PODSTAWY PROCESÓW METALURGII STALI:

istota procesu wytapiania stali polega na usuwaniu z surówki określonej ilości domieszek drogą utleniania

czyli wypalania w wyniku czego otrzymuje się stal.

Definicja I. - stalą nazywa się plastyczne i cieplnie obrabiane stopy żelaza z węglem i innymi pierwiastkami

Definicja II stalą nazywamy stopy żelaza w których zawartość węgla jest mniejsza od 2% a praktycznie jest

znacznie niższa od 2%.

domieszki: -składniki wchodzące w skład każdej stali(węgiel, mangan, krzem, fosfor, siarka), składniki ukryte

(tlen, wodór, azot), składniki stopowe(mangan, chrom,, nikiel, wolfram,), składniki przypadkowe

POWSTAWANIE ŻYŻLA I JEGO ROLA W PROCESACH STALOWNICZYCH:

żużle stalownicze powstają z materiałów żużlotwórczych, skały płonnej, zanieczyszczeń złomu, żużel stanowi więc

produkt uboczny procesu stalowniczego, jednak odgrywa zasadniczą rolę w przebiegu procesu rafinacji stali i

decyduje o jej jakości. Do zadań żużla należą: utlenianie i odtlenianie składników wsadu, ochrona ciekłego metalu

, odsiarczanie i odfosforowanie kąpieli metalowej,

METODY OTRZYMYWANIA STALI:

procesy konwerterowe- z boczym podmuchem, z dolnym dmuchem(bessemerowski, tomasowski), z gónym dmuchem

proces martenowski,

procesy elektrotermiczne- piece oporowe, piece łukowe, piece indukcyjne.

KONWERTEROWE METEDY OTRZYMYWANIA STALI

METODA TA JEST OBECNIE PODSTAWOWĄ METODĄ WYTWARZANIA STALI.

wsad metaliczny dla procesu konwerterowego oparty jest na ciekłej surówce i złomie, a uzupełnieniem wsadu

może być surówka stała oraz skrzepy stalowe i surówkowe.

CECHY TEGO PROCESU: jedynym składnikiem rafinującym jest tlen,

wsadem jest głównie ciekła surówka,

duża szybkość reakcji chemicznych w kąpieli o małym stosunku powierzchni do objętości, co minimalizuje straty ciepła.

RODZAJE PIECÓW ELEKTRYCZNYCH- oporowe- przetworzenie energii w czasie przepływu prądu przez wsad

metaliczny albo w specjalnych elementach grzewczych, przekazujących ciepło do nagrzewania metalu drogą

promieniowania lub konwencji.

łukowe- przetworzenie energii w łuku elektrycznym: łuk pośredni (nad wsadem między poziomymi elektrodami),

bezpośredni(między poziomymi elektrodami), zakryty(między zanurzonymi we wsadzie końcami elektrod)

indukcyjne- metal nagrzewa się prądem powstającym w skutek indukcji elektromagnetycznej: bezrdzeniowe o

dużej częstotliwości, rdzeniowe o małej częstotliwości.

PROCES WYTAPIANIA STALI W ŁUKOWYM PIECU ELEKT.

proces ten oparty jest na złomie stalowym, zbiórkowym jak i obiegowym. początkowo łukowy proces elektryczny

wykorzystywano do produkcji stali stopowych i jakościowych, obecnie jest on poważnym źródłem stali masowych.

Łukowy piec elektryczny składa się z trzonu wyłożonego materiałami ogniotrwałymi i górnej części pancerza z

chłodzonymi wodą panelami oraz chłodzonego wodą sklepienia.

podstawowym tworzywem żelazo znośnym jest złom stalowy. pozostałe materiały to: topniki, nawęglacze,

dodatki stopowe, odtleniacze, spieniacze żużla.

odlewnictwo- umiejętność i technika wytwarzania przedmiotów metalowych o wymaganym kształcie i wymiarach

przez wypełnienie odpowiednio przygotowanych form odlewniczych ciekłym metalem.

czynniki odlewnicze: a) lejność- zdolność do wypełniania formy i dokładnego odtwarzania jej kształtu ,b) skurcz

odlewniczy- procentowe zmniejszenie wymiarów odlewu w stosunku do odpowiednich wymiarów modelu.

PIECE DO WYTAPIANIA ŻELIWA:

w wytapialniach żeliwa znajdują obecnie zastosowanie głownie piece paliwowe żeliwiaki i znacznie rzadziej

obrotowe piece gazowe, oraz piece elektryczne łukowi i indukcyjne.

ZELIWIAK- jest najstarszym piecem odlewniczym. decydujące znaczenie ma duża sprawność cieplna, bardzo

duża wydajność godzinowa oraz ciągły charakter pracy. żeliwiak koksowy to piec szybowy, w którym naboje wsadu

metalowego na przemian z nabojami koksu i topnika opuszczają sie w dół szybu do stref topnienia i spalania, a

gorące gazy żeliwiakowe unoszą się do góry, w przeciwprądzie w stosunku do materiałów wsadowych nagrzewając

i topiąc wsad metalowy oraz przegrzewając ciekłe żeliwo.

podwyższenie jakości żeliwa:

modyfikacja- polega na wprowadzeniu ciekłego żeliwa o ściśle określonym składzie dodatków wywołujących

zwiększenie zdolności do gratyfikacji podczas krzepnięcia.

Steriodyzacja grafitu- proces mający na celu przeprowadzenie obecnego w żeliwie grafitu do postali małych kulek,

rozmieszczonych równomiernie w osnowie.

CEL PRZERÓBKI plastycznej.:

odkształceniem nazywa się zjawisko zmiany kształtu i wymiarów ciała pod wpływem działania sił zewnętrznych.

przeróbka plastyczna na zimno- nazywa się proces prowadzony poniżej temperatury rekrystalizacji, dzięki temu

zgniot, którego doznały ziarna metalu pozostaje w nich całkowicie lub częściowo i powoduje umocnienie metalu.

przeróbka plastyczna na gorąco- nazywa się odkształcenie plastyczne metalu powyżej warunków jego rekrystalizacji,

określoną temp i czasem.

PROCES WALCOWANIA STALI:

w procesie walcowania stali, żądany kształt materiału otrzymuje się na drodze jej odkształcenia plastycznego

miedzy obracającymi się twardymi walcami.

Walcowanie na zimno- właściwości produktów z blachy taśmowej walcowanej na gorąco są zmieniane przez

walcownie między walcami bez uprzedniego ogrzewania wsadu.

Walcowanie na gorąco- rozmiar kształt oraz włąsnoći metalurgiczne stali zmieniane są poprzez wielokrotne

gnioty nagrzanego metalu pomiędzy napędzanymi elektrycznie walcami.

RODZAJE PIECÓW GRZEWCZYCH:

Piece nieprzelotowe- często stosowane dla stali specjalnych i odkuwek. Typowym przykładem pieca nieprzelotowego

jest piec wgłębny stosowany do grzania wlewków z odlewania konwencjonalnego.

Piece przelotowe- większe piece są zazwyczaj zasilane wsadem w sposób ciągły. Wsad jest przepychany przez piec

przez kolejny wsad lub przemieszczany przez belki kroczące przez trzon pokroczny lub między rolkami.

Ciągarstwo- jest jednym z procesów technologicznych przeróbki plastycznej na zimno, stosowane dla zmiany przekroju

poprzecznego lub kształtu wyrobów uprzednio przerobionych plastycznie na gorąco.

KUŹNICTWO: kucie pozwala na zmianę kształtu przerabianego metalu pod działaniem młota lub prasy. Rodzaje:

kucie swobodne(spęcznianie, wydłuzanie, przebijanie. Gięcie, cięcie, skręcanie), kucie półswobodne, kucie matrycowe

( otwarte, zamknięte, wyciskane), złożone.

Tłoczenie- operacje przeróbki plastycznej na zimno, które ze wsadu w postaci blach lub taśm pozwalają na

produkcje przedmiotów o kształtach przestrzennych .

RODZAJE PIECÓW ELEKTRYCZNYCH- oporowe- przetworzenie energii w czasie przepływu prądu przez wsad

metaliczny albo w specjalnych elementach grzewczych, przekazujących ciepło do nagrzewania metalu drogą

promieniowania lub konwencji.

łukowe- przetworzenie energii w łuku elektrycznym: łuk pośredni (nad wsadem między poziomymi elektrodami),

bezpośredni(między poziomymi elektrodami), zakryty(między zanurzonymi we wsadzie końcami elektrod)

indukcyjne- metal nagrzewa się prądem powstającym w skutek indukcji elektromagnetycznej: bezrdzeniowe o

dużej częstotliwości, rdzeniowe o małej częstotliwości.

MATERIAŁY WSADOWE W PR, STAL.

metaliczne- zasadnicze tj surówka przeróbcza, złom stalowy, odtleniacze oraz dodatki stopowe

niemetaliczne- topniki, utleniacze,

utlenianie domieszek kąpieli metalowej- w każdym procesie wytapiania stali mamy do czynienia płynnym metalem

i żużlem. metal jako cięższy umiejscowiony jest pod żużlem. proces ten nazywa się ŚWIEŻENIEM STALI.

PROCEZY POZAPIECOWEJ RAFINACJI:

Procesy pozapiecowej obróbki stali umożliwiają uzyskanie znacznie czystszych stali o ścisłym i bardziej powtarzalnym skladzie chemicznym niż przy wykorzystaniu samych pieców elektrycznych. Dzięki znacznie korzystniejszym warunkom metalurgicznym umożliwiają zmniejszenie zużycia jednostkowej energi na wyprodukowanie tony stali i wzrost uzysku wprowadzanych dodatków stopowych i żużlotwórczych, obniżając koszty wytapiania stali.

ZALETY ODLEWANIA STALI Z GÓRY:

-prostota, oszczędność w sprzęcie,mniejsze zanieczyszczenie wtrąceniami niemetalicznymi, większy uzysk ciekłego metalu, mniejsza temperatura metalu przed odlewaniem,

WADY; skorupy, łuski

WADY SYFONOWEGO ODLEWANIA STALI:

Zanieczyszczenie stali wtrąceniami niemetalicznymi z cegieł lejowych i kanałkowych, wyższa temperatura metalu, zużycie materiałów ogniotrwałych na wyłożenie leja i płyt, pracochłonnośc w przygotowaniu zestawów odlewniczych, mniejszy uzysk metalu

ZALETY:możliwośc równoczesnego odlewania od kilku do kilkudziesięciu wlewków, dobra powierzchnia wlewków, możliwość regulacji szybkości odlewania.

CIĄGŁE ODLEWANIE STALI:

Proces ten polega na zasilaniu kontrolowaną ilością ciekłej stali, chłodzonego wodą miedzianego krystalizatora o odpowiednim przekroju poprzecznym. W tym procesie otrzymujemy półwyroby o różnych przekrojach odpowiadających slabom, kęsom i kęsiskom.

ZALETY CIĄGLEGO ODLEWANIA STALI: możliwość uzyskania metalu o określonych, powtarzalnych własnościach na długości i szerokości odlewanego pasma, możliwość uzyskania metalu o stałych wymiarach, wyeliminowanie walcowania wlewków tradycyjnych w walcowni zgniatacz, wyeliminowanie długotrwałego nagrzewania wlewków.

SPOSOBY DOBROWADZANIA DMUCHU DO KĄPIELI METALOWEJ W KONWERTORZE SĄ RÓŻNE;

Przedmuchiwanie metalu od dołu, dmuch przechodzi przez całą objętość metalu, w tym sposobie dysze zakryte są metalem. W konwertorze z bocznym dmuchem stosuje się przedmuchiwanie powierzchniowe albo przedmuchiwanie za pomocą dysz zanurzonych w metalu. Dmuch górny LD, przez gardziel wprowadzana jest lanca tlenowa, poprzez którą podawany jest czysty tlen na powierzchnię kąpieli metalowej.

PODSTAWOWE WŁASNOŚCI ODLEWNICZE

a)lejność, b)skurcz odlewniczy, c)skłonność do tworzenia jam skurczowych, d) skłonność do tworzenia w odlewach naprężeń wewnętrznych.