Anyagtechnológia alapjai I.

Az előadások a következő témára: "Anyagtechnológia alapjai I."— Előadás másolata:

1 Anyagtechnológia alapjai I.
ANYAGOK szerves BIOANYAGOK növényi termés váz állati kültakaró MŰANYAGOK természetes alapú hőre lágyuló elasztomer mesterséges alapú hőre keményedő KOMPOZITOK bevonat, szemcsés, szálas, réteges természetes mesterséges FÉMEK vasötvözetek acélok öntöttvasak nem vasfémek könnyűfémek egyéb fémek KERÁMIÁK oxidos kristályos amorf nem oxidos egyatomos vegyület szervetlen

2 Anyagtechnológia alapjai I.
TECHNOLÓGIÁK ALAPANYAGGYÁRTÓ Elsődleges Másodlagos malomipar: búza > liszt textilipar: gyapjú > fonal, stb… termelő tenyésztő MEZŐGAZDASÁGI kerámiaipar: agyag > tégla petrolkémia: olaj > benzin kohászat: érc > fémötvözet bányászati kitermelő IPARI FORMAADÓ Elsődleges megszilárdítás tuskó, tömb, pászma, alakos termék öntés Másodlagos alakadás általános célra rúd, lemez, cső, profil gyártás alakító eljárással Harmadlagos alakadás speciális célra alkatész, előgyártmány térfogatalakító és forgácsoló eljárással, hőkezeléssel Kohászati technológiák alapanyag előállítás Gépészeti technológiák alapanyag feldolgozás

3 Anyagtechnológia alapjai I.
Fémek Kerámiák Műanyagok Előállítás olvadt állapotban: formaadás külön technológiai lépésben Előállítás szilárd állapotban: a formaadás az anyag előállításával azonos technológiai lépésben A mesterséges alapanyagok előállítása és elsődleges formaadása

4 A világ acéltermelésének alakulása

5

6 A világ alumíniumtermelésének alakulása

7 A világ réztermelésének alakulása

8 A világ legnagyobb acéltermelő országai (2005)

9 A világ legnagyobb alumíniumtermelő országai (2005)

10 A világ legnagyobb réztermelő országai (2005)

11 Anyagtechnológia alapjai I.
Ércelőkészítés Nyers alumínium Nyersvas

12 Anyagtechnológia alapjai I.
Érc: fémvegyületet feldolgozásra alkalmas mennyiségben tartalmazó kőzet, üledék, talaj Vasércek: oxidok (magnetit, hematit) Alumíniumérc: oxid (bauxit) Rézérc: szulfidok (pirit, kalkopirit) Nemesfém: az ércében színelemként található Bányászat: többnyire külszíni fejtéssel

13 Anyagtechnológia alapjai I.
Érc Gépipari, építőipari alapanyag Kohászat Ércelőkészítés

14 Anyagtechnológia alapjai I.
Érc Gépipari, építőipari alapanyag Kohászat Nyersvasgyártás

15 Anyagtechnológia alapjai I.
Érc Gépipari, építőipari alapanyag Kohászat Nyersvasgyártás

16 Anyagtechnológia alapjai I.
Érc Gépipari, építőipari alapanyag Kohászat Arany kiolvasztása

17 Anyagtechnológia alapjai I.
Érc Gépipari, építőipari alapanyag Kohászat Fegyver kovácsolása

18 Anyagtechnológia alapjai I.
Érc Gépipari, építőipari alapanyag Kohászat Acéllemez gyártása

19 Anyagtechnológia alapjai I.
Érc Gépipari, építőipari alapanyag Kohászat Huzalgyártás

20 Anyagtechnológia alapjai I.
Érc Gépipari, építőipari alapanyag Kohászat Konverteres acélgyártás

21 Anyagtechnológia alapjai I.
Érc Gépipari, építőipari alapanyag Kohászat Fóliahengerlés

22 Anyagtechnológia alapjai I.
Bányászott érc Kohósításra alkalmas érckoncentrátum Ércelőkészítés Tárolás rétegesen Aprítás ha kisebbek a darabok, nagyobb valószínűséggel válik külön a meddő és a hasznos anyag

23 Anyagtechnológia alapjai I.
Bányászott érc Kohósításra alkalmas érckoncentrátum Ércelőkészítés Dúsítás fizikai úton: szűrés: a folyékony és a szilárd fázisok szétválasztása ülepítés: nem oldódó részecskék elkülönítése fajsúlykülönbség alapján flotálás: nem oldódó részecskék elkülönítése felületi feszültség alapján mágneses szeparálás: részecskék elkülönítése mágneses tulajdonságuk alapján

24 Anyagtechnológia alapjai I.
Bányászott érc Kohósításra alkalmas érckoncentrátum Ércelőkészítés Dúsítás fizikai-kémiai úton: brikettálálás: por alakú anyagból darabos anyag előállítása pelletezés: optimális méretű darabos anyag előállítása

25 Anyagtechnológia alapjai I.
Bányászott érc Kohósításra alkalmas érckoncentrátum Ércelőkészítés Dúsítás kémiai úton: feltárás: vízben oldhatatlan vegyület átalakítása oldható vegyületté kicsapatás: az oldhatóság csökkentésével az oldott anyag kiválik az oldószerből kalcinálás: hevítés hatására vízmolekula leadás - hidroxid -> oxid pörkölés: a fémnél oxigénaffinabb szennyezők eltávolítása, megfelelő adalékkal előredukálás

26 Anyagtechnológia alapjai I.
Bauxit Timföld alumínium kinyeréséhez Timföldgyártás Timföld Kohó-alumínium kb. 99,5% Nyers Al gyártás Kohó- alumínium Nagytisztaságú ötvözött alumínium Finomítás, ötvözés Alumínium ötvözet Pászma képlékeny alakításhoz Folyamatos öntés Az alumínium előállításának metallurgiai lépései

27 Anyagtechnológia alapjai I.
A timföld előállításának lépései

28 Anyagtechnológia alapjai I.
Nyers alumínium előállítása timföldből 1 - nyers alumínium 2 - timföld + kriolit 3- szén anód 4 - anódtüske 5- anódáram csatlakozás 6 - katód csatlakozás 7 - szivattyú A timföld olvadáspontját 2000 °C-ról kriolit (nátriumalumínium-fluorit) hozzáadásával 1000 °C-ra csökkentik. Kis egyenfeszültség (6V), és nagy áramerősség hatására az Al2O3 elbomlik. A fém alumínium a szénbélésű kád alján gyűlik össze, a felszabaduló oxigén az anódot elégeti.

29 Anyagtechnológia alapjai I.
A kész alumínium megszilárdítása Tömbökbe öntéssel, vagy folyamatos öntéssel A nyers alumínium tisztítása Metallurgiai eljárással: argon átöblítés, vákuumkezelés, vegyi eljárások Elekrolitikus eljárással: a fémet anódként kapcsolva a szín alumínium a katódon (alumínium) válik ki, a szennyezők az elekrolitba kerülnek, az anód feloldódik. Ötvözetek előállítása Újraolvasztással, a visszatérő hulladék anyagokat felhasználva, segédötvözetek adagolásával Megszilárdítás folyamatos öntéssel, bramma (későbbi hengerlésre) vagy tömb (későbbi kisajtolási technológiákhoz) formájában További feldolgozás Öntészeti vagy képlékenyalakító eljárásokkal

30 Anyagtechnológia alapjai I.
Kohósításra előkészített vasérc Nyersvas acélgyártáshoz, öntészeti célra Nyersvasgyártás

31 Anyagtechnológia alapjai I.
A nagyolvasztó technológiai kapcsolódásai

32 Anyagtechnológia alapjai I.
Aknás kemence ~1000 m3 térfogat acélköpeny, tűzálló falazat, alul grafit falzat szilárd betét adagolás felül forró levegő (~1000 °C) befúvás az alsó harmadban csapolás alul (nyersvas + salak) torokgáz távozás felül A nagyolvasztó... folyamatos üzem, t nyersvas/óra

33 Anyagtechnológia alapjai I.
A nagyolvasztó metszete és hőmérséklet eloszlása

34 Anyagtechnológia alapjai I.
A nagyolvasztó kémiai folyamatai és a nyersvas összetétele Acél-nyersvas 3,5-4,5 0,4-1,0 max. 1,0 max. 0,04 0,1-0,25 Öntödei-nyersvas 3,5-4,0 max 1,0 1,5-3,0 max. 0,06 0,3-2,0 C% Mn% Si% S% P%

35 Anyagtechnológia alapjai I.
Csapolás

36 Anyagtechnológia alapjai I.
Öntészeti célra, újraolvasztáshoz kg-os tömböket készítenek Tömböntés