Vajad kellegagi rääkida?
Küsi julgelt abi LasteAbi
Logi sisse

Metallurgia ja kõrgahju tehnoloogia (0)

5 VÄGA HEA
Punktid
Tartu Kutsehariduskeskus
Autode ja masinate remondi osakond
Martin Raba
Metallurgia ja kõrgahju tehnoloogia
Iseseisevtöö
Helmo Hainsoo
TARTU 2012

Sisukord


Sissejuhatus 3
Valutehnoloogia 6
Valu kordkasutusega vormidesse 6
Metallide valuomadused 8

Sissejuhatus


Metallurgia on metallide ja metallisulamite ning
nendest pooltoodete tootmise tööstusharu.
Eristatakse:
• rauametallurigat e. ferrometallurgiat, mis hõlmab
raua ja rauasulamite (teras, malm )
tootmist;
• mitterauametallurgiat e. värvilismetallide metallurgiat,
mis hõlmab mitterauametallide (Cu, Al,
Mg, Ti jt.) toomist .
Enamik metalle on maakoores keemiliste ühenditena,
valdavalt oksiididena, millest tuleb metall
mitmesuguseid metallurgilisi protsesse rakendades
eraldada. Põhilised metallurgilised protsessid on:
• Pürometallurgia – metallide ja sulamite tootmine
kõrgetel temperatuuridel , mis tekib kütuse põlemisel
või teiste keemiliste reaktsioonide toimel.
Kasutatakse näiteks malmi, terase ja vase
tootmisel.
• Hüdrometallurgia – metallide saamine nende
soolade vesilahustest; kasutatakse paljude
mitterauametallide tootmisel.
• Elektrometallurgia – metallide ja sulamite saamine
elektrienergiat kasutades; elektrienergiat
kasutatakse sulatamisprotsessiks (legeerteraste,
Ti, Cr, Mo jt. metallide tootmisel) või
elektrolüüsimisel (Al, Mg jt. metallide tootmisel).
• Pulbermetallurgia – metallidest ja sulamitest
toodete tootmine pulbrilisi lähtematerjale kasutades
(vt. p. 2.6).
Metallurgiliste protsesside tüüpnäitena vaatleme
terase kui tehnikas enimkasutatava konstruktsioonimaterjali
ning sellest pooltoodete (valtsmetalli) tootmist.
Terase tootmine saab alguse toormalmi tootmisest
spetsiaalsetes šahtahjudes – kõrgahjudes
(sele 2.1). Kõrgahju täidise moodustavad rauamaak,
koks ja räbusti.
Kõrgahjuprotsess seisneb oksiidse rauamaagi
redutseerimises koksi abil. Koksi toodetakse kivisöest
ja oma koostiselt koosneb ta peamiselt
süsinikust. Koks on nii soojusallikaks – koksi põlemisel
eraldub pürometallurgilisteks protsessideks
vajalik soojus – kui ka raua redutseerijaks (taandajaks)
maagist.
Räbusti peamised ülesanded metallurgilistes
protsessides on maagis sisalduva aheraine (enamasti
ränioksiidi SiO2) ning kütuses – koksis – oleva
tuha eemaldamine. Räbustina kasutatakse peamiselt
lubjakivi (CaCO3).
Spetsiaalselt töödeldud ahjutäidis – maak ,
koks, räbusti – viiakse kõrgahju ülevalt. Kütuse
põlemiseks kõrgahju koldes antakse ahju ettekuumutatud
põlemisõhku. Koksi põlemise
peamine gaasiline produkt – vingugaas CO, aga
samuti tahke koks taandavad raua skeemi järgi:
Moodustunud käsnraud rikastub kokkupuutes
koksi ja vingugaasiga ning tekib suure süsinikusisaldusega
(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
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
vähenemine. Läbipuhumine hapnikuga lõpetatakse
sobiva süsinikusisalduse ja piisavalt madala kahjulike
lisandite sisalduse (S, P) saavutamisel.
Enamik metallurgiatehastes toodetavatest
terastest töödeldakse pooltoodeteks, valtsmetalliks
– sorditeras, lehtteras ( plekk ), torud, spetsiaalsed
valtstooted. Sorditerase all mõistetakse selliseid
terasprofiile nagu ümarteras, nelikantteras, I- tala , U-tala,
rööbas jms. Toodetakse õmbluseta torusid ja
keevistorusid (õmblusega torusid). Spetsiaalse
valtsterase hulka kuuluvad kuulid, tervikrattad,
eriprofiilid autoehituse tarvis jms.
Valtsimisele eelneb valuplokkide tootmine,
kaasaegsetes metallurgiatehastes enamasti pidevvalu
meetodil. Pidevvaluseadmeni transporditakse
metall kopaga, kust sulateras voolab
veega jahutatavasse vormi.

Valutehnoloogia


Valutehnoloogia olemus seisneb pooltoodete või
toodete – valandite – tootmises sulametalli valamise
teel valuvormi. Valu teel toodetakse peamiselt
keeruka kujuga pooltooteid, mille mass võid olla
mõnest grammist sadade tonnideni. Masinaehituses
moodustavad valandid üle 50% masinate ja
mehhanismide massist.
Vedelmetalli valuvormi valamisega tehakse
näiteks sisepõlemismootorite silindriplokke, kolbe,
pumpade töörattaid, tööpinkide sänge jms.
Valuvormi materjalist olenevalt eristatakse:
• valu kord- e. ainukasutusega vormidesse,
• valu korduvkasutusega e. püsivormidesse.
Esimesse rühma kuuluvad liivvormvalu ,
koorikvalu , täppisvalu jts. Teise rühma kuuluvad
näiteks kokillvalu , survevalu, tsentrifugaalvalu. Valumeetodi Liivvormvalu
valik sõltub valandite nõutavast täpsusest
(tehnoloogiline külg) ja hulgast (majanduslik külg).

Valu kordkasutusega vormidesse


Liivvormvalu puhul valand vormitakse
liivvormis, mille siseõõnsus
kopeerib valandi kuju.
Liivvorm koosneb ülemisest ja
alumisest vormipoolest, mis valmistatakse
vormisegust (vormiliiva ja
sideaine segust ) tihendamise teel
vormkastides koos jäljendi samaaegse
võtmisega mudelilt. Kuna
metalli maht üleminekul vedelast
olekust tahkesse väheneb, siis on
mudeli mõõtmed valandi omadest
valukahanemise võrra suuremad.
Mudeli vertikaalpindadele jäetakse
valukalded, mis kergendavad mudeli
eemaldamist vormist. Mudelid
valmistatakse metallist, alumiiniumist,
puidust. Valandi siseõõnsus
kujundatakse vormi asetatava
kärni abil. Kärn valmistatakse nagu
liivvormgi liiva ja sideaine (savi,
polümeervaik) segust spetsiaalses
rakises – kärnkastis. Mudel on
varustatud kärnmärkidega, mis
kujundavad vormis toetuspinna
kärnile. Kärn on kärnmärgi võrra
pikem.
Tähtsaks valuvormi osaks
valukanalite süsteem, mis tagab
metalli juhtimise vormiõõnsusesse ja
kvaliteetse valandi saamise. Põhiosad
on valulehter, püstkanal, räbupüüdja

Metallide valuomadused


Vedelmetalli valuomadusi hinnatakse vedelvoolavusega,
valukahanemisega, samuti kalduvusega
gaasitühikute tekkimiseks.
Vedelvoolavus on sulami omadus vedelas
olekus täita valuvorm . See omadus on eriti oluline
õhukeseseinaliste valandite tootmisel. Rauasulamitest
on parim vedelvoolavus malmidel.
Valukahanemine on valusulamite omadus
vedelast olekust tardudes ja ümbritseva keskkonna
temperatuurini jahtudes mahult väheneda. Kahanemist
mõjustab põhiliselt sulami keemiline koostis.
Joonkahanemine on hallmalmil 0,9…1,3%, terastel
2…2,4%, Al-sulamitel 0,5…1,5%. Kahanemine
põhjustab kahanemistühikuid ja -poorsust, samuti
valandite kaardumist ning isegi pragunemist.
Kahanemistühik ja - poorsus paiknevad
valandi viimasena tardunud osas. Kahanemistühikuteta
ja -poorsuseta valandi saab, kui lisada
tardumispiirkonda vedelmetalli. Selleks kasutatakse
valupäid e. kompensaatoreid, mis asetatakse
valandite massiivsemate osade juurde.
Viimasena kristalliseerudes toidavad nad valandit
sulametalliga. Peale kahanemise lõppu valutühikuga
valupea eemaldatakse.
Pärast valuvormist
eemaldamist
tehakse valandite
järeltöötlemine
– valukanalite
ja pinnadefektide
eemaldamine,
juga- või trummelpuhastus.
Jugapuhastamisel
töödeldakse
valandite
pinda haavlijoaga.
Trummeldamisel
puhastatakse
suhteliselt
väikeste valandite pind puhastamine abrasiivmaterjaliga
täidetud pöörlevas trumlis.
Liivvormvalu on enimkasutatav valumeetod –
sel viisil toodetakse ligikaudu ¾ kõikidest valanditest.
Liivvormvalu teel toodetavate valandite mass
ei ole põhimõtteliselt piiratud ja võib ulatuda tuhandete
tonnideni. Nii suurte valandite tootmine ei ole
võimalik vormkaste kasutades. Sel juhul
kasutatakse eritehnoloogiat – põrand- e. kessoonvormimist. Metallvaluvorm
Kessoon e. valukaevend on tellistest või
raudbetoonist põrandasse ehitatud kast vormimiseks
ja sulametalliga täitmiseks.
Koorikvalu toimub koorikvormides (seinapaksusega
8…12 mm), mis valmistatakse kuumutatud
metallmudelit kasutades. Vormimaterjaliks on
liiv, mida seob polümeervaik.
Koorikvorm valmib järgmiselt (sele 2.4).
Temperatuurini 200…250 °C kuumutatud metallist
mudelplaat kinnitatakse punkrile (a), mida pööratakse
koos vormiseguga 180° (b). Vormisegu
puistatakse mudelplaadile ja hoitakse seal 10…30 s.
Vaik sulab 6…10 mm paksuses vormisegu kihis ja
kleebib liivaterad kokku. Seejärel pööratakse punker
endisesse asendisse (c). Koorikut koos mudelplaadiga
kuumutatakse ahjus 300…350 °C 1…2
minutit, misjärel kõvenenud koorik eemaldatakse
mudelplaadilt (d). Analoogiliselt valmistatakse
koorikvormi teine pool, samuti koorikkärnid (seest
õõnsad kärnid). Enne vedelmetalliga täitmist pannakse
vorm kokku, kasutades liimimist või klambreid
(e). Deformeerumise ja purunemise vältimiseks
(koorikvorm on õhukeseseinaline) ümbritsetakse
koorikvorm valamisel puistematerjaliga, näiteks
malmhaavlitega.
Koorikvalu eeliseks liivvormvaluga võrreldes
on valandite täpsus ja hea pinnakvaliteet, takistamatu
kahanemine, valandit on kerge vormist eemaldada,
vormisegu kulub vähe. Koorikvaluga toodetakse
keerulisi, sageli õhukeseseinalisi piiratud
massiga (kuni 300 kg) valandeid, näiteks mootorrataste
silindriplokke, autode nukk- ja väntvõlle jms.
Täppisvalu kõige iseloomulikumaks tunnuseks
teiste valumeetoditega võrreldes on tervikvormide
ja ühekordselt kasutatavate valumudelite Ühekordseks kasutamiseks
kasutamine. Valumudelid valmistatakse täppisvalu
tarvis kõige sagedamini kergsulavast segust, sageli
ka sulametalli toimel gasifitseeruvast vahtplastist.
Vastavaid valumeetodeid nimetatakse täppisvaluks
sulavmudeliga ja täppisvaluks gasifitseeruva
mudeliga.
Täppisvalu sulavmudeliga. a – mudeli
valmistamine, b – kooriku valmistamine, c – vormi
koostamine ja täitmine
Sulavmudelid valmistatakse kergsulavatest
segudest, mille koostis on lähedane küünalde
tootmisel kasutatavaga. Edasi koostatakse
mudelitest ühise valukanalite süsteemiga
plokk. Mudeliplokil tekitatakse koorik, mis moodustabki
valuvormi. Kooriku tekitamiseks kastetakse
mudeliplokk keraamilisse suspensiooni (kvartstolmu
ja teatava polümeeri segu), tolmutatakse kvartsliivaga
ja kuivatatakse. Kihte kantakse mudelile kuni
12. Vormi sees olev mudel sulatatakse välja kuumas
vees või kuuma auruga. Õhukese seinaga kooriku
deformeerumise vältimiseks valamisel ümbritsetakse
see nagu koorikvaluski puistematerjaliga.
Vormi tugevdamiseks kuumutatakse seda elektriahjus
900…950 °C. Kuum vorm täidetakse sulametalliga.
Tardunud valandilt eemaldatakse koorik
vibrorestidel nagu liivvormvaluski.
Täppisvalu eeliseks on valandite täpsus tänu
tervikvormide kasutamisele. Puuduseks on tehno -loogia keerukus ja valandite kõrge omahind . Kasutatakse
täpsete, keeruka kujuga ja õhukeseseinaliste,
piiratud massiga (kuni 100 kg) valandite tootmiseks.
Vasakule Paremale
Metallurgia ja kõrgahju tehnoloogia #1 Metallurgia ja kõrgahju tehnoloogia #2 Metallurgia ja kõrgahju tehnoloogia #3 Metallurgia ja kõrgahju tehnoloogia #4 Metallurgia ja kõrgahju tehnoloogia #5 Metallurgia ja kõrgahju tehnoloogia #6 Metallurgia ja kõrgahju tehnoloogia #7 Metallurgia ja kõrgahju tehnoloogia #8 Metallurgia ja kõrgahju tehnoloogia #9 Metallurgia ja kõrgahju tehnoloogia #10
Punktid 50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.
Leheküljed ~ 10 lehte Lehekülgede arv dokumendis
Aeg2012-12-04 Kuupäev, millal dokument üles laeti
Allalaadimisi 31 laadimist Kokku alla laetud
Kommentaarid 0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
Autor Marko Raba Õppematerjali autor

Sarnased õppematerjalid

Metallide tehnoloogia
7
docx

Metallide tehnoloogia

Räbustina kasutatakse peamiselt spetsiaalses lubjakivi (CaCO3). rakises ­ kärnkastis. Mudel Enamik toodetud malmist (ca 95%) ­ toormalm on ­ on lähtematerjaliks teraste tootmisel. varustatud kärnmärkidega, Väiksemat osa kõrgahju toodangust ­ valumalmi ­ mis kasutatakse malmvalandite tootmiseks valutööstuses. kujundavad vormis 28.Malmi,terase tootmise skeem toetuspinna kärnile. Kärn on kärnmärgi

Materjaliõpetus
Metallide Tehnoloogia 2-Referaat
58
pdf

Metallide Tehnoloogia 2. Referaat

TTÜ EESTI MEREAKADEEMIA Üld- ja alusõppe keskus MATERJALIÕPETUS Referaat õppeaines Metallide tehnoloogia, materjalid I Kadett: Andrei Lichman Õppejõud: Paul Treier Rühm: MM42 Tallinn 2015 SISUKORD 1. Metallurgia ..................................................................................................................... 4 2. Metalli reaalne struktur .................................................................................................. 4 3. Kristalliseerumine .........................

Metalliõpetus
Metallide valutehnoloogia - Kursuse materjal
36
docx

Metallide valutehnoloogia - Kursuse materjal

p/min) segu paiskav kopp. Vormitihedus vormikasti kõrgusest ei muutu. 5. Impulssmasin (pressure wave moulding machine) segu tihendatakse lööklaine toimel gaaside kiirel sisenemisel vormikasti. 6 Mudeli eemaldamise viisi järgi liigitatakse vormimasinad: 1. Mudeli väljatõmbamisega 2. Pöörduva töölauaga Masinvormimise liigid: 1. Vormimine vormikatidesse (flask moulding) tehnoloogia on analoogiline kahesse käsitsi kahte vormikasti vormimisega. 2. Vormikastita vormimine (flaskless moulding) toimub eri vormides, mis pärast vormi valamist eemaldatakse: a. Vormikastid asendatakse õhukeseseinalise vormiümbrisega. b. Vertikaalse lahutuspinnaga vormid vormitakse pöörduvate plaatidega vormimasinal. 3. Virnvormimise (stack moulding) vorm koosneb mitmest eraldi vormitud osas

Metalliõpetus
Metallide Tehnoloogia II Eksami Spikker
5
docx

Metallide Tehnoloogia II Eksami Spikker

1) Valamine Valutehnoloogia olemus seisneb valandite tootmises sulametalli valamise teel valuvormi. Vormi materjali ja konstruktsiooni järgi liigitatakse valumeetodid: 1. Ainuskasutusega vormidesse: Liivvormvalu; Koorikvalu; Täppisvalu 2. Püsivormidesse: Kokillvalu; Survevalu; 1) Metallurgia Tsentrifugaalvalu On metallide ja metallisulamite ning nendest 2) Liivvormvalu poltoode tootmise tööstusharu. Liivvormvalu puhul valand vormitakse liivvormis, mille siseõõnsus kopeerib valandi kuju. Eristatakse: Liivvormide ja kärnide valmistamisel kasutatakse 1. Rauametallurgia (ferrometallurgia), mis hõlmab

Metalliõpetus
Metallide tehnoloogia 2-Esimese kontrolltöö vastused
6
docx

Metallide tehnoloogia 2. Esimese kontrolltöö vastused.

metallurgia 1) Malmi saamiseks kasutatakse tooraineid: • rauamaak • mangaanmaak • räbusti • kütus 2) Räbusti- mille ülesandeks on sulametalli puhastamine lisanditest. Kütus- peamiseks kütuseks on koks mille maksumus moodustab kuni poole saadava malmi hinnast. 3) 1. Kütuse põlemine → 1800…2000 °C 2. Raua taandamine 3. Raua rikastamine süsinikuga → 400…1400 °C 4. Malmi (3,7...4 % C) moodustumine 5. Räbu tekkimine 4) võib saada kas valumalmi (9-12%), ferrosulami (<1%) või terase 5) terase elektrometallurgia 6) toormalmi süsiniku- ja lisanditesisalduse vähendamine. Legeerteraste tootmisel tuleb täiendavalt lisada legeerivaid elemente. Mitteraudmetallid 7) Titaanimaak (rutiil, ilmeniit) rikastatakse kas flotatsiooni 8) – 9) pürometallurgia 10) Elektrometallurgia ja ahjus 11) magnotermiat pulbermatallurgia 12) Pulbermetallurgia oluliseks iseärasus

Materjaliõpetus
KMT Kordamine
11
pdf

KMT Kordamine

kasutades. Järgmine etapp on metalli tootmine taandamise teel taandatavast metallist keemiliselt aktiivsemate metallidega ­ Titaani puhul magneesiumi. 5.Sadestamis ja difusioonmeetodi vahe Sadestamismeetodil lisatakse räbusse jahvatatud koksi, lupja, ferrosiliitsiumi. Difusioonlõõmutusel kuumutatakse legeerterasest valandit kuni 1100 kraadini ja seisatakse 6- 30 tunniks- see põhjustab austeniiditera kasvamist. 6. Kaupperite ja furmide roll malmi tootmisel Kauperid on kõrgahju põlemisõhu eelsoojendid. Furm on gaasisisestustoru 7.Mg tootmine Mg toodetakse mineraalidest. Metall eraldatakse elektrolüüsi teel sulatatud magneesiumkloriidist; väikese tiheduse tõttu tõuseb magneesium pinnale, kust ta imetakse välja. Protsess sarnaneb Al tootmisele. 8. Al tootmisprotsess Peamine alumiiniumi maak on boksiit, mis sisaldab alumiiniumi hüdroksiide. Tootmisprotsess: 1) Al oksiidi saamine 2) AlO3 elektroluus Al saamiseks 3) rafineerimine 9. Keemisolemus terasel

Konstruktsioonimaterjalide tehnoloogia
Konstruktsioonimaterjalide tehnoloogia materjalid
4
doc

Konstruktsioonimaterjalid e tehnoloogia materjalid

3) Happeliseks kuumuskindlaks materjaliks on: dinas 4) Rauamaakidest suurima raua sisaldusega on: magnetiit 5) Malmi tootmisel peenestatud maak allutatakse aglomeerimisele. 6) Raua redutseerimine maagist tehakse: CO osalusel 7) Terase tootmisel malmist eraldatakse süsinik oksüdeerimisega. 8) minimaalne hapnikusisaldus on: rahulikul terasel. 9) Väävli ja terase eraldamine terasest tehakse: lubjakiviga 10) Kõige levinumaks terase tootmise meetodiks on: hapnikkonvertermeetod 11) Kõrgahju protsessi põhiprodukt on toormalm. 12) Toorvase saamisel on lõppetapiks õhuga läbipuhumine konverteris. 13) Al tootmisel kasut. elektrolüüdina: Al2O3 lahust krüoliidis. 14) Mg elektrometallurgias kasut elektrolüüdina: MgCl2 15) Al elektrolüüsil koguneb Al: katoodile. 16) Ti tihedus (g/cm3) on: 4,5 17) Titaani saamisel titaantetrakloriidi TiCl4 redutseerimine tehakse magneesiumiga. 18) Si ja Mn sattuvad malmi põhiliselt maagist. 19) S lisand sattub malmi põhiliselt: kütusest (koks)

Konstruktsiooni materjalid ja tehnoloogia
Metallide tehnoloogia-materjalid eksam 2015
26
docx

Metallide tehnoloogia, materjalid eksam 2015

tõstetakse pendel ülemisse asendisse. Kui pendel vabastatakse, langeb ta alla ja purustab teimiku. 8. Väsimuskõver Tegelikkuses esinevad sagedamini vahelduvkorduvad (tsüklilised) koormused, mille tagajärjel tekivad märki muutvad pinged (surve-tõmbepinged),mis põhjustab pragude teket. Ehitusterased Ehitusterastena kasutatakse suhteliselt väikese 9. Metall ja mittemetallid süsiniku (kuni 0,2%) ja legeerivate elementide sisaldusega (Si ja Mn 1…2%) teraseid. Reeglina kasutatakse Metallidon ained, millel on tahkes olekus iseloomulik läige, ehitusteraseid mitmesuguse ristlõikega hea elektri- ja soojusjuhtivus ning tavaliselt ka hea profiilmetallina (nurkteras, talad, latid, armatuur jt.)

Materjaliõpetus




Kommentaarid (0)

Kommentaarid sellele materjalile puuduvad. Ole esimene ja kommenteeri



Sellel veebilehel kasutatakse küpsiseid. Kasutamist jätkates nõustute küpsiste ja veebilehe üldtingimustega Nõustun