metalurgia019

36

zmieniona aż do powtórnego stopienia metalu, natomiast ich kształt, wielkość i rozmieszczenie tnogąulec zmianie w czasie przeróbki plastycznej.

Porowatość

^Porowatość metalu najważniejsza role odgrywa. w odlewach, „chociaż .także w materiałach przerobionych plastycznie mogą istnieć wady w postaci niezgrza-nych pozostałości pęcherzy. PjyovvatQŚć-4noż£_hvć rezultatem trzech zjawisk za-

ohodzących-w-czasie krzepnięcia^.

W skurczu metalu (zmiany objętości dochodzącej związanego ze zmianą stanu skupienia,

(ćP zmieszania gazów z metalem w czasie odlewania,

wydzielania się w czasie krzepnięcia gazów rozpuszczanych w ciekłym metalu.

2.7. URZĄDZENIA STOSOWANE PODCZAS WSTĘPNYCH I RAFINACYJNYCH PROCESÓW METALURGICZNYCH

Podczas procesów metalurgicznych stosuje się urządzenia, które można podzielić na:

<0 piece służące do topienia i utrzymywania metali w stanie ciekłym oraz do prowadzenia w nich podstawowych zabiegów metalurgicznych, r—'piece służące do nagrzewania stałego wsadu,

konwertory, w których wykonuje się niektóre zabiegi należące do grupy chemicznych gazowych procesów rafinacyjnych, urządzenia do pozapiecowej obróbki metalu, tPtirządzenia transportowe i dozujące: kadzie, rynny grawitacyjne, rynny i pompy magnetohydrodynamiczne, dozowniki itp.

2.7.1. Piece metalurgiczne

Ze względu na dużą różnorodność właściwości fizycznych i chemicznych metali stosowanych w technice oraz szeroki zakres ich temperatury topienia (64°C -stop Wood’a, 3420°C - wolfram) istnieje wiele typów pieców metalurgicznych

0    różnej konstrukcji. Dodatkowymi czynnikami różnicującymi piece są rodzaj

1    organizacja produkcji. W klasyfikacji pieców uwzględnia się zatem kilka kryteriów, wśród których można wymienić:

^ konstrukcję przestrzeni roboczej pieca,

0 źródło energii cieplnej,

'j) rodzaj konstrukcji nośnej,

;-\ przeznaczenie pieca,

Urodzaj atmosfery w piecu,

W

C2 rodzaj i chemiczny charakter wymurówki ogniotrwałej.

Przy wyborze pieca uwzględnia się jeszcze inne jego cechy, takie jak:

(V pojemność,

(P sprawność energetyczna,

(~y> uciążliwość dla środowiska,

(y rodzaj materiałów ogniotrwałych wymurówki lub tygla.

Ze względu na konstrukcję przestrzenjjxthflcz£j. pje ce_metalurgj_ęzne-dzłe 1-księ na: szybowe, muflowe, tyglowe, wannowe, komoro_vve₂ trzonowe i bębnowe. Konstrukcję tych pTeców~pfzedstawiono schematycznie na rysunku 2.20. Piece szyho-we i muflowe służą przede wszystkim do realizacji redukcyjnych procesówotrzy-mywania metali z rud (procesy wstępne). W piecach tyglowych, trzonowych i bębnowych prowadzi się najczęściej procesy rafinacyjne. Służą one także do to-_ pienia metali i wytwarzania z nich stopów; stosowane są także do mągązyno:wania~-i uiednorodnienia ciekłych metąli i stopów.

W piecach szybowych, do których zalicza się yyielkie piece^Lżeliwiaki, ruda, koncentrat lub metal podlegający topieniu są ładowane od góry warstwami na przemian ze_stałym paliwem, najczęściej koksenrL. W dolnej części szybu są umieszczone dysze, przez które jest tłoczone powietrze, niekiedy wzbogacone w tlen lub zmieszane w określonej proporcji z palnym gazem. Proces spalania zachodzący powyżej dysz jest źródłem ciepła potrzebnego do realizacji procesów metalurgicznych i topienia wsadu oraz źródłem reduktora, którym najczęściej jest tlenek węgla. W części pieca znajdującej się poniżej dysz, zwanej garem lub kotliną, zbierają się ciekły metal i żużel, które rozdzielają się dzięki różnej^ gęstość i. Są one usuwane z pieca oddzielnie przez otwory spustowe, znajdujące się na różnych poziomach. Średnica pieców szybowych wynosi od kilkuset milimetrów do kilku metrów, a ich wysokość od kilku do kilkudziesięciu metrów.

W piecach muflowych ruda, koncentrat lub metal są zamknięte w zbiorniku z materiału ogniotrwałego, zwanym muflą, który jest ogrzewany od zewnątrz. Jeżeli zbiornik ma kształt walcowego naczynia otwartego od góry, to taki piec nosi nazwę pieca tyglowego. Jeżeli zbiornik ma prostokątny lub owalny przekrój poziomy, przy niewielkim stosunku wysokości do przekroju, to piec taki nosi nazwę wannowego. Pojemność pieców muflowych i tyglowych najczęściej nie przekracza kilkuset kilogramów metaiu, a wannowych dochodzi do kilku megagramów.

Piece trzonowe charakteryzują się tym, że metal jest topiony w wannie, stanowiącej dolną część pieca, zwaną trzonem. Trzon pieca, ściany boczne i sklepienie tworzą rodzaj komory. Nagrzewanie wsadu następuje od góry przez spalanie w komorze gazu, paliwa ciekłego lub przez promieniowanie elektrycznych oporowych elementów grzejnych albo przez łuk elektryczny. Piece trzonowe mogą mieć pojemność od kilkuset kilogramów do kilkuset megagramów metalu. Pewną ich odmianę stanowią piece bębnowe, w których przestrzeń robocza ma kształt poziomo położonego walca. Źródłem ciepła może tu być palnik umieszczony z reguły w osi bębna.