Kỹ thuật luyện kim

Trong công nghiệp nói chung và ngành công nghiệp luyện kim nói riêng , nhiều quá trình công nghệ , chẳng hạn như quá trình nấu chảy , quá trình nung nóng vật liệu hoặc sản xuất vật liệu mới ..đòi hỏi phải tiến hành ở nhiệt độ cao hoặc rất cao
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kỹ thuật luyện kim Ch−¬ng 1 Kh¸i niÖm vµ c¸c ®Æc tr−ng c¬ b¶n1.1. Kh¸i niÖm Trong c«ng nghiÖp nãi chung vµ ngµnh luyÖn kim nãi riªng, nhiÒu qu¸ tr×nhc«ng nghÖ, ch¼ng h¹n nh− qu¸ tr×nh nÊu ch¶y, qu¸ tr×nh nung nãng vËt liÖu hoÆc s¶nxuÊt vËt liÖu míi ... ®ßi hái ph¶i tiÕn hµnh ë nhiÖt ®é cao hoÆc rÊt cao. §Ó thùc hiÖn c¸cqu¸ tr×nh c«ng nghÖ nµy, ng−êi ta x©y dùng c¸c thiÕt bÞ nhiÖt gäi chung lµ lß c«ngnghiÖp. Lß lµ thiÕt bÞ ®¶m nhËn viÖc t¹o ra nguån nhiÖt cã c«ng suÊt lín víi møc ®é tËptrung cao, ®ång thêi lµ n¬i tæ chøc qu¸ tr×nh trao ®æi nhiÖt ®Ó cung cÊp nhiÖt cho vËtliÖu gia c«ng. NhiÖt cung cÊp cho lß cã thÓ lµ nhiÖt sinh ra do ®èt ch¸y nhiªn liÖu, dobiÕn ®æi ®iÖn n¨ng thµnh nhiÖt n¨ng hoÆc nhiÖt tù ph¸t sinh nhê c¸c ph¶n øng hãa häcph¸t nhiÖt xÈy ra trong qu¸ tr×nh gia c«ng vËt liÖu. NhiÖt tõ nguån nhiÖt ®−îc truyÒncho vËt liÖu gia c«ng lµm biÕn ®æi tr¹ng th¸i, tÝnh chÊt cña vËt liÖu gia c«ng, chuÈn bÞcho c¸c b−íc c«ng nghÖ tiÕp theo hoÆc t¹o ra vËt liÖu míi. Sù trao ®æi nhiÖt trong lß cãthÓ thùc hiÖn b»ng truyÒn nhiÖt bøc x¹, ®èi l−u, dÉn nhiÖt hoÆc phèi hîp c¸c d¹ngtruyÒn nhiÖt trªn. CÊu tróc lß hîp lý vµ chÕ ®é nhiÖt phï hîp víi yªu cÇu c«ng nghÖ lµnh÷ng yÕu tè ¶nh h−ëng trùc tiÕp vµ cã tÝnh quyÕt ®Þnh ®Õn chÊt l−îng, gi¸ thµnh s¶nphÈm còng nh− n¨ng suÊt vµ c¸c chØ tiªu kinh tÕ kh¸c cña lß. Lß c«ng nghiÖp lµ mét thiÕt bÞ ®−îc sö dông réng r·i trong nhiÒu ngµnh c«ngnghiÖp. Trong ngµnh luyÖn kim lß ®−îc dïng ®Ó thiªu kÕt quÆng, luyÖn thÐp, nÊu hoÆcluyÖn gang, nÊu hoÆc luyÖn c¸c kim lo¹i vµ hîp kim mµu, nung kim lo¹i... Trongngµnh vËt liÖu x©y dùng sö dông c¸c lß nung vËt liÖu nh− nung v«i, nung g¹ch, nungclinke s¶n xuÊt xi m¨ng, nÊu ch¶y men, nÊu thuû tinh. C¸c lß sÊy dïng ®Ó sÊy nguyªnvËt liÖu hoÆc n«ng l©m s¶n trong chÕ biÕn. HiÖn nay lß c«ng nghiÖp sö dông tíi 50% l−îng nhiªn liÖu ®èt hµng n¨m vµkho¶ng 25% l−îng ®iÖn s¶n xuÊt ra.1.2. Ph©n lo¹i Lß c«ng nghiÖp, còng nh− lß luyÖn kim ®−îc ph©n lo¹i theo c¸c ®Æc tr−ng c¬ b¶n sau: + Nguån nhiÖt sö dông. + §Æc ®iÓm c«ng nghÖ. + ChÕ ®é c«ng t¸c nhiÖt. -5- + KÕt cÊu cña lß.1.2.1. Ph©n lo¹i theo nguån nhiÖt sö dông Theo nguån nhiÖt sö dông, c¸c lß c«ng nghiÖp ®−îc chia lµm ba nhãm: + Lß dïng nhiªn liÖu. + Lß dïng ®iÖn n¨ng. + Lß tù ph¸t nhiÖt. Mçi nhãm l¹i ®−îc ph©n ra c¸c lo¹i tuú theo ®Æc tr−ng chung cña chóng.a) Lß dïng nhiªn liÖu: sö dông nhiÖt sinh ra do ®èt ch¸y nhiªn liÖu. Theo tr¹ng th¸icña nhiªn liÖu, c¸c lß dïng nhiªn liÖu ®−îc chia ra ba lo¹i: + Lß dïng nhiªn liÖu r¾n: than ®¸, than cèc, than cñi ... + Lß dïng nhiªn liÖu láng: dÇu mazut, dÇu ®iªzen ... + Lß dïng nhiªn liÖu khÝ: khÝ lß cèc, khÝ lß cao, khÝ thiªn nhiªn ...b) Lß dïng ®iÖn: sö dông ®iÖn n¨ng biÕn ®æi thµnh nhiÖt n¨ng. Theo ph−¬ng ph¸pbiÕn ®æi ®iÖn n¨ng thµnh nhiÖt n¨ng ng−êi ta chia ra c¸c lo¹i: + Lß ®iÖn trë: biÕn ®æi ®iÖn n¨ng thµnh nhiÖt n¨ng dùa trªn hiÖn t−îng to¶ nhiÖtkhi cho dßng ®iÖn ®i qua mét ®iÖn trë hoÆc vËt dÉn cã ®iÖn trë lín. ThÝ dô lß ®iÖn trënÊu kim lo¹i mµu, lß ®iÖn trë nung kim lo¹i, lß ®iÖn trë sÊy vËt liÖu ... + Lß ®iÖn c¶m øng: biÕn ®æi ®iÖn n¨ng thµnh nhiÖt n¨ng dùa trªn c¬ së cña hiÖnt−îng c¶m øng ®iÖn tõ. ThÝ dô lß ®iÖn c¶m øng nÊu thÐp, nÊu gang ... + Lß ®iÖn hå quang: biÕn ®æi ®iÖn n¨ng thµnh nhiÖt n¨ng dùa trªn c¬ së hiÖnt−îng phãng hå quang gi÷a c¸c ®iÖn cùc khi ®Æt gÇn nhau. ThÝ dô lß ®iÖn hå quang trùctiÕp nÊu thÐp, gang, s¶n xuÊt ®Êt ®Ìn, lß ®iÖn hå quang gi¸n tiÕp nÊu ®ång ...c) C¸c lß tù ph¸t nhiÖt: sö dông nhiÖt do c¸c ph¶n øng ph¸t nhiÖt sinh ra ngay trongb¶n th©n vËt liÖu trong qu¸ tr×nh gia c«ng. ThÝ dô trong c¸c lß chuyÓn luyÖn thÐp thæioxy nhiÖt cÊp cho lß chñ yÕu lµ do ph¶n øng ch¸y cña c¸c t¹p chÊt C, Si, Mn.1.2.2. Ph©n lo¹i theo ®Æc ®iÓm c«ng nghÖ Theo ®Æc ®iÓm c«ng nghÖ, c¸c lß c«ng nghiÖp ®−îc ph©n ra:a) Lß nÊu ch¶y: vËt liÖu gia c«ng ®−îc nung nãng vµ lµm nãng ch¶y hoµn toµn. ThÝdô: c¸c lß luyÖn thÐp, lß cao luyÖn gang, lß nÊu hîp kim mµu, lß nÊu thuû tinh ...b) Lß nung: vËt liÖu gia c«ng bÞ nung nãng nh−ng kh«ng bÞ ho¸ láng. ThÝ dô lß nungkim lo¹i trong gia c«ng ¸p lùc, nhiÖt luyÖn, lß nung g¹ch, v«i, clinke .. . -6-1.2.3. Ph©n lo¹i theo chÕ ®é c«ng t¸c nhiÖt Theo ®Æc tr−ng truyÒn nhiÖt tõ nguån nhiÖt tíi bÒ mÆt vËt liÖu gia c«ng trong lß,ng−êi ta ph©n ra: + C¸c lß lµm viÖc ë chÕ ®é bøc x¹. + C¸c lß lµm viÖc ë chÕ ®é ®èi l−u. + C¸c lß lµm viÖc ë chÕ ®é líp.a) Lß lµm viÖc ë chÕ ®é bøc x¹: sù truyÒn nhiÖt tíi bÒ mÆt vËt liÖu gia c«ng chñ yÕub»ng truyÒn nhiÖt bøc x¹. Theo sù ph©n bè dßng nhiÖt tõ nguån nhiÖt tíi vËt nung vµ tõnguån nhiÖt tíi t−êng, nãc lß, ng−êi ta ph©n ra ba lo¹i: ...