- alaeutektoidsed C<0,8%, struktuur F+P - eutektoidsed C=0,8%, struktuur P - üleeutektoidsed C>0,8%, struktuur P+T´´ C-sisalduse tõusuga kaasneb terase tiheduse vähenemine, vähenevad ka soojusjuhtivus ja magnetomadused. Terase tootmine Terase tootmine on kaheastmeline(Joonis ). Kõigepealt saadakse kõrgahjus malm ning seejärel sulatatakse malm ümber teraseks kas konverterites, martään- või elektriahjudes. Konvertertis meetodeid on kaks Bessemeri konverteris ( sulameid tähistakse "B") ja Thomas konverteris ( "T"). Elektriahjudes saadakse spetsiaalsed eriterase legeeritud koostisega terase margid. Sulatamisel kulgevate keemiliste reaktsioonide tulemusena eraldatakse malmis sisalduvad lisandid kas koos seadmest väljuvate gaasidega või vedela terase pinnale koguneva räbuga. Terase tootmisel on räbust vajalik eelkõige terase omadusi halvendavate kahjulike
(koksi) tuhk ning magneesiumoksiid, mis ei redutseerunud. Seda tekkinud räbu kasutatakse tsemendi ja räbutelliste tootmiseks. Terast toodetakse tavaliselt malmist ja samades tehastes konverterites või martäänahjudes (kõrge temperatuuriga ahjud, kust puhutakse õhku läbi). Neis seadmetes oksüdeeritakse malmis olev liigne süsinik, räni ja mangaan õhu või hapnikuga. Parimaid terasesorte toodetakse aga elektri kaarleekahjudes või kõrgsagedus - induktsioonahjudes. Elektriahjudes on võimalik saavutada kõrgemat temperatuuri kui konverterites ja martäänahjudes, mistõttu saab lisada terasele ka rasksulavaid metalle nagu volframit, vanaadiumi jne.
põhimeetod. Saadud teras on oma kvaliteedilt lähedane martäänprotsessist saaduga. Terase elektrometallurgia, kus kasutatakse elektrienergiat, võeti kasutusele XIX saj. Lõpul ja XX saj. Algul ning on täiuslikum kui pürometallurgilised konverter- ja martäänmeetod. Oksüdeeriva leegi puudumine ja väike õhu juurdepääs ahju tööruumi võimaldab luua neutraalse keskkonna ja tagab terase täielikuma desoksüdeerimise. Sulatusprotsess on elektriahjudes (elektrikaarahjudes ja induktsioonahjudes) paremini juhitav, mistõttu seda kasutatakse kõrgkvaliteetsete süsinik- ja legeerteraste, samuti ferrosulamite tootmiseks. Martäänmeetod Kasutatakse kõrgahjuprotsessis eelkuumutamisega saavutatud kõrget temperatuuri(-1700°C), et sulatada teras, algmaterjalid toormalm(malmmaakprotsess)- metallurgiakombinaatides, või põhiliselt terasmurd- masinatehastes, oksüdeerimiseks viiakse
VALGE FOSFOR Valge fosfori kristallivõres asuvad molekulid, koosnevad neljast aatomist. Valge fosfor on vahataoline valge või kollaka värvusega aine Vees fosfor ei lahustu Tema helendamine on tingitud aeglasest oksüdatsioonist. Õhus võib süttida juba toatemepatuuril (peenestatult) Väga mürgine aine, nahle sattudes teeb aiai. FOSFORI SAAMINE Valget fosforit toodetakse kuumutades fosforiidi või apatiidi segu liiva ja söega elektriahjudes temperatuuril 13001500 °C 2Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 10C P4 + 10CO + 3Ca2SiO4 Fosfor eraldub auruna Valge fosfor eraldub sealt auruna, mis kondenseeritakse ja kogutakse sulas olekus sooja vee alla. Valge fosfor süttib õhus väga kergesti, seepärast hoitakse teda vee all. PUNANE FOSFOR Tumepunane pulber, mis tekib valge fosfori soojendamisel pikema aja vältel õhu juurdepääsuta Ainena ja mänguasjana
parema kvaliteediga. Aastatel 1907-70 oli see meetod terase tootmiseks põhimeetod. Puhta hapniku tootmismeetodite väljatöötamine tegi võimalikuks hapnik-konverter protsessi kasutuselevõtu (1952-53 Austria). Tänapäeval on see terase hulgitootmise põhimeetodiks. Terase tootmine Terase tootmine on kaheastmeline. Kõigepealt saadakse kõrgahjus malm ning seejärel sulatatakse malm ümber teraseks kas konventerites, martään- või elektriahjudes. Sulatamisel kulgevate keemiliste reaktsioonide tulemusena eraldatakse malmis sisalduvad lisandid kas koos seadmest väljuvate gaasidega või vedela terase pinnale koguneva räbuga Terase tootmisel on räbusti vajalik eelkõige terase omadusi halvendavate kahjulike lisandite (väävel, fosfor) sidumiseks. Pürometallurgilise protsessi algatamiseks puhutakse konverterisse puhast hapnikku. Hapnik oksüdeerib ahjutäidises olevat rauda, süsinikku jt. elemente
magneesiumoksiid, mis ei redutseerunud. Seda tekkinud räbu kasutatakse tsemendi ja räbutelliste tootmiseks. Terast toodetakse tavaliselt malmist ja samades tehastes konverterites või martäänahjudes (kõrge temperatuuriga ahjud, kust puhutakse õhku läbi). Neis seadmetes oksüdeeritakse malmis olev liigne süsinik, räni ja mangaan õhu või hapnikuga. Parimaid terasesorte toodetakse aga elektri kaarleekahjudes või kõrgsagedus - induktsioonahjudes. Elektriahjudes on võimalik saavutada kõrgemat temperatuuri kui konverterites ja martäänahjudes, mistõttu saab lisada terasele ka rasksulavaid metalle nagu volframit, vanaadiumi jne. 5 Kõrgahi 6 Kokkuvõte Metallurgia ja kõrgahju tehnoloogia on omavahel väga tugevalt seotud. Kuna mõlema puhul käsitletakse metalle.
fosforiidi tõttu, mida peetakse Eesti üheks tähtsamaks maavaraks. Fosforiit on tekkinud ordoviitsiumis meres elanud käsijalgsete (Obolos) fosfaatidest koosnevatest karpidest. Kuna fosforiit asub Eestis sügaval maapõues, siis tehnilistel ja ka keskkonnakaitselistel põhjustel meil fosforiiti hetkel ei kaevandata. Saamine Tööstuslikult toodetakse fosforit (täpsemalt valget fosforit) kuumutades fosforiidi või apatiidi segu liiva ja söega elektriahjudes temperatuuril 1300-1500 °C 4Ca5F(PO4)3 + 21SiO2 + 30C 3P4 + 20CaSiO3 + SiF4 + 30CO 2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 + 10C (1500°C) 6CaSiO3 + 10CO + P4 Valge fosfor eraldub seal auruna, mis kondenseeritakse ja kogutakse sulas olekus sooja vee all. Kaasaegne elektriahi fosfori tootmiseks on 12 meetrise läbimõõduga, võimsusega 60-70 MW ning see annab üle 30 tuhande tonni fosforit aastas. Valge fosfori maailmatoodanguks peetakse ligikaudu 1,5 miljonit tonni aastas.
rauamaagiga)(tugevam, aga vähem plastsem) Terased – raua sulamid, mis sisaldavad süsinikku 0,05...2,14%. Terasesulatuse meetodid: Konvertermeetod – sulatus teraskesta ja tulekindlast materjalist voodriga lahtises ahjus vedelast toormalmist hapniku läbipuhumisega. Martäänmeetod – sulatus ettekuumutatud gaasi ja õhuga köetavas leekahjus kas malmist või terasmurrust rauamaagi lisamisega. Elektrometallurgia – terase sulatamine elektriahjudes, kaarahjudes või induktsioonahjudes. Terase taandamine – sulaterases lahustunud FeO taandamine Mn ja Si lisamisega. Keemilise koostise järgi: Mittelegeerterased ehk süsiniksterased; legeerterased roostevabad terased. Mittelegeerterase liigitamine: 1. Otstarbe järgi - konstruktsiooniterased C=0,05-0,65% - tööriistaterased C=0,7-1,35% 2. Süsinikusisalduse järgi - madalsüsinikterased C 0,25% (ei karastu)
mis ei redutseerunud. Seda tekkinud räbu kasutatakse tsemendi ja räbutelliste tootmiseks. Terast toodetakse tavaliselt malmist ja samades tehastes konverterites või martäänahjudes (kõrge temperatuuriga ahjud, kust puhutakse õhku läbi). Neis seadmetes oksüdeeritakse malmis olev liigne süsinik, räni ja mangaan õhu või hapnikuga. Parimaid terasesorte toodetakse aga elektri kaarleekahjudes või kõrgsagedus - induktsioonahjudes. Elektriahjudes on võimalik saavutada kõrgemat temperatuuri kui konverterites ja martäänahjudes, mistõttu saab lisada terasele ka rasksulavaid metalle nagu volframit, vanaadiumi jne. Kõrgahju materjalide bilanss Täidis Saadused Rauamaak 2030 kg Malm 1000 kg 146 kg Räbu (slakk) 755 kg Mangaanimaak Lubjakivi 598 kg Kõrgahju gaas 5217 kg
3. martäänmeetod 4. elektrikaarahjumeetod 5. (Points: 2.5) Millise reaktsiooniga toimub väävli eraldumine terasest? 1. FeS + Mn MnS + Fe + Q 2. FeS + CaO CaS + FeO - Q 3. MnS + CaO CaS + MnO - Q 4. 2FeO + Si 2Fe + Si + Q 6. (Points: 2.5) Valandeis moodustub kahanemistühik 1. keevterase 2. legeerterase 3. süsinikterase 4. rahuliku terase puhul 7. (Points: 2.5) Kõige kvaliteetsem teras saadakse 1. hapnikkonvertereis 2. martäänmeetodil 3. elekterräbuümbersulatusel 4. elektriahjudes 8. (Points: 2.5) Kõige tootlikumaks terase saamise meetodiks on 1. martäänmeetod 2. bessemermeetod 3. elektrikaarmeetod 4. hapnikkonvertermeetod 9. (Points: 2.5) Süsinikusisaldus malmis on 1. 1,8% 2. 4,0% 3. 10% 4. 15% 10. (Points: 2.5) Malmi tootmisel kasutatav meetod on 1. pürometallurgia 2. pulbermetallurgia 3. hüdrometallurgia 4. elektrometallurgia 11. (Points: 2.5) Malmi otsene redutseerimine toimub temperatuuril 1. 600...800 ºC 2. 900...1100 ºC 3. < 1000 ºC 4
d. väike allajahtumisaste Küsimus 9 Valmis Hinne 1 / 1 Märgista küsimus Küsimuse tekst Ferrosiliitsiumit ja ferromangaani kasutatakse terase tootmisel Vali üks: a. räbu moodustamiseks b. lisandite oksüdeerimiseks c. redutseerimiseks d. tsementiidi moodustamiseks Küsimus 10 Valmis Hinne 0 / 1 Märgista küsimus Küsimuse tekst Kõige kvaliteetsem teras saadakse Vali üks: a. elektriahjudes b. elekterräbuümbersulatusel c. martäänmeetodil d. hapnikkonvertereis Küsimus 11 Valmis Hinne 1 / 1 Märgista küsimus Küsimuse tekst Süsinik satub malmi Vali üks: a. aherainest b. kütusest c. maagist d. räbustist Küsimus 12 Valmis Hinne 1 / 1 Märgista küsimus Küsimuse tekst Kuidas muutuvad terase kõvadus ja plastsus süsinikusisalduse vähenedes? Vali üks: a
Kõrgahjugaas 3575 kg Kokku: 7320 kg Kokku: 7320 kg Kõrgahju põhimõtteline skeem Terase tootmine Terase tootmine on kaheastmeline. Kõigepealt saadakse kõrgahjus malm ning seejärel sulatatakse malm ümber teraseks kas konventerites, martään- või elektriahjudes. Sulatamisel kulgevate keemiliste reaktsioonide tulemusena eraldatakse malmis sisalduvad lisandid kas koos seadmest väljuvate gaasidega või vedela terase pinnale koguneva räbuga . Terase tootmisel on räbusti vajalik eelkõige terase omadusi halvendavate kahjulike lisandite (väävel, fosfor) sidumiseks. Pürometallurgilise protsessi algatamiseks puhutakse konverterisse puhast hapnikku. Hapnik oksüdeerib ahjutäidises olevat rauda, süsinikku jt. elemente
siis tehnilistel ja ka keskkonnakaitselistel põhjustel meil fosforiiti hetkel ei kaevandata. Fosfor on tähtis bioelement, kuuludes valkude, nukleiinhapete ja organismis energiat andvasse ATP (adenosiintrifosfaat) koostise. Lisaks leidub fosforit veel luudes ja hammastes. Fosfor on vajalik element ka taimede jaoks, mõjutades nende arengut ja viljumist. Saamine Tööstuslikult toodetakse fosforit (täpsemalt valget fosforit) kuumutades fosforiidi või apatiidi segu liiva ja söega elektriahjudes temperatuuril 1300-1500 °C 4Ca5F(PO4)3 + 21SiO2 + 30C 3P4 + 20CaSiO3 + SiF4 + 30CO 2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 + 10C (1500°C) 6CaSiO3 + 10CO + P4 Valge fosfor eraldub seal auruna, mis kondenseeritakse ja kogutakse sulas olekus sooja vee all. Kaasaegne elektriahi fosfori tootmiseks on 12 meetrise läbimõõduga, võimsusega 60-70 MW ning see annab üle 30 tuhande tonni fosforit aastas. Valge fosfori maailma-toodanguks peetakse ligikaudu 1,5 miljonit tonni aastas. Reageerimine:
..1200º C. Sula malmi koldesse valgumisel rikastub ta süsinikuga veelgi (3,5...4,5% C). Paralleelselt raua redutseerimisega maakidest toimub kõrgahjus ka mangaani, räni ja fosfori redutseerimine, mis siirduvad samuti sulametalli. Terase tootmine Terase tootmine on kaheastmeline. Kõigepealt saadakse kõrgahjus malm ning seejärel sulatatakse malm ümber teraseks kas konverterites, martään- või elektriahjudes. Sulatamisel kulgevate keemiliste reaktsioonide tulemusena eraldatakse malmis sisalduvad lisandid kas koos seadmest väljuvate gaasidega või vedela terase pinnale koguneva räbuga . Terase tootmisel on räbusti vajalik eelkõige terase omadusi halvendavate kahjulike lisandite (väävel, fosfor) sidumiseks. Pürometallurgilise protsessi algatamiseks puhutakse konverterisse puhast hapnikku. Hapnik oksüdeerib ahjutäidises olevat rauda, süsinikku jt. elemente
põhjustel meil fosforiiti hetkel ei kaevandata. Fosfor on tähtis bioelement, kuuludes valkude, nukleiinhapete ja organismis energiat andvasse ATP (adenosiintrifosfaat) koostise. Lisaks leidub fosforit veel luudes ja hammastes. Fosfor on vajalik element ka taimede jaoks, mõjutades nende arengut ja viljumist. Saamine Tööstuslikult toodetakse fosforit (täpsemalt valget fosforit) kuumutades fosforiidi või apatiidi segu liiva ja söega elektriahjudes temperatuuril 1300-1500 °C 4Ca5F(PO4)3 + 21SiO2 + 30C --> 3P4 + 20CaSiO3 + SiF4 + 30CO 2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 + 10C -->(1500°C) 6CaSiO3 + 10CO + P4 Valge fosfor eraldub seal auruna, mis kondenseeritakse ja kogutakse sulas olekus sooja vee all. Kaasaegne elektriahi fosfori tootmiseks on 12 meetrise läbimõõduga, võimsusega 60-70 MW ning see annab üle 30 tuhande tonni fosforit aastas. Valge fosfori maailmatoodanguks peetakse ligikaudu 1,5 miljonit tonni aastas.
(3,7...4%) rauasulam malm, mis tilkadena kõrgahju koldesse valgub. Sulamalm, samuti sularäbu väljutatakse aeg-ajalt väljalaskeavade kaudu. Enamik toodetud malmist (ca 95%) toormalm on lähtematerjaliks teraste tootmisel. Väiksemat osa kõrgahju toodangust valumalmi kasutatakse malmvalandite tootmiseks valutööstuses. Suure süsinikusisaldusega toormalm sulatatakse tänapäeval ümber terasteks peamiselt hapnikukonverterites , kõrgkvaliteetteras elektriahjudes. Hapnikukonverteri täidise põhiosa (~70%) on toormalm. Täidisesse lisatakse samuti Martin Raba terasmurdu ning räbustina lubjakivi. Terase tootmisel on räbusti vajalik eelkõige terase omadusi halvendavate kahjulike lisandite (väävel, fosfor) sidumiseks. Pürometallurgilise protsessi algatamiseks puhutakse konverterisse puhast hapnikku. Hapnik oksüdeerib ahjutäidises olevat rauda, süsinikku jt. elemente. Süsiniku oksüdeerumisega kaasneb sulatise süsinikusisalduse pidev
Valige üks: a. temperatuuri tõstmine b. vedelmetalli viskoossuse suurendamine c. temperatuuri alandamine d. surve suurendamine vedelmetalli pinnale Küsimus 11 Valmis Hindepunkte 1/1 Põhiliseks iseärasuseks alumiiniumisulamite valamisel on Valige üks: a. ebarahuldav vedelvoolavus b. kalduvus gaaside imamisele ja kergesti oksüdeerumine c. alumiiniumi väike tihedus ja suur joonkahanemine d. sulatamine elektriahjudes ja kahanemistühikute teke Küsimus 12 Valmis Hindepunkte 1/1 Milline valumeetod võimaldab toota suurima massiga valandeid? Valige üks: a. poolpidevvalu b. koorikvalu c. tsentrifugaalvalu d. liivvormvalu Küsimus 13 Valmis Hindepunkte 1/1 Survevaluga valmistatakse valandeid seinapaksustega (mm) Valige üks: a. 2-30 b. 0,8-15 c. 0,1-10 d. 0,8-50 Küsimus 14 Valmis Hindepunkte 1/1
Flag question Küsimuse tekst Parim vedalvoolavus on Vali üks: a. tempermalmil b. titaani sulamil c. valuterasel d. hallmalmil Küsimus 31 Õige Hinne 1,00 / 1,00 Flag question Küsimuse tekst Põhiliseks iseärasuseks alumiiniumisulamite valamisel on Vali üks: a. ebarahuldav vedelvoolavus b. alumiiniumi väike tihedus ja suur joonkahanemine c. kalduvus gaaside imamisele ja kergesti oksüdeerumine d. sulatamine elektriahjudes ja kahanemistühikute teke Küsimus 32 Õige Hinne 1,00 / 1,00 Flag question Küsimuse tekst Millisel eesmärgil kasutatakse valuvormides kärne? Vali üks: a. mitteläbitavate avade valmistamiseks b. valandi välispinna kujundamiseks c. valandi otspinna kujundamiseks d. avade ja õõnsuste valmistamiseks Küsimus 33 Õige Hinne 1,00 / 1,00 Flag question Küsimuse tekst Räbupüüdja efektiivsus suureneb Vali üks: a
Sulatuse kestus on 5...12 tundi. Sarnaselt hapnikkonvertermeetodile toodetakse martäänmeetodiga põhiliselt süsinik- ja madallegeerteraseid. 9 2.2.3 Terase elektrometallurgia Terase elektrometallurgia eelisteks on oksüdeeriva leegi puudumine, väike õhu juurdepääs ahju tööruumi, kõrge temperatuur ja sulatusprotsessi kerge juhitavus. Elektriahjudes on võimalik luua neutraalne keskond või vaakum, paremini reguleerida temperatuuri ning seega desoksüdeerimisprotsesse ja kahjulike lisandite eemaldamist. Terase elektrometallurgias kasutatakse kahte liiki sulatusseadmeid: elektrikaar- ja induktsioonahje. Elektrikaarahi on ahi, kus metallide ja teiste materjalide sulatamiseks kasutatakse elektrikaare soojust.
Koks 971 kg Kõrgahju tolm 348 kg Kõrgahjugaas 3575 kg Kokku: 7320 kg Kokku: 7320 kg Kõrgahju põhimõtteline skeem Terase tootmine Terase tootmine on kaheastmeline. Kõigepealt saadakse kõrgahjus malm ning seejärel sulatatakse malm ümber teraseks kas konventerites, martään- või elektriahjudes. Sulatamisel kulgevate keemiliste reaktsioonide tulemusena eraldatakse malmis sisalduvad lisandid kas koos seadmest väljuvate gaasidega või vedela terase pinnale koguneva räbuga . Terase tootmisel on räbusti vajalik eelkõige terase omadusi halvendavate kahjulike lisandite (väävel, fosfor) sidumiseks. Pürometallurgilise protsessi algatamiseks puhutakse konverterisse puhast hapnikku. Hapnik oksüdeerib ahjutäidises olevat rauda, süsinikku jt. elemente. Süsiniku oksüdeerumisega
28. Kaaliumi saadakse tööstuslikult sula KCl elektrolüüsil. Protsessi käigus eraldub anoodil kloor ning katoodil metalne kaalium (2KCl 2K + Cl2). Mitu tonni toorainet, mis sisaldab 82 % kaaliumkloriidi tuleb võtta 5,5 m3 kaaliumi ( = 0,86 g/cm3) saamiseks kui kogu protsessi saagis on 73 %? 29. Nüüdisaegne elektroonikatööstus vajab suurtes kogustes räni. Räni toodetakse ränidioksiidi redutseerimisel söega elektriahjudes. Mitu kg liiva, mis sisaldab 85% SiO2, tuleb võtta 5,6 kg räni saamiseks? 30. Leida 350 cm3 fosforhappe lahuse (=1,445 g/dm3) molaarne, molaalne ning protsendiline kontsentratsioon, mis tekkis 288,62 g tetrafosfordekaoksiidi reageerimisel veega? V. Kompleksülesanded 1. Gaasipliidi omanik kulutab kuus keskmiselt 1 m3 gaasi. Arvutage kas on võimalik ühe päeva gaasi kogus ära põletada hermeetiliselt suletud köögis. Kui kuus on 30 päeva, köögi ruumala on
Koks 971 kg Kõrgahju tolm 348 kg Kõrgahjugaas 3575 kg Kokku: 7320 kg Kokku: 7320 kg Kõrgahju põhimõtteline skeem Terase tootmine Terase tootmine on kaheastmeline. Kõigepealt saadakse kõrgahjus malm ning seejärel sulatatakse malm ümber teraseks kas konventerites, martään- või elektriahjudes. Sulatamisel kulgevate keemiliste reaktsioonide tulemusena eraldatakse malmis sisalduvad lisandid kas koos seadmest väljuvate gaasidega või vedela terase pinnale koguneva räbuga . Terase tootmisel on räbusti vajalik eelkõige terase omadusi halvendavate kahjulike lisandite (väävel, fosfor) sidumiseks. Pürometallurgilise protsessi algatamiseks puhutakse konverterisse puhast hapnikku. Hapnik oksüdeerib ahjutäidises olevat rauda, süsinikku jt. elemente. Süsiniku oksüdeerumisega
11) Sn : 7300kg/m3; 232 C tänapäeval ümber terasteks peamiselt 12) Rm : tõmbetugevus Rm, see on hapnikukonverterites, kõrgkvaliteetteras maksimaaljõule Fm vastav mehaaniline pinge. elektriahjudes. Enamik metallurgiatehastes Rm = Fm/So, kus Fm - maksimaaljõud, So - toodetavatest terastest töödeldakse teimiku algristlõikepindala. pooltoodeteks, valtsmetalliks sorditeras,
hoolikal fosfori uurimisel tema saamise täiuslikuma meetodi ja avaldas oma andmed avalikult. Tõenäoliselt tunti fosforit alkeemikute poolt juba varemgi. Nimelt Pariisi Rahvusraamatukogus ladinakeelse manuskripti uurimisel selgus, et 12. sajandil sai araabia alkeemik Albid Behil pimedas helenduvat ainet, mis oli saadud uriini, lubja ja liiva kuumutamisel. Saamine Tööstuslikult toodetakse fosforit (täpsemalt valget fosforit) kuumutades fosforiidi või apatiidi segu liiva ja söega elektriahjudes temperatuuril 1300-1500 °C 4Ca5F(PO4)3 + 21SiO2 + 30C _ 3P4 + 20CaSiO3 + SiF4 + 30CO 2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 + 10C _(1500°C) 6CaSiO3 + 10CO + P4 Valge fosfor eraldub seal auruna, mis kondenseeritakse ja kogutakse sulas olekus sooja vee all. Kaasaegne elektriahi fosfori tootmiseks on 12 meetrise läbimõõduga, võimsusega 60-70 MW ning see annab üle 30 tuhande tonni fosforit aastas. Valge fosfori maailmatoodanguks peetakse ligikaudu 1,5 miljonit tonni aastas. Allotroopia
Vastavalt sellele nimetatakse malmi perliit-, ferriitperliit- või ferriithallmalmiks. 10. Teraste tootmine Terase tootmine saab alguse toormalmi tootmisest spetsiaalsetes šahtahjudes – kõrgahjudes. kaudu. Enamik toodetud malmist (ca 95%) – toormalm – on lähtematerjaliks teraste tootmisel. Suure süsinikusisaldusega toormalm sulatatakse tänapäeval ümber terasteks peamiselt hapnikukonverterites, kõrgkvaliteetteras elektriahjudes. Enamik metallurgiatehastes toodetavatest terastest töödeldakse pooltoodeteks, valtsmetalliks – sorditeras, lehtteras (plekk), torud, spetsiaalsed valtstooted. 9 11. Terasplokki struktuur Valtsimisele eelneb valuplokkide tootmine, kaasaegsetes metallurgiatehastes enamasti pidevvalu meetodil. Pidevvaluseadmeni transporditakse metall kopaga, kust sulateras voolab veega jahutatavasse vormi. 12. C- teraste omadused
(Pildiallikas: http://elements.vanderkrogt.net/images/phosphorus.jpg ) Tõenäoliselt tunti fosforit alkeemikute poolt juba varemgi. Nimelt Pariisi Rahvusraamatukogus ladinakeelse manuskripti uurimisel selgus, et 12. sajandil sai araabia alkeemik Albid Behil pimedas helenduvat ainet, mis oli saadud uriini, lubja ja liiva kuumutamisel. Saamine Tööstuslikult toodetakse fosforit (täpsemalt valget fosforit) kuumutades fosforiidi või apatiidi segu liiva ja söega elektriahjudes temperatuuril 1300-1500 °C 4Ca5F(PO4)3 + 21SiO2 + 30C 3P4 + 20CaSiO3 + SiF4 + 30CO 2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 + 10C (1500°C) 6CaSiO3 + 10CO + P4 Valge fosfor eraldub seal auruna, mis kondenseeritakse ja kogutakse sulas olekus sooja vee all. Kaasaegne elektriahi fosfori tootmiseks on 12 meetrise läbimõõduga, võimsusega 60-70 MW ning see annab üle 30 tuhande tonni fosforit aastas. Valge fosfori maailmatoodanguks peetakse ligikaudu 1,5 miljonit tonni aastas.
Sulatusahjudes saadakse malmist esmalt toorteras, sellele järgneb terase taandamine (Mn ja Si lisamisega). Terasesulatuse meetodid: 1) Konvertermeetod- sulatus toimub teraskesta ja tulekindlast materjalis voodriga lahtises ahjus (konverteris vedaelas toormalmis hapniku läbipuhumisega) 2) Martäänmeetod- sulatus toimub ettekuumutatud gaasi ja õhuga köetavas leekahjus kas malmist või terasmurrust rauamaagi lisamisega 3) Elektrometallurgia- teras sulatatakse elektriahjudes, kaarahjudes või induktsioonahjudes. Saadakse kõrgkvaliteetsed süsinik- legeerterased. Sulatusahjudes saadakse malmist emalt toorterasm mis sisaldab tunduval määral vedelas terases lahustunud rauahapendit FeO. Kui FeO jääks terasesse, siis muudaks see terase rabedaks. Sulatusele järgneb terase taandamine – sulaterases lahustunud FeO taandamine Mn ja Si lisamisega. Taandamise tulemusena jääb kõikidesse terastesse
Vedelik imbub poorsesse vormiümbrisesse, peale kuivatamist võetakse toorik vormist välja ja paagutatakse. Selle puuduseks on kallid ja peened pulbrid ja aeglus. 46. Kui suur võib olla poorsus konstruktsioonimaterjalis? <2% 47. Kuidas reguleerida terase süsiniku sisaldust? 48. O-poorsus, kuidas saab? 49. Terase tootmine- Terase tootmine on kaheastmeline. Kõigepealt saadakse kõrgahjus malm ning seejärel sulatatakse malm ümber teraseks kas konventerites, martään- või elektriahjudes. 50. Räbusti ülesanne- peamised ülesanded metallurgilistes protsessides on maagis sisalduva aheraine (enamasti ränioksiidi SiO2) eemaldamine. 51. Tuntumad antifrikatsioon materjalid- poorne raud, raud-grafiit, raud- vask, raud-vask- grafiit, poorne pronks, pronks-grafiit, vask-grafiit, Cu, Fe, Ni, tahked määrded, 52. Poorsete materjalide kasutusala- filtrid, soojusisolatsioonimaterjalid, pindade jahutus, pneumolaagrid, poorsed katalüsaatorid, poorsed elektroodid, aeraatorid.
SiO2+3C=SiC+2CO Karborundi suure kõvaduse tõttu kasutatakse teda lihvimisketaste ja luiskude valmistamiseks. Väga kõrgel temperatuuril ühineb räni vesinikuga,moodustades silaane ehk ränivesinikke: Si+2H2=SiH4 3. Ränidioksiid--SiO2. SiO2 leidub looduses peamiselt kvartsina, mis on paljude kivimite, näiteks graniidi koostisosaks. Ka liiv koosneb peenikestest kvartsiterakestest. Puhast liiva rakendatakse koos sooda ja lubjaga klaasi tootmiseks. Kui sulatada elektriahjudes ainult raskesti sulavat ränidioksiidi, siis saadakse nn.kvartsklaas. Kvartsklaasil on väga väike soojuspaisumistegur, seepärast võib kuumi kvartsnõusid panna külma vette, ilma et nad puruneksid. Kvartsklaas laseb läbi ultraviolettkiiri. Värvuseta läbipaistvat kvartsikristalli nimetatakse mäekristalliks. Lisandid annavad mäekristallile erineva värvuse: valget mäekristalli nimetatakse piimkvartsiks, pruunikat-- suitstopaasiks, lillat--ametüstiks
pole taval. kergsüttiv (süttim. temp. üle 210ºC), kuid lisandid ja hõõrdumine võivad süttimist soodustada; puhtal kujul pole mürgine (ei lahustu organismis). aurude kondenseerumisel ja tahkumisel tekib valge fosfor. Must fosfor: meenutab väliselt grafiiti, must kristallil. Aine kristallivõre: omavahel nõrgalt seotud gofreeritud kihid. teiste f. allotroopidega võrreldes kõige passiivsem. Valge fosfor: segu fosforiidid või apatiit: koks, liiv ; kuumutamisel elektriahjudes (13001500ºC): 4Ca5F(PO4)3 + 21SiO2 + 30 C 3P4 + 20CaSiO3 + SiF4 + 30 CO. Valge fosfori helendumine (kemoluminenstsents): seotud tema aurude aeglase oksüdatsiooniga õhus (valge f. lendub märgatavalt ka madalatel tºdel). Punane fosfor võib samuti olla säilitamisel tuleohtlik (eriti suurtes kogustes, individ. ühenditena tuvastatud: P4O, P4O2 (P2O), P4O6 (P2O3), P4O8, P4O10 (P2O5), PO3
Terasesulatuse põhimeetodid: 1) Konvertermeetod – sulatus toimub teraskesta ja tulekindlast materjalist voodriga lahtises ahjus – konverteris vedelas toormalmist hapniku läbipuhumisega. 2) Martäänmeetod – sulatus toimub ettekuumutatud gaasi ja õhuga köetavas leekahjus kas malmist või terasmurrust (vanaraud) rauamaagi lisamisega. 3) Elektrometallurgia – teras sulatatakse elektriahjudes, kaarahjudes või induktsiooniahjudes. Saadakse kõrgkvaliteetsed süsinik-ja legeerterased. Sulatusahjudes saadakse malmist esmalt toorteras, mis sisaldab tunduval määral vedelas terases lahustunud rauahapendit FeO. Kui FeO jääks terasesse, siis muudaks see terase rabedaks. Sulatusele järgneb terase taandamine – sulaterases lahustatud FeO taandamine Mn ja Si lisamisega. Taandamise tulemusena jääb kõikidesse terastesse taandamisjäägina Mn 0,8%
Valmistatakse: tööriistad, lõiketerad, noad, vedrud, traat. 4) Roostevaba teras See on korrosioonikindel teras. Sisaldab Cr vähemalt 11%, vahel ka Ni ja Mo. Roostevabad terased jaotatakse sõltuvalt mikrostruktuurist ferriitsed, martensiitsed ja austeniitsed. Kaks esimest on ferromagneetikud. Roostevabade teraste hulka kuuluvad ka eriti kuumakindlad terased, mis töötavad oksüdeerivates tingimustes kuni 1000 kraadini (C). Kasutatakse gaasiturbiinides, lennukites, elektriahjudes, tuumareaktorites. 7.1.2 Malmi liigid Malm sisaldab üle 2,1% C, tavaliselt 3 4,5%. Malmi sulamistemperatuur on madalam kui terasel ja seetõttu sobib detailide valuks. Malm on ka rabe, mistõttu ei sobi töötlemiseks plastilise deformatsiooni abil. Tsementiit Fe3C on ebastabiilne ühend ja võib laguneda mitmekordsel kuumutamise ja jahutamisel ferriidiks ning grafiidiks: Fe3C 3Fe() + C(grafiit) Grafiidi tekkimist saab reguleerida lisandite ja jahutamise kiirusega
Valmistatakse: tööriistad, lõiketerad, noad, vedrud, traat. 4) Roostevaba teras See on korrosioonikindel teras. Sisaldab Cr vähemalt 11%, vahel ka Ni ja Mo. Roostevabad terased jaotatakse sõltuvalt mikrostruktuurist ferriitsed, martensiitsed ja austeniitsed. Kaks esimest on ferromagneetikud. Roostevabade teraste hulka kuuluvad ka eriti kuumakindlad terased, mis töötavad oksüdeerivates tingimustes kuni 1000 kraadini (C). Kasutatakse gaasiturbiinides, lennukites, elektriahjudes, tuumareaktorites. 7.1.2 Malmi liigid Malm sisaldab üle 2,1% C, tavaliselt 3 4,5%. Malmi sulamistemperatuur on madalam kui terasel ja seetõttu sobib detailide valuks. Malm on ka rabe, mistõttu ei sobi töötlemiseks plastilise deformatsiooni abil. Tsementiit Fe3C on ebastabiilne ühend ja võib laguneda mitmekordsel kuumutamise ja jahutamisel ferriidiks ning grafiidiks: Fe3C 3Fe( ) + C(grafiit) Grafiidi tekkimist saab reguleerida lisandite ja jahutamise kiirusega
Valmistatakse: tööriistad, lõiketerad, noad, vedrud, traat. 4) Roostevaba teras See on korrosioonikindel teras. Sisaldab Cr vähemalt 11%, vahel ka Ni ja Mo. Roostevabad terased jaotatakse sõltuvalt mikrostruktuurist ferriitsed, martensiitsed ja austeniitsed. Kaks esimest on ferromagneetikud. Roostevabade teraste hulka kuuluvad ka eriti kuumakindlad terased, mis töötavad oksüdeerivates tingimustes kuni 1000 kraadini (). Kasutatakse gaasiturbiinides, lennukites, elektriahjudes, tuumareaktorites. 7.1.2 Malmi liigid Malm sisaldab üle 2,1% C, tavaliselt 3 4,5%. Malmi sulamistemperatuur on madalam kui terasel ja seetõttu sobib detailide valuks. Malm on ka rabe, mistõttu ei sobi töötlemiseks plastilise deformatsiooni abil. Tsementiit on ebastabiilne ühend ja võib laguneda mitmekordsel kuumutamise ja jahutamisel ferriidiks ning grafiidiks: Grafiidi tekkimist saab reguleerida lisandite ja jahutamise kiirusega. Grafitiseerumist soodustab Si sisaldus ja
vägakõvad. Valmistatakse: tööriistad, lõiketerad, noad, vedrud, traat. 4) Roostevaba teras See on korrosioonikindel teras. Sisaldab Cr vähemalt 11%, vahel ka Ni ja Mo. Roostevabad terased jaotatakse sõltuvalt mikrostruktuurist ferriitsed, martensiitsed ja austeniitsed. Kaks esimest on ferromagneetikud. Roostevabade teraste hulka kuuluvad ka eriti kuumakindlad terased, mis töötavad oksüdeerivates tingimustes kuni 1000 kraadini (oC). Kasutatakse gaasiturbiinides, lennukites, elektriahjudes, tuumareaktorites. 7.1.2 Malmi liigid Malm sisaldab üle 2,1% C, tavaliselt 3 4,5%. Malmi sulamistemperatuur on madalam kui terasel ja seetõttu sobib detailide valuks. Malm on ka rabe, mistõttu ei sobi töötlemiseks plastilise deformatsiooni abil. Tsementiit Fe3C on ebastabiilne ühend ja võib laguneda mitmekordsel kuumutamise ja jahutamisel ferriidiks ning grafiidiks: Fe3C3Fe() + C(grafiit) Grafiidi tekkimist saab reguleerida lisandite ja jahutamise kiirusega. Grafitiseerumist
lõikamisel, jootmisel ja vajadusel ka kuumutamiseks. Hapnik on gaas, mis soodustab põlemist, kuid iseseisvalt ei põle. Keevitamisel kasutatavate gaaside tihetused 15º C ja rõhul 0,101 MPa (1,013 baari). Atsetüleen. Atsetüleen on metallide gaaskeevitamisel ja -lõikamisel põhiline põlevgaas. Teda saadakse kaltsiumkarbiidist, millel terav küüslaugulõhn ja ta imab väga hästi vett. Saadakse teda koksi ja kustutamata lubja sulatamisel elektriahjudes temperatuuril 1900...2300° C reaktsiooniga CaO+3C=CaC2 +CO. Uuesti veega reageerides saadakse temast atsetüleen ja kustutatud lubi sellise võrrandiga CaC2 +2H2O=C2H2 +CA(OH)2 . Ühest kilogrammist võib saada 235...285 dm 3-rit atsetüleeni. Kõrge energiasisalduse tõttu kasutatakse atsetüleeni põlevgaasina, kus leegi temperatuur ulatub põlemisel tehniliselt puhtas hapnikus kuni 3200° C-ni. Seega on atsetüleen süsiniku ja vesiniku keemiline ühend
Must fosfor tekib valgest allotroobist rõhul üle 1,2 GPa (1,2 . 109Pa) (normaalrõhk: 1 atm ≈ 1,01 · 105 Pa) meenutab väliselt grafiiti must kristallil. aine kristallivõre: omavahel nõrgalt seotud gofreeritud kihid atmosfäärirõhul sublimeerub (nagu ka punane f.) teiste f. allotroopidega võrreldes kõige passiivsem 3.15.3. Tööstuslik saamine Valge fosfor: segu – fosforiidid või apatiit – koks – liiv kuumutamisel elektriahjudes (1300–1500ºC): 4Ca5F(PO4)3 + 21SiO2 + 30 C → 3P4 + 20CaSiO3 + SiF4 + 30 CO (summarne võrrand) (sel meetodil tööstusl. tootm. alates 1891) Fosfori aurud kondenseeruvad kogutakse tootmise käigus sooja (60ºC) vee all Punane fosfor valge fosfori kuumutamisel (375-400ºC) õhu juurdepääsuta mõne tunni jooksul Mõlema allotroobi täiendav puhastamine (palju meetodeid) Ülipuhas valge f. – tsoonsulatus jt. meetodid Kristalne - “ - – ümberkristallimine CS2-st
tootmist; Suure süsinikusisaldusega toormalm sulata- · mitterauametallurgiat e. värvilismetallide metal- takse tänapäeval ümber terasteks peamiselt lurgiat, mis hõlmab mitterauametallide (Cu, Al, hapnikukonverterites (sele 2.1), kõrgkvaliteetteras Mg, Ti jt.) toomist. elektriahjudes. Hapnikukonverteri täidise põhiosa Enamik metalle on maakoores keemiliste ühen- (~70%) on toormalm. Täidisesse lisatakse samuti ditena, valdavalt oksiididena, millest tuleb metall terasmurdu ning räbustina lubjakivi. mitmesuguseid metallurgilisi protsesse rakendades
annaabi.ee 
