Вся електронна бібліотека >>>

Зміст книги >>>

 

Побут. Господарство. Будівництво. Техніка

Будівельні матеріали


Книги з будівництва та ремонту

 

МЕТАЛЕВІ МАТЕРІАЛИ ТА ВИРОБИ

Виробництво сталі

 

 

Сталлю називають залізовуглецеві сплави, з вмістом вуглецю до 2 %. При виробництві сталі відбувається зниження змісту вуглецю і домішок, присутніх в чавуні (Mn, Si, S, Р та ін), за рахунок окислення киснем повітря і киснем, що містяться в руді. Зниження змісту вуглецю і домішок сприяє закис заліза FeO, яка утворюється на початку плавки 2Fe-j-O2-2FeO і далі C-f-FeO = CO+Fe. Так як зайва закис заліза викликає крихкість сталі, виробляють розкислення рідкої сталі шляхом введення феросплавів (феромарганцю, феросиліцію, ферроалюмінія) за наступними схемами: Mn + FeO->Mn + Fe; Si + 2FeO->SiO2+2Fe; 2А1 + +3FeO-vAl2O3+3 fe.

Утворилися оксиди спливають і видаляються разом зі шлаком.

Залежно від ступеня завершеності розкислення розрізняють спокійну сталь (сі), тобто найбільш раскисленную. Така сталь злитку має щільне і однорідну будову, більш якісна і дорога; киплячу сталь (кп), в якій процес розкислення пройшов не до кінця, в ній є бульбашки газу, які залишаються в прокаті. Кипляча сталь зварюється, задовільно обробляється, але при температурі -10 °С проявляє крихкість. Кипляча сталь дешевше спокійною. Полуспокойная сталь (пс) за властивостями займає проміжне положення між (сп) і (кп).

Виплавку сталі здійснюють в мартенівських печах, в конвертерах і електропечах.

У мартенівських печах (9.3) крім чавуну може бути проведена переплавлення металевого брухту, руди і флюсу. Паливом служить газ (суміш доменного, коксувального і генераторного) і підігріте повітря, забезпечує температуру 1800...2000 °С. Продуктивність печі за одну плавку (8... 12 год) до 900 т. В мартенівських печах (9.3) може бути проведена переплавлення металевого брухту (до 60...70%), можливі автоматизація процесу плавки, підвищена точність хімічного складу сталі. Недоліки плавки стали в мартенівських печах: періодичність процесу плавки, складність обладнання, більш висока вартість виплавленої сталі.

 

 

Для інтенсифікації виробництва сталі в мартенівських печах широко застосовують кисень, що забезпечує підвищення продуктивності печей на 25...30 % Більшу економію палива дає використання теплоти холонучих мартенівських печей, для чого використовують принцип роботи двухванных печей, при якому теплота від одного остигає ванни направляється в сусідню, а потім відбувається зміна напрямку потоку, теплоти.

 Конверторний спосіб отримання сталі дозволяє використовувати в якості шихти рідкий чавун, до 50 %' металевого брухту, руду, флюс (9.4). Стиснене повітря під тиском (0,3...0,35 МПа) надходить через спеціальні отвори. Теплота, необхідна для нагрівання сталі, виходить за рахунок хімічних реакцій окислення вуглецю і домішок, що знаходяться в чавуні.

Виробництво сталі в конверторах поступово витісняє її в мартенівських печах. Ємність сучасних конверторів досягає 600 т. Найбільший розвиток одержує киснево-конверторне виробництво стали, так як додаткове використання кисню забезпечує різке підвищення продуктивності (на 40 % вище. Недоліки способу: підвищений витрата вогнетривів і високий угар металів.

 Виробництво сталі в електричних печах - найбільш досконалий спосіб отримання спеціальних високоякісних сталей. Сталь виплавляють в дугових або індукційних електропечах. Найбільш рас-, просторе дугові електропечі ємністю до 270 т {9.5). При электроплавке сталі використовують як сталевий скрап і залізну руду, так і рідкі сталі, що надходять з мартенівської печі або конвертера.

 Прокатка - найпоширеніший вид гарячої обробки сталі, до 90 % всієї виплавленої сталі переробляють цим методом. При прокатці метал обжимають між двома валиками прокатного стану, обертаються в різні сторони, в результаті відбувається обтиснення заготовки і збільшення її довжини і ширини (9.7, а). Після такої обробки можна отримати прокат різної форми і розмірів (9.8). Якщо необхідна значна деформація перерізу, то повторюють прокатку вироби до 10... 15 разів, а у уникнути холостих пробігів злитка застосовують додаткові валки, забезпечують прокатку і при зворотному ході злитка. Стани, в яких при зворотному напрямку руху валків заготівля рухається у зворотному напрямку, називають реверсивними.

Найбільш досконалими станами є безперервні, яких робочі кліті з обтискними валками встановлюють послідовно одну за іншою і прокатываемая смуга потрапляє з однієї клітки в іншу.

На станах прокочують також арматурну сталь, застосовується при виробництві залізобетону

Волочінням називають процес протягування дроту або дроту через отвір у волоці (матриці), розміри поперечного перерізу якого менше розмірів вихідної заготовки (див. 9.7,6). Волочіння проводять на волочильних станах для отримання тонкої і найтоншого дроту, калібрування прутків і труб круглого і фасонного перетину із сталі і кольорових металів.

 Пресування - процес, в результаті якого метал видавлюють через кругле або фасонне очко в матриці (див. 9.7, б). Форма і розміри очки визначають форму і перетин пресованого виробу - прутків, труб і фасонних профілів з кольорових металів і їх сплавів, а також сталей. Пресування проводять на гідравлічних або механічних пресах.

 Кування металу полягає в обтисканні заготовки між верхнім та нижнім бойками (див. 9.7, р} із застосуванням різноманітного ковальського інструменту. Розрізняють вільну ковку (метал тече в сторони) і ковку в штампах (метал примусово повинен заповнювати порожнину штампа). При куванні відбувається зміна мікроструктури металу з утворенням подрібненого зерна або волокнистої структури. У будівництві ковку застосовують для виготовлення болтів, тяжів, анкерів, хомутів, скоб, башмаков, бугелів і т. п. Шляхом кування пневматичними клепальными молотками або машинами виробляють нероз'ємне з'єднання окремих листів та фасонних профілів (клепка).

 Штампуванням виготовляють значну кількість будівельних конструкцій. Це процес деформації металу в штампах, при якому забезпечуються однорідність і точність кувальних поверхонь, не потребують додаткової обробки. Розрізняють об'ємну і листове штампування.

При об'ємної штампування попередньо нагріту заготівлю деформують в замкнутій порожнині штампа на молотах, пресах або горизонтально-кувальних машинах.

Для будівельних конструкцій, товщина стінок яких мало відрізняється від товщини вихідних заготовок, використовують листове штампування, яка полягає в деформації в холодному стані листової вихідної заготівлі у штампі, що має матриці з притискним кільцем і пуансон (див. 9.7, е). Метал для штамповок повинен володіти високою пластичністю, частіше це маловуглецеві або леговані сталі. В окремих випадках можливо поєднання штампування і зварювання, що забезпечує можливість отримання конструкцій складної форми.

Для полегшення маси конструкцій і економії металу виробляють тонкостінні штамповані будівельні профілі з спеціальною високопластичної, антикорозійного листової сталі товщиною 2...3 мм В конструкціях ці профілі зварюють точкової або електродуговим зварюванням.

Лиття широко застосовують у виробництві різного виду виробів або заготовок з металу. Литі деталі виготовляють шляхом виливки розплавленого металу у форми. Приблизно 4/s всіх виливків отримують у разових піщаних формах і Vs - спеціальними видами лиття. Чавун плавиться у вагранках, які забезпечують розплавлення рідкого чавуну при мінімальному угарі і економному витраті палива.

Отримання сталевого виливка значно складніше, ніж чавунної, так як у сталі велика усадка (сталі - 2%, чавуну-1 %), необхідна висока температура (до 1600 °С), вище розчинність газів, що сприяє пузирчастість сталевого виливка. Для отримання сталевого виливка слід користуватися тільки повністю раскисленным металом і застосовувати наступну термічну обробку. Виливок можна проводити також з кольорових металів.

Лиття деталей у піщаних формах має суттєві недоліки, а саме: форма виготовляється тільки на одну виливок, точність виливки недостатня.

Для масового виробництва точних виливків успішно використовують спеціальні види лиття, що забезпечують підвищену точність, а в ряді випадків не потребують подальшої механічної обробки. Є більш 50 способів спеціальних видів лиття, основними з яких є: лиття в металеві форми (кокильное лиття), лиття під тиском, відцентрове лиття, лиття за виплавлюваними моделями, лиття в оболонкові форми (кіркова лиття) і ін

 Лиття в металеві форми забезпечує багаторазову оборотність форм (100...50 000 разів) і високу виробник" ність. Форми виготовляють із чавуну, сталі та інших сплавів. Метал заповнює форми під дією сили тяжіння.

Лиття під тиском, здійснюється у металевих формах, найчастіше застосовують для кольорових металів. Метал заповнює форми під тиском, створюваним поршневий системою.

Відцентрове лиття, здійснюване шляхом заливки рідкого металу у обертову форму (250...1500 хв-1) з подальшим охолодженням, найчастіше застосовують для виробів, що мають форму тіл обертання (труб, втулок тощо). Особливостями цього методу є велика щільність виливків і можливість отримання тонких стінок.

Лиття по виплавлюваних моделях (прецизійне) рекомендується проводити при виготовленні дрібних деталей складної форми і з високим ступенем точності.

При кірковій лиття підігріта металева модель обсипається спеціальною сумішшю піску і пульвербакелітовой смоли. При спіканні цієї суміші на моделі утворюється кірка міцністю до 7,5 МПа. Дві приготовлені таким чином напівформи з'єднуються і утворюють ливарну форму для виливки вироби. Особливостями цього виду литва є висока точність і можливість автоматизації процесу виливки.

 

Зміст книги: «Будматеріали»

 

Дивіться також:

 

  Довідник домашнього майстра Будинок своїми руками Будівництво будинку Домашньому майстрові Гідроізоляція

 

Будівельні матеріали

 

ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ БУДІВЕЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ

А. ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

Б. ВЛАСТИВОСТІ ВІДНОШЕННЮ ДО ДІЇ ВОДИ І РОЗЧИНІВ

Ст. ВЛАСТИВОСТІ ВІДНОШЕННЮ ДО ДІЇ ТЕПЛА

Р. МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

ПРИРОДНІ КАМ'ЯНІ МАТЕРІАЛИ

Б. ПОРОДОУТВОРЮЮЧІ МІНЕРАЛИ

Ст. КАМ'ЯНІ МАТЕРІАЛИ З ВИВЕРЖЕНИХ ГІРСЬКИХ ПОРІД

Р. КАМ'ЯНІ МАТЕРІАЛИ З ОСАДОВИХ ГІРСЬКИХ ПОРІД

Д. КАМ'ЯНІ МАТЕРІАЛИ З МЕТАМОРФІЧНИХ ПОРІД

Тобто РОЗРОБКА РОДОВИЩ І ОБРОБКА КАМ'ЯНИХ МАТЕРІАЛІВ

3. ВИДИ ПРИРОДНИХ КАМ'ЯНИХ МАТЕРІАЛІВ ТА ЗАСТОСУВАННЯ ЇХ В БУДІВНИЦТВІ

В. ЗАХИСТ КАМ'ЯНИХ МАТЕРІАЛІВ

К. ЗНАЧЕННЯ КАМ'ЯНИХ МАТЕРІАЛІВ В БУДІВНИЦТВІ

 КЕРАМІЧНІ ВИРОБИ

Б. СИРОВИНА ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА КЕРАМІЧНИХ ВИРОБІВ

Ст. ГЛАЗУРІ І АНГОБИ

Р. КЛАСИФІКАЦІЯ КЕРАМІЧНИХ ВИРОБІВ

Д. ВИРОБНИЦТВО, ВЛАСТИВОСТІ І ЗАСТОСУВАННЯ КЕРАМІЧНИХ ВИРОБІВ

Е. ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ ВИРОБНИЦТВА КЕРАМІЧНИХ БУДІВЕЛЬНИХ ВИРОБІ

В'ЯЖУЧІ. КЛАСИФІКАЦІЯ В'ЯЖУЧИХ РЕЧОВИН

А. ПОВІТРЯНІ В'ЯЖУЧІ РЕЧОВИНИ

Б. ГІДРАВЛІЧНІ В'ЯЖУЧІ РЕЧОВИНИ

БЕТОНИ

БУДІВЕЛЬНІ РОЗЧИНИ

 ЗАЛІЗОБЕТОННІ ВИРОБИ

Б. ВИРОБНИЦТВО ЗАЛІЗОБЕТОННИХ ВИРОБІВ

  ШТУЧНІ КАМ'ЯНІ МАТЕРІАЛИ І ВИРОБИ НА ОСНОВІ НЕОРГАНІЧНИХ (МІНЕРАЛЬНИХ) В'ЯЖУЧИХ

Б. ВИРОБИ НА ОСНОВІ ВАПНА

Ст. І МАТЕРІАЛИ ВИРОБИ НА МАГНЕЗІАЛЬНИХ В'ЯЖУЧИХ

 МАТЕРІАЛИ ТА ВИРОБИ З МІНЕРАЛЬНИХ РОЗПЛАВІВ

 ЛІСОВІ МАТЕРІАЛИ

Б. ФІЗИЧНІ І МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ДЕРЕВИНИ

Ст. ВАДИ ДЕРЕВИНИ

ффф