Μεταλλουργία Σιδήρου – Χυτοσιδήρου Θεωρία και Τεχνολογία

1. Ε.Μ. Πολυτεχνείο Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων – Μεταλλουργών Εργ. Μεταλλουργίας Μεταλλουργία Σιδήρου – Χυτοσιδήρου Θεωρία και Τεχνολογία 1o Μάθημα: Γενικά στοιχεία – Πρώτες ύλες Δρ. Α. Ξενίδης

2. Μεταλλουργία Fe • Σημαντική βιομηχανία • Παγκόσμιο επίπεδο • Εθνικό επίπεδο • 6 μεταλλουργίες • 4 κατηγορίες προϊοντων • Σίδηροι • Χυτοσίδηροι • Χάλυβες • Σιδηροκράματα Μεταλλουργία Fe I

3. Μεταλλουργία Fe • Διάγραμμα Fe - C • Σίδηροι 0 – 0,025 % κ.β. C • Χάλυβες 0,025 – 2 % κ.β. C • Χυτοσίδηροι > 2% κ.β. C • Στερεά διαλύματα • Παρεμβολής του C στο πλέγμα Fe • Αντικατάστασης • Σιδηροκράματα • Δημιουργία κραμάτων • Ρύθμιση χημικής ανάλυσης μετάλλων ή κραμάτων • Κάθαρση μετάλλων ή κραμάτων Μεταλλουργία Fe I

4. Διάγραμμα Fe - C Μεταλλουργία Fe I

5. Πρώτες – Βοηθητικές ύλες • Πρώτες ύλες: ενσωματώνονται στο τελικό προϊόν • Σιδηρομεταλλεύματα • Παλαιοσίδηρα • Καύσιμα • Βοηθητικές ύλες: Απαραίτητες αλλά ΔΕΝ ενσωματώνονται στο τελικό προϊόν • Συλλιπάσματα • Άλλες προσθήκες • Νερό, Οξυγόνο • Ηλεκτρική ενέργεια Μεταλλουργία Fe I

6. Σιδηρομεταλλεύματα - Χαρακτηριστικά • Περιεκτικότητα σιδήρου • Τύπος • Μετάλλευμα • Συμπύκνωμα • Συσσωμάτωμα (σφαιροποίηση, επίτηξη, μπρικετοποίηση, κονδυλοποίηση) • Σύσταση • Ορυκτολογική • Χημική • CaO, SiO2, P2O5 • Κοκκομετρική • Χοντρόκοκκα (lumpy), λεπτόκοκκα (fine) μεταλλεύματα Μεταλλουργία Fe I

7. Ορυκτολογική σύσταση σιδηρομεταλλευμάτων Μεταλλουργία Fe I

8. Τυπική ανάλυση σιδηρομεταλλεύματος Μεταλλουργία Fe I

9. Σιδηρομεταλλεύματα - Χαρακτηριστικά • Πυκνότητα • Όχι συμπαγές, όχι πολύ πορώδες • Καθαρότητα • Ελάχιστη περιεκτικότητα Cu, Zn, Pb, P, S κλπ • Ανάγονται πριν τα οξείδια του Fe και καταλήγουν στο μέταλλο • Καθαρότητα – Πλούσιο μετάλλευμα • Ομοιομορφία • Σημαντική στη σιδηρομεταλλουργία • Ομογενοποίηση με μηχανικούς αποθέτες Μεταλλουργία Fe I

10. Διάταξη απόθεσης Μεταλλουργία Fe I

11. Παλαιοσίδηρος (scraps) • Scrap ανακύκλωσης (old scrap) προϊόντων μετά το τέλος ζωής τους (π.χ. αυτοκίνητα, πλοία, κλπ) • Scrap που παράγεται στην ίδια τη μεταλλουργία (home scrap) (απομετάλλωση, χύτευση) • Scrap που παράγεται από απορρίμματα μετάλλου ομοειδών μονάδων (new scrap) (ρετάλια, γρέζια μηχανουργείων κλπ) • Ποιότητα ? • Αξιοπιστία προμηθευτή Μεταλλουργία Fe I

12. Καύσιμα • Είδη • Στερεά • Ξυλάνθρακας • Λιθάνθρακες (λιγνίτες, γαιάνθρακες, ανθρακίτες) • κωκ • Υγρά • Μαζούτ, πετρέλαιο • Αέρια • Φυσικό αέριο, αέριο υψικαμινου, κωκερίας • Σκοπός • Θέρμανση • Αναγωγή Μεταλλουργία Fe I

13. Τυπική ανάλυση κώκ Μεταλλουργία Fe I

14. Ηλεκτρική ενέργεια • Κίνηση • Καμίνων • Διατάξεων χύτευσης • Γερανών • Θέρμανση • Αναγωγική τήξη μεταλλευμάτων • Τήξη scrap • Τήξη σπογγώδους σιδήρου • Τήξη κραμάτων Μεταλλουργία Fe I

15. Συλλιπάσματα • Ρύθμιση της φυσικοχημικής συμπεριφοράς της σκουριάς, π.χ. • Ευτηκτότητας • Ιξώδους • Χημικών ιδιοτήτων • Διάκριση συλλιπασμάτων • Όξινα (SiO2) • Βασικά (CaCO3ή (Ca, Mg)CO3) • Ουδέτερα (CaF2) • Επαμφοτερίζοντα (Al2O3) Μεταλλουργία Fe I

16. Τυπική ανάλυση ασβεστολίθου Μεταλλουργία Fe I

17. Προσθήκες • Προσδίδουν τις απαραίτητες φυσικοχημικές ιδιότητες στο μέταλλο • Σιδηροκράματα • Κάθαρση π.χ. Fe-Mn, Fe-Si ή κραμάτωση, π.χ. Fe-Cr ή Fe-Ni • Καθαρά μέταλλα • Mn, Ni, Al, Cu • Ενώσεις • NiO, MoO, MnSi Μεταλλουργία Fe I

18. Νερό • Ψύξη επιφανειών ή μαζών, π.χ. • Ψύξη μεταλλικού κελύφους υψικαμίνου ή φρεατωδών καμίνων • Ψύξη του μετώπου αποσκωρίωσης ή απομετάλλωσης • Ψύξη των ρευματαγωγών των ηλεκτροδίων • Ψύξη και καθαρισμός απαερίων • Πύργοι καταιονισμού, Venturi κλπ • Ψύξη και κοκκοποίηση μετάλλων ή σκωριών Μεταλλουργία Fe I

19. Νερό • Είδη νερού • Θαλασσινό νερό (όπου είναι διαθέσιμο) • Βιομηχανικό νερό για ψύξη και κοκκοποίηση μετάλλων • Αποσκληρυμένο για ψύξη πολύ θερμών μερών ηλεκτρικών και άλλων καμίνων • Συστήματα ανακύκλωσης νερού όπου είναι δυνατόν • Οικονομία • Διατήρηση πόρων • Διατήρηση αισθητής θερμότητας Μεταλλουργία Fe I

20. Οξυγόνο • Χρησιμοποιείται ευρύτατα στη μεταλλουργία • Υψικάμινο • αύξηση της παραγωγικότητας • Μείωση της ειδικής κατανάλωσης κώκ (Μικρότερες απώλειες αισθητής θερμότητας των απαερίων) • Απομετάλλωση σε όλες τις καμίνους • Καθαρισμός μετάλλων – μεταλλάκτες • Χύτευση και καθαρισμό Μεταλλουργία Fe I