Контрольная работа на тему Основы металлургии (Вариант 9)

Содержание:

Задача 1. Электрометаллургия стали 3
Задача 2. Металлургия благородных металлов 10
Список использованной литературы 18

Фрагмент текста работы:

Задача 1. Электрометаллургия стали
Непрерывное развитие техники, возникновение новых отраслей промышленности вызывает потребность в высококачественных сталях и сплавах. К высококачественным сталям относятся стали с низким содержанием серы (мене 0,05%), фосфора (менее 0,03-0,04%), кислорода и других вредных примесей. Эти стали обычно содержат различные легирующие элементы — хром, никель, вольфрам, молибден, титана и др., которые придают металлу особые физические и разнообразные механические свойства.
Высококачественные стали — инструментальные, нержавеющие, жаропрочные, жароупорные, конструкционные, а также сплавы с особыми свойствами — выплавляются преимущественно в электрических печах.Для их производства используют дуговые и индукционные печи, печи сопротивления, а в последние годы вакуумные индукционные и вакуумные дуговые печи, плазменные дуговые и электронно-лучевые печи. Основное количество электростали выплавляется в дуговых печах.
Выплавка стали в электропечах — способ более совершенный, чем мартеновский и конвертерный, но его распространение ограничивается все еще высокой стоимостью электроэнергии. Отсутствие окислительного пламени и незначительный доступ воздуха дают возможность создавать в печах нейтральную или восстановительную атмосферу и производить весьма тщательное раскисление стали. Высокая температура в печи обеспечивает возможность плавки при высокоизвест-ковистых шлаках, которые способствуют более полному удалению серы из металла . Благодаря возможности более точного управления процессом достигается получение металла заданного состава.
В настоящее время этот способ широко применяется для выплавки высококачественных углеродистых и легированных сталей, а также ферросплавов.
Электрические печи являются весьма гибким металлургическим агрегатом, в них можно получать и точно регулировать необходимые температурные условия процесса, можно проводить плавку в окислительной, восстановительной, нейтральной атмосфере, а также в вакууме. Выплавки стали в электропечах непрерывно возрастает и в настоящее время составляет 10-14% от общего производства стали. Наряду с увеличением выплавки легированных сталей в последние годы расширяется выплавка в электродуговых печах стали углеродистых рядовых марок.
Элекрические печи для плавки металлов разделяют по способу преобразования в них электрической энергии (далее просто «электроэнергии») в тепловую на следующие группы :
• дуговые печи с превращением электроэнергии в тепловую в электрических дугах;
• печи сопротивления с превращением электроэнергии в тепловую при прохождении электрического тока через шихту или проводники (примером печи сопротивления являются печи электрошлакового переплава металлических электродов, в которых электрическим сопротивлением является ванна расплавленного шлака);
• комбинированные печи с превращением электроэнергии в тепловую в дугах и шихте при прохождении через нее электрического тока;
• индукционные печи с нагревом металлошихты возникающими токами электромагнитной индукции;
• электронно-лучевые печи с нагревом и плавлением металла пучком электронов высокой мощности;
• плазменные печи с нагревом и плавлением металла плазменным лучом.
Для выплавки стали применяются дуговые трехфазные печи прямого нагрева (с зависимыми дугами), в которых дуги образуются между вертикально установленными графитовыми или угольными электродами (рис. 1) и загруженной в печь металлической шихтой.

Рисунок 1. Схема электрической дуговой печи прямого нагрева
В этих печах металлическая шихта и после расплавления шихты ванна жидкого металла являются проводником тока, который течет через металл от одного электрода к другому. Электроды закрепляются в электрододержателях, соединенных со вторичной обмоткой печного трансформатора, и имеют вертикальное перемещение для регулирования дуги, осуществляемое автоматически. Печь имеет стальной кожух. Завалка шихты производится через боковое рабочее окно или сверху печи (в печах со съемным сводом или выдвижным корпусом); выпуск готового металла — через летку и желоб. Для наклона при выпуске шлака (в сторону рабочего окна на 10-15°) и металла (в сторону выпускного отверстия до 45°) печь имеет дугообразные сегменты, которыми она опирается на ролики; поворот осуществляется специальным механизмом с гидравлическим или электрическим приводом.