Основы металлургии. Т.1 Ч.2. Общие вопросы металлургии.

Description

ГРЕЙВЕР Н.С., КЛУШИН Д.Н., СТРИГИН И.А., ТРОИЦКИЙ А.В. ОСНОВЫ МЕТАЛ-ЛУРГИИ. Т. 1. Часть 2_1961 ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИИ. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕТАЛЛУРГИИ ОГЛАВЛЕНИЕ Замеченные опечатки ГЛАВА VII. НЕКОТОРЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННОЙ МЕТАЛЛУРГИИ ПРИМЕНЕНИЕ КИСЛОРОДА Введение I. Производство технического кислорода II. Примеры применения кислорода 1. Шахтная плавка никелевого агломерата 2. Шахтная плавка медно-сланцевых руд 3. Шахтная плавка свинцового агломерата 4. Фьюмингование шлаков 5. Шахтная плавка цинкового агломерата 6. Обжиг сульфидных концентратов 7. Агломерация сульфидных шихт 8. Автоклавные процессы 9. Плавка концентратов во взвешенном состоянии 10 Конвертирование медных штейнов 11. Окислительное рафинирование черновой меди 12. Окислительное рафинирование чернового свинца III. Перспективы применения кислорода Литература ОБЖИГ В КИПЯЩЕМ СЛОЕ Введение I. Явление псевдоожижения 1. Потери напора и скорость газового потока при псевдоожижении 2. Структура кипящего слоя и расчет его рабочей скорости 3. Кажущаяся вязкость кипящего слоя 4. Движение газа и зерен внутри кипящего слоя 5. Транспортирование зернистого материала в псевдоожиженном состоянии 6. Теплообмен в кипящем слое II. Основные параметры технологии обжига в кипящем слое 1. Требования к исходному сырью 2. Плавление материала в печи 3. Тепловой режим 4. Газовый режим обжига 5 Вынос пыли из печи 6. Производительность печи III Конструкция печей Под с насадкой Двухрешетчатый под Керамический жароупорный под IV. Применение обжига в кипящем слое в металлургии 1. Окислительный обжиг сульфидных материалов Обжиг цинковых концентратов Обжиг пиритных концентратов Обжиг молибденовых концентратов Обжиг медного концентрата, содержащего цинк Сульфатизирующий обжиг медных и медно-цинковых концентратов Сульфатизирующий обжиг пиритно-кобальтового концентрата Сульфатизирующий обжиг медно-кобальтовых концентратов Обжиг свинцовых концентратов Обжиг никелевых файнштейна и концентратов Обжиг высокосернистого боксита 2. Восстановительный обжиг Магнетизирующий обжиг бедных железных руд Прямое восстановление железа из руд 3. Обжиг с возгонкой летучих веществ (окислительный, нейтральный и восстановительный) Возгонка сурьмы из руд Обжиг ртутных руд Сульфатизация металлургических пылей концентрированной серной кислотой с нагревом в кипящем слое Обжиг золотосодержащих материалов с возгонкой мышьяка и теллура Обжиг бедных оловянных материалов с возгонкой сульфидов олова Обжиг окисленных бедных свинцовых и цинковых руд (возгон свинца и цинка) 4. Применение обжига в кипящем слое в алюминиевой промышленности 5. Получение хлоридов и фторидов в кипящем слое (титана, алюминия, урана, натрия) 6. Обжиг известняка и доломита 7. Сушка, прокалка и обезвоживание кристаллогидратов Заключение Литература ЭЛЕКТРОПЛАВКА РУД И КОНЦЕНТРАТОВ 1. Общая характеристика электроплавки 2. Конструкции электрических печей 3. Теоретические основы рудной электроплавки 4. Практика электроплавки 5. Исследование и расчет электроплавки Литература ЦИКЛОННАЯ ПЛАВКА Литература ПИРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКАЯ СЕЛЕКЦИЯ Введение 1. Сущность метода 2. Контуры аппаратурного оформления процесса 3. Показатели процесса Литература ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКАЯ ВОЗГОНКА МЕТАЛЛОВ Введение 1. Практика электротермической возгонки цинка 2. Теоретические основы конденсации паров цинка 3. Практическое осуществление конденсации паров цинка 4. Электротермическая переработка полиметаллических концентратов и промпродуктов металлургического производства 5. Переработка цинковистых шлаков Литература ПРИМЕНЕНИЕ ВАКУУМА В ПИРОМЕТАЛЛУРГИИ Введение Отгонка (дистилляция или сублимация) Термическое восстановление Термическое разложение Дегазация І. Вакуумная отгонка металлов и сплавов 1. Термодинамика и кинетика процессов отгонки 2. Практические особенности отгонки в вакууме 3. Дистилляция сплавов 4. Области промышленного применения Вакуумное обесцинкование свинца и серебристой пены Отгонка цинка из латуней Разгонка алюминиевых сплавов Очистка титановой и циркониевой губки Очистка кальция, магния, цинка, теллура Очистка кальция и магния Получение особо чистого цинка. Получение особо чистого теллура II. Восстановление металлов в вакууме 1. Теория восстановления в вакууме 2. Области промышленного применения Силикотермическнй метод получения магния Вакуумтермический метод получения кальция, бария, стронция и других металлов ІІІ. Закономерности конденсации металлов IV. Вакуум в реакциях термического разложения. Плавка и дегазация металлов в вакууме 1. Теория процессов 2. Области промышленного применения Плавка стали Плавка в индукционных печах (без сердечника) Плавка в дуговых печах Обработка выплавленной стали под вакуумом Плавка никеля и меди Плавка молибдена, титана и других тугоплавких металлов Литература ИЗВЛЕЧЕНИЕ И РАЗДЕЛЕНИЕ МЕТАЛЛОВ ХЛОРИРОВАНИЕМ Введение I. Теоретические основы процесса хлорирования 1. Хлорирование окислов элементарным хлором 2. Хлорирование сульфидов элементарным хлором 3. Хлорирование окислов и сульфатов хлористыми солями II. Хлорирование в металлургии тяжелых цветных металлов 1. Хлорирующий обжиг пиритных огарков 2. Переработка сульфидных медно-цинковых и медно-никелевых руд 3. Отгонка свинца и кадмия при агломерирующем обжиге цинковых концентратов 4. Хлорирование бедных оловянных концентратов III. Хлорирование в металлургии легких металлов 1. Получение хлористого магния 2. Производство бериллия 3. Извлечение лития хлорированием сподумена IV. Хлорирование в металлургии редких металлов 1. Хлорирование двуокиси титана 2. Производство циркония 3. Производство ниобия и тантала 4. Хлорирование ванадийсодержащих шлаков 5. Хлорирование соединений молибдена 6. Хлорирование соединений молибдена6 V. Применение хлорирования при рафинировании металлов 1. Рафинирование алюминия хлорированием 2. Хлорное рафинирование свинца от цинка 3. Рафинирование олова от свинца Литература КАРБОНИЛ-ПРОЦЕСС 1. Строение молекул карбонила 2. Термодинамика реакций образования и разложения карбонилов 3. Образование и очистка карбонила 4. Разложение карбонила и очистка металла Литература ПРИМЕНЕНИЕ АВТОКЛАВНЫХ ПРОЦЕССОВ В ГИДРОМЕТАЛЛУРГИИ Введение I. Автоклавное выщелачивание 1. Выщелачивание без участия газовой фазы 2 Выщелачивание при участии газовой фазы Элементы теории окислительного выщелачивания Выбор растворителя Побочные реакции Примеры технического использования окислительного автоклавного выщелачивания Выщелачивание при участии газов-восстановителей ІІ Осаждение металлов и их соединений из растворов 1. Осаждение при участии газовой фазы Элементы теории восстановления водородом Примеры технического использования процессов восстановления водородом Восстановление металлов из растворов их солей с помощью SО2 и СО Осаждение металлов газами, не сопровождающееся процессом воcстановления 2. Восстановление и осаждение соединений металлов без участия газовой фазы III. Автоклавная аппаратура 1. Автоклавы для процессов, протекающих без участия газовой фазы 2. Автоклавы для процессов, протекающих с участием газовой фазы Заключение Литература ПРИМЕНЕНИЕ ИОНИТОВ В МЕТАЛЛУРГИИ Введение 1. Общие сведения об ионитах 2. Основы теории ионного обмена 3. Применение ионитов в металлургическом производстве Получение и разделение металлов Очистка производственных и сточных растворов Серебро Золото Платина Молибден и вольфрам Цинк и кадмий Олово Никель и кобальт Железо Хромовая кислота Серная кислота Цианид Радиоактивные растворы Извлечение металлов из рудничных вод 4. Аппаратурное оформление процесса 5. Возможности применения ионитовых мембран Литература РАЗДЕЛЕНИЕ МЕТАЛЛОВ МЕТОДОМ ЭКСТРАКЦИИ Введение 1. Сущность метода 2. Механизм экстракции 3. Термодинамика экстракционных равновесий 4. Примеры экстракционных разделений 5. Промышленное осуществление экстракции Полочные колонны Насадочные колонны Ситчатые колонны Распылительные колонны Пульсационные колонны Колонны с мешалками Центробежные экстракторы Литература МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ Введение 1. Очистка исходных материалов 2. Способы получения чистых металлов 3. Способы рафинирования чистых металлов Химико-металлургические методы рафинирования Иодидное рафинирование Электролитическое рафинирование Физические методы рафинирования Кристаллофизические методы рафинирования Литература РАЗВИТИЕ ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ 1. Общие сведения 2. Получение металлических порошков Механическое измельчение Измельчение в мельницах обычного типа Измельчение в вихревых мельницах. Распыление жидких металлов Восстановление Электролиз Разложение карбонильных соединений Прочие методы 3. Физические свойства и контроль порошков Содержание примесей. Величина и форма частиц Объемная характеристика порошков Твердость (микротвердость) Способность порошков к прессованию Спекаемость 4. Подготовка и составление шихты Разделение на фракции Смешивание Предварительная обработка порошков Новое направление порошковой металлургии - предварительное агрегирование 5. Прессование порошков 6. Спекание Колпаковая печь Проходные печи с передвижкой продукции Печи с вертикальным перемещением продукции Защитная среда при спекании Механизм спекания 7. Горячее прессование и спекание под давлением 8. Различные дополнительные операции и особые виды обработки 9. Некоторые новые методы формирования Всестороннее гидростатическое прессование Усовершенствованные методы прессования в жестких формах «Литье» порошков (шликерное литье) Методы непрерывного формирования порошков Новые методы формирования, связанные с применением новых материалов 10. Свойства порошковых материалов Литература ГЛАВА VIII. НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА ПОДГОТОВКА СЫРЬЯ К МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМУ ПЕРЕДЕЛУ I. Усреднение и шихтовка 1. Количественная оценка усреднения 2. Примеры схем усреднения и шихтовки руд и концентратов Литература II. Брикетирование 1. Общие сведения о процессе 2. Брикетные прессы 3. Брикетирование без связующих добавок 4. Брикетирование со связующими добавками 5. Технологические схемы брикетирования Литература ІІІ. Окатывание 1. Общие сведения о процессе 2. Аппараты для окатывания 3. Механизм окатывания 4. Крупность исходных материалов 5. Оптимальная влажность 6. Окатывание со связующими добавками 7. Упрочнение окатышей 8. Технологические схемы окатывания и окомкования Литература IV. Агломерация 1. Общие сведения о процессе 2. Агломерационные машины 3. Горение углеродсодержащего топлива 4. Горение сульфидов 5. Роль влаги в процессе спекания 6. Подогрев шихты 7. Воздушный режим спекания Газопроницаемость Разрежение Высота слоя 8. Рециркуляция газов 9. Подача дутья снизу вверх 10. Применение кислорода 11. Образование агломерата 12. Охлаждение агломерата 13. Материальные и тепловые балансы 14 Технологические схемы агломерации Литература ОСНОВЫ ТЕОРИИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПЕЧЕЙ I. Предмет теории печей II. Сущность работы металлургических печей III. Развитие науки о печах IV. Физико-химические превращения материалов 1. Общие положения 2. Пути решения некоторых задач Выбор и обоснование теплового и газового режимов печей Определение теплопотребления исходной шихты Определение удельной производительности печей Определение размеров печей по скорости металлургических процессов Выбор рациональной конструкции печей V. Движение газов и материалов 1. Механика газов 2. Движение газов и материалов в свободном пространстве 3. Движение газов и материалов в слое 4. Движение газов и расплавов в ванне 5. Пути решения некоторых задач Расчет размеров рабочего пространства печей, газоходов и воздухопроводов Определение размеров дымовых труб и характеристик дымососов Расчет горелок, форсунок и фурм Определение оптимального воздушного режима печей Прочие задачи VI. Теплообмен 1. Стационарное и нестационарное температурное поле 2. Виды теплообмена 3. Теплообмен в металлургических печах различных типов 4. Тепловой баланс и к.п.д. металлургических печей 5. Пути решения некоторых задач Определение производительности печей Регулирование процесса теплопередачи в печах Расчет потерь тепла печами во внешнюю среду Определение расхода топлива или электроэнергии Расчет устройств для утилизации тепла отходящих газов VII. Получение тепловой энергии 1. Теория горения топлива 2. Разновидности процесса сжигания топлива Факельное горение Вихревое горение Слоевое горение 3. Преобразование электрической энергии в тепловую Электронагрев через сопротивление Дуговой электронагрев Смешанный электронагрев Индукционный электронагрев VIII. Элементы теории некоторых печей 1. Отражательные печи 2. Электрические печи для плавки руд 3. Шахтные печи 4. Обжиговые печи 5. Конвертеры 6. Новые типы печей Заключение Литература КЛАССИФИКАЦИЯ, ТЕПЛОВЫЕ РАСЧЕТЫ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЛАМЕННЫХ ПЕЧЕЙ I. Классификация печей II. Теплопередача в печах 1. Два пути расчета размеров пламенной печи 2. Решение внутренней задачи теплопередачи в печи 3. Решение внешней задачи теплопередачи в печи Теплопередача от газов, элементов сопротивления и кладки плоскому слою материала на поду или зеркалу ванны Теплопередача от газов и кладки наклонным поверхностям откосов и ванне Теплопередача от газов и раскаленных кусков топлива другим кускам шихты 4. Теплопередача в кипящем слое 5. Потери наружу благодаря теплопроводности и аккумуляции тепла в кладке 6. Потери тепла в грунт III. Определение расхода топлива и тепловой баланс печи IV. Использование моделирования и метода аналогий при изучении и проектировании печей Литература ВЫСОКОСТОЙКИЕ ОГНЕУПОРЫ I. Свойства огнеупоров 1. Огнеупорность 2. Строительная прочность 3. Термическая стойкость 4. Шлакоустойчивость II. Характеристика основных групп огнеупоров 1. Кремнеземистые огнеупоры 2. Алюмосиликатные огнеупоры 3. Магнезиальные огнеупоры Магнезитовые огнеупоры Форстеритовые огнеупоры Шпинельные огнеупоры 4. Хромистые огнеупоры 5. Углеродистые огнеупоры 6. Цирконийсодержащие огнеупоры 7. Окисные огнеупоры 8. Карбидные огнеупоры 9. Нитридные огнеупоры Литература КАЧЕСТВО ТОПЛИВА 1. Твердое топливо Характеристика твердого топлива Теплотворная способность Прочность угля Насыпной вес топлива Методы механической переработки Сортировка Обогащение углей Брикетирование углей Размол Методы химической обработки 2. Жидкое топливо 3. Газообразное топливо 4. Выбор топлива и замена одного вида другим Литература СНИЖЕНИЕ ПОТЕРЬ МЕТАЛЛОВ В ШЛАКАХ I. Структура и физико-химические свойства шлаков II. Форма металла в шлаках III. Пути снижения потерь металлов со шлаком 1. Оптимальный состав шлаков 2. Оптимальный состав штейна 3. Подготовка и кондиционирование шихты 4. Режим плавки 5. Конструкция и обслуживание плавильных агрегатов 6. Коалесценция корольков штейна 7. Отстаивание шлаков 8. Снижение вязкости шлаков 9. Увеличение разности удельных весов шлака и штейна 10. Переработка шлаков Литература ПРОБЛЕМА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕПЛА ШЛАКОВ, ГАЗОВ И ВОДЫ 1. Отвальные шлаки 2. Отходящие газы Колошниковые газы шахтных печей медной, никелевой и свинцовой плавки Отходящие газы отражательных печей Отходящие газы конвертеров Отходящие газы вращающихся трубчатых печей для спекания глиноземной шихты Отходящие газы агрегатов, работающих на кислородном дутье 3. Вода, охлаждающая конструктивные элементы печей 4. Некоторые вопросы комплексного использования тепла Литература ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГАЗОВ I. Требования, предъявляемые к пылеулавливающим и газоочистным установкам II. Характеристика пылей цветной металлургии III. Основные пылеулавливающие аппараты 1. Осадительные камеры и циклоны 2. Электрофильтры Коронирование и ток в электрофильтре Зарядка и движение частиц пыли или тумана в электрическом поле электрофильтра Коэффициент улавливания Влияние пыли на работу электрофильтра Питание электрофильтров током Электрофильтры, применяемые на предприятиях цветной металлургии Электрофильтр типа ГК-30-Г Мокрый электрофильтр ВДМ 3. Рукавные фильтры О механизме осаждения частиц пыли из газового потока, проходящего через фильтровальную ткань Задержание пыли тканью Гидравлическое сопротивление фильтровальной ткани прохождению газов Конструктивные и эксплуатационные данные рукавных фильтров цветной металлургии Принципиальное устройство рукавного фильтра Рукавный фильтр РФГ-V Технические показатели работы рукавных фильтров Новые данные в области фильтрации запыленных газов 4. Скоростные (турбулентные) пылеуловители Общие данные Конструктивные и эксплуатационные данные скоростных пылеуловителей цветной металлургии Конструктивные данные Коэффициенты гидравлического сопротивления Гидравлическое сопротивление распылителей и коэффициент улавливания пыли Защита оборудования СПУ от коррозии 5. Барботажные и пенные пылеуловители IV. Технологические схемы пылеулавливающих устройств в цветной металлургии 1. Производство тяжелых цветных металлов Свинцовые заводы Цинковые заводы Медеплавильные заводы Никелевые заводы Оловянные заводы Сурьмяные заводы Ртутные заводы 2. Производство легких цветных металлов Магниевые заводы Алюминиевые заводы Производство глинозема Производство алюминия V. Химическая очистка газов (газоулавливание) 1. Физико-химические основы газоулавливания 2. Аппаратура для газоулавливания Безнасадочные скрубберы Скрубберы с насадкой Механические абсорберы Барботажные аппараты 3. Методы химической очистки газов Сернистый ангидрид Хлористый водород Хлор Фтористый водород Фтор Сероводород Пары ртути Литература Издательские данные