Глава 5. Технологии получения, обработки, преобразования и использования материалов
§ 5.1 Производство металлов




Технологии получения, обработки, преобразования и использования материалов


Одно и то же изделие можно получить разными способами и с помощью разных технических средств. Изделие из металла отливают, куют, штампуют, точат, фрезеруют и т. п., используя необходимые технологические машины.

Выбор методов и средств производства определяется технологией обработки, преобразования и использования материалов.



Вы узнаете:

• какие технологии производства и обработки материалов используются на современных предприятиях;

• какие станки, машины и агрегаты используются при выпуске массовой продукции.

Вы научитесь:

• разбираться в технологиях производства и обработки конструкционных материалов.



Производство металлов


Как добывают и производят металлы? В чистом виде в природе их не существует, а люди в них нуждаются в самых разных областях.


Для организации технологии изготовления чего-либо в первую очередь необходимо получить нужные материалы. Как вы знаете, материалы бывают твёрдыми, жидкими и газообразными.

Многие материалы, используемые для производства каких-либо изделий, добываются людьми в природе. К таким натуральным материалам относятся камень, глина, песок, древесина, стебли растений, кожа животных и др.

Металлов и их сплавов в природе нет. Исключение составляют лишь в небольшом объёме самородное золото, серебро, платина, медь, ртуть, свинец, олово и метеоритное железо, попадающее на Землю из космоса.

Количество самородного металла в недрах Земли невелико. Поэтому металлы и их сплавы для промышленного производства нужно получать из руды. Руда является минеральным веществом, представляющим собой соединения того или иного металла с другими веществами или химическими элементами. Технология получения металлов из руды называется технологией выплавки металлов.

Чугун получают из железной руды в доменных печах (рис. 5.1, а). Затем в мартеновских печах (рис. 5.1, б) из чугуна производят сталь. Сталь получают из чугуна и в конверторах Бессемера. Конвертор — это большой ковш, в который заливают расплавленный чугун. Сверху в расплав опускается трубка, по которой в него вдувается кислород. В кислороде сгорает лишний углерод, сера и другие примеси, которые были в чугуне. При сгорании они выделяют много тепла, не давая расплаву металла застыть.


Рис. 5.1. Чугун получают в доменной печи (а); сталь — в мартеновской (б); алюминий — в электродуговой (в)

Алюминий выплавляют из руды, называемой бокситами. Его производят в электродуговых печах (рис. 5.1, в). Медь из её руды производят в два этапа. Сначала в печах получают промежуточный продукт, называемый штейном. Потом из штейна в специальных конверторах получают техническую медь.

Для получения небольших объёмов расплавленного металла на современном производстве используются индукционные тигельные и муфельные печи (рис. 5.2).


Рис. 5.2. Индукционная тигельная печь (а); муфельная печь (б)

Индукционные печи расплавляют металл с помощью токов высокой частоты. Работа этих печей сходна с работой бытовой СВЧ-печи.

В муфельных печах металл плавится под действием внешних электрических нагревательных элементов. В этих печах можно расплавлять металлы, температура плавления которых не превышает 1000 °C.

Выплавленный металл разливают из печей в ковши, а затем из ковшей в формы.



Профессии и производство

Отрасль промышленности, которая производит современную технику из металлических материалов, называется металлургией. Металлург — это человек, работающий в отрасли производства металла из горных пород и металлолома. Металлург должен иметь техническую специальность. Его профессия требует большой физической силы, быстрой реакции и решительности. Наиболее популярными «огненными» профессиями являются: горновой доменной печи, сталевар, разливщик стали, плавильщик, техник-технолог доменного производства, нагревальщик металла, инженер-металлург. О характеристиках и особенностях этих профессий вы сможете прочитать в книгах и в Интернете.



Словарь


руда; технология выплавки металлов.



Проверьте себя:

1. Какие устройства используют для плавки чугуна и стали?

2. Почему в конверторе Бессемера сталь под действием вдуваемого в нее кислорода не остывает?

3*. Можно ли серебро расплавить в муфельной печи?

Подумайте, почему в Древней Греции оружие, посуду, орудия труда делали из бронзы, а не из стали.




Наверх