Odadavamlılıq - Konstruksiya materiallarinin texnologiyasi fənnindən MÜhaziRƏLƏR

Odadavamlılıq – odadavamlı materialın yüksək temperaturda əriməmək xassəsinə deyilir.
Termiki davamlılıq – odadavamlı materialın kəskin temperatur dəyişmələrində dağılmasına qarşı göstərilən müqavimətə deyilir.
Mexaniki möhkəmlik – odadavamlı materialların yüksək temperaturda mexaniki xassələrini qoruması ilə xarakterizə edilir.
Kimyəvi davamlılıq – odadavamlı materialın yüksək temperatur şəraitində maye metal, posa (şlak) və soba qazlarının kimyəvi təsirinə müqavimət göstərmək qabiliyyətinə deyilir.
Həcmi sabitliyi sabit saxlaması xassəsi – temperatur dəyişmələrində həcmin dəyişməsinə müqavimət göstərmək qabiliyyəti ilə xarakterizə olunur. Bu, odadavamlı materialın kimyəvi təbiətindən, onun fiziki-kimyəvi xassələrindən asılıdır.Metallurgiyada tətbiq olunan odadavamlı materiallar ovuntu, kərpic və ya fasonlu hissələr şəklində olur. Bunlardan ən çox tətbiq olunanı kərpicdir.
Koks və antrasitdən yanacaq kimi istifadə etdikdə əsas flüs tətbiq edilir. Ağac kömürü ilə işlədikdə, külün və kükürdün miqdarı az olduğundan əsas flüs az sərf edilir. Boş dağ süxurları CaO, MgO və gillitorpaq tərkibcə Al2O3 –dən ibarət olduqda turş xassəli flüs tələb edilir ki, bunu da təkrar ediləcək silisiumlu qaynaq posası əvəz edir. Əridilən çuqunun hər tonu üçün sərf edilən flüsün miqdarı filizin tərkibindən, yanacağın növündən və bunları əritmək üçün hazırlanma dərəcəsindən asılı olaraq 0,2-0,5 tona çatır.
Mövzu 6. Domna sobalarında çuqun istehsalı zamanı tətbiq edilən materiallar.
Domna sobalarında çuqun istehsalı zamanı tətbiq edilən materiallar və onların əridilmək üçün hazırlanması. Domna sobalarının yüklənməsi.
Hər bir filizin istehsalat üçün yararlılığı dərəcəsi onun tərkibindəki dəmirin və qeyri – metal qatışıqlarının miqdarı ilə müəyyən edilir, tərkibində dəmirin miqdarı çox, aşqarların, xüsusən fosfor, kükürd kimi zərərli aşqarların miqdarı az olmalıdır. Bundan başqa filizin çıxarılma və nəqliyyat xərcləri,yanacaqla təmin olunma imkanı,ucuz yanacaq mənbəyinə yaxın olması və s. nəzərə alınır.İstehsal edilməsinin əlverişli olması üçün zəruri olan bütün bu şərtləri təbii filiz qazıntıları ödəmədiklərindən, bütün filizlər ilk hazırlıq prosesindən keçirilir ki, bunlar da domnanın məhsuldarlığının xeyli artmasını, yanacaq və s.materialların sərfinin azalmasını təmin etmiş olur. Əsas hazırlıq prosesləri aşağıdakılardan ibarətdir: xırdalatma, növlərə ayırma, yuma, elektromaqnitlə zənginləşdirmə, yandırma və aqlomerasiya.
Xırdalama – domna sobalarına verilən filiz parçaları müəyyən ölçüdə olmalıdır. Çünki böyük ölçülü filiz parçalarının tərkib hissələrinə ayrılması çox yavaş gedir və çox vaxt parçalanmamış halda sobanın kürəsinə qədər gəlib çatır ki, bu da bütün prosesi xarablaşdırır. Eyni zamanda filizin çox xırda toz şəklində verilməsi, bütün soba boyu qazın keçməsinə mane olur, koloşnik tozu şəklində sobadan kənar olmaqla yanacağın da sərfini artırır, sobanın məhsuldarlığını aşağı salır. Domna sobalarına veriləcək koks və iri parçalı filizlər konus şəkilli xırdalayıcı maşınlarda xırdalanır. Sobaya verilən filiz parçalarının ölçüsü 50-80 mm olmalıdır.
Filizlərin növlərə ayrılması. İri filiz parçaları üzvlü və konusvari xırdalayıcılarda xırdalandıqdan sonra, xüsusi ələklərdən keçirilir və növlərə ayrılır. Kiçik hissəcikləri ayrıldıqdan sonra, yalnız ölçüsü 30-100 mm olan parçalar birbaşa əridilməyə göndərilir.
Filizlərin yuyulması (Yuma). Təbii qazıntı kimi çıxarılan filizlərin müəyyən qədər gil, qum kimi aşqarları olur. Bunları kənar etmək üçün filizlər əridilmədən əvvəl xüsusi yuyucu maşınlarda yuyulur.
Elekromaqnitlə zənginləşdirmə. Az dəmirli (cılız) və çoxlu miqdarda gərəksiz süxurları olan maqnitli filizlər aşağıdakı qayda üzrə hazırlanır. Bürüncdən hazırlanmış fırlanan barabanın üzərinə xırdalanmış filiz tökülür; kifayət qədər dəmir və maqnitlənmək xassəsinə malik olan filiz parçaları barabanın içərisində yerləşdirilmiş tərpənməz, çoxqütblü elektromaqnitin təsiri altında barabanın səthinə yapışır; belə təsirdən azad olan gərəksiz süxur, barabanın fırlanması ilə sürüşərək şaquli istiqamətdə gərəksiz süxur qabına tökülür; maqnit sahəsinin təsirindən uzaqlaşan zəngin filiz parçaları bu təsir qurtaran yerdə zəngin filiz qabına tökülür.
Filizlərin yandırılması. Bu əməliyyatla filiz nəmlikdən, dəm qazından və kükürdən azad edilir. Məsaməliyin artması nəticəsində filizin ərimə qabiliyyəti və zərərli aşqarlardan (kükürdə, arsenə görə) təmizlənməsi dərəcəsi artmış olur.Bundan başqa dəmir şpatını yandırarkən alınan dəmir 2-oksid dəmir 3-oksidə (Fe2O3) çevrilir.Filizlər xüsusi filiz yandırma sobalarında 600-8000- də yandırılır. Hazırda dəmir filizlərinin yandırılma prosesi çox az tətbiq edilir.
Aqlomerasiya və bişirmə. Domna sobalarında əridilmək üçün xırda filiz hissəcikləri, koloşnik tozu, oksidlər və s. materiallar, iriləşdirmə və bişirmə üsulu ilə aqlomerasiya edilir.Aqlomerasiya (bişirmə) xırda filiz hissəciklərinin xüsusi lentli maşında parçalar şəklində bişirilməsindən ibarətdir. Bu maşının lentini təşkil edən xırda və dibi deşikli təknələrə koksla birlikdə filiz əzniyi tökülür. Təknələr qaz yandırıcısı altından keçdikdə ovuntu 1300-16000- dək qızır. Bu zaman filizdəki qumla (3SiO2) maqnetit (2Fe3O4 ) və dəm qazı (CO) reaksiyaya girərək fayyalit adlanan dəmir 2-oksid silikatı (3Fe2SiO4) və yanma məhsulunu (CO2) əmələ gətirir. Yanma sahəsində ərimiş olan fayyalit əriməmiş şixtə hissəciklərinə birləşdirərək soyuduqda aqlomerat adlanan məsaməli kütlə əmələ gətirir. Yanma məhsulu maşının içərisinə sorulur. Bişirmə prosesində kükürd yandığından və məsaməlik artdığından keyfiyyət yaxşılaşır və sobanın məhsuldarlığı artır. Belə maşının gündəlik məhsuldarlığı 2500 ton aqlomerata çatır.
Domna sobalarının yüklənməsi. Xam materiallar domna sobalarına arası kəsilmədən və asan verilməsini təmin etmək üçün domna sexlərində yükləmə prosesi aşağıda göstərildiyi kimi mexanikləşdirilmiş olur. Dəmir yol xətləri ilə gətirilmiş materialların (filiz, flüs və koksun) filiz həyətinə boşaldılması və həmin materialların şixtə vaqonetlərini (arabacıqlarını) doldurmaq üçün qoyulmuş bunkerlərə verilməsi böyük portal kran vasitəsilə təmin edilir. Belə daşıma işini kranın hərəkət edən arabacığına bağlanmış qreyter görür. Əridilmək üçün xam materialların – filiz, flüs və koksun müəyyən nisbətdəki qatışığına şixtə deyilir. Şixtəni təşkil edən hər bir material üçün ayrıca bunker olur.Şixtə materialları bunkerdən maili qaldırıcı üzəri ilə hərəkət edən daşıyıcı vaqonetlərə avtomatik çəki vaqoneti vasitəsilə boşaldılır. Sobanın doldurucu hissəsinə şixtə materialları iki verişlə - filiz və yanacaq verməklə göndərilir. Filiz verişi üç vaqonet filiz və bir vaqonet flüsdən, yanacaq verişi isə iki vaqonet koksdan ibarət olur.Qaldırıcı qurğu maili körpüdən və onun üzərində rels xətləri ilə hərəkət edərək özü aşan və bir-biri ilə trosla birləşdirilmiş iki daşıyıcı vaqonetdən ibarətdir. Dolu vaqonet sobanın yuxarısındakı doldurucu aparata boşaldıqda, boş vaqonet doldurulmaq üçün aşağıda, bunkerin altında olur. Vaqonetlərin hərəkəti maili körpü altındakı bucurqad vasitəsilə təmin edilir.
Xam materialların sobaya doldurulması prosesi, materialın çəki bunkerlərindən vaqonetlərə yüklənməsindən başlayaraq bütünlüklə avtomatlaşdırılmış olur.
Mövzu 7. Domna sobası, təyinatı və quruluşu.
Domna sobası, təyinatı və quruluşu. Domna sobasının köməkçi qurğuları, onların təyinatı və quruluşu. Domna sobasının işə salınması, iş dövrü və ya dayandırılması . Domna sobasına qulluq etmə işləri . Domna prosesi. Domna sobasında baş verən fiziki-kimyəvi proseslər barədə anlayış. Domna istehsalının məhsulları: çuqunlar, donma qazı və posa.
Domna sobası şaquli və xeyli hündür silindirik formalı şaxta tipli qurğudur, vəzifə və quruluşuna görə beş əsas hissəyə bölünür. Sobanın ən yuxarı hissəsi koloşnik adlanır. Bu hissədə şixtəni boşaltmaq üçün doldurucu aparat və domna qazının xaric olunması üçün borular vardır. Koloşnikdən aşağıdakı konusvari, ən böyük hündürlüyə malik olan hissə şaxta adlanır ki, bunun da quruluşu, yəni aşağıya getdikcə en kəsiyinin böyüməsi, şixtəni asan hərəkət etməsini təmin edir. Ən böyük en kəsiyə malik olan hissəsi silindirik hissə və ya buğluq adlanır. Bu hissənin silindirik quruluşu şixtənin bərabər yayılmasına kömək edir. Aşağı gəldikcə daralan konusvari hissəni – çiyin hissəsinin quruluşu həcmini əriyən zaman kiçildən şixtənin müntəzəm hərəkətini təmin edir. Nəhayət, sobanın kürə hissəsi adlanan ən aşağı silindirik hissəsində yuxarıda qızdırılmış havanı üfürmək üçün, bütün çevrə boyu yerləşən furma deşikləri , ondan bir az aşağıda posa buraxıcı deşik ,leşad adlanan döşəmə səviyyəsində çuqun buraxıcı deşiyi vardır.
Soba gövdəsinin xarici qabığı iş şəraitindən asılı olaraq, bütün boyu üzrə müxtəlif qalınlıqda polad təbəqələrdən hazırlanır. Kürə və çiyin hissələrinin gövdəsi 28-43 mm qalınlıqda polad təbəqələrdən hazırlanır və zireh adlanır. Şaxta və koloşnik hissələrinin metal gövdəsi xüsusi dayaq həlqə vasitəsilə metal sütunlar və ya karkas üzərində dayanır. Şaxtanın yuxarı hissəsi tökülən şixtənin zərbəsindən dağılmamaq üçün içəridən polad və ya çuqun seqmentlərlə əhatə edilmişdir. Koksla işləyən domna sobası daxildən odadavamlı şamot kərpiclə, ağac kömürü ilə işləyən sobalar isə dinas kərpici ilə hörülmüş olur. Domna sobasında döşəmə hörgüsünün qalınlığı 2000-4000 mm, kürəninki 1000-1200 mm, çiyinin hörgüsü xeyli nazik- 690 mm- ə qədər və şaxta hissəsi hörgüsünün qalınlığı 1000-1200 mm olur.Sobanın gövdəsini yüksək temperatur təsirindən qorumaq üçün o bütün boyu uzunu su ilə soyudulur. Kürə və çiyin hissəsində soyutma daha şiddətli gedir. Soyuducu su divar örtüyü arasında yerləşdirilmiş və daxilində kiçik borucuqları olan çuqun plitələrın arasından dövr edir.Domna sobalarının faydalı hündürlüyü – koksla işləyən sobalar üçün 35 m- ə, ağac kömürü ilə işləyən sobalar üçün 20 m- ə çatır.Bütün köməkçi qurğuları ilə birlikdə, yüklənmiş domna sobaları çox ağır (20000 tona qədər) olur ki, bu da nəhəng dəmir – beton özülü üzərində dayanır.
Domna sobalarının köməkçi avadanlığı. Doldurucu aparat. Bütün domna sobalarının yuxarısında doldurucu aparat yerləşir. Bu aparat vasitəsilə soba fasiləli olaraq şixtə materialları ilə en kəsiyi üzrə bərabər paylamaq şərtilə doldurulur. Doldurucu cihaz atmosfer havasının sobaya və soba qazının atmosferə keçməsinə yol verməməlidir. Havaqızdırıcılar. Yanacağın yanması üçün zəruri olan havanı ( oksigeni ) yanma kamerinə soyuq halda verdikdə yüksək temperatur yaratmaq üçün yanacağın miqdarını artırmaq lazım gəlir. Bu isə yanma məhsulları miqdarının artmasına və sobanın yuxarı hissəsində temperaturun yüksəlməsinə səbəb olur. Odur ki, yanacağın sərfini azaltmaq və sobanın yalnız kürə və çiyin hissəsində temperaturu artırmaq məqsədilə kürəyə üfürülən hava qabaqcadan 500-8500C qızdırılır. Havanın xüsusi havaqızdırıcılarda qızdırılması domna (koloşnik) qazının yandırılması hesabına təmin edilir.
Qaz təmizləyicilər. Domna sobasından xaric olan koloşnik qazı özü ilə müəyyən qədər (20-25 q/m3) dəmir filizi və yanacaq tozu apardığından, həmin qaz yandırılmadan əvvəl müəyyən təmizləmə əməliyyatından keçirilir.
Domna sobasının işə salınması, iş dövrü və dayandırılması. Normal domna prosesinin getməsi üçün hər bir soba əvvəlcə bir neçə günlük buraxılış dövrünü keçirməlidir. Əsaslı təmir olunmuş və ya təzə tikilmiş domna sobası bir həftə müddətində qaz və ya isti hava üfürməklə içəridən qızdırılır. Bundan sonra soba ardıcıl surətdə koks layı, sonra əhəngdaşı (flüs) ilə birlikdə koks layı və nəhayət yuxarı getdikcə artan filizlə birlikdə koks layı ilə doldurulur. Koks isti üfürmə (isti hava) ilə yandırılır və 20-25 saatdan sonra ilk çuqun alınır. Sonra üfürməni gücləndirməklə bərabər filiz verilişini artıraraq 5-7 gündən sonra soba öz məhsuldarlığına çatdırılır.Normal məhsuldarlıqda sobanın fasiləsiz iş dövrü 5-7 ilə çatır. Domna sobasının əsaslı təmirə dayandırılmasının başlıca səbəbi divar hörgüsünün yanması olur. Divar hörgüsünün yanmasını düzgün təyin etmək üçün kobaltın radioaktiv izotoplarından (CO0) istifadə edilir. Soba təmirə dayandırıldıqda material verilişi kəsilir. Bu vaxt sobanın yuxarı hissəsindəki materialın aşağı çökməsi nəticəsində yanma məhsullarının təsirilə həddən artıq qızıb xarab ola bilən doldurucu cihaz şiddətlə soyudulmalıdır. Domnaya qulluq etmə işləri. Domna prosesinin düzgün getməsi üçün domna sobasının işinə nəzarət etmək lazımdır. Sobanın iş rejimi zonalardakı temperaturun sabitliyi, domna qazının miqdarı və tərkibi, üfürmənin miqdarı və temperaturu ilə xarakterizə edilir ki, bunlar da uyğun cihazlarla tənzim edilir.Eyni zamanda sobaya doldurulan xam materialların və onlardan alınan çuqunun çəkisi hesablanır.Çuqun və posanın yığılmasından asılı olaraq, onlar sobadan fasilələrlə xaric edilir. Ümumiyyətlə, çuqun 4-5 saatdan, posa isə 1-1,5 saatdan bir buraxılır.
Domna istehsalatının məhsulları haqqında məlumat.
Domna istehsalatının məhsulları çuqun, posa və domna qazından ibarətdir. Domna üsulu ilə əritmənin əsas məhsulu çuqundur. Domna çuqunları kimyəvi tərkibinə və tətbiq sahələrinə görə tökmə, təkrar emal edilən və xüsusi çuqunlara, istifadə edilən yanacağa görə koks və ağac kömür çuqunlarına bölünür. Çuqunu əmələ gətirən başlıca elementlər dəmir və karbondur. Karbon çuqunda sərbəst, yəni qrafit və ya kimyəvi birləşmə (Fe3C) halında olur. Tərkibində 2,14%-dən 6,67%-ə qədər karbon və ya az miqdarda manqan, silisium, fosfor və kükürd olan dəmir-karbon ərintilərinə çuqun deyilir.
Tökmə çuqunlar (boz çuqunlar) tökmə işləri üçün, yəni maye metalın qəliblərə tökülməsilə maşın hissələrinin istehsalı üçün əritmə materialını təşkil edir. Boz çuqundakı karbon, əsas etibarilə sərbəst qrafit halında olur və bütün kütlədə bərabər paylanmış lövhələrdən ibarətdir. Qrafit lövhələri bu çuqunun kəsiyinə boz rəng verir. Tökmə çuqunu (boz çuqun) ən yaxşı tökmə xasssələrinə (maye axıcılığına, az sıxılmağa və s.) malik olub, kəsgi alətlərilə də yaxşı yonulur. Fosfor və kükürd zərərli aşqarlardır. Fosfor bu çuqunun axıcılığını artırmaqla ona soyuq halda kövrəklik (“soyuq sınıq” ) xassəsini verir. Kükürd isə çuquna maye halında qatılıq, közərmiş halda kövrəklik (“isti sınıq”) və çatlama xassələrini verir. Təkrar emal çuqunu (ağ çuqun) yüksək bərkliyə, kövrəkliyə və pis tökülmə xassələrinə malikdir. Təkrar emal çuqunu (ağ çuqun), əsas etibarilə polad alınması üçün xam material olub, polada çevrilmə üsullarında asılı olaraq Marten, Bessemer və Tomas çuqunlarına bölünür. Tərkibində çoxlu miqdarda silisium, manqan, xrom və s. olan xüsusi çuqunlar (ferroərintilər) polad istehsalında aşqar və reduksiyaedici material kimi istifadə edilir. Belə çuqunlar olduqca çox yanacaq sərfi ilə başa gəldiklərindən, ən baha çuqun hesab edilir.
Domna istehsalatının məhsulları: posa və domna qazı.
Domna posası gərəksiz süxur, flüs və koks külünün birlikdə ərintisidir. Tərkibində əsas oksidlər (CaO, MgO) çox olan əsas posalar sement və kərpic istehsalında geniş istifadə edilir. Domna sobasından alınan koloşnik qazının tərkibi bir çox amillərdən ( xüsusilə yanacağın növündən ) asılı olaraq dəyişən olub, əsas etibarilə aşağıdakı qazlardan ibarətdir: CO2-4,5-18%, CO-26-32%, CH4-0,1-2,5%, H2-1,2-10%, N2-48-58%.
Koloşnik qazını tərkibində xeyli miqdarda qiymətli CO, CH4 və O2 kimi yanan maddələr olduğundan metallurgiya zavodlarında yanacaq geniş tətbiq edilir. Onun istiliktörətmə qabiliyyəti 900-950 kkal /m3- ə yaxındır. Domna sobaları iş zamanı küllü miqdarda ( yandırılan hər ton koks üçün 4000m3- ə qədər ) koloşnik qazı ayırdığından yanacağa xeyli qənaət edilmiş olur.Koloşnik qazı sobadan çıxdıqda özü ilə müəyyən qədər (8-50q/m3 ) dəmir filizi və koks tozu apardığından yanacaq kimi tətbiq olunmadan əvvəl onun həmin tozları təmizlənir.Təmizlənmiş koloşnik qazı sənayenin müxtəlif sahələrində yanacaq kimi tətbiq edilir. Çox dəqiq təmizləndikdən sonra bu qazı daxili yanma mühərrikləri üçün də tətbiq etmək olar.Təmizləmə zamanı tutulmuş koloşnik tozlar, çox xırda filiz və koks hissəciklərindən ibarət olduqlarına görə bişirilir və qiymətli xammal kimi yenidən domna sobasına qaytarılır.
Mövzu 8. Polad barədə anlayış. Marten sobalarında polad istehsalı.
Polad barədə anlayış. Polad alınmasının müasir üsulları. Polad istehsalında konverter üsulu. Konverterin quruluşu və oksigen-konverter prosesinin mahiyyəti. Marten sobalarında polad istehsalı. Sobaların konstruksiyası. Marten prosesinin mahiyyəti.
Polad müxtəlif tipli və məqsədli maşınların, dəzgahların, qurğuların və s. eləcə də inşaat komstruksiyalarının istehsalı üçün əsas konstruksiya materialıdır və şübhəsiz ki, gələcəkdə də öz mövqeyini qoruyub saxlayacaqdır. Poladın istehsal edilməsində əsas material kimi təkrar emal çuqunundan və polad qırıntılarından istifadə edilir. Çuqunun və poladın kimyəvi tərkibi müqayisə edildikdə poladda karbonun və başqa aşqarların miqdarının çuqundakindən xeyli az olduğu müşahidə edilir. Tətbiq edilən metallurgiya proseslərinin mahiyyəti – çuqunun tərkibindəki karbonun və başqa aşqarların miqdarını oksidləşdirmə yolu ilə posaya və qaz halına keçirməklə azaltmaqdan ibarətdir.
Hazırda polad başlıca olaraq çuqunun təkrar emalı yolu ilə istehsal edilir. Poladın fiziki-mexaniki xassələri çuqundakından daha yüksəkdir, onu döymək və yaymaq olar, o daha möhkəmdir və xeyli plastikdir, kəski alətlərilə yaxşı emal edilir. Ərimiş halda götürülən poladın duru axımlılıq qabiliyyəti tökmə hissələri almaq üçün kifayət qədər böyükdür. Tərkibində 2,14%- ə qədər karbon və az miqdarda manqan, silisium, fosfor və kükürd olan dəmir-karbon ərintilərinə polad deyilir. Çoxlu miqdarda müxtəlif markalı poladlarda göstərilən elementlərdən başqa xrom, nikel, molibden, volfram, vanadium və s. kimi elementlər də olur. Belə poladlara legirlənmiş poladlar deyilir. Çuqundan fərqli olaraq dəmir və polad döyülə bilmək, təzyiqlə emal edilmək, qaynaq edilmə, yüksək möhkəmlik və plastiklik xassələrinə malikdir. XIX əsrin ikinci yarısında sənayenin və dəmiryol nəqliyyatının sürətlə inkişafı küllü miqdarda polad tələb edirdi, polad istehsalının köhnə üsulları isə bu tələbatı ödəməkdə aciz idi. Buna görə də poladəritmənin daha məhsuldar olan yeni üsulları yaradıldı. Müasir poladəritmə sobalarında lazimi temperaturu əldə etmək üçün iki üsuldan istifadə edirlər. Birinci üsulda, alovlu sobalarda yanacağın yandırılması hesabına xaricdən istilik vermək yolu ilə, elektrik sobalarında isə elektrik enerjisinin istiliyə çevrilməsi yolu ilə lazım olan istilik əldə edilir ki, bu üsulla da poladı həm maye, həm də bərk çuqun və polad tullantılarından almaq mümkündür. Poladın göstərilən üsullarla istehsal edilməsinə uyğun olaraq Marten, yaxud regenerativ və elektriklə istehsal üsulu deyilir.
İkinci - kimyəvi reaksiyaların istiliyindən, yəni çuqunun tərkibindəki elementləri oksidləşməsi zamanı yaranan istilikdən istifadə etmək üsuludur ki, bu halda da təkrar emal çuqunu yalnız maye halında olmalıdır. Bu üsul polad istehsalında konverter üsulu adlanır. Sənayenin polada artan tələbatının ödənilməsi 1855-ci ildə ingilis metallurqu Henri Bessemer tərəfindən konverter qurğusu ixtira edildikdən sonra mümkün olmuşdur. O, konverter adlanan armudabənzər xüsusi qurğuya tökülmüş maye çuqunu hava ilə üfürməklə polada çevirmə üsulunu təklif etmiş və təcrübədə həyata keçirmişdir. Belə üsulla polad istehsalı Bessemer prosesi adlanır. Prosesin əsas mahiyyəti ondan ibarətdir ki, qurğuda olan maye çuqun, sıxılmiş hava ilə üfürülərkən onun tərkibindəki elementlər oksidləşmə nəticəsində azaldılaraq poladda olan miqdara çatdırılır. Beləliklə maye çuqundan polad alınır. Oksidləşmə reaksiyalarından alınan istilik poladı tökmə temperaturunadək qızdırır. Əritmə zamanı əmələ gələn metal oksidləri – MnO, SiO2, FeO isə birləşərək posa əmələ gətirir.Konvertelərın daxili hörgüləri turş və ya əsas odadavamlı kərpiclərdən hazırlanır. Turş konverter 1856- cı ildə, əsasi konverter1878-ci ildə işə salınmışdır. İstər turş (Bessemer) və istərsə də əsas ( Tomas ) konverter üsulunda yalnız müəyyən tərkibli maye çuqundan istifadə edilir ki, bu da ancaq domna sobası olan şəraitdə mümkündür. Konverter üsulunda poladın yüksək temperatura qədər qızdırılması aşqar oksidləşməsindən ibarət olan kimyəvi reaksiyalar nəticəsində ayrılan istiliyin hesabına təmin edilir. Bessemer prosesində tələb olunan istilik başlıca olaraq silisiumun oksidləşməsi hesabına, Tomas prosesində isə fosforun oksidləşməsi hesabına təmin edilir. Marten sobaların konstruksiyası. Marten sobasında aparılan proses marten prosesi adlanır. Marten sobası fransız mühəndisləri Emil və Pyer Martenlər ( ata və oğul ) tərəfindən ixtira edilmişdir. Onlar bu qurğunun konstruksiyası üzərində 25 ilə qədər çalışmışlar. Marten sobalarında karbonlu konstruksiya poladı, habelə müxtəlif markalı legirlənmiş polad istehsal edilir. Marten proseslərini və sobalarını, prosesin xarakterindən, habelə, sobanın dibi və divarlarının örtük materialından asılı olaraq, əsasi xassəli və turş xassəli olmaqla iki yerə bölünür.
Marten prosesi, yüksək temperatur şəraitində, metal, posa, qaz mühiti və soba örtüyünün qarşılıqlı fiziki-kimyəvi təsirində gedir. Marten prosesinin vəzifəsi çuqunda olan karbonun, manqanın, silisiumun miqdarını tələb olunan normaya qədər azaltmaq və ondan zərərli qatışıqları ( kükürdü, fosforu, oksigeni, hidrogeni, azotu ) mümkün qədər tamamilə çıxarmaqdır. Metal vannası elementlərinin oksidləşməsi, prosesi, onların üfürülən hava ilə sobanın iş fəzasına verilən oksigenlə, habelə filiz və dəmir yanığı ilə qarşılıqlı təsirdə gedir; ərimiş metalın daxilinə bilavasitə oksigen üfürməsi üsulu da tətbiq edilir. Marten prosesinin başlıca iki növü vardır:
Skrap-filiz prosesi (əsasi xassəli)
Skrap proses ( turş və ya əsasi xassəli )
Skrap-filiz prosesi domna sobaları olan metallurgiya zavodlarının (kombinatlarının) Marten sobalarında tətbiq edilir.
Skrap-proses maşınqayırma zavodlarının Marten sexlərində həyata keçirilir.
Skrap-filiz prosesi və skrap proses. Skrap-filiz prosesində şixta əsas etibarı ilə (adətən 65%-dən çox) maye çuqundan az miqdarda (10-15%) polad qırıntılarından (skrapdan), dəmir filizindən və flüslərdən ibarət olur.Hazırda poladın əsas hissəsini skrap-filiz prosesi ilə alırlar. Marten çuqununda demək olar ki, həmişə normadan artıq miqdarda fosfor olur, buna görə də skrap-filiz prosesi üçün əsasi örtüklü sobalar işlədilir. \Skrap-filiz prosesi üçün sobaların tutumu 100 tondan 500 tona qədər götürülür.
Skrap-proses maşınqayırma zavodlarının Marten sexlərində həyata keçirilir.
Skrap-prosesdə metal şixtasının 65-80 %-ni istehsal tullantıları və metal qırıntıları (skrap) təşkil edir, qalanı isə çoşka çuqun götürülür. Əsas skrap-proses, şixta əridikdən sonra gedən reaksiyalara görə skrap-filiz prosesinə oxşayır. Turş örtüklü Marten sobalarında (turş skrap-proses) poladı yalnız elə materiallardan düzəldilmiş şixtadan almaq olar ki, onlarda kükürd və fosforun miqdarı o qədər az olsun ki, bu zərərli qatışıqların çıxarılması daha zəruri sayılmasın. Belə sobalarda posanın 55-60%-i silisium 4-oksiddən ( SiO2 ) ibarət olur. Turş örtüklü sobaların məhsuldarlığının nisbətən kiçik və turş poladın bir qədər baha olması da bundan irəli gəlir. Lakin oksidləşmə reaksiyalarının yavaş getməsi və posada sərbəst dəmir oksidlərinin olmaması poladdan qeyri-metal aşqarlarının tamamilə çıxarılmasını və poladda oksigen miqdarının nisbətən az olmasını təmin edir. Turş poladda azot və hidrogen də əsasi poladınkından az olur. Çünki turşu şlakları əsasi şlaklara nisbətən daha özüldür və həmin qazları sobanın qaz mühitindən az buraxır. Skrap-proses üçün işlədilən sobaların tutumu adətən 20 tondan 100 tona qədər olur.
Marten üsulunun texniki iqtisadi göstəriciləri.
Marten sobasının əsas texniki iqtisadi göstəricisi sobanın döşəməsinin hər m2-dən gündəlik götürülən poladın miqdarından və ya illik məhsuldarlıqdan ( min tonla ) və hər ton polad üçün yanacaq sərfindən ibarətdir. Hər m2 üçün gündəlik polad istehsalı orta gündəlik əritməni soba döşəməsinin şərti sahəsinə (yükləmə pəncərələrinin aşağı səviyyəsində ölçülən sahəyə) bölməklə alınır. Gündəlik götürülən poladın orta miqdarı 8 t/m2 təşkil edir. Oksigen üfürməsi tətbiq etdikdə bu məhsuldarlıq 20-30 t\m2 çatır. Şərti yanacaq sərfi 130-250 kq/t arasında dəyişir. Oksigen metal vanna səthinə verilməsi, sobanın istilik rejiminin avtomatik idarə edilməsi, polad əritmədə tavan üçün dinas əvəzinə, yüksək odadavamlı xrommaqnezit kərpiclərinin tətbiqi, ikivannalı sobada poladəritmə və s. yanacaq sərfinin azalmasını təmin edir.
Mövzu 9. Elektrik sobaları. Poladın qəliblərə tökülməsi. Qövs və induksiya elektrik sobalarında polad istehsalı. Elektrik sobalarında alınan poladın keyfiyyəti və tətbiqi. Elektrik-qövs sobalarının quruluşu. Poladın qəliblərə tökülməsi.
Elektrik sobalarında polad istehsalı.
Konvertelərdə və alovlu regenerativ sobalarda polad əridilməsinə nisbətən elektrik sobalarında polad əritməsinin aşağıdakı üstünlükləri vardır: 1). soba daxilində oksidləşdirici alovun olmaması nəticəsində poladın tərkibində zərərli dəmir 2-oksid aşqar çox az miqdarda olur; 2). elektrik sobalarında çox az itgi ilə legirləşdirilmiş poladların tullantılarından istifadə edilir; 3). başqa əridici sobalara görə daha yüksək temperaturun (16000-yə qədər) əldə edilməsi volfram kimi çətin əriyən (təxminən 35000-də əriyir) legirləşdirici aşqarı olan xüsusi polad və ya ərintilərin istehsalına imkan verir; 4). yüksək temperatur yüksək əsasılı posa ilə əridilməsi mümkün olan fosfor və kükürdlü şixtə materiallarından istifadə etmə imkanını axtarır; 5). yüksək temperaturda maye metal hissəcikləri yaxşı axıcı olduqlarından qaz və oksidlər asanlıqla metaldan xaric olur və bununla da qaz qabarcıqlarına malik olmayan sıx kütləvi poladın alınması təmin edilir. Sobanın işə salınmasının asan olması, fasilələrlə işləyə bilməsi, asanlıqla və dəqiq sürətdə temperaturun tənzim edilməsinin mümkün olması da bu üsulun üstün cəhətidir. Elektrik sobalarının məhsuldarlığının az olması və elektrik enerjisinin baha başa gəlməsinə görə əridilən poladın dəyərinin yüksək olması həmin sobaların mənfi cəhətidir.
Sənaye tipli elektrik sobaları iki növə bölünür:
Yüksək tezlikli induksiya sobaları,
2) Qövslü elektrik sobaları
Induksiya sobaları başlıca olaraq çox yüksək keyfiyyətli poladların əridilməsi üçün istifadə edilir. Qövslü elektrik sobalarda metalın əridilməsi elektrik enejisinin istilik enerjisinə çevrilməsindən istifadə etmək prinsipinə əsaslanır. Qövslü elektrik sobaları iki növə bölünür.
Asılı olmayan ( metal iştirakı olmadan ) qövslü elektrik sobaları
Asılı olan ( metal iştirakı ilə ) qövslü elektrik sobaları.
Elektriklə poladəritmədə əsas proses.
Fosfor və kükürd kimi zərərli aşqarlarla zəngin olan şixtə materiallarından bu zərərli aşqarların miqdarı az olan, keyfiyyətli maşınqayırma poladları istehsal etmək üçün yalnız əsas prosesdən istifadə etmək mümkündür. Turş proseslə fosfor və kükürdü kənar etmək mümkün olmur. Əsas proseslə poladəritmə, aşqarların tamamilə oksidləşdirilməsi ilə başaçatdırılır ki, bu da bir sıra mərhələlərdə yerinə yetirilir. Elektriklə poladəritmə maye və ya bərk şixtə materialları ilə aparıla bilər. Maşınqayırma zavodlarında geniş istifadə edilən bərk şixtə əritməsində (skrap-proses adlanan) şixtə materialları qapağı ayrıla bilən sobalara üstdən doldurulur. Skrap-şixtənin həcmi böyük olduğundan sobanın bütün şixtə materialları ilə bir dəfə də doldurulmasına çalışmaq lazımdır. Ərimə zamanı şixtə materialların əlavə edilməsi əritmə müddətini uzadır.
Poladın qəliblərə tökülməsi. Hazır polad sobadan boşaltma çalovuna boşaldılır. Çalov, körpü kranının köməyi ilə qəliblərə tökmə yerinə aparılır. Qəliblər çuqundan və ya nadir hallarda poladdan olur. Tökmənin çıxarılmasını asanlaşdırmaq üçün qəliblər konus şəklində hazırlanır. Qəliblərin kəsiyi müxtəlif formalarda olur. Tökmə çalovları təbəqə poladdan hazırlanır və iç tərəfdən şamot kərpiclə örtülür. Çalovun odadavamlı örtük təbəqəsinin dibində deşiyi olan odadavamlı stəkan qoyulur. Deşik polad ştokun (stoporun) ucuna bərkidilmiş odadavamlı tıxac ilə qapanır. Ştokunda (pistonlu ) üzəri şamot halqalarından qoruyucu örtük təbəqəsi ilə örtülmüşdür. Qəlibə polad üst və ya alt tərəfdən doldurula bilər. Çoxlu miqdarda kiçik və orta böyüklükdə tökmə əldə etmək üçün sifonlu tökmə işlədilir. Bu üsulla polad dibi olmayan və adətən aşağıya doğru genişlənən qəliblərə tökülür. Bu zaman metal axını mərkəzi külbəyə yönəldilir və oradan metal kanallar ilə axıb qəliblərə gedərək sıçrantı əmələ gətirmədən aramla onları doldurur. Bunun da sayəsində tökmələrin səthi nisbətən təmiz olur. Dibli qəliblərə polad üst tərəfdən doldurulur. Bu zaman tökmələr sifonla tökməyə nisbətən daha sıx alınır, çünki isti polad artımlara dolur və tökmələri yaxşı doldurur. Lakin tökmələrin səthi sifonla tökməyə nisbətən bir qədər pis alınır. Çünki maye polad qəlibin aşağı hissəsini dolduran zaman ətrafa sıçrayır. Son illərdə poladın vakuumda və ya qoruyucu mühitdə qəliblərə tökülməsi üsulu geniş yayılmışdır.
Mövzu 10. Əlvan metallar haqqında anlayış. Misin istehsalı.
Əlvan metallar haqqında anlayış. Əlvan metalların fiziki-kimyəvi xassələri.Əlvan metalların istehsal üsulları. Mis filizləri. Misin istehsalı. Alovlu təmizləmə üsulu.Misin elektrolitik üsulla saflaşdırılması.
Müasir texnikanı əlvan metalsız təsəvvür etmək qeyri mümkündür. Maşınqayirmada ən çox tətbiq edilən metallar mis, alüminium, maqnezium, titan, sink, nikel, qurğuşun və qalaydır. Göstərilən metallardan təmiz halda və digər bir sıra ərintilərin tərkibində istifadə edirlər. Əlvan metallar müasir maşınqayirma və cihazqayırmanın inkişafı üçün həlledici rol oynamaqla texniki tərəqqini təmin edir. Bu metallar təbiyətdə saf halda çox az tapılır. Buna səbəb həmin metalların kimyəvi cəhətdən aktiv olmalarıdır. əlvan metallar əsasən müxtəlif kimyəvi birləşmələr – filizlər şəklində tapılır. Ölkəmizdə əlvan metal filizlərinin böyük ehtiyatı vardır. Bu filizlər emal olunaraq şox əhəmiyyətli əlvan metallar – mis, alüminium, maqnezium, titan və s. istehsal edilir.
Mis keçirici metallar qrupuna aid olub D. İ. Mendeleyevin elementlərin dövrü sistemində 29-cu yerdə durur. O, aşağıdakı fiziki-kimyəvi xassələrilə xarakterizə olunur: xüsusi çəkisi 8,93 q/sm3, ərimə temperaturu 10830 C, qaynama temperaturu 2360 0 C. Mis saf halda az möhkəmliyə və yaxşı plastikliyə malikdir. Misin texnoloji xassələri onun soyuq halda nazik təbəqələr və lentlər şəklində yayılmasına imkan verir, ondan nazik məftillər və borular alınır. Mis asanlıqla pardaqlanır, yaxşı lehimlənir və qaynaq edilir. Mis yüksək istilikkeçirmə, elektrikkeçirmə və korroziyaya davamlılıq qabiliyyətinə malikdir. O ən çox ərintilər, məsələn tunc, bürünc şəklində işlədilir.
Mis filizləri iki əsas qrupa bölünür: sulfidli filizlərin tərkibində - mis, kükürdlü birləşmə, oksidli filizlərdə isə oksid şəklində dir. Misə hərdənbir boş süxurla qarışıq olaraq külçə metal (99,9% Cu) şəklində rast gəlir. Lakin külçə mis olan filizləri çox azdır ( dünyada olan bütün mis yataqlarının təqribən 5%-i qədərdir ) və sənayedə onların əhəmiyyəti böyük deyildir. Sulfid şəklində mis filizləri bütün mis yataqlarının təxminən 80%-ni təşkil edir. Sənaye filizlərində misin orta miqdarı 1-2%, minimal miqdarı 0,5%-dir; 3% və ondan artıq misi olan filizlər zəngin filiz sayılır. Mis filizlərinin əsas yataqları Uralda, Kazaxıstanda, Özbəkistanda, Azərbaycanda (Gədəbəy,Filizçay və s.) yerləşir. Hazırda mis filizlərinin emal edilməsinin iki üsulu məlumdur:
1) pirometallurgiya üsulu-filizlərin bilavasitə əridilməsi və ya konsentratının (filizin saflaşdırma məhsulunun) əridilməsi;
2) hidrometallurgiya üsulu- bu üsulda filiz, misi məhlula keçirən, lakin filizin digər maddələrinə təsir etməyən məhsul ilə emal edilir; məhluldan mis elektroliz yolu ilə və ya kimyəvi üsulla çökdürülür. Mis filizlərinin bilavasitə əritmə üsulu ilə emalı külli miqdarda yanacaq və flüs sərf edilməsini tələb edir, buna görə də əlverişli deyildir.
Qara mis iki üsulla-alovlu və elektroliz üsulu ilə təmizlənir.
|