1. Proces Thomasa. Proces zasadowy - wymurowanie pieca zasadowe (dolomit). Wsad: surówka wprost z Wielkiego Pieca. Surówka tomasowska o zawartości do 0,8 % Si, 1,8 - 2,2% P (główne paliwo) i do 1,5% Mn (zwiększa rzadkopłynność żużla, Rozżarzone wapno - które reaguje z fosforem w następujący sposób 2P + 5FeO + 3CaO = Ca₃(PO₄)₂ + 5Fe +Q. Przebieg procesu: a)Przechylenie konwertora i zalanie surówki b)Ustawienie konwertora i włączenie dmuchu c) Występują 3 okresy: Iskrowy, Płomienny, Dymny, d)gdy zawartość węgla spadnie poniżej 0,4% zachodzi dopiero reakcja odfosforowania. Po zakończeniu wytopu w celu uzyskania pożądanej zawartości C, Mn, Si dodajemy surówkę zwierciadlistą, żelazomangan, oraz do odtlenienia stali żelazokrzem i aluminium. E)Przechyla się konwertor, zbiera żużel i wylewa stal. Produkty: a)Stal tomasowska zawierająca więcej azotu, tlenu i wtrąceń żużlowych od stali martenowskiej i bessemerowskiej, ale jest tańsza. Używana do wyrobu drutu,rur bez szwu, taśm itp., stali prętowej. B)Żużel zasadowy - zawierający około 50% CaO i 20 - 50% P₂O₅ - po zmieleniu stosowany jako nawóz sztuczny zwany tomasyną.

2. Proces konwertorowy tlenowy.

PROCES KONWERTOROWY jest procesem samonapędzającym się, to znaczy że surówka ciekła o temperaturze 1600^oC przelana do pieca konwertorowego i przedmuchana tlenem sama w sobie powoduje wypalanie się niepożądanych pierwiastków lub obniżenie się zawartości pożądanych pierwiastków. Kolejność wypalania pierwiastków zawartych w surówce czyli ich utleniania lub świeżenia surówki jest następująca: C, Mu, Si, P, S. Cechy procesu konwertorowego są następujące: używana jest tylko surówka ciekła o wysokiej temperaturze ok. 1600^oC często zbyt gorąca i schładza się ją już w konwertorze przez wrzucanie grubego złomu stalowego. Brak jakiegokolwiek ogrzewania konwertora, bowiem ciepło pochodzi ze spalania węgla, manganu, fosforu i siarki. Proces jest bardzo szybki ok. 400 ton surówki świeżymy na stal od 15 do 60 minut. Trzy typy pieców konwertorowych: a)konwertor z dolnym dmuchem b)konwertor z bocznym dmuchem c)konwertor z górnym dmuchem (z lancą górną)

3. Rudy żelaza:

A) Żelaziak magnetyczny. Magnetyt jest tlenkiem żelazawo-­żelazowvm. W stanie czystym zawiera 71,4% żelaza, w rudach natomiast zawartość żelaza wynosi 50-70%. Ma właściwości magnetyczne. Jest mało porowaty, stąd trudno się redukuje. Występuje w Szwecji, Norwegii, Rosji. B)Żelaziak czerwony. Hematyt jest tlenkiem żelazowym, zawierającym w stanie czystym 70% żelaza. Zawartość żelaza w rudzie wynosi 40-60%. Skałę płonną stanowi najczęściej krzemionka i glina a niekiedy również wapń. Jest rudą łatwo topliwą o charakterze zasadowym i nie stanowi w kopalinie zwartej i twardej masy. Największe złoża hematytów znajdują się na terenach Ukrainy, USA, Hiszpanii i we Włoszech, niewielkie również w Polsce na Dolnym Śląsku. C) żelazika brunatny. Limonit (żelaziak brunatny) - uwodniony tlenek żelazowy (2Fe₂O₃3H₂O), zawiera przeciętnie 30 - 53% żelaza. Jest najbardziej rozpowszechnioną rudą w przyrodzie. Jest rudą łatwo topliwą. Skałę płonną stanową najczęściej krzemionka i glina a czasem tlenki wapnia i tlenki magnezu. Jako zanieczyszczenie występuje w skale płonnej siarka i fosfor.

4. Materiały wsadowe wielkiego pieca:

A)Ruda żelaza (odpowiednio przygotowanych jako grudki, spieki, brykiety, z topników służących jako czynniki obniżające temperaturę topnienia zanieczyszczeń rudy zwanych skałą płonną. b)koks (paliwo/reduktor) c)topniki (kamień wapienny CaCO₃, dolomit MgCO₃ d)powietrze (zimne przepuszczone przez regeneratory)

5. Żużel w WP:

Żużel wielkopiecowy jest bardzo cennym surowcem i jest natychmiast po wypłynięciu z wielkiego pieca chłodzony i przerabiany na: a)granulaty - drogowe b)pumeks - do betonów lekkich c)tłuczeń (autostradowy) d)cement hutniczy.

Żużel zawiera: krzemionka -
- 37% ; glin -
- 9% ; wapno - CaO - 42% ; magnezyt - MgO - 8% ; tlenki żelaza - FeO - 0,5%. Cel wytworzenia żużla wielkopiecowego - a)ochrona stali przed atmosferą panującą podczas topnienie; b)przejmowanie niepożądanych domieszek usuwalnych ze stali w czasie wytapiania i przebiegu procesów metalurgicznych pomiędzy stalą a żużlem; c)regulacja przebiegu procesów utleniania i odtleniania stali; d)ochrona cieplna i regulacja temperatury stali.

Rozróżnia się żużel: kawałkowy, granulowany, pienisty i tzw. wełnę żużlową, Żużel kawałkowy - otrzymuje się przez wylewanie go do dużych płaskich dołów znajdujących się pobliżu pieców i polewanie wodą jeszcze w stanie gorącym, co powoduje jego pękanie. Zastosowanie: odpowiednie kruszywo stosowane w budownictwie dróg jako kamień podkładowy, na podłoża pod tory kolejowe, jako kruszywo do wyrobu betonów, na podsadzkę w wyrobiskach górniczych itp. Żużel granulowany - otrzymuje się przez wylewanie ciekłego żużla do zbiorników zawierających wodę. Stosowany do produkcji cementu hutniczego, cegieł żużlowych, zapraw murarskich, tynkarskich itp. oraz w kopalniach węgla jako podsadzka do wypełniania starych wyrobisk. Żużel pienisty, zwany też pumeksem hutniczym, otrzymuje się przez chłodzenie ciekłego żużla małą ilością wody, która parując tworzy pianę żużlową. Stosowany do budowy elementów ściennych oraz jako izolacja cieplna i akustyczna. Wełna żużlowa otrzymywana jest przez rozdmuchiwanie ciekłego żużla strumieniem sprężonego powietrza lub pary wodnej. Używany głównie do izolacji cieplnej i akustycznej.

6. Reakcje redukcji bezpośredniej w WP

Reduktorem jest C lub H2 (proces endotermiczny). Otrzymywanie Fe w procesach redukcji bezpośredniej. Proces bez użycia koksu. Produkt Fe bardziej czysty niż z wielkiego pieca. Produkt - żelazo gąbczaste. Rodzaje procesów: „MIDREX” „COREX”, “MIDLAND-ROSS”.

FeO + CO = Fe + CO2 + 13,3 kJ

CO2 + C = 2CO - 158 kJ

FeO + C = Fe + CO - 144,4 kJ

7. Argonowanie stali.

Argonowanie jest to rodzaj obróbki pozapiecowej stali w której osuszony gaz przepuszcza się przez kształtkę porowatą w dnie kadzi lub lancą (jak w konwertorze) przez ciekłą stal. Pęcherzyki Ar mają te właśc. że potrafią absorbować na swej powierzchni pęcherzyki innych gazów jak wodór, tlen, azot a nawet mogą one wnikać do pęcherzyka argonu i z nim razem wypływać do żużla gdzie ulegają koagulacji. Także wtrącenia niemetaliczne WN o dużej lepkości powierzchni absorbują się na powierzchni argonu i wypływają do żużla. Tak więc argon gaz szlachetny spełnia rolę oczyszczacza stali. Argon jest mieszaniną izotopów: ⁴⁰Ar (99,600%), ³⁸Ar (0,063%) ³⁶Ar (0,337%) , gęstość - ξ=1,7839 kg/m³

8. Skład chemiczny wybranej stali, jej przeznaczenie i wpływ na własności poszczególnych dodatków stopowych.

Stal konstrukcyjna stopowa do ulepszania cieplnego 40HM - 0,38-0,43 %węgla, Cr- 0.9-1,2%, Mo 0,15-0,25%, Mn 0,6%. Chrom(Cr) - zwiększa odporność na ścieranie i zmniejsza skłonność do odpuszczania, wywołuje drobnoziarnistość struktury. Mangan(Mn) przeciwdziała kruchości stali na gorąco, zwiększa odporność na ścieranie, znacznie zwiększa twardość i wytrzymałość. Molibden(Mo) zwiększa wytrzymałość w podwyższonych temperaturach, podwyższa hartowność. Przeznaczenie części maszyn (wały korbowe silników lotniczych)

9. Rozlewanie stali może odbywać się metodą tradycyjna, b) metoda odlewnia ciągłego COS. Metoda tradycyjna przebiega: a)spust stali do kadzi z pieca (np. Martenowskiego) b)odlanie wlewków do wlewnic c) ściągnięcie wlewnic d) przetransportowanie do pieca wgłębnego e)przepiszczenie przez zgniatacz

10. Kwaśne materiały ogniotrwałe.

kwaśne - odporne na działanie żużli kwaśnych -podstawowym składnikiem jest SiO₂ lub Al₂O₃ ( materiały krzemionkowe, kwarcowo - szamotowe, szamotowe),

GR A

---