 |
|
 |
|
Detinator
DETINATOR FORUM
Data inscrierii: 22/Sep/2008
Mesaje: 70
Localitate: Botosani
|
|
 |
|
 |
|
 Trimis: 24/11/2008 08:07 Titlul subiectului: MPM |
 |
|
Apopei Cosmin MPM
ELABORAREA OTELULUI
Tehnica reprezinta aplicarea practica a cunostiintelor stiintifice fundamentale in scopul creeri de bunuri materiale sau sadisfacerii anumitor necesitati ale omului. Ea cuprinde ansamblul metodelor si mijloacelor de transformare a materiei. Dintre acestea, metodele de transformare a materiei reprezintă obiectul “tehnologiei”.
Tehnologia reprezinta, deci, una dintre laturile fundamentale ale tehnicii, definind modul cum e posibila o transformare dorita.
Productia materiala se realizeaza prin forme de organizare de desfasurare a activitatii omenesti denumite “procese de productie”. Ele sunt procese tehno-economice complexe, desfasurate in inteprinderi specializate. Atat articolele cat si procesele de productie sunt concepute, proiectate respective organizate si conduse, din punct e vedere tehno-economic, in principal de inngineri.
Otelurile sunt aliaje ale fierului cu carbonul, cu concentratia in carbon mai mica de 2.11 % si continuturi variabile, dar limitate de elemente insotitoare (Mn, Si, P, S, ), precum si de N, O, H. Otelurile aliate contin in plus fata de otelurile carbon obisnuite, unul sau mai numeroase elemente de aliere( Cr, Ni, W, Mo, V, etc.) care le confera proprietati superioare sau specifice. Otelurile sunt materialele metalice cel mai mult utilizate in industrie.
Elaborarea otelului este un process fizico-chimic complex care utilizeaza ca materie prima, fie fonta bruta, fie minereul de fier. In present, practice toata cantitatea de otel necesara se elaboreaza prin reducere indirecta, pornind de la o incarcatura metalica din care se elimina o parte din carbon si din elementele insotitoare, prin procese de afinare a baii metalice. La elaborarea otelului prin reducere indirecta, incarcatura metalica poate fi formata din fonta, fier veci si fonta sau numai fier vechi. Fonta, initial poate fi in stare lichida sau in dispoziție solida. Procesele de elaborare a otelului prin reducere indirecta sunt urmatoarele: 44113tyg51nrr5b
*
Afinarea fontei prin insuflare de aer
*
Afinarea fontei si a fierului vechi in cuptoare cu vatra
*
Afinarea fierului vechi in cuptoare electrice
*
Elaborarea (topirea) otelului prin procedee complexe (prin combinarea diferitelor faze de elaborare a unor procedee de mai sus) yr113t4451nrrr
Procedeele de elaborare a otelului au loc intr-un system eterogen, format din faze
lichide, gazoase si solide.
In baia metalica se mai gasesc si particule nemetalice in suspensie, care provin din incarcatura, din materialele refractare, din procesele chimice si fizico-chimice care au loc in timplul elaborarii si solidificarii.
O elaborare corespunzatoare a otelului presupune, deci, o conducere a proceselor in asa fel incat se se realizeze obtinerea otelului de compozitie si structura precisa, eliminarea cat mai avansata a gazelor vatamatoare (P, S) si crearea conditiilor ca in otelul finit sa ramana cat mai putine particule nemetalice (incluziuni).
Afinarea incarcaturii metalice are loc in situație topita si consta in eliminarea unei parti din carbon si din elementele insotitoare prin procese de oxidare a acestora (afinarea oxidanta) si indepartarea produselor oxidarii in baia metalica.
Procesele principale ale afinarii de oxidare, deci in întâia parte a elaborarii otelului, oxigenul dizolvat in baia metalica este necesar. Deoarece dupa procesele de afinare si dezoxidare nu se obtine totdeanua compozitia dorita, elaborarea otelului trebuie completata cu corectarea compozitiei, iar in cazul otelurilor aliate, corectarea si alierea, care se face prin adaugare, dupa indepartarea zgurei si dezoxidare, a elementelor dorite sub forma de fonte brute si aliate, feroajiaje sau chiar metale pure.
Otelul elaborate in absolut orice agregat siderurgic se evacueaza in oala de turnare a carei capacitate este de obicei, egala cu capacitatea cuptorului.
Lingotierele sunt formele metalice in care se toarna otelul, in scopul obtinerii lingourilor.
Prin exploatarea zacamintelor sau resursele naturale se obtin minereuri metalifere si nemetalifere care constituie materiile prime de baza. Din minereurile metalifere, prin procese tehnologice se extrag metalele sau direct unele aliaje brute.
Fierul pur nu prezinta importanta practica.In schimb , aliajele fierului cu carbonul -fonta si otelul- sunt materialele metalice cele mai utilizate in tehnica.Fonta este aliajul fierului cu carbonul ,care contine intre 2,06% si 4,3% carbon ,iar otelul ,aliajul fierului cu carbonul care contine sub 2,06% carbon. In afara de fier si carbon,atat fontele cat si otelurile ,mai contin, in cantitati mici ,si alte elemente -siliciu ,mangan, sulf, fosfor(numite elemente insotitoare)-care nu au putut fi perfect indepartate in procesul de elaborare sau care au fost introduse in mod voit ,pentru a le conferi anumite proprietati (elemente de aliere).
Fonta se obtine prin topirea si reducerea minereurilor de fier in cuptoare excepționale numite furnale.Fontele obtinute in furnale se numesc fonte brute .Dupa compozitia chimica se deosebesc in fonte brute obisnuite si fonte brute aliate.Ele pot fi folosite in:
~elaborarea otelului(fonte pentru afinare)
~turnarea pieselor (fonte pentru turnatorie)
Fonta prezinta urmatoarele caracterisrici generale:se toarna bine, se lucreaza prin aschiere,dar nu se poate prelucra plastic(nu se poate lamina sau forja)si nu se poate suda.Fontele turnate in piese mai sunt numite si fonte de a doua topire si se obtin din fonte brute ,prin retopirea in cuptoare particulare (cubilouri)in scopul inlaturarii impuritatilor si a obtinerii anumitor compozitii.Ele pot fi : fonte cenusii,fonte nodulare si fonte maleabile.
-fontele cenusii(simbol Fc, urmat de cifra care ii indica rezistenta minima de rupere la tractiune,in daN/cm2) se toarna teribil de bine si se prelucreaza prin aschiere,fiind ieftine.
-fontele nodulare (simbol Fn - fonta cu grafit nodular)se obtin prin adaugarea de magneziu in baia de fonta .Prezinta proprietati mecanice la fel de bune ca otelul si se toarna la fel de bine ca fonta cenusie.
-fontele maleabile(simbol Fm)se obtin printr-un remediu termic special (de maleabilizare)se poate prelucra bine prin aschiere ,are proprietati mecanice appropriate de ale otelului.
Fierul topit obtinut in furnalul inalt, venind in contact cu cocsul din fracțiune de jos a furnalului, contine diferite procente de carbon dizolvat (de obicei 3sau 4%), inpreuna cu siliciu, mangan, fosfor si sulf in cantitati mai mici. Aceste inpuritati scad punctual sau de topire de la 1535oC, cea a fierului pur, la circa 1200oC. Aceasta fonta este deseori turnata in bare.
Cand fonta se prepara prin racire brusca din stare lichida, are nuanță alba si se numeste fonta alba. Ea consta in general din compusul cementita, Fe3C, o substanta rigida, casanta.Fonta cenusie, obtinuta prin racire inceata, consta din graunte cristaline de fier pur (numit ferita) si fulgi de grafit. Atat fonta alba, cat si cea cenusie sunt casante, deoarece principalul constituent al primeia, cementitul, este casant iar ultima este slabita de fulgii de grafit distribuiti prin ea si de ferita dura continuta.
Fonta maleabila, care este mai dura si mai putin casanta decat cea alba sau cenusie, se prepara prin tratarea la cald a fontei cenusii cu o compozitie convenabila. In acest tratament, fulgii de grafit se unesc in particule globulare, care, din cauza ariilor sectiunilor traversale mici, slabesc ferita mai putin decat o fac fulgii.Fonta este cea mai ieftina varietate de fier, dar folosirea ei este limitata din cauza rezistentei mici. O mare parte din ea se foloseste la prepararea otelului iar o cantitate mai mica, a fierului forjat.
Fierul forjat este un fier pur, cu numai 0,1-0,2%carbon si mai putin de 0,5% impuritati totale. El se prepara prin topirea fontei pe un pat de oxid de fier intr-un cuptor cu reverberatie, in care flacara este reflectata de acoperis in material pentru a-l incalzi. Fonta topita este agitata, oxidul de fier oxidand carbonul dizolvat in oxid de carbon iar sulful, fosforul si siliciul trec in zgura. Pe masura ce impuritatile sunt indepartate, punctual de topire al fierului creste si masa devine mai pastoasa. Ea este indepartata din furnal si batuta cu ciocane actionate cu abur pentru a indeparta zgura.
Fierul forjat este un metal viguros si dur care se poate suda si forja usor.In trecut se folosea extensive la fabricarea lanturilor, sarmei si a altor obiecte de acest gen. Astazi este inlocuit in mare masura cu otelul aliat moale.
Scurt istoric
Mai presus ca indiferent ce alte metode, furnalele stau astazi la baza elaborarii fontei, aproape la fel ca si in 1900. Furnalele produc in prezent 55 din cele 60 de milioane tone fonta obtinute in SUA. Si cu toate astea furnalul ca agregat "rege" nu este indragit astazi, asa cum nu era nici cu 60 de ani in urma, cand editorul publicatiei de metalurgie, Iron Age, T.W.Lippert il caracteriza, "un bun utilaj care multa vreme a realizat probleme calculelor teoretice de pe hartie".
In timp ce "multe milioane de dolari s-au irosit pe asa-numita reducere directa" si in timp ce, asa cum scria in 1939 Lippert, "trebuie sa acceptam ca daca furnalul este un fel de monstruo...
Majoritatea tipurilor de aliaje nu se pot obtine insa direct prin procesele de extragere bruta si ajinare. Drept consecinta, elaborarea lor se face prin retopirea si amestecarea in proportii adecvate direct a metalelor industriale sau ethnic pure, process care de întocmai face parte din elaborarea secundara. |
|
FAQ 
Mesaje private 
