1. Furnalu -desenare, functionare, cauper .Furnalu este o constanta metalica care are la partea exterioara o parte metalica iar la partea inferioara caramida refractanta.Aerul se introduce prin gurile de vant , aduse printr-o conductă care inconjoară furnalul ca un brau, fiind debitat de o turbosuflantă. Zgura se evacuează prin orificiul .Furnalul functionează pe principiul contracurentului . Minereul, combustibilul si fondantiise incarcă pe la partea superioară, dar la partea inferioară se produc gazele fierbinti care se ridică reactionand cu incărcătura solidă in coborare. Temperatura cea mai inaltă din furnal se găseste deasupra creuzetului, in zona de introducere a aerului scăzand pe măsura ridicării spre partea superioară. In urma procesului metalurgic din furnal se obtine fonta brută, zgura si gazul de furnal.

Preincălzirea aerului se face in instalatii numite caupere cu ajutorul gazelor de furnal care se captează la partea superioară a acestuia

Gaze Furnal

Aer Preincalzit

Camera Ardere

Manta Metalica

Captuseala Refractara Caramida

Cos

Motor electricPompa vid

CAUPER

2. Cubilou - desenare, functionare .Incarcatura cobiloului este format de un strat initial de lemne de foc pentru aprindere,un strat de cocs, care formează patul de reducere-elaborare a fontei si apoi straturi succesive dematerial feros, combustibil (cocs) si fondant. Fondantul cel mai utilizat pentru elaborarea fontei in cubilou este calcarul. Materialele metalice de prelucrare a cubiloului sunt: fonta veche, in proportie de 20 ... 60% din incărcătură, deseuri din oŃe1, in proporŃie de pană la 70% din incărcătură

3. Covertizor cu aer .Se basculeaza covertizorul si se introduce fonta lichida dupa care aceasta este readusa in pozitia de functionare verticala concomitant prin insuflarea prin camera de aer a aerului cu presiune de1,5 ÷ 2,5 daN/cm2 aerul trecand prin orificii si strabate incarcatura timp in care au loc reactii de oxidare si reducere care favorizeaza transformarea treptata a fontei in otel are o capacitate de la 10 la 30 tone timpul de elaborare a unei sarje .

Gura de incaracare descarcare

Convertizorul cu aer

Fonta Lichida

Caramida refractanta

Manta metalica

Mecanism Basculare

Aer

Orificii 20120 ˜150

Stalpi Sustinere

Parascanteie

Straturi din caramida refractara

Manata metalica

Antecreuzet

Nisip

Gura Incarcare

Inel Fonta

Orificiu evacuare Zgura

Postament Orificiu evacuare Fonta

4. Covertizor cu oxigen .Se introduce fonta lichida rotind covertizorul la 1250°C se mai poate aduga fier vechi pana la 25% din incarcatura si fondat sub forma de pulbere de calciu 6 ÷ 10% capacitatea variază între 100 ÷ 300 t/sarjă, procedeul metalurgic fiind cuprinsă între10-20 min.. Se introduce lancia pana la suprafata libera a fontei insufalanduse oxigenul care reduce carbonul in zona inmediat invecinata fonta transformanduse in otel care are greutatea specifica mai mare decat a fontei se scufunda, lăsând locul altor cantitati de fontă, astfel încât se produce o autoagitare permanentă.Procedeul metalurgic cuprinde fazele :- oxidarea Si, Mn, P, S, C.- reafinarea realizată prin dezoxidarea si decarburarea oŃelului cu ajutorulferoaliajelor.Avantajele productivitatea mare, constructie simplă, investitii reduse si amortizare rapidă, cheltuieli de exploatare reduse.Dezavantajele constau în: instalarea convertizoarelor lângă furnale datorită utilizăriifontei lichide, puritate scăzută a otelului .

Incarcatura

Orificiu Golire

Captuseala Refractara

Oxigen

Lancie Metalica

Apa

Gura incarcare

Mecanism Basculare

5. Covertizorul KALDO .Convertizorul aflat in miscare de rotatie este basculat pentru a putea fi dupa care revine in pozitia de functionare se introduce lancia si are loc loc reducerea carbonului din fonta. La incarcatura se mai poate adauga fier vechi de la 25-50% rotatia poate fi cuprinsa (n = 15 ÷ 30 rot/min) în timpul afinării lancea prin care se introduce oxigenul este înclinată faŃă de axa convertizorului cu 2÷20°Avantajele pierderile de fier sunt mult mai mici, cantitatea de oŃel elaborată putând ajunge la92% din încărcătura metalică.Dezavantajele are un consum specific de oxigen de 64Nm3/tonă, mai mare fată de convertizorul cu oxigen care consumă numai 40 Nm3/tonă, iar durabilitatea căptuselii refractare este mai redusă datorită vibratiilor ce apar în timpul miscării de rotaŃie si un consum ridicat de energie la actionare .

6. Covertizorul ROTOR .Se introduce fonta lichida dupa care se introduce lancia cu constructie speciala o parte find scufundata in fonta lichida oxigenul degajat numinduse oxigen primar acesta oxidant metalele insotitoare din fonta iar cealalta parte in incinta convertizorului oxigenul realizat se numeste oxygen secundar care oxideaza carbounul degajat Durata afinării este mai mare 50 ÷ 60 minute datorită cantitătii mari de deseuri,randamentul termic este mai bun permitându-se utilizare de fier vechi si minereu până lam 50 %.Dezavantajele pe care le prezintă sunt un consum mai mare de oxigen cca. 90Nm3/tonă si durabilitatea lancei (conductelor) si a căptuselii refractare mai reduse.

Oxigen

Lance

O 2 Secundar

Mecanism Golire

Hota

Consum specific oxigen 90Nm3/tonă

2÷20

Lance Mecanisme Rotire

Incarcatura

Manta Metalica

Captuseala Refractara

Mecanism Basculare

n = 15 ÷ 30 rot/min

7. Cuptorul SIEMENS-MARTIN .În functie de caracterul materiei prime se deosebesc următoarele variante aleprocedeului :- fier vechi (40 ÷ 60%) si fontă albă de afânare, lichidă;- fier vechi (70 ÷ 75%) si fontă albă solidă;- fier vechi (2 ÷ 5%) provenit din deseuri, rebuturi, fonte de afânare lichidă(70 ÷ 75%) si aliaje de fier (20 ÷ 25%).

Elaborarea unei sarje durează 4 ÷ 9 ore iar capacitatea unei sarje este de 300 tone Avantajele acestui procedeu sunt :- utilizarea fierului vechi (deseuri, rebuturi etc.) ;- posibilitatea folosirii diferitelor calităŃi de fontă ;- conducerea usoară a topirii, de exemplu pentru urmărirea procesului deelaborare se iau probe în diferite momente si se fac analize rapide de oŃel si de zgură,luându-se măsurile corespunzătoare pentru corectarea elaborării.Dezavantajele procedeului sunt :- limitarea elaborării otelurilor aliate cu elemente usor oxidabile (titan,vanadiu etc.) datorită gazelor care participă la procesul metalurgic;- limitarea elaborării otelurilor aliate ce necesită temperaturi înalte de topire,

datorită durabilităŃii reduse a materialelor refractare a căptuselii cuptorului.

Vatra

Aer

Gaz

Cos

Orificii incarcare descarcare

Bolta

Orificiu Golire

Camera recuperatoare

Valve

8. Cuptorul cu inductie cu miez de fier .Functionare lui se aseamana cu functionarea unui transformator care locul secundar il ocupa metalul topit, caldura este furnizata de curenti Foucault indusi in masa metalica plasata in campul magnetic variabil care formeaza in miezul de fier in urma inchideri circuitului si alimenteaza cu tensiune 1U si curentul 1I .Dezavantajele Cuptorul este neeconomic datorită volumului mic alîncărcăturii si pierderilor mari de energie consumată prin încălzirea miezului de fier.

Cristalizator

Otelincarcarea

Miez de fier

1U

1I

Primar

Secundar

9. Cuptorul cu inductie fara cu miez de fier .Circuitul RLC introduce o tensiune 2U incarcatura aflata in cristalizator rezulta curenti turbionari care datorita 2I care in urma treceri prin incarcatura prin electricitate datorita rezistentei acesttuia se formeaza o cantitate de caldura necesara topiri iar in urma reactilor transformari in otel .Durata unei sarje variază între 2-8 ore si se obtin oteluri aliate, inoxidabile, pentrumagneti, pentru scule etc.Avantajele acestui procedeu sunt :- elaborarea otelurilor cu continut minim de impurităti si de calitate superioară;- utilizarea fierului vechi ;- realizarea temperaturilor foarte înalte ;- constructie simplă ;- functionare cu întreruperi si reglare usoară (punere rapidă în functiune).

Circuit electric

IncarcaturaSerpentina metalica

Motor electricPompa

10.Turnarea in forme temporare .Sunt alcatuite din amestec de formare este un nisip cuartos si substante de legatura (lianti),materiale de formare.Propietati amestec : rezistenta mecanica, refractibilitate, plasticitate, permabilitate, compresibilitate.

Retea de turnare : Palnie de turnare, picior palnie de turnare, canale de alimentare.

A

A

A-A

Rame formare

Amestec formare

Motor electric

1 23

SitaMotor

Motor

11.Turnarea prin aspiratie .Metalul pătrunde în cavitatea formei datorită depresiunii create cu ajutorul uneipompe de vid. Metalul lichid este supus unei forte ascensionale umplând cavitateamatritei (formă metalică cu pereti subtiri), care este permanent răcită cu apă pe suprafatăexterioară.

Capac1

Capac 2Manta metalica

Motor

12.Turnarea continua .La turnarea continuă introducerea metalului lichid în cavitatea formei si extragerea piesei turnate se efectuează simultan, fără întrerupere. Se toarnă piese de tip bară sau teavă cu productivitate mărită economic si de calitate superioară. Înainte de introducerea metalului lichid în cavitatea formei, aceasta se obturează la partea inferioară cu o placă de bază care după solidifcareametalului va constitui, prin construcŃia sa, un dispozitiv de tragere. În urma formării unei cruste solide de grosime suficientă, se imprimă piesei turnate, prin intermediul plăcii de bază si a unor role de antrenare, o miscare continuă de tragere. În urma răcirii secundare prin stropire cu apă înafara cristalizatorului are loc solidificarea completă. Foarte important este de a se stabili o corelare optimă a sistemului de turnare, constructia cristalizatorului, viteza de răcire primară si secundară si viteza de tragere, cu proprietăŃile materialului si geometria piesei turnate.De obicei cristalizatorul se confecŃionează din Cu sau alamă având grosimeapereŃilor de 8-15 mm.Se toarnă, în special, semifabricate din aliaje neferoase (pe bază de Cu) simateriale feroase (oŃeluri).Avantaje : calitatea bună a suprafeŃei cu structură fină si omogenă, reducereapierderilor, cheltuieli reduse.Dezavantaj : tensiunile interne datorită regimului intens de răcire fortată

Fig.12.Turnareacontinuă1.cristalizator2.cavitatea formei3.placa de bază4.role de antrenare5.piesa turnată

13.Turnarea sub presiune.Procedeul constă în introducerea sub presiune a metalului în stare lichidă (topită)într-o formă metalică (matrită). Matritele si miezurile se construiesc din oteluri aliate cuW, Cr, C si tratate termo-chimic (nitrurare, cremizare, fosfatare etc.) aplicate suprafetelor active.Pentru evacuarea aerului si a gazelor, matritele sunt prevăzute cu canale de aerisire cu diametrul de 0,1...0,2 mm.Masinile de turnat sub presiune prezintă o actionare hidraulică sau pneumaticăsi sunt construite în două variante : masini cu piston cu cameră de compresiune caldăsau rece si masini cu compresor cu cameră de compresiune fixă sau mobilă.Presiunea de lucru este cuprinsă ntre 1000 si 2000 at.Modul de lucru al acestei masini constă în turnarea metalului dozat în camera decompresiune, deasupra pistonului a cărui pozitie închide pătrunderea metalului încavitatea formei. În momentul în care pistonul începe să execute presiune asuprametalului lichid din camera de compresiune, pistonul se retrage permitând pătrundereametalului în cavitatea matritei. După introducerea metalului în matrită, pistonulparcurge cursa în sens invers, concomitent cu retragerea celuilalt piston, debitând astfelreteaua de turnare (pastila) după care urmează deschiderea matritei si scoaterea pieseiturnate.Această metodă prezintă următoarele avantaje : precizie dimensională si calitatea suprafeŃelor superioare, realizarea pieselor cu pereti subtiri datorită cresterii fluiditătiimetalului turnat sub presiune si productivitatea foarte mare, ajungând pînă la 1000 depiese/oră.

Plan separatie

Piston superior

Arc

Camera presiune

Piston inferior

Cavitatea formei

Semimatrite

Canal evacuare aer

14.Turnarea centrifuga .Procedeul constă în introducerea metalului lichid într-o formă metalică sau dinamestec de formare ce se roteste în jurul axei sale în pozitie verticală sau orizontală.Datorită fortei centrifuge metalul este proiectat pe peretii formei solidificându-se sirealizându-se astfel piese cu o configuraŃie cilindrică sau cu o configuratie complexăPrin turnare centrifugă cu ax vertical se obtin piese cu înăltimi mici, ca deexemplu : capace, inele, bucse, coroane pentru roti melcate, iar prin metoda cu axorizontal se obtin piese lungi, ca de exemplu, Ńevi, tuburi, conducte cu diametre mari,Turnare centrifugă cu ax vertical

Turnare centrifugă cu ax orizontal

Capac

Carucior

Matrita metalica

Capac

Matrita metalica

Cuplaje ReductorMotor electricPompa

1. Sudabilitatea oţelurilor depinde în primul rând de: a. compoziţia chimică;b. structura cristalină; c. natura materialului de adaos; d. natura învelişului electrodului de sudură; e. prezenţa gazelor protectoare.

2. Care din următoarele procedee de sudură se utilizează pentru sudarea pieselor foarte groase (1000 mm)? a. sudarea manuală cu arc electric; b. sudarea cu flacără oxiacetilenică; c. sudarea în baie de zgură; d. sudarea cu termit; e. sudarea cu fascicul de electroni.

3. Care din următoarele procedee se utilizează pentru sudarea în atmosferă de gaze protectoare? a. sudarea cu termit; b. sudarea în mediu de hidrogen atomic; c. sudarea automată sub strat de flux; d. sudarea prin presiune în puncte şi linie; e. sudarea cu plasmă.

4. La sudarea cu plasmă, sursa de căldură necesară topirii este: a. energia chimică; b. energia radiaţiilor electromagnetice (laser) c. energia ultrasunetelor; d. energia electrică;e. energia radiaţiilor corpusculare (fascicul de electroni).