Metallurgie und Werkstofftechni,k

ein Wissensspeicher

,Band 2 2., stark überarbeitete Auflage

VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie. Leipzig

1 nhaltsverzeichnis

"· 4.1. 4.2. 4.2.1. 4.2.2. 4.2.3. 4.2.3.1. 4.2.3.2. 4.2.4. 4.2.5. 4.2.6.

4.3~

4.3.1. 4.3.1.1. 4.3.1.2. 4.3.1.3. 4.3.1.4. 4.3.1.5.

4.3.2. 4.3.2.1. 4.3.2.2. 4.3.2.3. 4.3.2.4. 4.3.2.5.

4.3.3.

4.4. 4.4.1. 4.4.1.1. 4.4.1.2. 4.4.1.3. 4.4.2. 4.4.2.1. 4.4.2.2. 4.4.2.3. 4.4.2.4. 4.4.2.5. 4.4.3. 4.4.3.1.

Metallurgische Reaktionen

Allgemeine Grundlagen. . . .

Metallurgische Reaktionen im H°".hofen

Reaktionen zwischen Gasen und festem Kohlenstoff . Reduktion der Eisenoxide Reaktionen im Hochofen. 'Übersicht . . . . . . Reduktionsschaubild Stoff- und Wärmebilanz Verbrennungsvorgänge. Verhalten der wichtigsten Eisenbegleiter im Hochofen .

Metallurgische Reaktionen bei Stahlerzeugungsverfahren .

Frischprozeß . . . . Kohlenstoffreaktion . Siliciumreaktion Manganreaktion Phosphorreaktion . Schwefelreaktion .

Deeoxydationsprozeß Gleichgewicht der Desoxydationsreaktion Fällungsdesoxydation . Desoxydationeprodukte ..... . Diffusionsdeeoxydation . . . . . • Weitere Verfahren zur Deeoxydation

Stoff. und Wärmebilanz . . . . . .

Metallurgische Reaktionen von Nichteisenmetallen . . .

Reaktionen bei der Rohstoffvorbehandlung. . . . . . . . Thermische Anreicherung . . . . . . . . . . . . . . . Oxydierendes bzw. sulfatisierendes Rösten sulfidischer Rohstoffe Kalziniernndes, reduzierendes und chlorierendes Rösten Rohmetallerzeugung. . Grundlagen . . . . . Röet-Red uktioneprinzip Röst-Reaktionsprinzip Zementation oder Niederschlagea.rbeit Schmelzflußelektrolyse. . . . . . . Rohmetallraffination . . . . . . . Physikalische Raffinationsverfahren

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57 57 59 64 66 66 68 70 72 72 72 73

6

4.4.3.2. 4.4.3.3.

4.4.4.

4.4.4.1. 4.4.4.2. 4.4.4.3. 4.4.4.4.

4.4.5. 4.4.6.

4.4.6.1. 4.4.6.2. 4.4.6.3. 4.4.6.4. 4.4.6.5. 4.4.6.6. 4.4.6.7. 4.4.6.8. 4.4.6.9.

4.5. 4.5.1. 4 .. 5.2.

4.5.2.1. 4.5.2.2.

4.5.3.

4.5.3.1. 4.5.3.2.

4.5.4. 4.5.5.

4.5.5.1. 4.5.5.2. 4.5.5.3. 4.5.5.4. 4.5.5.5.

4.5.6.

4.6.

4.6.1. 4.6.2. 4.6.3. 4.6.4. 4.6.5. 4.6.6.

Inhalt

Chemische Ruffinationsverfahren . . . Elektrochemische Raffinationsverfahren

1

Hydrometallurgie . . .

Rohstoffvorbereitung . Aufschließen und Lösen Trennung von Lauge und Rückstand Laugenaufarbeitung . . . . . .

Amalgam-Metallurgie . . . . . . Spezielle metallurgische Reaktionen

Metallurgie des Kupfers . . Metallurgie dee; Nickels . . Metallurgie des Vanadiums Metallurgie des Bleies Metallurgie des Zinns . . . Metallurgie des Zinks . . . Metallurgie des Aluminiums Metallurgie des Magnesiums Metallurgie der Edelmetalle

Schlackenreaktionen

Allgemeines . . . . . Zustandsdiagramme metallurgischer SchlackPn

Einzelkomponenten . . . . Mehrstoffsysteme

Struktur flüssiger Schlacken

Klassische Modellvorstellungen Ionentheorie . . . . . . . .

Schlacken im Hochofenprozeß Schlacken im Stahlerzeugungsprozeß

Schla.ckenbildung im SM-Ofen . . . Schla.ckenbildung im Elektrolicht.bogenofen. Schlackenbildung im LD-Konverter .... Schlackenbildung im bodenblasenden Sauerstoffkonverter Zusammenfassende Darstellung zur Schlackenarbeit im Sta.hlerzeu-gungsproze(3 . . . . . . . . .

Schlacken bei der Gewinnung von NE-Metallen .

Gase in Metallen und einige Hinweise zu Schutz- und Reaktionsgasen . . . . . . . . .

System Wasserstoff-Eisen System Sauerstoff-Eisen . System Stickstoff-Eisen . Systeme Gase-NE-Metalle Bestimmung der Gase . . Hinweise zu Schutz- und Reaktionsgasen.

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162 165 166 168 169 172

s. 5.1.

5.1.1. • 5.1.2. 6.1.3.

5.2. 6.2.1. 5.2.2. 5.2.3. 5.2.4.

5.2.4.1. 6.2.4.1.1. 6.2.4.1.2. 6.2.4.1.3. 5.2.4.1.4. 5.2.4.1.6. 5.2.4. 1.6.

5.2.4.2. 5.2.4.2.1. 5.2.4.2.2. 5.2.4.2.3. 5.2.4.2.4. 5.2.4.2.6. 5.2.4.2.6. 6.2.4.2.7.

5.2.6. 5.2.6.

6.2.6.1.

6.2.6.1.1. 5.2.6.1.2. 6.2.6.1.3.

5.2.6.2.

6.2.6.2.1. 6.2.6.2.2. 6.2.6.2.3. 6.2.').2.4. 6.2.6.2.6.

5.2.7. 5.2.8.

5.3.

Metallurgische Verfahren

t.Jbersicht. . . • . . . . .

Inhalt

Pyrometallurgische Verfahren (Übersicht) Hydrometallurgische Verfahren (Übersicht). . . . . ... Pulvermetallurgische Verfahren . . . . . . . . . . . .

Verfahren der Erzeugung von Eisen und Stahl (Vbersicht)

Verfahren der Roheisenerzeugung . . . . . . . . Verfahren der Erzeugung von Eisenschwumrn. . . Direktreduktion von Eisenerz mittels Kernenergie. Verfahren der Stahlherstellung (Übersicht)

Blasstahlverfahren • . LD-Verfahren .... LDAC-(OPL-)Verfahrcn Kaldo-Vcrfahren . Rotor-Verfahren . . . Thomas-V erfahren . . Bodenblusender Saue1stoffkonvcrter

Herdofen-Verfahren . . . . . . . Siemens-Ma1tin-Verfahren . . . . Elekt.rostablverfahren (Übersicht) Lichtbogenofenverfahren Induktionsöfen (kernlos) . . . . . Doppelherdofenverfahren (Zweiherdofenve1fah1en) Tundemofenverfahren Plasmaofenverfahren . . . . . . . . . . .

Verfahren der kontinuierlichen Stahlerzeugung Stahlnachbehandlung (Sekundärmetallurgie) und Sonderschmelz-Verfahren ...•....•••. Verfahren zur Spül- und Rcuktionsgasbehandlung

Spülgasbehandlung . . . . . . . . . . . . . . Reaktionsgasbehandlung . . . . . . . . . . . Verfah1en zur Behandlung von flüsaigem Stahl mit synthetischtJn. Schlakken und zur Pulverinjektion in der Pfanne Umschmelzen nach Sonderschmelzverfahren

Vakuum-Lichtbogenofen verfahren. Vakuum-lnduktionsofenverfahren Elektronenstrahl-Schmelzverfah1 en Elektioschlacke-U mschmelzverfahren (ESU) Plasma-Umschmelzverfahren . . . . . . .

Vergießen des Stahles zu Blöcken, Brammen und Strängen Prozeßsteuerung und Automatisierung • • • • • • . .

Verfahren der Erzeugung von NE-Metallen (Vbersicht)

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240 246

248

5.4. Apparate der NE-Metallgewinnung nach pyrometallurgischen Verfahren (Vbersicht) . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . 260

8

5.4.1.

5.4.1.1. 5.U.2. 5.4.1.3. 5.4.1.4. 5.4.1.5. 5.4.J.6. 5.4.1.7. 5.4.1.7.1. 6.4.1.7.2. 5.4.1.8. 5.4.1.8.1. 5.4.1.8.2. 5.4.1.8.3. 5.4.1.9.

5.4.2.

5.4.2.1. 5.4.2.2. 5.4.2.3.

5.4.2.4.

5.5.

6.

6.1.

6.1.1. 6.1.2. 6.1.3. 6.1.4.

6.1.4.1. 6.1.4.2. 6.1.4.3.

6.1.5.

6.1.5.1. 6.1.5.2. 6.1.5.3. 6.1.6.4. 6.1.5.5.

6.1.5.5.1. 6.1.6.5.2. 6.1.5.5.3. 6.1.5.5.4.

6.1.6.

6.1.6.1. 6.1.6.2.

Inhalt

Beispiele für Öfen der NE Metallgewinnung

Röstöfen für feinkörniges Voxmat-erial Sinter(Röst-) ·Apparate Konventionelle Schach.tschmelzöfen . . LeistÜngaintensive Schachtschmelzöfen Stationäre Flammöfen D1ehflammöfen Konverter und Herdöfen Konverter Herdöfen Gefäßöfen Kesselöfen . Tiegelöfen . Muffelöfen . Elektrische Öfen

Einrichtungen zur Laugung und zur elektrolytischen Gewinnung von NE-Metallen ........... .

Erz-Konzentratlaugung . . . . . . . . . Trennung von Lauge und Laugenrückstand Elektrolyse Qlit wäßrigen Elektrolyten (Redukt.ions- und Raffinationselekt1 oly se) Schmelzflußeleki rolyse . . . . . . . . .

Neuere Gewinnungsverfahren für Pb, Zn, Cu

Verfahren zur Form- und Eigenschaftsänderung

Gießereitechnik - Urformen ...

Allgemeines - Produktionsaufgabe Technologie der Gußerzeugung Gußwerkstoffe . . . . . . Schmelzen und Gießen . . . .

Schmelzöfen in der Gießerei . Gießsystem an de1· Form (technologisch) Gießvorrichtungen (konstruktiv)

Form, Form· und Gießverfa.hien

Übersicht . . . . . . . . . . Dauerformverfahren Formen für einmaligen Gebrauch Formwerkzeuge . . . Formstoffe . . . . . . . . .

Grünsand (Naßsa.nd) ..... Formstoffe für Trockenformen (Formmassen) Wichtige Formstoffe für Formen mit Trockenformcharakter Kernformstoffe . .

Gußkörperbildung. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Ersta.rrungskoeffizient . . . . . . . . . . . . . . . . . Konstitutionelle Einflüsse des Gießgutes auf die Erstarrung

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295 295 303 306 307

307 309 309 309

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310 311

6.1.6.3. 6.1.6.4. 6.1.7.

6.2.

6.2.1.

6.2.1.1. 6.2.1.2. 6.2.1.3. 6.2.1.4. 6.2.1.5. 6.2~1.6. 6.2.1.7.

6.2.2. 6.2.2.1. 6.2.2.2. 6.2.2.2.1. 6.2.2.2.2.

6.2.2.3. 6.2.2.4. 6.2.2.5. 6.2.2.5.1. 6.2.2.5.2.

6.2.3.

6.2.3.1. 6.2.3.2. 6.2.3.3. 6.2.3.4.

6.3. 6.3.1. 6.3.2. 6.3.3. 6.3.4. 6.3.5.

6.3.5.1. 6.3.5.2 . .

6.4.

6.4.1. 6.4.2. 6.4.3. 6.4.4.

7.

Literatur

Einfluß der Gußstückgestalt . . . . . . Erstarrungs- nn,d Abk~lungsprobleme

Gußstücknachbehandlung - Gußputzerei

Umformen. Bildsame Formung

Grundlagen

Umformbarkeit Umformmeche.niemus Werkstoffbedingungen Umformbedingungen .

Inhalt

Plastizitätsbedingungen, Fließbedingungen, Fließktiterien Kohäeionsbedingungen . . . Begriffe, Erläuterungen . . . . .

Verfahren der. Formgebung . . ..

Verfahren der Halbzeughexstellung Verfahren zur Herstellung von Rohren. Verfahren zur Herstellun~ von nahtlosen Rohren Verfahren zur Herstellung geschweißter Rohre .

Verfahren zur Herstellung von Band und Blech V erfahren zur Herste.llung von Profilen . . . Verfahren zur Herstellung von Draht . . . . Warmwalzen von Draht auf Drahtwalzwerken Ziehen von Draht auf Drahtziehmaschinen . .

..

Verfahren zur Herstellung von Schmiede- und Preßteilen .

Freiformschmieden Gesenkschmieden Strangpressen Fließpressen . .

Wärmebehandlung von Metallen .

'Übersicht . . .. .. .... . Veränderung der Struktur von Metallen bei Wärmebehandlung Eigenschaftsänderungen infolge Wärmebehandlung Wärmebehandlung von Eisenwerkstoffen Hilfsstoffe für die Wärmebehandlung . . . .

Salze zur Wärmebehandlung von Metallen . . Aufkohlungsmittel für Stahl im festen Zustand

Beschicht.en

Reaktionsbeschichten . . . . . . . . . Verfahren zur Beschichtung von Metallen . . . . . Beschichten mit anorganisch-nichtmetallischen Stoffen. Beschichten mit organischen Stoffen. . . . . . . . .

Anhang

Sachwörterverzeichnis

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312 312 313

313

316 316 316 316 319 320 321 322

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