Konstruksiya materiallarinin texnologiyasi fənnindən MÜhaziRƏLƏR

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:

1. 
   Skrap-filiz prosesi (əsasi xassəli)
   
2. 
   Skrap proses ( turş və ya əsasi xassəli )
   

Skrap-filiz prosesi domna sobaları olan metallurgiya zavodlarının (kombinatlarının) Marten sobalarında tətbiq edilir.