Raua tootmine maagist Kaevandatavas rauamaagis on rauda 25-60% 1) Rauda toodetakse rauamaagist erilistes suurtes ahjudes, mida nimetatakse kõrgahjudeks. Kõrgahjus toimub raudoksiidi redutseerimine süsinikoksiidi abil. Fe(2alla) + 3CO tuleb(temp.) 2Fe + 3CO(2alla) Kõrgahjus tekkiv raud reageerib osaliselt süsinikoksiidi, süsiniku ja teiste ainetega (räni, väävel). Seetõttu kõrgahjus ei saada puhast rauda, vaid sulamit, mida nimetatakse malmiks. Malm sisaldab 1,7-5% süsinikku ja veel teisi lisandeid. 2) Maakidest metalli tootmine on tavaliselt keerukas, mitmeetapiline protsess. Enne maagis sisalduvate
redutseerida. Selleks kasutatakse enamasti koksi - seega sütt või süsinikoksiidi: Fe3O4+ 4C = 3Fe + 4CO Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 Täiesti puhast rauda pole võimalik nii toota, ikka sisaldab ta mõningal määral süsinikku. Kuna selline sulam on korrosioonile vastupidavam, siis tööstuslikult toodetaksegi mitte puhast rauda, vaid malmi ja terast. Karbotermia redutseerija on süsinik, kas koksina või mõnemadalama ühendina ( CO või CH4 ) Näiteks malmi tootmine kõrgahjus Fe2O3 + 3 CO = 2 Fe + 3 CO 2Koks on kõige odavam võimalikest redutseerijatest ja seetõttu kasutatakse teda laialdaselt. Ei sobi:aktiivsete metallide tootmiseks, sest süsinik pole piisavalt tugev redutseerija. Samuti lahustub ta hästi paljudes vedeletes metallides andes karbiide või sulameid Vesiniku kasutamine redutseerijana on kallim ja leiab rohkem kasutamist puhaste metallide tootmiseks. Näiteks pole hõõglambi jaoks volframit võimalik saada
sisse kuum õhk. Kuum õhk süütab koksi ja tekib süsinikmonooksiid. Põlev koks kuumutab ahju põhjas oleva sisu enam kui 1600º C. Sellel temperatuuril reageerib raudoksiidis seotud hapnik süsinikmonooksiidiga, vabastades rauamaagist rauda. Vedel raud valgub ahju põhja ja lastakse välja iga kolme või nelja tunni järel. Lubjakivi reageerib rauamaagis olevate lisanditega ja tulemusena tekib räbu. Vedela raua pinnale moodustub vedela räbu kiht, mis aeg- ajalt eemaldatakse. Seetõttu kõrgahjus ei saada puhast rauda, vaid sulamit, mida nimetatakse malmiks. Peamised rauamaagi tootjad ja ekspordijad on Austraalia, Brasiilia, Hiina, India, Lõuna- Aafrika Vabariik ja Venemaa. Raua kasutamine Rauda leidub inimeste organismis, seetõttu on see inimestele vajalik. Tänapäeval ehitatakse rauast hooneid, ja rauast valmistatakse ka palju vajalikke tarbeesemeid.
puhast rauda, vaid malmi ja terast. Vaatame üht võimalikku tootmisprotsessi lähemalt. Malmi toodetakse spetsiaalsetes šahtahjudes - kõrgahjudes, mis on ehitatud tulekindlatest tellistest ja mille kõrgus on üle 40 meetri. Kõrgahi töötab kord käikulastuna mitu aastat vahetpidamata kuni remondini. Miks peab ahi pidevalt ilma vaheaegadeta töötama? *Kütusena kasutatakse kõrgahjus koksi, sest tal on suur kütteväärtus ja väike tuhasisaldus. Miks peab tuhasisaldus väike olema? *Koksi on lisaks vajaliku kõrge temperatuuri (ca 1800°C) loomisele veel teisigi ülesandeid. Koksiga redutseeritakse maagist raud ja rikastatakse (eraldatakse suur osa aherainest). Ühe tonni malmi tootmiseks kulub umbes 800 kg koksi.
Kuna selline sulam on korrosioonile vastupidavam, siis tööstuslikult toodetaksegi mitte puhast rauda, vaid malmi ja terast. Vaatame üht võimalikku tootmisprotsessi lähemalt. Malmi toodetakse spetsiaalsetes sahtahjudes - kõrgahjudes, mis on ehitatud tulekindlatest tellistest ja mille kõrgus on üle 40 meetri. Kõrgahi töötab kord käikulastuna mitu aastat vahetpidamata kuni remondini. Miks peab ahi pidevalt ilma vaheaegadeta töötama? *Kütusena kasutatakse kõrgahjus koksi, sest tal on suur kütteväärtus ja väike tuhasisaldus. Miks peab tuhasisaldus väike olema? *Koksi on lisaks vajaliku kõrge temperatuuri (ca 1800°C) loomisele veel teisigi ülesandeid. Koksiga redutseeritakse maagist raud ja rikastatakse (eraldatakse suur osa aherainest). Ühe tonni malmi tootmiseks kulub umbes 800 kg koksi. Ülevaade metallurgia meetoditest Metallurgia eesmärk on metallide tootmine. Enamus metallidest on Maakeral levinud
Maak, mis on paigutatud konveierlindile, liigub üle elektromagnetiga varustatud otsatrumli. Seega mittemagnetilised aheraineosakesed kukuvad konveierilindilt enne ära ja magnetilised rauamaagiosakesed püsivad kauem konveierilindil ning kukuvad ära alles pärast elektromagneti mõju lõppu. Veejoaga uhutakse aga maagist liiva ja savi osakesed. Pärast seda on vaja maaki kuivatada. Maagi peenike fraktsioon (alla 6 mm) ja tolm briketeeritakse enne kõrgahjus kasutamist. Õhk, mis suunatakse kõrgahju, kuumutatakse eelnevalt ca 800ºC. Kõrgahjus on kõige kõrgem temperatuur puhurite lähedal (kuni 2000ºC) Seal põleb koks põlemisõhu hapniku toimel C + O 2 CO 2 , mille juures eraldub rohkesti soojust. Süsinikdioksiid puutub kokku hõõguva koksiga ja redutseerib koksi süsinikoksiidiks (vingugaasiks): CO2 +C 2CO.
masinate abil. Vabrikutööstuse juhtivaks haruks esimesel arenguetapil oli puuvillase riide tootmine. Raua ja rauasulamite tootmine Metallurgia arengus oli murrangulise tähtsusega puusöe asendamine kivisöega. Masinatööstuse jõuallikaks sai aurumasin, mille leiutas Thomas Newcomen 1711.a., kuid täiustas James Watt. Rauda toodeti rauamaagist erilistes suurtes ahjudes, mida nimetati kõrgahjudeks. Kõrgahjus toimus raudoksiidi redutseerimine süsinikoksiidi abil. Kõrgahjus tekkinud raud reageeris osaliselt süsinikoksiidi, süsiniku ja teiste ainetega (räni, väävel). Seetõttu kõrgahjus ei saadud puhast rauda, vaid sulamit, mida nimetati malmiks. Malm sisaldas 1,7-5% süsinikku ja veel teisi lisandeid. Teras sisaldab süsinikku alla 1,7%. Valumalm oli küllalt hea raudteerööbaste, tugipostide, rataste ja silla kandetalade tegemiseks. Ometi ei kõlvanud see täppistööriistade või masinate
Tegemist on materjaliga, mis on painduv, kerge, suhteliselt odav ning tugev. Teras on sulam, mille põhikomponent on raud.Malmil ja terasel on oluline erinevus: terast on võimalik plastselt deformeerida kuid malmil jääkdeformatsioone ei esine, kuna malm puruneb. Süsinikusisaldus teeb raua kõvemaks ja suurendab tunduvalt tõmbetugevust, kuid teras on rauast nõrgem. Malm- raua ja terase sulam. TOOTMINE Terase tootmine on kaheastmeline. Kõigepealt saadakse kõrgahjus malm, ning seejärel sulatatakse malm ümber terasek. Enamik metallurgiatehastes toodetavatest terastest töödeldakse pooltoodeteks Valtsmetalliks – sorditeras, lehtteras (plekk), torud, spetsiaalsed valtstooted. Teraseid ja värviliste metallide sulameid toodetakse erineva töötlusviisiga. Iga töötlemisviisiga saadava materjali pinna kvaliteedi ja täpsuse kohta kehtivad kindlad nõuded. MILLEKS KASUTATAKSE Kööginõud Lifti terastrossid
Kulla tähiseks on Au, mis tuleb ladinakeelest sõnast aurum. Kuld on kollane, ilus, väga pehme ja plastne raskemetall, mis juhib hästi soojust ja elektrit. Looduses leidub kuld põhiliselt ehedal kujul. Seda kaevandatakse maapõuest. Kuna kuld asub sügaval maa sees, siis selle kaevandamiseks on loodud madalaid kaldtunneleid ehk stolle. Metalle leidub sageli koos teiste kivimmaterjalidega maakides, samuti ka kulda. Selleks, et metalli saaks maagist eraldada, peab seda kõrgahjus kuumutama. Seda protsessi nimetatakse sulatamiseks. Kuna kuld on puhta metallina pehme, siis lisatakse talle teisi metalle, et kuld oleks vastupidavam ja tugevam. Kõige sagedamini kasutatakse lisanditena hõbedat (Ag), vaske (Cu), plaatinat (Pt), pallaadiumi (Pd) ja niklit (Ni). Kulla sulamitest valmistatakse ehteid, medaleid, münte, hambaproteese ja laboratooriumi seadeid. Sulami või sellest valmistatud eseme kullasisaldust väljendab proov, see on arv tema pinnal
Niisugust nähtust nimetatakse metalli passiveerumiseks. Sel põhjusel võib kontsentreeritud väävel ja lämmastikhapet transportida rauanumates. Raua oksiidid veega praktiliselt ei reageeri. Seetõttu tema hüdroksiide saadakse kaudsetel meetoditel, näiteks vastava soola reageerimisel leelisega. FeCl3 + 3Na(OH)3i + 3NaCl Raua ja rauasulamite tootmine Rauda toodetakse rauamaagist erilistes suurtes ahjudes, mida nimetatakse kõrgahjudeks. Kõrgahjus toimub raudoksiidi redutseerimine süsinikoksiidi abil. Kõrgahjus tekkiv raud reageerib osaliselt süsinikoksiidi, süsiniku ja teiste ainetega (räni, väävel). Seetõttu kõrgahjus ei saada puhast rauda, vaid sulamit, mida nimetatakse malmiks. Malm sisaldab 1,75% süsinikku ja veel teisi lisandeid. Suurem osa kõrgahjudes toodetud malmist kulub terase tootmiseks. Teras sisaldab süsinikku alla 1,7% ja terase tootmisel on põhiprotsessiks süsiniku ülejäägi kõrvaldamine malmist.
Tsementiidi kogus terase struktuuris kasvab võrdeliselt C-sisaldusega. C-sisaldusest ja Fe-Fe3C faasidiagrammist lähtudes liigitatakse terased: - 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
1977. a Tallinna teletorni ehituse ajal avastatud sooraua leiukohas asub maak huumushorisondi all kohati kuni 0,7 m paksuse kihina, sisaldades kuni 40% rauda. Eestis on praegu teada umbes 40 endisaegset rauasulatuskohta. Enamasti paiknevad need soiste alade vahelistel kõrgematel liivastel oosidel või künnistel. Eesti suurim muistne rauasulatuskeskus asus Põhja-Saaremaal Tuiu küla lähistel, mida tuntakse Tuiu Rauasaatmemägedena. Tänapäeval redutseeritakse rauamaak kõrgahjus, milles kõrge temperatuuri (18002000º C) annab koks ja rauamaagist saadakse malm. Esimene metallurgiatehas Venemaal lasti käiku Uuralis 1701. aastal. Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level Click to edit Master text styles Second level Third level
1846 võeti Prantsusmaal kasutusse martäänprotsess ,mis oli vähem tootlikum kuid märksa 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
Õhuhapniku mõjul oksüdeerub ta kiiresti punakaspruuniks Fe(OH)3'ks. Neid on võimalik saada vastavate soolade lahustele leeliste lisamisel. Raua saamine maakidest, rauasulamitest Raua saamiseks tuleb maagist rauaoksiid redutseerida vabaks metalliks. Enim kasutatakse redutseerijana koksi, mis on peaaegu puhas süsinik. Rauamaagi redutseerumine toimub tavaliselt 30m erilistes ahjudes koos koksi ja teiste vajalike lisanditega. Selle käigus tekib koksist süsinikoksiid CO. Kõrgahjus toimuvate reaktsioonide lõppsaadused on metalliline raud ja süsinikdioksiid CO2. Fe2o3 + 3CO 2Fe + 3CO2 Malm ja teras Malm on raua sulam, mis sisaldab kuni 5% süsinikku. Malmist valmistatakse kütteradiaatoreid, kanalisatsioonitorusid, pliidiraudu, jne. Teras sisaldab süsinikku, kuid vähem kui malm (2%). Väiksema süsinikusisaldusega teras on küll mõnevõrra pehmem ning mehhaaniliselt paremini töödeldav. Suurema süsinikusisaldusega teras (üle 0,5%) on kõvem ja hapram
Raua saamiseks tuleb raudoksiid redutseerida vabaks metalliks. Redutseerijana kasutatakse kivisöe töötlemisel saadud sütt ehk koksi. Kõige levinum on rauamaagi redutseerimine kuni30 m kõrgustes erilistes ahjudes, koksi ja teiste vajalike lisanditega. Kõrgahjust kulgevate keemiliste reaktsioonide tulemusena tekib koksist süsinikoksiid CO. Kõrgel temperatuuril käitub süsinikoksiid redutseerijana. Ta reageerib raua oksiididega, sidudes nendest hapnikku. Kõrgahjus toimuvate reaktsioonide lõppsaadused on metalliline raud ja süsinikoksiid CO2. Summaarne reaktsioonivõrrand Fe2O3 korral on järgmine Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 Raua tootmises kõrgahju protsessis pole saaduseks puhas raud, vaid malm (rauasulam, mis sisaldab kuni 5% süsiniku tavaliselt 3-4%. Raua sulamid Teras raua ja süsiniku sulam. Süsiniku sisaldus sulamis ei tohi ületada 2%. Malm raua ja süsiniku sulam, mis sisaldab üle 2% süsiniku kuni 5%. Kuidas kasutatakse
2. Keemiline korrosioon on metalli vahetu keemiline reaktsioon keskkonnas leiduva oksüdeerijaga. 3. 1) redutseerimine CO või C-ga Maagi redutseerimist kõrgel temp süsinikuga nim karbotermiaks 2)redutseerimine alumiiniumiga Sellist tootmisviisi nim aluminotermiaks. Raua tootmine: 1) kaevandatud rauamaak peenestatakse 2) viiakse kõrgahju koos kivisöe ja lubjaliivaga. Segule juhitakse 900 kraadine kuum õhk 3) kõrgahjus tekib kõrvalsaadusena nn rabu ja sulametall(malm)tuleb alt välja 4.Keemiline vooluallikas- seade, milles keemilises reaktsioonis vabanev energia muudetakse vahetult elektrienergiaks 1) pliiaku 2)patareid 5. Elektrolüüs- redoksreaktsioon, mis toimub elektrienergia arvel (elektrienergia abil). Elektrolüüs on endotermiline reaktsioon ! 6.Leelismetallid ja leelismuldmetallid 1.A rühma metalle nim leelismetallideks( Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) 2.A rühma (Ca, Sr, Ba, Ra) Need on s-elemendid
10.Selgita, mis on metallimaagi särdamine? Mitteoksiidsete maakida kuumutamine õhu juuresolekul, et saada oksiidide maak 11.Milliseid aineid kasutatakse metallimaakidest metalliväljaredutseerimiseks? Koksi Süsinikmonoksiid Vesinik Alumiinium 12.Mis on malm ja millest see koosneb? Malm on eelkõige vahesaadus maagist terase tootmisel, see koosneb süsinikkust ja teistest ainetest 13.Selgita lühidalt malmi saamise protsessi kõrgahjus. Küsi!! 14.Mis on teras? Raua ja süsiniku sulam 15.Selgita lühidalt terase saamise protsessi. 16.Mis on aluminotermia ja mille jaoks seda kasutatakse? Aluminotermia- lihtainete (enamasti metallide) saamine ühenditest alumiiniumiga redutseerimise teel. 17.Mis on elektrolüüsi põhimõte? Elektrolüüs on elektrienergia arvel kulgev redokreaktsioon Elektrolüüsi nimetus viitab ainete lagundamisele elektri toimel 18.Milliseid metalle toodetakse elektrolüüsi teel?
Näide: 2ZNS+3O2--ZNO+2SO2 Metalle redutseeritakse 3 meetodil: 1.pürometallurgiliselt 2.elektrometallurgiliselt 3.hüdrometallurgiliselt Kõrgahi Maailmas enim toodetava metalli raua, redutseerimine toimub kõrgahjus. Kihiti täidetakse ahi rikastatud maagi,koksi ja lubjakiviga. Koks on kütuseks, et saavutada vajalik temperatuur. Kõrgahju protsessil tekib raua sulam süsinikuga ehk malm, mitte puhas raud. Seda võib edasi töödelda erinevateks terasesortideks. Elektrometallurglised metallide tootmisviisid põhinevad kas
skelett. Moondekivimid-nagu marmor, kiltkivi, kvartsiit vormis saadakse , kui kivi mass on läbinud suure kuumuse ja surve all olnud . Peamine element kaltsiumkarbonaat kaevandustes on kaltsium (Ca). Kaevandusest saadud saadused võivad sisaldada , ka muid elemente nagu Magneesiumit (Mg), rauda (Fe) ja mangaani (Mn) -, mille erinevused on kõvadus ja tihedus . Kaltsiumkarbonaat on kasutatud ka raua puhastamisel rauamaagist kõrgahjus .Kaltsiumkarbonaati kasutatakse ka klaasi valmistamisel , lubja tootmisel ja tsemendi tootmisel lubjakivina . Lupja jällegi kasutatakse ehitusmaterjalide valmistamisel , põldude lupjamisel ning hoonete ja puutüvede valgendamisel . Kaltsiumkarbonaati on ka marmoris ja marmorit kasutatakse hauaplaatide valmistamisel ja sulptuuride valmistamisel ning ehitusmaterjalina . Ning kriiti kasutatakse ehitusmaterjalina ning kooli kriidina .
Malmid - toodetakse kõrgahjudes rauamaagist raua taandamisega(kivisöekoksi põlemisel tekkivate gaasidega). Kõrgahjus: toormalm – terase sulatamiseks; valuvalm; ferrosulam – suure Mn/Si sisaldusega rauasulam. Valgemalmis on süsinik rauaga seotud olekus tsementiidi kujul. Hall malmis on süsinik vabas olekus grafiidina. Liblegrafiitmalmil (hallmalm) on libleja kujuga grafiidi osakesed. Keragrafiitmalmil on kerajad grafiidi osakesed. Tempermalmil on helbekujulised grafiidi osakesed. Toodetakse lõõmutamise teel: a) must tempermalm – feriitstruktuuriga, saadakse neutraalses keskkonnas lõõmutamisega (plastsem aga nõrgem); b) valge tempermalm – perliitstruktuuriga, saadakse oksüdeerivas keskkonnas (nt 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 t...
Tuntakse kolme erinevat metallide tootmise viisi: 1. Vanimaks ja kõige levinumaks metallurgiaharuks on pürometallurgia (püro tähendab ladina keeles leeki). Siin sulatatakse metall maagist välja kõrge temperatuuriga. See kõrge temperatuuriga leek saadakse kütuste põletamisel. Nii toodetakse rauda ja tema sulameid, vaske jne. Karbotermia redutseerija on süsinik, kas koksina või mõnemadalama ühendina ( CO või CH4 ) Näiteks malmi tootmine kõrgahjus Fe2O3 + 3 CO = 2 Fe + 3 CO2Koks on kõige odavam võimalikest redutseerijatest ja seetõttu kasutatakse teda laialdaselt . Vesiniku kasutamine redutseerijana on kallim ja leiab rohkem kasutamist puhaste metallide tootmiseks. Näiteks pole hõõglambi jaoks volframit võimalik saada karbotermiliselt, sest tekkiks ülikõva ja tehnikas laialdaselt kasutatav volframkarbiid WC, temast tehakse puuride otsi jmt, kuid hõõglampi ta ei sobi. Vesiniku abil saab
rauamaak peenestatakse väiksemateks tükkideks, et sulatusprotsess toimiks kiiremini. Seejärel purustatud maak pestakse puhtaks aheraine jääkidest- savist ja liivast. Kolmandana toimub särdamine, mille käigus eemaldatakse niiskus ja põletatakse ära väävel. Magnetsepareerimise käigus eraldatakse magnetiline maak mittemagnetilisest maagist. Malmi tootmine pürometallurgilisel meetodil toimub kõrgahjudes. Kõrgahi on sahtahi kõrgusega üle 30 m ja läbimõõduga 7-8 m. Malmi tootmine kõrgahjus toimub pidevalt kuni remondini. Selline ahi annab kuni 5 miljonit tonni malmi aastas. Komponentide sulamisel voolab ahju alt välja kaks toodangut toormalm ja räbu. Malmi lastakse kõrgahjust välja 4-6 korda ööpäeva jooksul. Edasi läheb sulamalm, kas terasesulatamisahjudesse või valatakse metallvormidesse. Valumalm turustatakse kangidena. 4 1.1 Valgemalm
Näiteks 2 ZnS + 3 O2 = 2 ZnO + 2 SO2 Vääveldioksiid tõõdeldakse kaasajal ümber väävelhappeks. Atmosfääri teda lasta ei tohi , sest tekkivad happevihmad. Maakide redutseerimiseks on kasutusel kolm meetodite gruppi · Pürometallurgia maake redutseeritakse kõrgel temperatuuril, redutseerijate järgi ja jaotatakse edasi- Karbotermia redutseerija on süsinik, kas koksina või mõnemadalama ühendina ( CO või CH4 ) Näiteks malmi tootmine kõrgahjus Fe2O3 + 3 CO = 2 Fe + 3 CO2Koks on kõige odavam võimalikest redutseerijatest ja seetõttu kasutatakse teda laialdaselt . Ei sobi:aktiivsete metallide tootmiseks, sest süsinik pole piisavalt tugev redutseerija. Samuti lahustub ta hästi paljudes vedeletes metallides andes karbiide või sulameid Vesiniku kasutamine redutseerijana on kallim ja leiab rohkem kasutamist puhaste metallide tootmiseks. Näiteks pole hõõglambi jaoks volframit võimalik saada karbotermiliselt, sest
(joonis 1.) (joonis2.) 1. Fe2O33CO 2Fe + 3CO2 2. CO2 + C = 2CO 3. C + O2 = CO2 3.1 Karbotermia Redutseerimist süsiniku või süsinikoksiidiga kõrgel temperatuuril nimetatakse karbotermiaks. Selle meetodi nimetus viitab süsinikule ja reaktsiooni toimumise kõrgele temperatuurile. Karbotermia redutseerija on süsinik. Tavaliselt kas koksina või mõne madalama ühendina ( CO või CH4 ). Näiteks malmi tootmine kõrgahjus. Fe2O3 + 3 CO t 2 Fe + 3 CO 2 . Koks on kõige odavam võimalikest redutseerijatest ja seetõttu kasutatakse teda laialdaselt. Kindlasti ei sobi: aktiivsete metallide tootmiseks. Sellepärast, et süsinik pole piisavalt tugev redutseerija. Samuti lahustub ta hästi paljudes vedeletes metallides andes karbiide või sulameid. 3.2 Vesiniku kasutamine Vesiniku kasutamine redutseerijana on kindlasti kallim ning leiab rohkem kasutamist puhaste metallide tootmiseks
Põletamine kestis ummuksis kolm ööpäeva. Ahju tuli pidevalt lõõtsade abil anda õhku. Esiisade kolletes saadi puusöega temperatuur ligi tuhat kraadi, mis andis nn. käsnaraua. Soomaagist redutseeritud raud vajus põletuskolde põhja. Et seda kätte saada, tuli kolle lammutada. Hiljem kuumutati ja taoti käsnaraud tihedamaks. Eelkõige oli rauda vaja talu majapidamises vajalike tööriistade sepistamiseks. Tänapäeval redutseeritakse rauamaak kõrgahjus, milles kõrge temperatuuri (18002000º C) annab koks ja rauamaagist saadakse malm. Esimene metallurgiatehas Venemaal lasti käiku Uuralis 1701. aastal. Kas samal ajal Räpinas tegutsenud rauatöökoda (Eisenhütte) oli suuteline juba rohkemaks kui kolded meie külades, pole teada. Keemikutarkust Rauasulatusahju kaks põhilist protsessi: 2C + O2 2CO; ... Fe2O3+ 3CO Rauamaagi taandamine 2Fe + 3CO2 CaCO3 CaO + CO2; ... CaO + SiO2 Räbu teke CaSiO3 Rauaaeg
1. Allotroopia- üks ja sama keemiline element esineb mitme lihtainena. Enamasti on tingitud kahest asjaolust: 1) aatomite arv molekulis võib olla erinev. Hapnik O2 dihapnik ( harilik Värvitu gaas ( vedelana ja tahkena rõhu all kahvatusinine) molekulaarne hapnik O=O ) Lõhnatu, vees suhteliselt vähelahustuv , läbipaistev, õhust veidi raskem gaas. St0C 219 , Kt0C 183 Eluks vajalik, põlemiseks vajalik Püsiv , kuumutamisel aktiivne, oksüdeerija ( Va. F2 suhtes) 2H2 + O2 2H2O CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O Saamine Tööstuses õhust fraktsioneerival destillatsioonil Vee...
1. Malmi tootmine Malmiks nim. raudsüsiniksulamit, milles süsiniku hulk on üle 2,14%. Malm toodetakse kõrgahjudes rauamaagist raua taandamisega, taandamine toimub kivisöekoksi põlemisel tekkivate gaasidega. Kõrgahjus toodetakse: toormalm (läheb terase sulatamiseks), valumalm (sulatatakse ümber et saada valandeid) ja ferrosulamid (suure Mn või Si sisaldusega rauasulamid, mida valumalmide ümbersulatamisel) Koostise järgi: Legeerimata malm(raudsüsiniksulamid) ja eriomadustega legeermalm (koostisesse lisatud täiendavaid elemente) Süsiniku oleku järgi: Valgemalm (kogu C on rauaga seotud olekus tsementiidi- Fe3C kujul; saadakse vedela malmi kiirel jahutamisel valuvormis) ja Hallid malmid ( kogu
Näiteks 2 ZnS + 3 O2 = 2 ZnO + 2 SO2 Vääveldioksiid tõõdeldakse kaasajal ümber väävelhappeks. Atmosfääri teda lasta ei tohi - happevihmad Maakide redutseerimiseks on kasutusel kolm meetodite gruppi Pürometallurgia maake redutseeritakse kõrgel temperatuuril, redutseerijate järgi jaotatakse edasi Karbotermia redutseerija on süsinik, kas koksina või mõnemadalama ühendina ( CO või CH4 ) Näiteks malmi tootmine kõrgahjus Fe2O3 + 3 CO = 2 Fe + 3 CO2Koks on kõige odavam võimalikest redutseerijatest ja seetõttu kasutatakse teda laialdaselt Ei sobi:aktiivsete metallide tootmiseks, sest süsinik pole piisavalt tugev redutseerija. Samuti lahustub ta hästi paljudes vedeletes metallides andes karbiide või sulameid Vesiniku kasutamine redutseerijana on kallim ja leiab rohkem kasutamist puhaste metallide tootmiseks. Näiteks pole hõõglambi jaoks volframit võimalik saada karbotermiliselt, sest
1. Malm, tootmine, liigitus Malmiks nim. raudsüsiniksulamit, milles süsiniku hulk on üle 2,14%. Malm toodetakse kõrgahjudes rauamaagist raua taandamisega, taandamine toimub kivisöekoksi põlemisel tekkivate gaasidega. Kõrgahjus toodetakse: toormalm (läheb terase sulatamiseks), valumalm (sulatatakse ümber, et saada valandeid) ja ferrosulamid (suure Mn või Si sisaldusega rauasulamid, mida valumalmide ümbersulatamisel). Koostise järgi: Legeerimata malm(raudsüsiniksulamid) ja eriomadustega legeermalm (koostisesse lisatud täiendavaid elemente). Süsiniku oleku järgi: Valgemalm (kogu C on rauaga seotud olekus tsementiidi- Fe 3C kujul; saadakse vedela malmi kiirel
halvasti pressitavatest pulbritest. Pulbrilobri valatakse poorsesse keraamilisse või kipsvormi. 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
Rauamaak kujutab endast looduslikku rauahapendite ja mineraalainete segu. Maakide rauasisaldus võib ulatuda kuni 75 %-ni. Kõrgahju kütuseks kasutatakse koksi (tuhka), mis on samal ajal ka aktiivne lisand, mis võtab osa raua väljataandamise keemilistest protsessidest. Räbustaja on mingi mineraalaine (lubjakivi, dolomiit jne), mis tekitab räbu ja seob endaga maagis ja koksis olevad mineraalained. Kõrgahi on sahtikujuline ehitis, mida täidetakse ülalt. Kõrgahjus tekkiv sulamalm kui kõige raskem aine ahjus, vajub ahju põhja, kust ta aeg-ajalt välja lastakse. Sulamalmi peale tekib räbukiht, mis lastakse välja veidi kõrgemal asuva ava kaudu. Malmid jagunevad 3 alaliiki: valumalmid, toormalmid ja erimalmid. Valumalmi nimetatakse ka hallmalmiks. Tema murdepind on hall, mis on tingitud sellest, et kogu süsinik ei ole rauaga keemiliselt ühinenud vaid osa temast on vabas olekus rauaosade vahel.
1. -2. MALMID, STRUKTUUR, TOOTMINE, LIIGITUS Malm toodetakse kõrgahjudes rauamaagist raua taandamisega. Taandamine toimub kivisöekoksi põlemisel tekkivate gaasidega. Vedelas rauas lahustub 3,5-4% C, samuti Mn, Si ja kahjulike lisandeina ka S ja P. Kõrgahjus toodetakse: 1) toormalmi, mis läheb terase sulatamisel (kuni 90% kogutoodangust); 2) valumalme, mis sulatatakse ümber, et saada valandeid (valatud esemeid) 3) ferrosulameid – suure Mn või Si sisaldusega rauasulameid, mida kasutatakse valumalmide ümbersulatamisel koostise reguleerimiseks ning terase taandamiseks. Koostise järgi eristatakse legeerimata malme, mis on põhiliselt raudsüsiniksulamid ja
1. HÖÖVELDATUD LAUAD 2. PÕRANDALAUAD 3. VOODRILAUAD 4. PIIRLAUAD JA LIISTUD 5. SINDLID 6. KATUSELAASTUD 7. KATTEVINEER 8. RISTVINEER 9. PARKETILIISTUD 10. 11. 12. 13. 8. Malmid- tootmine, eriliigid, kasutamine 14. Malme toodetakse kõrgahjudes, tooraineks on rauamaak, koks ja räbustaja. Kõrgahi on sahtikujuline ehitis, mida täidetakse ülalt. Kõrgahjus tekkiv sulamalm vajub ahju põhja, kust ta aegajalt välja lastakse. sulamalmi peale tekib räbukiht, mis lastakse välja veidi kõrgemal asuva ava kaudu. 15. Eriliigid: 1. VALUMALM (hallmalm) murdepind on hall. Valumalmist tooted saadakse valamise teel. Enamkasutavad malmtooted on: kanalisatsioonitorud, toruliitmikud, keskkütteradiaatorid, ahjude ja pliitide metallosad jms. Malm
Eksamiküsimused 1.Ehitusmaterjalide füüsikalised omadused 1)Erimass-materjali mahuühiku mass tihedas olekus (poorideta). erimass = mtrjli mass(kuiv)/ mtrjli ruumala(poorideta). 2)Tihedus-materjali mahuühiku mass looduslikus olekus (pooridega). tihedus = mtrjli mass/ mtrjli ruumala(pooridega). 3)Poorsus-näitab kui suure % mtrjlist moodustavad poorid. Pooris on täidetud vee, õhu või niiskusega. 4)Veeimavus-mtrjli võime endasse vett imada, kui ta on kokkupuutes veega. Poorid täies ulatuses veega ei täitu. Kaaluline veeimavus näitab mitu % kuiv mtrjl muutub raskemaks, mahuline veeimavus näitab mitu % moodustavad sisseimetud vesi mtrjli kogumahust. 5)Hüdroskoopsus-mtrjli omadus imeda endasse õhust niiskust. 6)Veeläbilaskvus-mtrjli omadus endast vett läbi lasta. Sõltub mtrjli poorsusest ja pooride kujust. 7)Veetihedad mtrjlid ehk hüdroisolatsioonimaterjalid, neid kasut. vett pidavate kihtide loomiseks. 8...
Maakide rauasisaldus võib ulatuda kuni 75 %-ni. Kõrgahju kütuseks kasutatakse kivisöe kuivdestillatsioonil (900...11000C juures) saadavat koksi (tuhka). Koks on samal ajal ka aktiivne lisand, mis võtab osa raua väljataandamise keemilistest protsessidest. Räbustaja on mingi mineraalaine (lubjakivi, dolomiit jne), mis tekitab räbu ja seob endaga maagis ja koksis olevad mineraalained. Kõrgahi on sahtikujuline ehitis, mida täidetakse ülalt. Kõrgahjus tekkiv sulamalm kui kõige raskem aine ahjus, vajub ahju põhja, kust ta aeg-ajalt välja lastakse. Sulamalmi peale tekib räbukiht, mis lastakse välja veidi kõrgemal asuva ava kaudu. Ka räbu leiab kasutamist ehitusmaterjalide tootmisel Kõrgahjust saadav malm sisaldab 93...95% rauda, 2...4% süsinikku ja vähemal määral räni, mangaani, väävlit, fosforit jne. Kahjulikud lisandid on väävel ja fosfor, nad muudavad malmi väga hapraks
endast looduslikku rauahapendite ja mineraalainete segu. Maakide rauasisaldus võib ulatuda kuni 75 %-ni. Kõrgahju kütuseks kasutatakse kivisöe kuivdestillatsioonil saadavat koksi (tuhka). Koks on samal ajal ka aktiivne lisand, mis võtab osa raua väljataandamise keemilistest protsessidest. Räbustaja on mingi mineraalaine (lubjakivi, dolomiit jne), mis tekitab räbu ja seob endaga maagis ja koksis olevad mineraalained. Kõrgahi on sahtikujuline ehitis, mida täidetakse ülalt. Kõrgahjus tekkiv sulamalm kui kõige raskem aine ahjus, vajub ahju põhja, kust ta aeg-ajalt välja lastakse. Sulamalmi peale tekib räbukiht, mis lastakse välja veidi kõrgemal asuva ava kaudu. Ka räbu leiab kasutamist ehitusmaterjalide tootmisel. Kõrgahjust saadav malm sisaldab 93...95% rauda, 2...4% süsinikku ja vähemal määral räni, mangaani, väävlit, fosforit jne. Kahjulikud lisandid on väävel ja fosfor, nad muudavad malmi väga hapraks. Malmid
TERASKONSTRUKTSIOONID I Loengukonspekt TTÜ Ehitiste projekteerimise instituut Prof. Kalju Loorits Teras 1 2 SISSEJUHATUS Euroopa Liidus ja Eestis kehtiv projekteerimisstandardite süsteem EN 1990 Eurokoodeks: Kandekonstruktsioonide projekteerimise alused EN 1991 Eurokoodeks 1: Konstruktsioonide koormused EN 1992 Eurokoodeks 2: Raudbetoonkonstruktsioonide projekteerimine EN 1993 Eurokoodeks 3: Teraskonstruktsioonide projekteerimine EN 1994 Eurokoodeks 4: Terasest ja betoonist komposiitkonstruktsioonide projekteerimine EN 1995 Eurokoodeks 5 Puitkonstruktsioonide projekteerimine EN 1996 Eurokoodeks 6 Kivikonstruktsioonide projekteerimine EN 1997 Eurokoodeks 7 Geotehniline projekteerimine EN 1998 Eurokoodeks 8 Ehitiste projekt...
Programm „Kutsehariduse sisuline arendamine 2008-2013“ HELMUT PÄRNAMÄGI EHITUSMATERJALID Tallinna Tehnikakõrgkool Ehitusteaduskond Tallinn 2005 KOHANDATUD ÕPPEMATERJAL Ana Kontor Konsultant Aita Kahha 2013 1 SISUKORD 1. Sissejuhatus .............. 8 1.1. Ehitusmaterjalide osatähtsusest ............. 8 1.2. Ehitusmaterjalide ajaloost ............. 9 1.3. Ehitusmaterjalide arengusuundadest tänapäeval ............. 10 2. Ehitusmaterjalide üldomadused ............ ...
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
