Основы металлургического производства

Теоретические и технологические основы производства материалов

Классификация материалов по агрегатному состоянию

По агрегатному состоянию материалы подразделяют на твердые (металлические, неметаллические, композиционные), жидкие (масла, клеи, эмульсии и т.д.), газообразные (аргон, кислород, ацетилен, углекислый газ, азот и т.д.).

Природные источники материалов (руды черных и цветных металлов, нефть, природный газ, пески, алмазы, глины, канифоль, слюда и т.д.).

Основные методы получения твердых тел

Кристаллизация расплавов. Факторы, обусловливающие формирование кристаллической структуры металла слитка. Термодинамические основы, механизм и кинетика кристаллизации металлов. Параметры кристаллизации: число центров кристаллизации, скорость роста центров. Зависимость параметров кристаллизации от степени переохлаждения (скорости охлаждения) и их влияние на размер зерен и свойства металла. Взаимосвязь состава сплава, металлургических способов его получения с характером кристаллизации, микро- и макроструктурой слитка.

Стеклообразование (твердение расплавов). Изменение свойств трудно кристаллизующихся жидкостей. Определение понятия «стекло». Факторы, обусловливающие процесс стеклообразования. Получение аморфных металлических материалов.

Основы металлургического производства

1).Пиро-, гидро-, электрометаллургия. Исходные материалы для плавки: руда, топливо, флюсы, раскислители, модификаторы, легирующие элементы, шлаки предыдущих плавок.

2). Основные этапы получения металлов и сплавов: дробление и сортировка руд, обогащение руд, получение промежуточных продуктов из концентратов, получение технически чистого металла, получение металлов повышенной чистоты.

3).Прямое восстановление железа из руд.

4).Производство чугуна. Продукты доменной плавки.

5).Производство стали. Кислородно-конверторная, мартеновская и электроплавка. Непрерывная разливка стали.

6).Методы получения стали и сплавов особо высокого качества: двойной (в том числе вакуумный) переплав; электрошлаковый переплав; электронно-лучевой переплав, плазменно-дуговой переплав; обработка стали в ковше синтетическим шлаком; направленная кристаллизация с зонной очисткой, получение монокристаллов с заданными свойствами.

7). Особенности производства цветных металлов (меди, алюминия, титана, никеля, магния и др.).

Металлургия меди: пирометаллургическое получение меди из руд и концентратов; плавка медных руд и концентратов в электрических и других печах; выделение металлической меди и конвертирование медных штейнов; рафинирование меди.

Металлургия алюминия: сырье; производство глинозема; получение металлического алюминия; влияние различных факторов на расход электроэнергии в процессе электролиза; рафинирование алюминия.

Металлургия титана: титановые минералы, рудыи их переработка; получение четыреххлористого титана; металлотермическое и электролитическое получение титана; рафинирование титана.

Металлургия никеля: сырье; плавка в шахтных печах; обжиг никелевого файнштейна; получение никеляиз сульфидных медно-никелевыхруд; конвертирование и переработка медно-никелевого штейна; электролитическое рафинирование никеля.

Металлургия магния: подготовка сырья; способы получениямагния; рафинирование магния.