Procese de fabricație - Prezentare PowerPoint PPT

Procese de fabricatie. Fabricarea metalelor de bază Metalurgie Fabricarea fierului și a oțelului. Fabricarea materiilor prime. Metalurgie Fier, oțel, aluminiu, cupru Producerea și prelucrarea materialelor plastice Materiale plastice termoplastice și termorezistente, elastomeri Producția de ceramică Ceramică cristalină, amorfă, specială

Procese de fabricatie

Transcriere de prezentare

Procese de fabricatie Fabricarea metalelor de bază Metalurgie Fabricarea fierului și a oțelului

Fabricarea materiilor prime • Metalurgie • Fier, oțel, aluminiu, cupru • Producerea și prelucrarea materialelor plastice • Materiale plastice termoplastice și termorezistente, elastomeri • Producția de ceramică • Ceramică cristalină, amorfă, specială • Prelucrarea materialelor compozite (asociate)

Metalurgie • Producția de fier și oțel • Producția de aluminiu • Cuprul și metalurgia neferoasă

Principalele procese ale metalurgiei • Pregătirea minereului (zdrobire, măcinare, separare) • Extracția metalului brut • Rafinarea metalului brut • Aliaj • Turnarea în matriță

Producția de fier și oțel • Producția de fontă brută • Funcționarea furnalului • Proprietăți din fontă brută • Producția de oțel • Convertor • Cuptor cu arc, cuptor cu inducție • Post-tratament al oțelului • Aspirarea

Fabricarea fontei brute • Proces: fierul este produs din minereu de fier prin reducerea în furnal folosind cocs (C) • Materie primă: • minereu de fier • minereu de fier magnetic (Fe3O4) 50-70% • minereu de fier roșu (Fe2O3) 40-60% • minereu brun (2FeO.3H2O) 30-50% • subproduse industriale feroase de ex. nămol roșu, zgură de oțel etc. • Produs final: fontă brută

Ce se adaugă la furnal? • Minereu de fier + subprodus industrial feros • materiale care formează zgură (în principal calcar) • cocs (din cărbune negru) Funcția cocsului • arde prin încălzire • generează gaz reducător (CO) • reduce (bec C)

Ce altceva mai este necesar pentru ca furnalul să funcționeze? • Aer pentru arderea cocsului • preîncălzit prin arderea gazului de gât în aeroterme • poate fi îmbogățit cu oxigen • apă de răcire pentru răcirea zidăriei (furnizată de mai multe ori)

Funcționarea furnalului • Dozare: minereu, cocs, material care formează zgură • Alimentare cu energie termică: cocs, alimentare cu aer (300-1600 Co) • Proces: reducerea oxidului de fier • Indirect: CO  CO2 • Fe2O3 + 3CO 2 FeO + 3 CO2 • FeO + CO  Fe + CO2 • Direct: C  CO • FeO + C  Fe + CO • Produs: fontă, zgură, gaz pentru gât

Produse din industria de fontă brută • Fontă brută lichidă • Zgură lichidă • Gaz pentru gât

Produse pentru producția de fontă brută • zgură lichidă • utilizată în principal în construcții • gaz pentru gât • gaz cu putere calorică redusă, în principal pentru preîncălzirea aerului

Producția de oțel • Proces: reducerea conținutului de carbon din fonta brută și concentrația de contaminanți nocivi prin oxidare • Materie primă: fontă brută din oțel • Produs final: oțel • Avantaje: • Creșterea rezistenței și rezistenței • Îmbunătățirea formabilității

Variante ale procedurii • Siemens-Martin (nu mai este folosit) • Convertor (Bessemer, LD) • Producție de oțel electric (arc, inducție)

Producție de oțel convertor (LD) • Aspect: convertor înclinabil în formă de pară • Insert: resturi de oțel, fontă lichidă, aditivi • Alimentare cu combustie: injecție de oxigen • Sursă de căldură: căldură de ardere a carbonului și a contaminanților • Produs final: oțel cu conținut de 0,25-0,3% C

Procesele procedurii LD • Dozarea, introducerea materiilor prime • Împrospătarea cu oxigen gazos, arderea C și a contaminanților • Tratament ulterior: deoxidare, amortizare • Aliaj la cerere • Filetare • Turnare

Dozare Material de bază: • fontă lichidă • fier vechi • generatoare de zgură

Reîmprospătare sau oxidare • Scop: reducerea conținutului de C și a impurităților fontei prin oxidare • Convertor LD 99% O2 pur • Timp de suflare 18-20 minute • Pentru a reduce conținutul de S și P al pulberii de var

Dezoxidare sau amortizare • Adăugarea de Mn, Si, Al în faza finală a fabricării oțelului • Dioxidul de siliciu sau alumina se formează din oxidul de fier, care îl lasă în zgură • Nu se formează bule de gaz în oțel în timpul turnării - acesta este oțelul amortizat

Atingând • Oțelul lichid este introdus într-un cazan cu zidărie ignifugă

Producția de electro-oțel • Într-un cuptor cu arc • Topitură metalică și/sau inserție solidă • Căldura este generată de arcul dintre electrozi și topitură • Se pot produce oțeluri bine controlate și curate

Cuptor cu inducție de oțel • Cuptor cu inducție • Insert solid • Sursa de căldură este căldura în Joule a curentului indus (efect de transformator) • Aliajarea și refuzarea oțelului este obiectivul principal

Post - tratarea oțelurilor • Metalurgia cazanelor: deoxidare, clătire, aliere etc. • Aspirarea cu jet: turnarea unui jet de oțel lichid în vid, degazare puternică • Resoluția arcului sub vid: catodul barei de oțel, anodul cuvei de cupru, arcul topeste oțelul, degazările în vid

Se reface Lumina arcului cu vid Electroslip

Procese de fabricatie Fabricarea metalelor de bază Metalurgie Metalurgia aluminiului și a metalelor ușoare

Procese de producere a aluminiului • Minereu: bauxită • Aluminiu (Al2O3) este produs prin procese hidrometalurgice și pirometalurgice • Aluminiu este separat prin electroliza aluminei (proces electrometalurgic)

Procese de prelucrare a bauxitei (1) • Pregătirea bauxitei: măcinare, spălare cu apă (curățare), uscare • Prelucrarea bauxitei: • Tratament alcalin cu sodă la 180-250 Co, unde se formează aluminat de sodiu - NaAl (OH) 4 • Separarea noroiului roșu • Hidroxid de aluminiu cristalin după răcire - Al (OH) 3 format • Aceasta dă alumina când este aprinsă la 1200-1300 Co - Al2O3

Metalurgia aluminiului (1) • Scop: producerea de aluminiu colorat din alumină • Proces: electroliză • catod: cadă căptușită cu grafit, • anod: tijă de grafit, • electrolit: inserția în sine • Insert: criolit (Na3AlF6) + 6 ... 8% Al2O3

Metalurgia aluminiului (2) • Parametri tehnologici: • Temperatură: 950-980 Co • Curent continuu: U = 4 ... 5 V; I = 50… 250 kA • Precipitații: • Topitură de aluminiu pe căptușeala catodică • Oxigen pe anod de grafit (slăbire puternică) • Baterie intermitentă (98,5… 99,5% Al)

Metalurgia aluminiului (4) • Bilanț material: • 4 t bauxită • 2 t alumină • 1 t aluminiu • Cerere de energie: • 15.000 kWh/1 t aluminiu topitor • 20.000 kWh/1 t aluminiu rafinat

Produse din aluminiu • Piese turnate • Tije, țevi • Foi, benzi, folie • Piese de prelucrare profilate (forjare, curgere, formare tablă) • Avantaje: bună conductivitate termică și electrică, rezistentă la coroziune, ușoară

Turnarea primară a metalului topit (oțel) • Scop: solidificarea oțelului topit într-o formă adecvată pentru prelucrare ulterioară • Forme: • Turnare cu palete (turnare sub presiune) • Turnare continuă

Turnare sub presiune a oțelului (1) Turnare superioară: Avantaj: Simplu, productiv Dezavantaj: Stropirea picăturilor de metal cauzează defecte de suprafață

Turnare sub presiune a oțelului (1) Turnare de jos: Avantaj: Umplere uniformă, bună Dezavantaj: lent, în timp ce metalul se oxidează

Turnare sub presiune a oțelului (2) Turnare de sus: Turnare de jos:

Turnare sub presiune Energie de procesare semnificativă necesară pentru prelucrarea ulterioară Pierderi mari de material datorate turnării și îndepărtării crustei Se pot forma blocuri mari și plăci de turnare continuă, mai apropiate de forma benzilor largi (aprox. 100x100) Datorită acestui fapt pierderea de material este mică, bara poate fi laminat imediat În cazul în care dimensiunile permit acest lucru, se poate utiliza doar o comparație între matriță și turnare continuă

Turnarea se face prin topire ulterioară (turnare) pentru prelucrare • Metalul lichid este • turnat într-o matriță metalică de formă și dimensiune adecvată. Formele sunt situate pe un lanț nesfârșit

Distribuirea conceptelor de bază • În timpul turnării, metalul topit este turnat într-o cavitate formată corespunzător, matrița • Forma și dimensiunea turnării înghețate sunt determinate de matriță • Concepte: • Formă: cavitate corespunzătoare formei piesei - negativ al piesei • Eșantion: formă aproximând dimensiunea piesei • Miez: pentru a forma cavități în turnare

Distribuția proceselor de turnătorie (1) • Turnare în formă pierdută Model rezidual • Turnare cu nisip • Formare de coajă • Formare ceramică Model de pierdere • Model de topire (turnare de precizie) • Model de evaporare • Turnare în formă permanentă