1.Różnica pomiędzy roztworem a zawiesiną?

- roztwór to układa jednorodny, złozony z dwóch lub wiecej substancji . Dzielimy go na : gazowe, ciekłe, stałe lub nasycone, nienasycone lub przesycone.

- mieszanina to układ dwóch lub więcej substancji które zachowuja swoje cechy indywidualne a właściwości fizyczne zależą od stosunków ilościowych tworzących je składników

12. Różnica między zawiesina a zasadą

Zawiesina - układ fizyczny niejednorodny złozony z cząsteczek ciała stałego o wymiarach wiekszych niż cząsteczki koloidalne zawieszony w ośrodku rozpuszczającym

Zasada -

9.Jaka jest roznica miedzy rozpuszczaniem a roztapianiem

Rozpuszczanie - proces fizyczny polegający na przejsciu ciala stalego do roztworu.

Rozpuszczanie to tworzenie przez dana substancje układów jednorodnych.

Rozpuszczanie charakteryzuje się tym iż po oddzieleniu rozpuszczalnika uzyskuje się substancje pierwotnie rozpuszczona (glownie w wyniku jego odparowywania)

Topnienie - przemiana fazowa, polegajaca na przejsciu substancji ze stanu stalego w stan ciekly.

18. przemiany fizyczne zachodzące w procesie metalurgicznym :

Topnienie - przemiana fazowa, polegająca na przejściu substancji ze stanu stałego w stan ciekły.

Parowanie - proces zmiany stanu skupienia, przechodzenia z fazy ciekłej danej substancji w fazę gazową (parę) zachodzący z reguły na powierzchni cieczy.,

sublimacja -przemiana fazowa bezpośredniego przejścia ze stanu stałego w stan gazowy z pominięciem stanu ciekłego.

Resublimacja- przejście fazowe polegające na bezpośrednim przechodzeniu substancji z fazy gazowej (pary) w fazę stałą.

Skraplanie - to zjawisko zmiany stanu skupienia, przejścia substancji z fazy gazowej w fazę ciekłą.

Krzepnięcie - proces przechodzenia ciała ze stanu ciekłego w stan stały.

20. Sublimacja a parowanie

Parowanie - proces zmiany stanu skupienia, przechodzenia z fazy ciekłej danej substancji w fazę gazową (parę) zachodzący z reguły na powierzchni cieczy.,

sublimacja -przemiana fazowa bezpośredniego przejścia ze stanu stałego w stan gazowy z pominięciem stanu ciekłego.

17. Emulsja a zawiesina

Emulsja - układ złożony z dwóch wzajemnie nie rozpuszczalnych cieczy w której jedna jest rozproszona w drugiej w postaci małych kropelek. Przykład emulsji występującej w naturze - produkty mleczna zawierające tłuszcz.

Zawiesina - układ fizyczny niejednorodny złozony z cząsteczek ciała stałego zawieszony w ośrodku rozpuszczającym.

3. Ruda (co to jest) ?

Skała złozona ze związku chemicznego zawierającego metal i minerały nie będące źródłem tzw. Skała płonna.

Ruda polimetaliczna to ruda zawierająca więcej niż jeden metal.

Ruda to kopalina, czyli skała lub minerał, z której uzyskuje się jeden lub więcej składników (ruda polimetaliczna).

Podział rud :

- rudy monometaliczne

- rudy polimetaliczne (zawieraja wiecej niż jeden metal)

- rudy żelaza

- rudy metali nieżelaznych

21. Na czym polega wstępna przeróbka rudy :

Polega na przemianie istniejącego w rudzie związku w związek bogatszy w metal lub w związek z którego łatwiej wyodrębnić metal oraz usunąc części skały płonnej

Rozdrabnianie, klasyfikacja

- podwyższenie zawartości Fe w rudzie

- sporządzenie koncentratu rudy o odpowiednich właściwościach takich jak temperatura topnienia, porowatość, wytrzymałość

Cele te osiąga się przez :

- mieszanie rud o różnych właściwościach

- prażenie rud

- scalanie koncentratu o małej ziarnistości

23. W jakim celu poddaje się rudę przeróbce

W celu :

- polepszenia składu chemicznego

- ujednorodnienia rudy pod względem składu chemicznego i właściwości chemicznych

- zapewnienia odpowiedniej wielkości kawałków rudy

29. Wymienić rudy żelaza

Głównymi rudami żelaza są:

- rudy magnetytowe, zawierające Fe₃O₄ i Fe₂O₃ (45-70% żelaza),

- rudy hematytowe, zawierające Fe₂O₃ (40-65% żelaza),

- limonity, których głównym składnikiem jest uwodniony tlenek żelazowy 2Fe₂O₃ x 3H₂O (25-50% żelaza),

- syderyty, w których żelazo występuje w postaci węglanu FeCO₃ (30-40% żelaza)

6. W jakim celu wzbogacamy rude metali

Wzbogacanie to jeden z głównych procesów przeróbki rudy. Rudy metali wzbogaca się aby uzyskac koncentrat o takiej zawartości metalu, która umozliwia jego przetwarzanie metalurgiczne.

24. jakie zasadnicze operacje obejmuje proces przygotowania rudy do procesu metalurgicznego :

PROCESY PRZERÓBCZE RUDY

Operacja wstępna

rozdrabnianie

przesiewanie

klasyfikacja

Operacja wzbogacania

grawitacyjne

flotacyjne

magnetyczne

przez prażenie

Operacja scalania

Spiekanie

Granulowanie

brykietowanie

4. procesy stalownicze?

Zmniejszenie zawartości węgla w metalu dokonuje się poprzez utlenienie węgla tlenkiem metalu FeO wprowadzonego do ciekłego metalu.

I etap - ładowanie i topienie wsadu metalowego (może być surówka ciekła lub stała lub stałego złomu)

II etap - świeżenie metalu - chemiczny proces rafinacyjny - polega na wprowadzeniu do metalu FeO

III etap - odtlenianie stali - może być realizowane dwoma sposobami :

- osadowe (żuzlowa rafinacja chemiczna) czyli za pomocą aluminium

2 Al. + 2 FeO -> 3 FeO + Al₂O₃

- dyfuzyjne (fizyczna ekstrakcja zuzlowa) (zachodzi w kwaśnych procesach stalowniczych)

15. Istota procesu stalowniczego

Jest nią zmniejszenie zawartości węgla w metalu. Dokonuje się to poprzez utlenianie węgla za pomocą tlenku wprowadzonego do ciekłego metalu w postaci FeO

54. Odmiany procesów stalowniczych?

Konwertorowy, martenowski, elektryczny, łukowy.

14. Proces stalowniczy :

I - ładowanie i topienie wsadu

II - świeżenie kąpieli metalowej. Proces rafinacyjny (raf. Chemiczna) , wprowadzenie do kapieli FeO (sposoby)

Mn + FeO -> Fe + MnO (przechodzi do żużla)

Si + 2FeO ->2Fe + SiO2 (przechodzi do żużla)

C+FeO ->Fe + CO (przechodzi do atmosfery)

III - odtlenianie stali :

1. osadowe - (raf .Chemiczna) żelazostopy

2. dyfuzyjne - (raf. Fizyczna Zużlowa) przez zm.żużla

Uspokajanie stali - Al. Oraz wprowadzenie dodatków stopowych.

36. Jaki proces stanowi istotę otrzymywania stali?

Istotę otrzymywania stali stanowi proces stalowniczy, czyli zmniejszenie zawartości węgla w metalu. Dokonuje się tego przez utlenienie węgla za pomocą tlenu wprowadzonego do ciekłego metalu w postaci FeO. Każdy proces stalowniczy składa się z 3 podstawowych etapów:

- I etap - ładowanie i topnienie wsadu metalowego,

- II etap - świeżenie metalu,

- III etap - odtlenienie stali.

31. Schemat podstawowych etapów prowadzących do otrzymania z rud wyrobów z technicznych stopów żelaza.

27. Ogólny schemat procesów otrzymywania metali z rud

Ruda -> Przeróbka rudy -> KONCENTRAT -> proces wstepny metalu ze związku chemicznego -> METAL SUROWY -> rafinacja metalu surowego -> METAL RAFINOWANY

METAL RAFINOWANY

- wykonywanie odlewów - odlewanie wlewków

-> ODLEWY -> WLEWKI

-przeróbka plastyczna

38. Podać cechy charakterystyczne procesu konwertorowego otrzymywania stali.

- czas trwania procesu jest bardzo krótki i wynosi 60 do 70 min,

- sprawność cieplna konwertora jest wysoka i dochodzi do 70%, co pozwala na zastosowanie około 30% stałego wsadu, np. złomu,

- proces odfosforzania stali jest efektywny w związku ze znaczną koncentracją CaO w żużlu,

- proces odsiarczania częściowo zachodzi bezpośrednio przez utlenienie siarki, a częściowo przez reakcję z CaO.

37. Jakie warunki muszą być spełnione, aby zmniejszyć zawartość fosforu i siarki w stali? Procesy podczas wytopu stali.

Zawartość fosforu w metalu ulega zmniejszaniu w wyniku świeżenia, zgodnie z reakcją:

Niezbędne w reakcji tej jest wapno (CaO), które wprowadza się do żużla, nadając mu tym samym charakter chemiczny zasadowy. Żużel taki może współpracować tylko z zasadową wymurówką pieca. Wymurówka taka może być wykonana z materiałów dolomitowych, a więc zawierających CaO lub magnetyzowych (zawierających MgO).

Odsiarczanie metalu zachodzi podczas odtleniania stali według równań:

Oczywiście, ze względu na obecność CaO, odsiarczanie może zachodzić w procesach zasadowych.

28. Za pomoca jakich procesów można wydzielic metal z rudy tlenkowej?

a) poprzez prażenie:

- usuwanie z rudy składników lotnych (rudy tlenkowe zawierające wodę krystaliczną tracą ją w czasie prażenia)

MeO + nH₂O MeO + nH₂O

b) w procesie redukcji:

- redukcja chemiczna

MeO + R = Me + RO

- za pomocą węgla np.

SnO₂ + 2C Sn + 2CO

- za pomocą gazów (CO i H₂)

- za pomocą metali (krzem, aluminium, sód, magnez, wapń)

19. co to jest rafinacja?

Rafinacja - usunięcie zanieczyszczeń z metalu otrzymanego w procesach wstępnych lub przetapianego złomu. Czyli oczyszczanie substancji w celu nadania im odpowiedniej właściwości np. pozbawienie zabarwienia, poprawienia zapachu, zwiekszenia trwałości.

Rafinacje dzielimy na fizyczne i chemiczne:

Fizyczna :

- ekstrakcja (żużlowa, gazowa, próżniowa)

- Zmiana stanu skupienia (kr. Postępująca, topienie strefowe, destylacja, rektyfikacja)

- elektryczna

- mechaniczna (filtrowanie, wibracja, ultradźwięki)

Chemiczna :

- żuzlowa

- gazowa

- próżniowa

51. Jaki jest cel procesów rafinacyjnych?

Usunięcie zanieczyszczeń z metalu otrzymanego w procesach wstępnych lub przetapianego złomu.

25. Jak dzieli się metody rafinacji metali

RAFINACJA

- FIZYCZNA - Chemiczna

* Ekstrakcja * żuzlowa

- żuzlowa * gazowa

- gazowa * próżniowa

- prózniowa

* przez zmianę stanu skupienia

- krystalizacja postępująca

- topnienie strefowe

- destylacja, rektyfikacja

* mechaniczna

- filtrowanie

- wibracja

- ultradźwięki

* elektroliza

14. Rafinacja fizyczna gazowa

Przebieg zgodnie z prawem Raoulta - okresla równowagę pomiędzy stężeniem składnika roztworu a cisnieniem cząsteczkowym tego składnika w gazie sąsiadującym z tym roztworem

P_A - czasteczkowe cisnienie składnika A w gazie

P_A^o - prężność pary czystego składnika

N_A - stężenie składnika A w roztworze

P_A = N_A * P_A^o

21. Na czym polega fizyczna rafinacja gazowa .

Polega na określeniu równowagi pomiędzy stężeniem składnika roztworu.

Przebieg zgodnie z prawem Raoulta - okresla równowagę pomiędzy stężeniem składnika roztworu a cisnieniem cząsteczkowym tego składnika w gazie sąsiadującym z tym roztworem

P_A - czasteczkowe cisnienie składnika A w gazie

P_A^o - prężność pary czystego składnika

N_A - stężenie składnika A w roztworze

P_A = N_A * P_A^o

11. Na czym polega chemiczna rafinacja gazowana i jakie są jej zadania

12. Co to jest świeżenie.

Chemiczny proces rafinacyjny .

Polega na wprowadzeniu do kapieli FeO. Kolejność utlenieniania podstawowych składników surowki jest nastepujaca:

Mn + FeO -> Fe + MnO (przechodzi do żużla)

Si + 2FeO ->2Fe + SiO2 (przechodzi do żużla)

C+FeO ->Fe + CO (przechodzi do atmosfery)

Niemożliwe jest wiec zmniejszenie zawartości wegla w surowce , zanim nie ulegnie utlenianiu mangan i krzem (usuwanie nadmiaru Mn i Si)

18. Wstępny proces metalurgiczny

Polega on na :

- wydzielenie metalu zawartego w koncentracie

- oddzielenie od metalu skały płonnej

Procesy metalurgiczne dziela się na :

- pirometalurgiczne i elektrotermiczne

- redukcyjne - stosowane do przeróbki rud tlenkowych

- dysocjacji termicznej - rozkład tlenków pod wpływem temperatury

- elektrolitycznej - otrzymywanie metalu ze związków trudno rozkładających się

- hydrometalurgiczne - do ubogich tlenków rud metali nieżelaznych

50. Co jest istotą wstępnego procesu metalurgicznego?

Otrzymywanie metalu w stanie rodzimym

17. Etapy procesów metalurgicznych :

Podstawowe procesy metalurgiczne to :

>Wstepna przeróbka rudy > wzbogacenie rudy > proces hutniczy > rafinacja

Wstępny proces metalurgiczny :

- wydzielenie metalu zawartego w koncentracie

- oddzielenie od metalu skały płonnej

Procesy metalurgiczne dziela się na :

- pirometalurgiczne i elektrotermiczne

* procesy redukcyjne - stosowane do przeróbki rud tlenkowych

* utlenianie

*dysocjacja termiczna (rtęć) - rozkład tlenków pod wpływem temperatury

- elektrolitycznej - otrzymywanie metalu ze związków trudno rozkładających się

- hydrometalurgiczne - do ubogich tlenków rud metali nieżelaznych

Metoda pirometalurgiczna ma 2 etapy w przypadku miedzi :

I etap - wytapianie kamienia miedziowego

II etap - konwersacja kamienia miedziowego

Ruda -> wstepna przeróbka -> koncentrat -> I etap -> II etap -> miedź czarna -> rafinacja ogniowa -> miedź rafinowana

58. Wymień etapy procesu metalurgicznego miedzi?

Wstępna przeróbka rudy, wytapianie kamienia, rafinacja ogniowa, odlewanie płyt anodowych, rafinacja elektrolityczna, topienie i odlewanie, wytwarzanie stopów, odlewanie.

61. Jak przebiega wstępny proces metalurgiczny miedzi?

Około 80% miedzi występuje w postaci rud siarczkowych. Zawartość miedzi w tych rudach jest niewielka, są one zanieczyszczone pirytem. Ponadto w rudach miedzi występują związki innych metali. Rudy te poddawane są rozdrobnieniu, zabiegowi flotacji i czasem prażeniu w celu utleniania FeS2

7. Proces metalurgiczny miedzi

Metoda pirometalurgiczna ma 2 etapy

I etap - wytapianie kamienia miedziowego

II etap - konwersacja kamienia miedziowego

Ruda -> wstepna przeróbka -> koncentrat -> I -> II -> miedź czarna -> rafinacja ogniowa -> miedź rafinowana

62. Jak rafinuje się miedz przeznaczoną na stopy odlewnicze, przewody elektryczne?

Przez pirometalurgię, hydrometalurgię, elektrolityczną rafinację miedzi.

3. Proces otrzymywania miedzi

Jeżeli surowcem do wyrobu miedzi jest miedź w stanie rodzimym, wtedy proces jej otrzymywania polega na stopieniu, rafinacji i odlaniu. W praktyce jednak otrzymuje się miedź z rud. Ubogie siarczki miedzowe wzbogaca się przez flotacją uzyskując w ten sposób koncentraty o zawartości miedzi 15-30%. Koncentraty poddawane są nastepnie prażeniu, podczas którego nastepuje ich utlenianie.

Częściowo wyprażony materiał przetapia się w strefie redukcyjnej w piecu szczytowym, płomieniowym lub elektrycznym. W wyniku tego procesu, otrzymujecie tzw. Kamien miedziowy o zawartości 30-45% Cu, będący mieszaniną siarczków miedzi (Cu2S) i żelaza (FeS) oraz innych zanieczyszczen. Po usunięciu siarczków żelaza powstaje w trakcie dalszego świeżenia tlenek miedziowy Cu2O, który reaguje z siarczkiem miedziowym Cu2S dając w wyniku miedź surową.

Otrzymają miedź surową, zwaną czarną lub konwertorowi odlewa się w bloki w tzw. Płyty anodowe. Jest ona jednak zanieczyszczona domieszkami w ilości 1-2%.

Dalsze oczyszczanie polega na tzw. Rafinacji ogniowej lub elektrolitycznej.

Po zakończonym procesie rafinacji rozlewa się miedź do form. Otrzymane wlewki przerabia się na pręty lub blachy, bądź tez wykorzystuje wprost.

Przeznaczoną do dalszego oczyszczania, odlewa się w formie płyt, które sa używane jako anody w procesie elektrolizy.

8. Etapy otrzymywania żelaza

Otrzymywanie żelaza z rud polega na zredukowaniu go za pomoca wegla (koksu)

W jego wyniku otrzymuje się surowke czyli stop żelaza i głównie węgla (4%) oraz krzemu , manganu, fosforu i innych drobnych zanieczyszczeń. Surówkę przerabia się na stal , usuwając nadmiar węgla i dodając uszlachetniających komponentów. Uszlachetnianie ma na celu zmniejszenie reaktywności (odpornośc na korozję) i poprawienie właściwości fizycznych surówki. Przez dysze w garze wprowadza się powietrze ogrzane do 1000-1200C, na poziomie dysz nastepuje spalanie koksu a gorace gazy ogrzewając wsad działają redukcyjnie na tlenki żelaza. Powstale żelazo ulega nawęglaniu po zetknieciu z tlenkiem wegla i koksem.

49. Powinowactwo metali z tlenem i jego znaczenie w procesach metalurgicznych

Powinowactwem z tlenem nazywa się zdolność określonego pierwiastka do łączenia się z tlenem. Metale o dużym powinowactwie z tlenem łatwo się utleniają, a ich tlenki trudno się redukują i na odwrót. Miarą ilościową powinowactwa z tlenem jest wielkość zmian entalpii swobodnej reakcji utleniania odniesiona do 1 mola tlenu wchodzącego w reakcję. Powinowactwo z tlenem danego metali jest tym większe im mniejsza jest zmiana entalpii swobodnej.

53. Etapy procesu metalurgicznego żelaza?

Wstępna przeróbka rudy, redukcja bezpośrednia, przetop, proces wielkopiecowy, przetrzymanie w mieszalniku, proces stalowniczy, odlewanie gąsek, topienie, wytwarzanie odlewu

30. . Definicja podstawowych technicznych stopów żelaza

Surówka - stop żelaza z węglem i innymi domieszkami o zawartości węgla powyżej 2%,

Stal - stop żelaza z węglem i innymi domieszkami o zawartości węgla do 2%(produkt procesu stalowniczego),

Żeliwo - stop żelaza z węglem i innymi domieszkami o zawartości węgla powyżej 2%, przeznaczony na odlewy kształtowe,

Staliwo - stop żelaza z węglem i innymi domieszkami o zawartości węgla do 2%, przeznaczony na odlewy kształtowe.

1. Po co rafinujemy żużel

Rafinujemy żużel aby odtlenic stal sposobem dyfuzyjnym.

Żużel rafinujemy albo wykorzystując prawo Ernsta, albo rafinacje chemiczna żużlową która polega na wprowadzeniu do żużla lub do metalu pierwiastka, który charakteryzuje się duzym powinowactwem do zanieczyszczenia.

26. na jakim prawie oparta jest fizyczna rafinacja żużlowa

Na praktycznym wykorzystaniu prawa podziału Nernsta i polega na wprowadzeniu na powierzchnie ciekłego metalu żużla o dużej zdolności rozpuszczania zanieczyszczeń

Prawo podziału Nernsta - jeżeli jakaś substancja jest rozpuszczalna w dwóch cieczach, które zupełnie lub niemal zupełnie nie mieszają się ze sobą tworząc 2 fazy, wówczas przy danej temperaturze stężenie substancji rozpuszczalnej w jednej fazie będzie się znajdowało w określonym stosunku do stężenia tej substancji w drugiej fazie.

k = C_A1 / C_A2 = const

C_A1 - stężenie składnika A w cieczy 1

C_A2 - steżenie składnia A w cieczy 2

9. Prawo Nernsta

Określa warunek równowagi na granicy dwóch nie mieszających się ze sobą cieczy. W obu cieczach rozpuszcza się trzeci składnik (Na₁ / Na₂ = L_N )

12. prawo Roulta i Nernsta

Roulta : Dotyczy rafinacji fizycznej gazowej P_A = N_A * P_A^o

P_A - czasteczkowe cisnienie składnika A w gazie

P_A^o - prężność pary czystego składnika

N_A - stężenie składnika A w roztworze

Nernsta : układ złożony z dwóch cieczy nie mieszających się Ln = Na₁ / Na₂

Określa warunek równowagi na granicy dwóch nie mieszających się ze sobą cieczy. W obu cieczach rozpuszcza się trzeci

Ln - stała podziału

Na₁ - stężenie składnika A w cieczy pierwszej

Na₂ - stężenie składnia A w cieczy drugiej

22. Zjawiska fizyczne:

Rozpuszczanie - tworzenie przez dane substancje układów jednorodnych ( podobny względem fizycznym lub chemicznym z innymi substancjami)

Asocjacja - efekt silnego oddziaływania międzycząsteczkowego. Łączenie się pojedynczych cząsteczek w zespoły cząsteczkowe

Absorpcja - przenikanie masy ( pochłanianie jednego składnika przez ciało ciekłe lub stałe )

Adsorpcja - powierzchniowe wiązanie cząsteczkowe płynow (cieczy lub gazu) przez cząsteczki ciała stałego

Dysocjacja - rozpad cząsteczki na mniejszenie fragmenty elektrolityczne i termiczne

Kohezja - wzajemne przyciąganie się cząsteczek danej substancji na skutkach działania sił międzycząsteczkowych, w ciałach stalych duże w cieczach średnie a w gazach małe.

2. Produkt i wsady wielkiego pieca

- produkty : surówka - stop żelaza (zawartość węgla 2,25 - 5%) dzieli się na :

- przeróbczą - do przeróbki stali

- odlewniczą - odlewana w gąski przeznaczona do powtórnego przetopu

- szara - węgiel przed wszystkim w postaci grafitu

- biała - węgiel w postaci związków żelaza (Fe₃C) tzn. cementytu

- żużel - w postaci szklistej masy może być wykorzystywany jako kruszywo budowlane

- gazy wielkopiecowe - mają właściwości opałowe, SA wykorzystywane w hucie jako paliwo

Wsad - koks, koncentrat rudy, topniki, woda/powietrze.

19. Produkty i wsady wielkiego pieca

Materiały wsadowe (koncentrat rudy z topnikami i koks ładowane są do pieca przez gardziel. Przez dysze w garze wprowadza się powietrze ogrzane do 1000-1200 C, na poziomie dysz nastepuje spalanie koksu a gorące gazy ogrzewając wsad działają redukcyjnie na tlenki żelaza. Powstałe żelazo ulega nawęglaniu po zetknięciu z tlenkiem węgla i koksem i zbiera się na dnie gara pieca jako surówka. W wyniku roztopienia skały płonnej i topnika powstaje żużel jako produkt uboczny.

Wsady to: Ruda, koks, topniki, powietrze a powstaje: surówka, żużel, pyły i gaz wielkopiecowy.

33. Na czym polega istota procesów zachodzących w wielkim piecu?

Jest to wstępny proces metalurgiczny w metalurgii żelaza

Istota procesu wielkopiecowego polega na:

- redukcji tlenków żelaza zawartych w koncentracie, przede wszystkim za pomocą tlenku węgla, w celu otrzymania metalicznego żelaza,

- oddzieleniu otrzymanego żelaza od skały płonnej przez ich stopienie, co umożliwia rozwarstwienie 2 otrzymanych produktów ciekłych - surówki i żużla. Wspomniane dwa procesy, realizowane są w następujący sposób: przez dysze wdmuchiwane jest do wielkiego pieca gorące powietrze. Jego podgrzewanie odbywa się w nagrzewnicach, których wnętrze, zbudowane w formie kratownicy z cegły ogniotrwałej, zostało uprzednio nagrzane przez gazy wielkopiecowe. Nagrzewnice są, zatem instalowane parami i pra­cują przemiennie. Tlen zawarty w powietrzu, napotykając na koks, reaguje z nim wg wzoru:

Reakcja ta dostarcza ciepło niezbędne do stopienia wsadu i reakcji redukcji tlenków żelaza. Dwutlenek węgla napotykając dalsze warstwy koksu reaguje z nim powodując wytwarzanie tlenku węgla:

Jest on podstawowym reduktorem w procesie wielkopiecowym. Bezpośrednia redukcja węglem oraz wodorem powstałym z węglowodorów lub pary wodnej ma drugo­rzędne znaczenie.

Koncentrat rudy, przesuwając się w szybie od gardzieli w kierunku spadków, nagrzewa się, traci wodę, a potem kolejno ulega redukcji.

Proces redukcji praktycznie zachodzi w stanie stałym i kończy się na wysokości przestronu. W strefie spadków następuje topienie powstałego żelaza oraz skały płon­nej i popiołów powstałych z koksu. Tworzą się dwie nie mieszające się ciecze: metal i żużel. Zbierają się one w garze, przy czym żużel wypływa na powierzchnie metalu i może być od niego oddzielony przez spuszczenie otworem żużlowym, znajdującym się w górnej części gara.

32. Budowa wielkiego pieca.

Wielki piec jest piecem szybowym. W skład instalacji, obok właściwego pieca, wchodzą nagrzewnice, służące do podgrze­wania powietrza dostarczanego do pieca, urządzenie załadowcze, instalacja odpro­wadzająca gazy wielkopiecowe oraz układy odbioru żużla i surówki. Stalowy płaszcz wielkiego pieca wsparty jest na konstrukcji kratownicowej a wewnątrz wymurowany materiałami ogniotrwałymi. Pojemność wielkiego pieca waha się od kilkuset do 5000m³. Dla przykładu wymiary pieca o pojemności 2000m³ wynoszą: średnica garu 9750mm, średnica przestronu 10900 mm, średnica gardzieli 7300 mm, wysokość całkowita 41000 mm.

Gar wielkiego pieca wypełniony jest gorącym koksem, szyb zawiera wsad, składający się z warstw koksu, koncentratu rudy oraz topników ładowanych na przemian. Koks jest paliwem dostarczającym ciepło niezbędne w procesie redukcji rudy. Służy on także do wytworzenia CO, stanowiącego reduktor tlenków żelaza. Topnik, który najczęściej stanowi kamień wapienny CaC0₃, służy do obniżenia temperatury topnienia skały płonnej.

34. Podać schemat reakcji redukcji tlenków w wielkim piecu.

35. Dlaczego w wielkim piecu nie otrzymuje się czystego żelaza?

Ponieważ ciekłe żelazo na skutek kontaktu z koksem i gazami podlega nawęglaniu i nasiarczaniu. Z tego powodu na dnie gara zbiera się stop żelaza zwany surówką.

42. . Jakie zabiegi obejmuje pozapiecowa obróbka stali?

przy ciśnieniu atmosferycznym	pod obniżonym ciśnieniem
- odlewanie osadowe	- odgazowanie stali w kadzi
- argonowanie	- odgazowanie argonem
- obróbka żużlami syntetycznymi	- odgazowanie strumieniowe
- wdmuchiwanie proszków	- odgazowanie metodami RH i RD
- proces AOO	- proces VOD

55. Co jest utleniaczem i źródłem ciepła w procesie konwertorowym i piecu elektrycznym łukowym?

Proces konwertorowy (tlen, utlenianie domieszek) , Piec elektryczny (ruda, łuk elektryczny)

43. Rodzaje żeliwa.

Białe, szare, sferoidalne, ciągliwe, modyfikowane, stopowe

39. Za pomocą, jakich zabiegów można podwyższyć właściwości żeliwa?

Właściwości żeliwa można podwyższyć w procesie modyfikacji i sferoidyzacji.

45.Jakie warunki musza być spełnione aby zabieg sferoidyzacji był skuteczny?

W żeliwie sferoidalnym wydzielenia grafitu mają kształt kulisty. Sferoidyzację grafitu uzyskuje się przez dodanie do żeliwa magnezu, jego stopów lub metali ziem rzadkich przed wypełnieniem formy.

40. Na czym polega zabieg modyfikacji, a na czym sferoidyzacji żeliwa?

W żeliwie szarym maszynowym węgiel występuje jako grafit w postaci płatków, stanowiących okluzje w osnowie metalowej. Gatunki żeliwa szarego maszynowego o wyższej wytrzymałości muszą mieć rozdrobnione płatki grafitu. Dokonuje się tego przez zabieg modyfikacji, polegający na wprowadzeniu do żeliwa żelazokrzemu na chwilę przed wypełnieniem formy.

W żeliwie sferoidalnym wydzielenia grafitu mają kształt kulisty. Sferoidyzację grafitu uzyskuje się przez dodanie do żeliwa magnezu, jego stopów lub metali ziem rzadkich przed wypełnieniem formy.

44. W jaki sposób oznacza się żeliwo szare i sferoidalne?

Szare EN-GJL-…

Sferoidalne EN-GJS-…

46. Jaki rodzaj żeliwa określa sie mianem żeliwo ADI?

Żeliwo ADI jest to niskostopowe żelazo sferoidalne, które po hartowaniu z przemiana izotermiczną wykazuje strukturę składającą się z mieszaniny ferrytu bainistycznego w kształcie igieł i wzbogaconego węglem, stabilnego termodynamicznie austenitu szczątkowego.

16. Otrzymywanie aluminium

Wykorzystywana ruda jest Boksyt. Wstepna przeróbka polega na otrzymywaniu technicznie czystego tlenku glinu Al₂O₃. Aluminium otrzymuje się przez elektrolize tlenku glinu.

Boksyt -> Otrzymywanie Al₂O₃ -> techniczny Al₂O₃ -> elektroliza Al₂O₃ ->aluminium surowe -> rafinacja ogniowa -> aluminium hutnicze

47. Surowce do otrzymywania aluminium.

Boksyt, lateryt, skały nefelinowe, skały leucytowe, korund, mulit, dumorteryt

59. W jakim procesie otrzymuje się aluminium?

W procesie elektrolizy.

63. Wymień etapy procesu metalurgicznego aluminium?

Otrzymywanie Al203 metodą Bayera, elektroliza Al203, rafinacja ogniowa, rafinacja elektrolityczna, odlewanie, wytwarzanie stopów, odlewanie.

5.Podaj materiały metalowe wykorzystywane w konstrukcji.

Stal, staliwo, żeliwo, żelazo, miedź, aluminium.

20. Co to jest odtlenianie metali ?

Jest to pierwszy z procesów stalowniczych dzieli się na :

- osadowe - metodą żużlową rafinacji chemicznej za pomoca aluminium

2 Al. + 3 FeO -> 3Fe + Al₂O₃

- dyfuzyjne - fizyczna ekstrakcja żuzlowa

FeS + CaO -> FeO +CaS

2. Podaj reakcje chemiczna związana z metalurgią

Odtlenianie za pomoca aluminium 2Al + 3FeO -> 3Fe + Al₂O₃

56. Po co odtlenia się stal?

Aby oczyścić metal z tlenku żelaza FeO oraz tlenku wapnia CaO

15. Co to jest odtlenianie stali

Tlen rozpuszczony w stali powoduje kruchość i mniejszą odporność na korozję.

Są 4 metody odtleniania :

- metoda osadowa - odtlenianie stali

- metoda dyfuzyjna - musi być silnie zasadowy żużel

- metoda próżniowa - bardzo szybkoa i czysta

- metoda kombinowana (metoda żużli syntetycznych)

Stale dzieli się na :

- uspokojone (odtleniona do konca)

-nieuspokojone (odtleniona nie do konca)

Do odtleniania służą :

- żelazokrzem Fe-Si

- żelazomangan Fe-Mn

- końcowy odtleniacz aluminium Al.

10. Podaj stany skupienia.

Stały , ciekly, plazmowy, gazowy

52. Co to są stopy wstępne?

Są to metale wymieszane w pewnym procesie z metalem do którego dodajemy ten stop.

22. Surowce do otrzymywania metali :

- gł. Źródłem metali jest skorupa ziemska rudy żelaza)

Innymi źródłami są :

- woda morska

- konkrecje - tlenki metali w postaci ziaren, bryłek i brył zalegające dno mórz i oceanów.

- złom metali

10. Co to jest aglomerat

Jest to spiek wyniku aglomeracji rudy - koncentrat otrzymany przez wstepna przeróbkę rudy. Aby go uzyskac rude rozdrabniamy i usuwamy skalę płonną

Półwyrób lub wyrób gotowy otrzymany z proszków przez spiekanie (metalurgia proszków)

Zależnie od doboru składników rozroznia się : spieki proste, jednoskladniowe oraz spieki złożone, wielofazowe.

13. Co to jest koncentrat

Koncentrat to aglomerat ( przyspiesza reakcje)

Jest to spiek wyniku aglomeracji rudy - koncentrat otrzymany przez wstepna przeróbkę rudy. Aby go uzyskac rude rozdrabniamy i usuwamy skalę płonną

41. Co to jest skała płonna?

Nieużyteczna gospodarczo skała eksploatowana ze złoża wraz z kopalina.

48. Pojęcie układu termodynamicznego

to np.: wnętrze silnika w którym zachodzi jakaś interesująca przemiana lub np. obszar całej elektrowni, dla którego musimy obliczyc przepływy ciepła. Dzielimy na:

otwarte - wymienia z otoczeniem energie i masę

zamknięte - wymienia z otoczeniem energię

izolowane - nie wymienia nic

57. Podać definicję wlewka i gąski?

Wlewek- odlewane bloki przeznaczone do przeróbki plastycznej na wyroby kute , walcowane i ciągnione

Gąska- stopy przeznaczone do powtórnego topienia, takie jak surówki odlewnicze i odlewnicze stopy metali nieżelaznych w postaci bloków

60. Podać sposoby odlewania miedziowego, konwertorowanie kamienia miedziowego, rafinacji wlewków?

Proces ciągły i proces półciągły.

---