w warunkach działania ciśnienia doprasowania.
WartoÅ›ci parametrów odlewania: T = 200-250 °C,
f
uð = 0,63-1,6 m/s, p = 86-170 MPa
N d
Zad 14. Opisać w jaki sposób można zmienić kształt geometryczny fazy ą (dendrytyczny) i
krzemu (włóknisty) w eutektyce w odlewach ze stopu Al-Si na sferyczny.
Modyfikacja polega na dodaniu do ciekłego stopu tuż przed odlaniem niewielkiej ilości
sproszkowanego modyfikatora. W przypadku żeliwa szarego jest to stop Fe-Si z dodatkiem Ca,
Al, Sr, lub Ba i tworzy on zarodki krystalizacji grafitu
Sferoidyzacja  polega na podwójnej modyfikacji która polega na dodaniu do kadzi granulek
modyfikatora, czyli stop Fe-Si w ilości 1,2 % oraz sferoidyzatorów (którymi są stopy FeSiMg7
(1%) i CuMg17Ce). Kadz
zalewa się żeliwem, którego skład jest taki, że po skrzepnięciu bez
modyfikatorów byłby żeliwem białym. Sferoidyzacja zachodzi dzięki oddziaływaniu magnezu na
powierzchnię zarodków grafitu.
 1. Z jakich surowców otrzymuje się metale?
Głównym z
ródłem metali jest skorupa ziemska (rudy żelaza). Innymi z
ródłami są: 6. Prawo podziału Nernsta.
 woda morska, Gdy do układu dwu nie mieszających sie ze sobą cieczy wprowadzimy trzeci składnik,
Zmiana konstrukcji nadlewu w celu zwiększenia jego zasięgu:  konkrecje  to tlenki metali w postaci ziaren, bryłek i brył zalegające dno mórz i rozpuszczający sie w obu cieczach, wówczas w danej temperaturze stosunek
- konstrukcje można zmodyfikować stosując pogrubienie przekroju odlewu, który oceanów. Występowanie  Pacyfik, Atlantyk, Ocean Indyjski, Morze Czerwone  złom metali aktywności tego składnika w obu fazach pozostaje stały.
pomoże grawitacyjnie uzupełnić niedobór metalu w odlewie Prawo to jest słuszne tylko w tych przypadkach, gdy po doprowadzeniu układu do
2. Co to jest ruda? Przykłady rud żelaza (nazwa, wzór chemiczny). stanu równowagi, substancja rozpuszczona nie zmienia swojego stanu
Rudami nazywa siÄ™ kopaliny (twory skalne) zawierajÄ…ce zwiÄ…zki chemiczne metali. Rudy czÄ…steczkowego, tzn. gdy w obu rozpuszczalnikach nie dysocjuje ani nie asocjuje,
(kopaliny) wydobywa się w dużych ilościach i przeznacza do otrzymywania metali. a pozostaje Jeśli jednak w jednej z faz,
temperatura stała. substancja dysocjuje
Oprócz związków metali ruda zawiera składniki bezużyteczne z punktu widzenia wówczas tak prosta zależność nie sprawdza się. Jest to zrozumiałe ponieważ w
otrzymywanego metalu nazywane skałą płonną. Zwykle stanowią ją tlenki krzemu(SiO ) i jednej z faz zmieniła sie liczba cząsteczek.
2
aluminium(Al O ). Wyróżniamy dwa rodzaje rud monometaliczne i polimetaliczne. Możliwy jest również taki przypadek, gdy substancja rozpuszczona dysocjuje w fazie
2 3
wodnej i asocjuje w fazie węglowodorowej. Wtedy należy dodatkowo uwzględnić
Rudy żelaza: występowanie zjawiska asocjacji i molekuł. Zazwyczaj w pierwszym etapie tworzą się
- tlenkowe - hematyt(Fe O ); magnetyt(Fe O ); limonit, dimery. W warunkach eksperymentu ustala się równowaga dynamiczna pomiędzy
2 3 3 4
- zwiększenie wysokości nadlewu, co zwiększy ciśnienie metalostatyczne i pomoże
- węglanowe - syderyt(FeCO ), monomerami i dimerami.
3
grawitacyjnie uzupełnić niedobór metalu w odlewie
- siarczkowe - piryt(FeS ). Prawo podziału Nernsta znajduje zastosowanie przy rozwiązywaniu różnych
2
- można zastosować pogrubienie ścian przylegających do lokalnych węzłów cieplnych
3. Schemat kolejnych etapów i procesów prowadzacych do otrzymania problemów teoretycznych i praktycznych. W oparciu o to prawo można wyznaczać np.
istotnie konstrukcja nadlewu nie zmienia się ale jego zasięg ulega zwiększeniu, wobec
wyrobów metalowych z rud. współczynniki aktywności substancji rozpuszczonej, dobierać odpowiednie
takich zmian moduł węzła cieplnego jest o 15% mniejszy niż moduł ściany i wady
rozpuszczalniki dla procesu ekstrakcji. Zastosowanie ekstrakcji w skali przemysłowej
skurczowe w węz
le nie powstajÄ….
pozwala odzyskiwać cenne substancje z odpadów np. woski i tłuszcze wytłoków,
ruda
Połączenie ścianek pod kątem w celu likwidacji obciągnięcia i karbu.
niektóre cenne metale z rud, oczyszczać leki, itp.
7. Za pomocą jakich procesów można wydzielić metal z rudy
tlenkowej?
przeróbk
ZwiÄ…zki metali z tlenami: MeO; MeO*n H O, MeCO
2 3
a rudy
Redukcja tlenków
Redukcja- proces przyłączenia elektronu, lub elektronów przez drobinę (cząsteczkę,
atom lub jon)
koncentr
at Cu+2e Ä…ð Cu0
CuO + C = Cu +CO
Redukcja chemiczna tlenku
wydzielenie metalu ze
MeO + R = Me + RO, gdzie: Me-metal, O  tlen, R- reduktor
zwiÄ…zku chemicznego
redukcja elektrolityczna tlenku
Me+2 + 2e = MeO, gdzie e-elektron
metal
surowy
// wykres  procesy wytwarzania
Rafinacja
złom metalu
surowego
metal
Zad 10. Podać przybliżone warunki, w których nie stosuje się nadlewów
rafinowany
-Istnieją stopy, które w procesie krystalizacji mają skurcz ujemny tzn. ich objętość
wzrasta. Do tego typu metali należą: antymon, bizmut i gal. Taką właściwością cechuje
się również żeliwo eutektyczne i nadeutektyczne. odlewanie odlewanie
gąsek wlewków
- Ce>=4,1%
-gdy stop nie krzepnie objętościowo
-żeliwo szare dla scianek o grubości nie większej niż 40mm
Zad 12.Opisać proces krystalizacji odlewu z podeutektycznego stopu Al.-Si na wlewki
gÄ…ski
podstawie krzywej stygnięcia temperatura  czas
wykonanie
odlewów obrobka plastyczna : wyroby
kute,walcowane,tłoczone,ciągnione
odlewy
4. W jakim celu poddaje się rudę przeróbce?
Redukcja węglanem
a) polepszenie składu chemicznego rudy; b)
Najtańszym i najczęściej stosowanym chemicznym czynnikiem redukującym tlenki
ujednorodnienie rudy pod względem składu chemicznego i właściwości fizykochemicznych;
metalu  redukcja bezpośrednia.
c) zapewnienie odpowiedniej wielkości kawałków rudy.
Redukcja przy użyciu tlenku węgla  podstawowy reduktor tlenków żelaza
w procesie wielkopiecowym
5. Podział i charakterystyka wybranych metod rafinacji metali i stopów.
Redukcja elektrolityczna  proces rozkładu tlenku przy użyciu prądu elektrycznego,
wykorzystuje przepływ prądu przez ciecze.
Rafinacja to proces oczyszczania metalu z zanieczyszczeń.
Zastosowanie: do metali nieżelaznych.
Podział metod rafinacji:
A
UGOWANIE
ELEKTROLIZA
Elektroliza stopionych soli- wykorzystanie przepływu prądu przez stopione sole
(termoelektroliza).
1-zarodkowanie fazy ą;2-wzrost podeutektycznej fazy ą kształt dendrytyczny;3-wzrost
Otrzymywanie: aluminium (w Koninie z koni ;p ) , sód, wapń, magnez.
eutektyki (ą + Si);4,"Tre-temperatura równowagi eutektycznej; "Te  temperatura
Wanna do elektrolizy Al O (wraz z kriolitem- obniża temperatury topnienia)
2 3
przechłodzenia
Elektroliza stopionych stali.
Odcinek A-B  wzrost do wielkości krytycznej i większej zarodków roztworu stalego si w
8. Definicja podstawowych technicznych stopów żelaza.
al. (faza ą ); odprowadzanie ciepła krystalizacji zarodkowania fazy ą do formy przez
SURÓWKA  stop żelaza z węglem i innymi domieszkami o zawartości C>2%,
otaczającą faze ciekła; zarodkowanie heterogeniczne
STAL  stop żelaza z węglem i innymi domieszkami o zawartości C<2%
Odcinek B-C  wzrost kryształów fazy ą ; zmiana zawartości Sido max 1,65% w fazie
ŻELIWO  stop żelaza z węglem i innymi domieszkami o zawartości C>2%
Solidus, w fazie L do składu eutektycznego;
przeznaczony na odlewy kształtowe,
Odcinek C-D: zarodkowanie eutektyk (Ä… + ²), gdzie Ä…  roztwór staÅ‚y 1,65% Si w Al., ²-Su
STALIWO  stop żelaza z węglem i innymi domieszkami o zawartości C<2%
jako pierwszy zarodkuje Si; zarodkowanie heterogeniczne; przekroczenie wielkości i
przeznaczony na odlewy kształtowe
uzyskanie małych wypustek -> zarodkowanie fazy ą w eutektyce;zarodkowanie
9. Podać schemat podstawowych etapów prowadzących do
eutektyki (ą +Si) kończy się poniżej puktu D
otrzymywania technicznych stopów żelaza z rud.
Odcinek D-E: sprzężony wzrost eutektyki (ą +Si), Si  faza wiodąca. Punkt E jest końcem
krzepnięcia odlewu.
Zad. 13 Narysować mikrostrukturę odlewu z podeutektycznego stopu Al-Si widoczną
na wypolerowanej powierzchni.
Rafinację metali można przeprowadzać metodą elektrolityczną (rafinacja elektrolityczna), przez
destylacjÄ™ w kolumnach rektyfikacyjnych (np. rafinacja cynku), niekiedy dwustopniowo:
najpierw metodą ogniową, a następnie elektrolityczną.
Najczęściej przeprowadza się rafinację metali metodą ogniową, polegającą na wprowadzeniu
do oczyszczanego materiału odpowiednich dodatków (najczęściej utleniaczy), które w wysokiej
temperaturze reagują z domieszkami tworząc związki łatwiejsze do usunięcia (np. w postaci
żużla na powierzchni stopionego metalu).
Zasadowa wykładzina konwertora pozwala na stosowanie żużla o charakterze zasadowym
10. Budowa i działanie wielkiego pieca (schemat wielkiego pieca).
(wapno palone).
Konwertorowy proces tlenowy otrzymywania stall polega na przedmuchiwaniu surówki
WIELKI PIEC jest to piec szybowy o wysokości do 30m i średnicy do 8m. Wnętrze pieca
stłumieniem tlenu, wprowadzanym do konwertora od góry za pomocą pionowej lancy,
jest wyłożone cegłą ogniotrwałą, na zewnątrz osłonięty jest on płaszczem ze stali.
chłodzonej wodą.
Wielki piec służy do wytapiania surówki z rud żelaza; rudę, wraz z koksem
Konwertor test wyłożony materiałem ogniotrwałym o charakterze zasadowym.
i topnikami, wprowadza się od góry przez tzw. gardziel wyposażoną w urządzenia
Wysoka temperatura procesu pozwala na stosowanie wsadu składającego się ze złomu
zasypowe. Poniżej gardzieli znajduje się stożkowa(największa objętościowo) część
stalowego (25 %) I ciekłej surówki (75%)
zwana szybem, która przechodzi w najszerszą cylindryczną część czyli tzw. przestron.
Zasadowa wykładzina konwertora pozwała na stosowanie żużla o charakterze zasadowym
Poniżej tej przestrzeni znajduje się część stożkowa zwana spadkiem, która przechodzi w
(wapno palone). W konwertorze skuteczne są procesy obniżenia zawartości fosforu i siarki w
tzw. gar( najniższą część pieca).Na dnie wielkiego pieca zbiera się ciekła surówka oraz -
ciekłym metalu (procesy od fosforowania i odsiarczania).
na jej powierzchni - ciekły żużel, odprowadzane oddzielnymi otworami spustowymi.
Krótki, około 25 minutowy czas świeżenia surówki pozwala
Wielki piec powstał przez stopniową zmianę kształtu i wymiarów dymarki; za pierwszy
uzyskiwać w krótkim czasie duże Ilości stali.
wielki piec (na węgiel drzewny) uważa się piec do wytopu stali zbudowany w XVI w. w
Pojemność konwertorów tlenowych wynosi od 30 do 400 ton.
Nadrenii; udoskonalono go (zastosowanie koksu i gorÄ…cego dmuchu) w XVIII-
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
XIX w. w Wielkiej Brytanii.
Metoda konwertorowo-tlenowa (LD)
Doprowadzenie dmuchu od góry umożliwia zastosowanie do świeżenia czystego tlenu, dzięki
czemu nie wprowadza się do stali azotu i nie zwiększa zużycia wyłożenia konwertora. Korzyści
te sprawiają, że metody konwertorowe-tlenowe mają obecnie coraz szersze zastosowanie w
przemyśle. Maleje przy tym znaczenie dawnych metod konwertorowych.
W roku 1949 w hutach austriackich Linz-Donawitz zastosowano metodÄ™ konwertorowo-
tlenowÄ….
Polega ona na wdmuchiwaniu do konwertora tlenu w celu wykonania świeżenia.
Tlen doprowadza się do konwertora o wyłożeniu zasadowym przez gardziel rurą intensywnie
chłodzoną wodą. Dzięki spalaniu węgla zawartego w surówce w konwertorze
osiÄ…ga siÄ™ temperaturÄ™ przekraczajÄ…cÄ… 1700°C. Umożliwia to przerabianie tÄ… metodÄ… surówek o
dowolnym skÅ‚adzie chemicznym. Proces Å›wieżenia trwa 12÷15 min. Wydajność metody LD jest
znacznie większa niż innych i wynosi do 400 ton na godzinę. W Polsce metodę
konwertorowe-tlenową stosuje się m.in. w Hucie im. Sendzimira oraz Hucie Katowice. Tam też
wprowadza się nowoczesną metodę ciągłego odlewania stali.
Wytwarzanie stali w piecach martenowskich
W piecu martenowskim przerabia się surówkę i złom. Jako materiały pomocnicze są
Jeszcze Używane topniki, ruda oraz Żelazostopy. Surówka Używana do przerobu w
piecu Martenowskim zawiera 3, 8÷4, 2% wÄ™gla, ponad 0, 75÷1, 5% krzemu, 1, 5÷2, 5%
manganu, do 0, 5% fosforu oraz do 0, 06% siarki. Można ją dostarczać w stanie
ciekłym lub w stanie stałym w postaci gąsek.
Przebieg wytopu w piecu martenowskim
Zasadowy proces martenowski dzieli się na następujące okresy:
1) naprawa pieca,
2) Å‚adowanie pieca,
3) topienie wsadu,
4) świeżenie, odfosforzanie i odsiarczanie metalu,
5) odtlenianie,
6) spust stali.
Wsad zaczyna się topić jus podczas ładowania pieca i w tym celu spala się największą ilość gazu,
gdyż przejście materiałów w stan ciekły wymaga znacznych ilości ciepła. Podczas świeżenia
zachodzą reakcje utleniania krzemu, manganu i węgla, znane nam z procesów
konwertorowych. Ponadto w piecach o wyłożeniu zasadowym wykonuje się odfosforzanie i
następnie odsiarczanie. Do odfosforzania niezbędne jest wapno tworzące po roztopieniu żużel,
do którego dodaje się następnie rudy w celu wytworzenia atmosfery utleniającej. Tak
przygotowany żużel reaguje z fosforem. Nasycony fosforem żużel usuwa się z pieca
oknem wsadowym, a na jego miejsce wytwarza się nowy przez dorzucenie świeżych porcji
wapna. W dalszym ciÄ…gu procesu zachodzÄ… reakcje odsiarczania. Wytworzone w tych reakcjach
siarczki przechodzą do żużla i wraz z nim są usuwane z pieca. Odtlenianie stali następuje dzięki
dodaniu, podobnie jak w procesach konwertorowych, odtleniaczy w postaci surówki
zwierciadlistej, żelazomanganu, żelazokrzemu i aluminium. Utworzone w krótkim
czasie tlenki doprowadzanych składników wypływają do żużla. Po zakończonym wytopie
spuszcza siÄ™ stal otworem spustowym do kadzi odlewniczej.
Proces martenowski trwa średnio około 8 godzin.
13. Na czym polega współczesny konwertorowy proces otrzymywania stali i jakie
sÄ… jego charakterystyczne cechy?
11. Jakie procesy zachodzÄ… w wielkim piecu (podstawowe reakcje
Cechy:
chemiczne)?  czas trwania procesu jest bardzo krótki i wynosi 60 do 70 min,
Spalanie koksu: - sprawność cieplna konwertora jest wysoka i dochodzi do 70%, co pozwala na zastosowanie
Spalanie zupełne (na poziomie dysz), około 30% stałego wsadu, np. złomu,
C + OÄ…ð CO + 408 kJ*mol-1  proces odfosforzania stali jest efektywny w zwiÄ…zku ze znacznÄ… koncentracjÄ… CaO w żużlu,
koksu 2 2
Spalanie niezupełne (w pewnym oddaleniu od dysz);  proces odsiarczania częściowo zachodzi bezpośrednio przez utlenienie siarki, a
C +0,5 OÄ…ð CO + 120,8 kJ*mol-1 częściowo przez reakcjÄ™ z CaO.
koksu 2
w temperaturze ponad950st.- redukcja tlenków węgla
Istota procesu konwertorowego:
CO =C = 2CO  158 kJ*mol-1 Konwertorowy proces otrzymywania stali polega na przedmuchiwaniu ciekłej surówki tlenem.
2 koksu
Procesy wstępne: odparowanie wilgoci, wydzielenie wody krystalicznej, rozkład W wyniku przedmuchiwania domieszki metalu: węgiel, krzem, mangan, fosfor i inne utleniają
węglanów, usunięcie części lotnych z koksu; się, a produkty reakcji utleniania przechodzą do fazy żużlowej lub gazowej
Redukcja tlenków żelaza  w piecu powinniśmy otrzymać czyste żelazo; Ciepło wydzielone podczas przebiegu egzotermicznych reakcji utleniania pozwala nie tylko na
Nawęglanie żelaza  w wyniku redukcji tlenków żelaza otrzymuje się czyste żelazo, nagrzanie otrzymywanej stali do wymaganej temperatury bez stosowania paliwa, ale także na
które ulega nawęgleniu w skutek kontaktu w szybie w.p. z tlenkami węgla CO i CO2 wprowadzenie do konwertora materiałów schładzających np. złomu stalowego.
oraz w spadkach, gdzie ciekły metal styka się z rozżarzonym koksem.
Otrzymano: żelazo nawęglone;
Tworzenie się żużla (żużel jest produkt uboczny, w przybliżeniu o masie połowy ilości
rudy; przerabia siÄ™ go na: granulat, pumeks hutniczy)
Redukcja innych tlenków i siarczków
12. Podstawowe współczesne procesy otrzymywania stali.
Proces konwertorowo-tlenowy (to było na wykładzie)
Konwertorowy proces otrzymywania stali polega na przedmuchiwaniu ciekłej surówki
tlenem. W wyniku przedmuchiwania domieszki metalu: węgiel, krzem, mangan fosfor i
inne utleniają się, a produkty reakcji utleniania przechodzą do fazy żużlowej lub
gazowej. Ciepło wydzielone podczas przebiegu egzotermicznych reakcji utleniania
pozwala nie tylko na nagrzanie otrzymywanej stali do wymaganej temperatury bez
stosowania paliwa, ale także na wprowadzenie do konwertora materiałów
schładzajacych, np. złomu stalowego.
Cechy charakterystyczne procesu
Konwertorowy proces tlenowy otrzymywania stall polega na przedmuchiwaniu surówki
strumieniem tlenu, wprowadzanym do konwertora od góry za pomocą pionowe] lancy,
chłodzonej wodą.
Konwertor jest wyłożony materiałem ogniotrwałym o charakterze zasadowym.
Wysoka temperatura procesu pozwala na stosowanie wsadu składającego się ze złomu
stalowego (25 %) i ciekle] surówki (75 %),