Konstruksiya materiallarinin texnologiyasi qasımzad nadir
D) yapışqan lakından istifadə etmək
MateriALŞÜnasliq, konstruksiYA materiallari texnologiyasi və elektrorexniKİ materiallar”
Dərs vəsaiti Azərbaycan Dövlət Aqrar Universitetinin Elmi Şurasının qərarı (25.12.2012-ci il tarixli 05/3.5 saylı protokolu) ilə nəşr olunması tövsiyə edilmiş, Azərbaycan Respublikası Təhsil Nazirliyinin 27.02.2013-cü il tarixli 324 saylı əmri ilə qrif verilmişdir.
Müəlliflər: ADAU-nun Elektrik mühəndisliyi kafedrasının professoru O.H.Məmmədov, Energetika kafedrasının müdiri dosent İ.C.Kərimov, dosent L.Ə.Hüseynov və Gəncə Elektrik şəbəkəsinin aparıcı mühəndis-elektriki Z.O.Məmmədov.
Rəy verənlər : AzTU-nun “Həyat fəaliyyətinin təhlükəsizliyi” kafedrasının müdiri, dosent N.K.Davudov; ADAU-nun “Energetika” kafedrasının dosenti Y.B.Orucov.
UOT 621.315.5/6 (75.8)
Məmmədov O.H., Kərimov İ.C., Hüseynov L.Ə., Məmmədov Z.O.
“ Materialşünaslıq, konstruksiya materialları texnologiyası və elektrotexniki materiallar” (Modul -2) fənninin sərbəst öyrənilməsi üçün vəsait. Dərs vəsaiti,
Dərs vəsaiti “Materialşünaslıq, konstruksiya materialları texnologiyası və elektrotexniki materiallar” fənnini sərbəst öyrənmək üçün suallar toplusundan ibarətdir. Bütün suallar müvafiq məntiqi cavablarla təmin olunmuşdur. Suallar toplusu göstərilən fənni öyrənən Aqrar mühəndislik ixtisası üzrə I kurs tələbələri üçün nəzərdə tutulub. Dərs vəsaiti digər müvafiq mühəndislik ixtisasları üzrə hazırlanan bakalavr və magistirlər üçün də yararlı ola bilər. Suallar toplusu kompüter üçün müvafiq ixtisaslar üzrə imtahan suallarının hazırlanmasında da müəllimlər tərəfindən istifadə oluna bilər.
Ali məktəblərdə təlimin proqramlaşdırılmış metodları hələ keçən əsrin 60-cı illərində yaradılıb tətbiq olunmağa başlamışdır. Təlimin belə proqramlaşdırılmış metodlarının istifadəsi bir neçə istiqamətlərdə tətbiq olunurdu. Bu metodlardan biri tələbələrin bu və ya digər kursu cari mənimsəməsinə nəzarət üçün tətbiq olunan “imtahan götürən” maşının tətbiqidir. Bu metod müəyyən müddət Moskva Energetika İnstitutunda müxtəlif ixtisaslardan bir sıra kursların öyrənilməsində istifadə olunmuşdur. Bu metoddan respublikamızın bir neçə ali məktəblərində, o cümlədən Azərbaycan Kənd Təsərrüfatı İnstitutunun mexanikləşdirmə fakültəsinin avtotraktorların istismarı kafedrasında da tətbiq olunmağa təşəbbüs göstərilmişdir.
Sonralar isə tədris prosesini intensivləşdirmək məqsədilə OП-1 proqramlaşdırma qurğusunun tətbiqinə əsaslanan metodun istifadə olunmasına başlanılmışdır.
Sadə konstruksiyaya malik olan OП-1 qurğusu hər birində 3 cavab müəyyən olunmuş 5 sual daxil olmaqla 24 ədəd proqramdan ibarətdir. Beləliklə, OП-1 qurğusu vasitəsilə eyni zamanda 24 nəfərdən ibarət tələbə qrupunda laboratoriya məşğələsi və ya praktiki məşğələ üzrə qısa müddətdə sorğu aparmaq mümkündür.
ADAU-nun Elektroenergetika və informasiya texnologiyaları fakültəsinin kafedralarında uzun müddətdən bəri OП-1 qurğusundan istifadə olunur.
Son illərdə insanların bilik və bacarığının test üsulu ilə qiymətləndirilməsinə olduqca geniş yer verilir.
20 ildən artıq müddətdir ki, Avropada olduğu testləşdirmə metodu Azərbaycanda da müvəffəqiyyətlə tətbiq olunmaqdadır. Biliyin yoxlanması və qiymətləndirilməsinin əsasını test tapşırıqları təşkil edir. Buna görə də testlərin hazırlanması və tərtibi metodikasının təkmilləşdirilməsi bu sahədə fəaliyyət göstərən təşkilatların, ali və orta məktəb mütəxəssislərinin diqqət mərkəzində olur.
Orta və ali məktəblərdə mütəxəssis müəllimlər fənn proqramları, dərslik və dərs vəsaitləri əsasında hər bölmə və ya fəsilləri keçdikdən sonra tələbə və şagirdlərin biliyini həmin hissələrin məzmununa uyğun hazırlanan testlərlə yoxlayırlar.
Təqdim edilən vəsaitdən istifadənin aşağıdakı qayda üzrə olması məqsədəuyğundur. Hər hansı fəsilə daxil olan suala cavab verməzdən əvvəl dərsliyin müvafiq bölməsi öyrənilməlidir. Qeyd olunan bölmənin müvafiq hissəsini tam mənimsədikdən sonra suala cavab verilməlidir.
Vəsaitin sonunda təqdim olunan sualların cavablarının verilməməsinin səbəbi müəlliflərin fikrincə tələbələrin sualla əlaqədar müvafiq bölməni daha dərindən öyrənmələrinin təmin olunması və suallara heç bir hesabat aparmadan cavab verilmə mümkünlüyü ilə əlaqədardır.
Vəsaitdə təqdim olunan suallar, əlbəttə onların bütün mümkün ola bilən müxtəlifliyini tam əhatə edə bilməz. Bununla yanaşı suallar elə seçilmişdir ki, onlarda olan materialların mənimsənilməsi “Elektrotexniki materiallar” kursunun öyrənilməsi üçün kifayət ola bilər. Vəsaitdə tədqim olunan materiallar tələbələrin verilən fənnin müstəqil öyrənmələri üçün faydalı olması ilə yanaşı həm də müəllimlərin testlərin hazırlanmasında və onların kompüterdə proqramlaşdırılması işlərində də əhəmiyyətli ola bilər.
CİSİMLƏRİN QURULUŞU VƏ ELEKTROTEXNİKİ
Bu fəslin məzmununa daxil olan məsələlərə elektrotexnikanın inkişafında materialların rolu, elektrotexniki materialların təsnifatı, cisimlərin quruluşu və hissəciklər arasındakı əlaqə növləri haqqında məlumatlar aiddir. Burada elektrotexniki materialların istifadə tarixi və onların istismar prosesində elektrik qurğularının etibarlı işində rolu anlayışları yoxlanılır. Elektrotexniki materialların təsnifatı, onların quruluşu və hissəcikləri arasındakı əlaqə növlərinə daha çox diqqət yetirilir.
Bu fəsildə baxılan məsələlər fənnə aid olan dərs vəsaitinin birinci fəslində və habelə ədəbiyyat siyahısı üzrə [1, 11, 13, 15, 19, 20, 21] ədəbiyyatların müvafiq bölmələrində şərh olunan materiallara uyğundur.
1.1. Enerji mənbəyinin yaradılması üçün elektrotexniki materiallar ilk dəfə hansı alim tərəfindən istifadə olunub?
1.2. İstismar prosesində həyata keçrilən təşkilatı-texniki tədbirlər ən çox hansı materialların saz saxlanmasına yönəldilir?
Ç) elektrik izolyasiya
1.3. Elektrik avadanlığının etibarlılığı ən çox hansı materialların keyfiyyətindən asılıdır?
C) korroziyadan mühafizə edən
Ç) zərərli kimyəvi mühitdən qoruyan
D) metal konstruksiyaların
1.4. Aqreqat vəziyyətinə görə elektrotexniki materiallar neçə qrupa bölünür?
1.5. Keçriciliyə görə elektrotexniki materiallar neçə qrupa bölünür?
1. 6. Keçriciliyə görə ən çox hansı materiallar tətbiq olunur?
A) polad və alüminium
B) mis və alüminium
C) qızıl və gümüş
D) sink və qurğuşun
Ç) bürünc və tunc
1.7. Göstərilən qiymətlərdən hansı misin xüsusi keçriciliyidir?
1.8. Təyinatlarına görə elektrotexniki materiallar neçə qrupa bölünür?
1.9. Bərk cismin zona nəzəriyyəsinə görə energetik dioqram neçə zonaya bölünür?
1.10. Maqnit xüsusiyyətlərinə görə ən zəif material necə adlanır?
Ç) yumşaq maqnit
1.11. Cismin hissəcikləri arasında neçə əlaqə növü vardır?
ELEKTRİK İZOLYASİYA MATERİALLARI
2.1. Dielektriklərdə baş verən elektrofiziki proseslər
Bu fəslin məzmununa dielektriklərdə baş verən elektrofiziki proseslər, elektrik izolyasiya materiallarının dielektrik, ustilik, fiziki- kimyəvi və mexaniki xarakteristikaları daxildir. Bundan başqa buraya maye, qazşəkilli və bərk dielektriklər də aiddir.
Bu fəsildə bütün elektrik qurğularının etibarlı işində əsas rol oynamaqla elektrotexnikada ən geniş tətbiq olunan bərk dielektriklərin öyrənilməsinə daha çox diqqət yetirilib.
Bu fəslin məzmununa praktikada ən geniş tətbiq olunan polimerlər, plastik kütlələr, kauçuk, elektrokeramik və slüda kimi dielektriklərin öyrənilməsi də daxil olunub.
Bu fəslə aid olan məsələlər fənn üzrə azərbaycan dilində kafedrada hazırlanmış dərs vəsaitinin ikinci fəslində və digər müvafiq ədəbiyyatlarda da [2, 4,6, 7, 9, 10, 12, 14, 18,22] verilir.
2.1. Bütün dielektriklər işçi rejimdə nəyin mühiti olurlar?
A) istilik mühitinin
B) elektrik sahəsinin
C) nəm hava mühitinin
Ç) maqnit sahəsinin
D) elektrik yüklərinin
2.2. İdeal elektrik sahə mühitində hansı cərəyan müşahidə olunur?
A) aktiv cərəyan
B) əlavə cərəyan
Ç) qısa qapanma cərəyanı
D) tutum cərəyanı
2.3. Real elektrik sahəsində hansı cərəyan müşahidə olunur?
A) yüksüz işləmə cərəyanı
C) aktiv cərəyan
D) abcorbsiya cərəyanı
2.4. Tutum cərəyanı hansı ifadə ilə təyin olunur?
2.5. Dielektrikdə polyarizasiya nəticəsində nə baş verir?
A) təkcə müsbət hissəciklər sahə istiqamətində yerini dəyişir
B) təkcə mənfi hissəciklər sahə istiqamətinin əksinə yerlərini dəyişir
C) müsbət hissəciklər sahə istiqamətində, mənfilər isə sahənin əksinə yerlərini dəyişirlər
Ç) heç bir hissəcik yerini dəyişmir
D) hissəciklər müəyyən müddətdən bir yerini dəyişir
2.6. Elektron polyarizasiyası nə ilə xarakterizə olunur?
A) təkcə elektronlar yerini dəyişir
B) atom nüvəsi və elektron yerini dəyişir
C) təkcə atom nüvəsi sahə istiqamətində yerini dəyişir
Ç) nüvə və elektronun yerdəyişməsi baş vermir
D) nüvə və elektronun yerdəyişməsi xarici sahənin təsiri ilə düz mütənasib olur
2.7. Polyarizasiyanın neçə növü ən geniş istifadə olunur?
2.8. Seqnetoelektriklərin hansı parametri temperaturdan asılı olaraq kəskin dəyişir ?
A) elektrik möhkəmliyi
B) izolyasiya müqaviməti
C) dielektrik itgisi
Ç) dielektrik nüfuzluluğu
D) istilik keçiriciliyi
2.9. Seqnetoelektriklərdə hissəciklərin yerdəyişməsi elektrik sahəsinin gərginliyindən asılılığı hansı xarakterdədir?
A) tərs mütənasibdir
B) düz mütənasibdir
Ç) qeyri-xətti asılıdır
D) dəyişən xarakterlidir
2.10. İon polyarizasiyası temperaturdan necə asılıdır?
A) temperatur artdıqca güclənir
B) əks mütənasibdir
C) qeyri-xətti asılıdır
D) kəskin dəyişən xarakterlidir
2.2. Elektrik izolyasiya materiallarının dielektrik xarakteristikaları
2.11. Dielektriklərin xarakteristikaları neçə qrupa bölünür?
2.12. Elektrik izolyasiya materiallarının dielektrik xarakteristikaları neçə qrupa bölünür?
2 .13. Dielektriklərdə izolyasiya müqaviməti hansı metodla təyin olunur?
A) sabit cərəyan körpüsü ilə
B) üç elektrod metodu ilə
C) dəyişən cərəyan körpüsü
2.14. Xüsusi həcmi müqavimətin ölçü vahidi hansıdır?
2.15. Elektrik qurğularında izolyasiya müqavimətinin buraxıla bilən qiyməti hansı ifadə ilə yoxlanılır?
2.16. Müstəvi formalı elektrodlarda elektrik möhkəmliyi hansı ifadə ilə təyin olunur?
2.17. Elektrik möhkəmliyinin ölçü vahidi hansıdır?
2.18. İzolyasiya materiallarının elektrik möhkəmliyi hansı cihazla ölçülə bilər?
C) AИИ-70 aparatı ilə
Ç) sabit cərəyan körpüsü ilə
2.19. İzolyasiya materiallarında dielektrik itgisi hansı ifadə ilə təyin olunur?
2.20. Dielektrik nüfuzluluğunun ümumi ifadəsi hansıdır?
2.21. Müstəvi lövhəli kondensatorlar üçün dielektrik nüfuzluluğu hansı ifadə ilə təyin olunur?
2.22. Nisbi dielektrik nüfuzluluğu hansı qurğu ilə təyin olunur?
2.3.Elektrik izolyasiya materiallarının istilik xarakteristikaları
2 .23. Dövlətlərarası Şuranın yeni standartına görə bütün izolyasiya materialları qızmaya davamlılığa görə neçə sinfə bölünür?
2.24. Dielektriklərdə istiliyə davamlılıq hansı qurğu ilə yoxlanılır?
D) Martens aparatı
2.25 Martens aparatı ilə materialın istililiyə davamlılığı kimi göstəricinin neçə mm aşağı düşməsinə uyğun gələn temperatur qəbul olunur?
2.26. Arrenius qanunu hansı ifadədə göstərilib?
2.27. Montzinger qaydasına görə izolyasiyasının temperaturu 10 0 C yuxarı olduqda onun xidmət müddəti neçə dəfə azalır?
2.28. Aşağıdakı ifadələrdən hansı dielektriklərin istilik keçiriciliyinin ölçü vahididir?
2.29. Materialın yumşalma temperaturu hansı üsulla təyin olunur?
A) üç elektrod üsulu
Ç) Martens aparatı
2.30. Transformator yağının alışma temperaturu nə qədər olmalıdır?
2.4. Elektrik izolyasiya materiallarının fiziki-kimyəvi və mexaniki xarakteristikaları
2.31.Maye dielektriklərdə turşuluq ədədi hansı ifadə ilə təyin olunur?
2.32.Maye dielektriklərdə turşuluq ədədinin ölçü vahidi hansı ifadə ilə göstərilib?
2.33. Maye dielektriklərdə dinamiki özlülük hansı ifadə ilə göstərilib?
2.34. Maye dielektriklərdə özlülüyü ölçən cihaz necə adlanır?
C) Martens aparatı
2.35. Transformator yağında normal temperaturda özlülük neçə о Э olmalıdır?
2.36. Xüsusi zərbə özlülüyü hansı ifadə ilə təyin olunur?
2.37. Aşağıdakı ifadələrdən hansı ilə kinematik özlülük təyin olunur?
2.38. Dinamiki özlülüyün ölçü vahidi hansıdır?
2.39. Statik əyilmədə möhkəmlik həddi hansı ifadə ilə təyin olunur?
2.5. Maye və qaz şəkilli dielektriklər
2.40. Kimyəvi tərkibinə görə maye dielektriklər neçə yerə bölünür?
2.41. Tətbiq olunma xüsusiyyətlərinə görə maye dielektriklər neçə qrupa bölünür?
2.42. Yanma xüsusiyyətinə görə maye dielektriklər neçə qrupa bölünür?
2.43. Maye dielektriklər yuxarı temperaturun sərhəd qiymətinə görə neçə yerə bölünür?
2.44. Bitki yağları qurumalarına görə neçə yerə bölünür?
2.45. Quruyan bitki yağlarına hansı yağlar daxildir?
A) kabel və kondensator
B) transformator və kabel
C) kondensator və kətan
Ç) kətan və tunqo
D) kətan və kondensator
2.46. Qurumayan bitki yağı hansıdır?
2.47. Güc tarnsformatorlarında transformator yağının əsas vəzifəsi nədən ibarətdir?
A) izolyasiyanı gücləndirmək
B) soyuma və izolyasiyanı yaxşılaşdırmaq
C) soyumanı yaxşılaşdırmaq
Ç) dielektrik itgisini azaltmaq
D) istilik ötürməsini yaxşılaşdırmaq
2.48. Transformator yağının donma temperaturu respublikada nə qədər qəbul olunub?
2.49. Transformator yağını transformatorun istismarı zamanı fasiləsiz təmizləmək üçün hansı qurğudan istifadə olunur?
B) termosifon süzgəcdən
C) yağ göstərici şüşədən
Ç) termosiqnallaşma qurğusundan
D) qaz relesindən
2.50.Neft transformator yağını əvəz edə bilən sintetik yağ hansıdır?
2.51. Qaz dielektriklərdə voltamper xarakteristikası neçə xarakterik zonadan ibarətdir?
2.52. Göstərilən ifadələrdən hansı Paşen formulasıdır?
2.53. Göstərilənlərdən hansı süni qazşəkilli dielektrikdir?
2.54. Mis məftillərin lehimlənməsi işində tətbiq olunan elektrik izolyasiya qətranı hansıdır?
2.55. Kompaund lakdan nə ilə fərqlənir?
A) tərkibində qətranın olmaması ilə
B) tərkibində piqmentin olmaması ilə
C) tərkibində uçucu məhlulların olmaması ilə
Ç) tərkibində piqmentin olması ilə
D) istifadədən qabaq isidilməsi ilə
2.56. Lakın tərkibindəki plastifikatorun vəzifəsi nədən ibarətdir?
A) lakın əsasını təşkil edir
B) qurumanı sürətləndirir
C) quruma müddətini artırır
Ç) izolyasiya müqavimətini gücləndirir
D) lakın səthində yaranan nazik təbəqəyə plastiklik verir
2.57. Elektrik izolyasiya emalının tərkibindəki piqmentin vəzifəsi nədən ibarətdir?
A) elektrik möhkəmliyini artırmaq
B) emalın əsasını təşkil edir
C) quruma prosesində izolyasiyada yüksək bərklik yaradır
Ç) qurumanı sürətləndirir
D) istilik keçiriciliyini artırır
2.58. Elektrik avadanlığının dolağı lakla hopdurulduqdan sonra quruma zamanı əsas hansı parametrlərə nəzarət olunur?
A) quruma müddətinə
B) quruma zamanı temperaturaya, dolağın izolyasiya müqavimətinə və quruma müddətinə
C) təkcə quruma temperaturuna
Ç) təkcə dolağın izolyasiya müqavimətinə
D) qurutma qurğusunun rejiminə
2.59. Dolaqların lakla hopdurulmasının ən səmərəli üsulu hansıdır?
A) vakuum və təzyiqdən istifadə etməklə
B) təkcə vakkumdan istifadə etməklə
C) sintetik qətran əsaslı lakdan istifadə etməklə
Ç) bitium qətran əsaslı lakdan istifadə etməklə
D) qliftal qətran əsaslı lakdan istifadə etməklə
2.7.Lifli izolyasiya materialları və qatlı plastiklər
2.60. Lifli izolyasiya materialları tərkibinə görə neçə qrupa bölünür?
2.61. Elektrotexniki kağız və kardonlar hansı materialdan hazırlanılır?
Ç) sulfat sellulozundan
2.62. Kabel kağızları harada tətbiq olunur?
A) alçaq gərginlikli kabel və məftillərin izolyasiya olunmasında
B) telefon kabellərində
C) elektrik maşınlarının dolaqlarında
Ç) yüksək gərginlikli kabellərdə
D) transformatorun dolaqlarında
2.63. Kardonlar kağızlardan əsas nə ilə fərqlənir?
A) elektrik möhkəmliyinin yüksək olmaları ilə
B) dielektrik itgisinin çox olması ilə
C) qalınlıqlarının çox olması ilə
Ç) dielektrik nüfuzluluğunun çox olması ilə
D) xüsusi həcmi müqavimətinin böyük olması ilə
2.64. Laklı izolyasiya parçalar adi parçalardan əsasən nə ilə fərqlənirlər?
A) qalınlıqları ilə
B) elektrik və mexaniki möhkəmliklərinin yüksək olmaları ilə
C) dielektrik itgilərinin çox olmaları ilə
Ç) dielektrik nüfuzluluğunun yüksək olması ilə
D) xüsusi səthi müqavimətinin aşağı olması ilə
2.65. Qatlı plastiklərdən olan qetinaks hansı materiallardan hazırlanır?
A) bitium lakı və hopdurulmuş parçadan
B) epoksid qətranı və kağızdan
C) qliftal lakı və kağızdan
Ç) bakelit lakı və kağızdan
D) epoksid qətranı və şüşə parçadan
2.8.Polimerlər, plastik kütlələr və kauçuk materialları
2.66. Yüksək molekulyar materiallar neçə sinfə bölünür?
2.67. Polimerizasiya nəticəsində son mərhələdə cisim nə vəziyyətdə olur?
2.68. Termoplastik materiallar qızdırılarkən son mərhələdə hansı vəziyyət alır?
2.69. Termoreaktiv materiallar qızdırılarkən son mərhələdə hansı vəziyyətdə olur?
B) ərimə xüsusiyyətini itirməklə bərk
2.70. Hazırda termoplastik materiallar dünya elektrotexnika sənayesinin tələb etdiyi polimer materiallarının neçə faizini təşkil edir?
2.71. Plastik kütlələrin plastikliyini artırmaq və kövrəkliyini azaltmaq üçün onun tərkibinə hansı material əlavə olunur?
2.72. Polivinilxlorid termoplastik polimeri əsasən hansı elektrotexniki məmulatların hazırlanmasında tətbiq olunur?
A) dolaq məftillərinin
B) işıqlanma armaturlarının
C) məftil və kabellərin
Ç) konstruktiv elementlərin
D) maqnit materialların
2.73. Polivinilxlorid polimerinin işçi temperaturu nə qədərdir?
2.74. Aqrar istehsalatında polivinilxrlorid materialı hansı qurğunun dolaqlarının hazırlanmasında istifadə olunur?
A) kənd təsərrüfatı seriyalı asinxron mühərriklərinin
B) güc transformatorlarının
C) subartezian elektrik mühərriklərinin
Ç) gərginlik transformatorlarının
D) elektrik aparatlarının
2.75. Polivinilxlorid izolyasiyalı dolaq məftili hansı mühitdə etibarlı işləyə bilir?
2.76. Kauçuk materialı əmələ gəlmələrinə görə neçə qrupa bölünür?
2.77. Emal olunmamış kauçukun yumşalma temperturu nə qədərdir?
2.78. Kauçukun vulkanizasiyası zamanı onun tərkibinə hansı maddəni əlavə edirlər?
2.79. Yumşaq rezin adlandırılan kauçukun tərkibindəki kükürdün miqdarı nə qədər olur?
2.80. Bərk rezin (ebonit) adlanan kauçukun tərkibində kükürdün miqdarı nə qədər olur ?
2.9. Elektrokeramik və slüda materialları
2.81. Elektrokeramik materialların istehsal texnologiyası neçə mərhələdən ibarətdir?
2.82. Keramik məmulatın hazırlanmasında onun bişirilmə temperaturu nə qədər olur?
2.83. Elektrofarforun elektrik möhkəmliyi nə qədər olur?
2.84. Kondensator keramikası izolyator keramikasından əsasən hansı xüsusiyyətinə görə fərqlənir?
A) xüsusi müqavimətinin çox böyük olmasına
B) elektrik möhkəmliyinin yüksək qiymətinə
C) dielektrik nüfuzluluğunun olduqca yüksək olmasına
Ç) dielektrik itkisinin az olmasına
D) işçi temperaturun az olmasına
2.85. Kondensator keramikasının dielektrik nüfuzluluğu nə qədərdir?
2.86. Seqnetokeramika digər dielektriklərdən fərqli olaraq yüksək temperaturda hansı qeyri-adi xüsusiyyətə malikdir?
A) elektrik möhkəmliyinin yüksək qiymətli olmasına
B) xüsusi həcmi müqavimətin böyük qiymətinə
C) dielektrik nüfuzluluğunun böyük qiymətinə
Ç) dielektrik itkisinin aşağı qiymətinə
D) ərimə temperaturunun yüksək olmasına
2.87.Yüksək dielektrik nüfuzluluğuna malik olduğuna görə seqnetokeramikadan hansı qurğunun istehsalında istifadə olunur?
A) yüksək gərginlikli izolyatorların
B) aşağı tezlikli izolyatorların
C) yüksək qızmaya davamlı izolyatorların
Ç) izolyator keramikasının
D) yüksək tutumlu kondensatorların
2.88. Elektrik izolyasiya texnikasında slüdanın neçə növü tətbiq olunur?
2.89. Muskovit hansı temperaturaya qədər öz xarakteristikalarını saxlayır?
2.90.Flaqopit hansı temperaturaya qədər öz xarakteristikalarını saxlayır?
2.91. Tətbiq olunan slüda materiallarının ərimə temperaturu nə qədərdir?
ELEKTRİK KEÇİRİCİ VƏ YARIMKEÇİRİCİ MATERİALLAR
Üçüncü fəslin məzmununa elektrotexnikada tətbiqi geniş şərh olunmaqla elektrik keçirici materialların təsnifatı və əsas xassələri, yüksək və ifrat keçiricilikli materiallar və keçirici məmulatlar haqqında məlumatlar daxildir. Bu fəsilə həmçinin yüksək müqavimətli keçirici materiallar, onların təsnifatı və elektrotexnikada tətbiqi məsələləri də daxil edilmişdir. Burada keçirici materialların tətbiqində istifadə olunan lehimlər, flüslər, yapışqanlar, elektrotexniki kömür materialları və elektrolitlər haqqında məlumatlar da öz əksini tapmışdır.
Bu fəsildə həm də müasir şəraitdə informasiya texnologiyaları və sistemlərində və habelə elektrotexnikanın bir sıra sahələrində geniş tətbiq olunan yarımkeçirici materialların öyrənilməsi də nəzərdə tutulur.
Baxılan üçüncü fəsilin məsələləri fənnə aid olan dərs vəsaitinin üçüncü fəsilində və fənn üzrə nəzərdə tutulan digər ədəbiyyatların müvafiq bölmələrindəki materiallara uyğundur [1, 3, 5, 16, 17].
3.1.Keçiricilərdə xüsusi müqavimət hansı ifadə ilə təyin olunur?
3.2.Misin xüsusi müqavimətinin temperaturdan asılılıq qrafikində sıçrayış hissəsi nəyi göstərir?
A) uzun müddət işləmə temperaturunu
B) ərimə temperaturunu
C) ətraf mühit temperaturunun kəskin azalması
Ç) dövrədə qısa qapanmanı
D) məftilin xüsusi müqavimətinin artmasını
3.3. Göstərilən ifadələrdən hansı keçiricinin xüsusi müqavimətinin temperaturdan asılılıq ifadəsidir?
3.4. Termocütlərdə termoelektrik hərəkət qüvvəsi hansı ifadə ilə təyin olunur?
3.5.Aşağıdakı qiymətlərdən hansı misin xüsusi müqavimətidir?
3.6. Misin göstərilən markalarından hansının tərkibində ən az qarışıq vardır?
3.7. Misin sinklə olan ərintisi hansıdır?
3.8. Göstərilən qiymətlərdən alüminiumun xüsusi müqaviməti hansıdır?
3.9. Civə hansı temperaturda ifrat keçiriciliyə malik olur?
3.10. Metallarda ilk dəfə ifrat keçiriciliyi hansı alim müşahidə etmişdir?
3.11. Göstərilən dolaq məftili markalarından hansı ikiqat ipək izolyasiyalıdır?
3.12.Göstərilən dolaq məftili markalarından hansı ikiqat şüşə izolyasiyalıdır?
3.13. Aşağıdakı dolaq məftillərindən hansı subartezian quyularının elektrik mühərrklərində tətbiq olunur?
3.14. Yüksək müqavimətli manqanın materialının tərkibində ən çox hansı keçrici material istifadə olunur?
3.15. Konstantan ərintisinin işçi temperaturu nə qədərdir?
3.16. Manqanın ərintisinin işçi temperaturu nə qədərdir?
3.17. Manqanın üçün xüsusi müqavimətin qiyməti nə qədərdir?
3.18. Nixrom ərintisinin işçi temperaturu nə qədərdir?
3.19. Yumşaq lehimin ərimə temperaturu nə qədərdir?
3.20. Bərk lehimin ərimə temperaturu nə qədərdir?
3.21. Yumşaq lehimin markası hansıdır?
3.22 Göstərilən qiymətlərdən hansı yarımkeçirici materialların xüsusi müqavimətidir?
A)10 18 . 10 20 Om sm
B) 10 -6 . 10 10 Om sm
C)10 8 . 10 10 Om sm
Ç)10 -2 . 10 -5 Om sm
D) 10 -3 . 10 -7 Om sm
3.23. Böyük temperatur intervalında yarımkeçiricinin xüsusi müqaviməti necə dəyişir?
Ç) sıfra yaxınlaşır
D) sonsuzluğa yaxınlaşır
3.24. Yarımkeçiricilərdə qalonomaqnit effektləri hansı parametrlərin təsiri ilə baş verir?
A) mexaniki təsirlərin
B) ətraf mühitin nəmliyinin və temperaturunun
C) elektrik və maqnit sahələrinin
Ç) günəş şüalanmalarının
D) güclü küləyin
3.25. Yarımkeçiricilərdə elektrik keçiriciliyinin tipini təyin etmək üçün hansı üsuldan istifadə olunur?
A) hər iki ucu qızdırılır
B) elektrik sahəısi ilə təsir olunur;
C) maqnit sahəsi ilə təsir olunur
Ç) bir ucu deformasiya olunur
D) uclarından biri qızdırılır
3.26. Yarımkeçirici termorezistorlarda müqavimətin temperaturdan asılılığı necə dəyişir?
Ç) düz xətlə dəyişir
D) qeyri-xətti dəyişir.
3.27.Termorezistorda müqavimətin temperatur əmsalı (TKC) hansı ifadə ilə təyin olunur?
3.28.Pozistor hansı yarımkeçiricidən hazırlanılır?
Ç) sulfid kadmiy
D) sulfid vismut
3.29. Yarımkeçiricinin termohəssaslığı hansı ifadə ilə təyin olunur?
3.30. Yarımkeçirici ФСК-1A tipli fotorezistorun işıqlıq cərəyanı neçə mKA olmalıdır?
3.31. CT5-1 tipli yarımkeçirici pozistorun nominal müqavimət sərhəddi nə qədər olmalıdır?
C) 1000-10000 kOm
Bu fəsilin məzmununa daxil olan məsələlərə maqnit materiallarının təsnifatı, onların ən vacib xarakteristikaları, metalların maqnit xüsusiyyətləri, maqnitostriksiya prosesi, histerezis itkisinin öyrənilməsi aid olmaqla yumşaq və bərk maqnit materiallarının əsas xassələri və elektrotexnikada tətbiqi məsələlərinə geniş yer verilib. Bu fəsildə metal-keramik, metal-plastik və informasiyaların maqnit daşıyıcıları kimi bərk maqnit materialları haqqında da geniş məlumatlar vardır.
Bu fəsilə aid olan məsələlər baxılan fənn üzrə mövcud dərs vəsaitinin dördüncü fəsilində və bu sahədəki ədəbiyyatların müvafiq bölmələrində də ətraflı verilir[2, 10, 15, 17, 21].
4.1.Göstərilən ifadələrdən hansı maqnit nüfuzluluğunun temperatur əmsalıdır?
4.2. Tərkibinə və alınma üsuluna görə bərk maqnit materiallarının neçə növü vardır?
4.3. Yumşaq maqnit materiallarında burulğan cərəyanlardan olan itkiləri azaltmaq üçün əsasən hansı tədbir görülür?
A) vərəqələrin qalınlığı azaldılır
B) vərəqələrin qalınlığı artırılır
C) vərəqələr bir-birindən izolyasiya olunur
Ç) poladın tərkibindəki silisium artırılır
D) poladın tərkibindəki silisium azaldılır
4.4. Yumşaq maqnit materialı kimi hansı material ən geniş tətbiq olunur?
C) xüsusi təmiz dəmir
Ç) vərəqə şəkilli elektrotexniki polad
D) dəmir-nikel ərintisi
4.5. Poladın tərkibində silisiumun miqdarı normadan çox olduqda onun hansı xüsusiyyəti dəyişir?
A) maqnit nüfuzluluğu artır
B) sahə gərginliyi artır
C) histerezis itkiləri artır
Ç) mexaniki xüsusiyyəti kifayət qədər yaxşı olur
D) kövrəkliyi azalır
4.6. Elektrotexniki poladın markalanmasında birinci rəqəm nəyi göstərir?
A) silisiumun miqdarını
B) maqnit nüfuzluluğunu
C) sahə gərginliyini
Ç) histerezis itkisini
4.7. Elektrotexniki poladın markalanmasında ikinci rəqəm nəyi göstərir?
A) maqnit nüfuzluluğunu
B) sahə gərginliyini
C) elektrik və maqnit xüsusiyyətini
Ç) silisiumun miqdarını
D) histerezis itgisini
4.8. Ferromaqnitlərin maqnitlənməsi zamanı maqnitostriksiya hadisəsi nədir?
A) maqnit nüfuzluluğunun artması
B) sahə gərginliyinin dəyişməsi
C) maqnit enerjisinin dəyişməsini
Ç) ferromaqnit materiallarının xətti ölçülərinin dəyişməsi
D) elektrik xüsusiyyətinin dəyişməsi
4.9. Histerezis itkisi hansı ifadə ilə təyin olunur?
4.10. Alsifer poladı hansı xüsusiyyəti ilə fərqlənir?
A) yüksək bərkliyi
B) böyük kövrəkliyi
C) aşağı xüsusi müqaviməti
Ç) yüksək maqnit nüfuzluluğu
D) aşağı maqnit xüsusiyyəti
4.11. Transformator, polad vərəqəsinin izolyasiyasının elektrik möhkəmliyi nə qədər olmalıdır?
4.12. Transformatorun maqnit nüvəsinin müqaviməti nə qədər olmalıdır?
4.13. Transformatorun poladının uzun müddətli qızma temperaturu nə qədər olmalıdır?
4.14. Hava aralığındakı maqnit enerjisi hansı ifadə ilə təyin olunur?
4.15. Sabit maqnitlərdə maqnitin köhnəlməsi hansı proseslə əlaqədardır?
A) maqnit selinin azalması
Ç) temperaturun kəskin dəyişməsi
D) bərk maqnitdə struktur dəyişikliyi
4.16. Sabit maqnitin hazırlanması üçün ən sadə və əlverişli material hansıdır?
A) tökmə bərk maqnit ərintiləri
B) aşqarlanmış və bərkidilmiş maqnit
C) bərk maqnit ərintiləri
Ç) metal keramik materiallar
D) metal plastik materiallar
4.17. Metal keramik və metal plastik maqnitlər hazırlanmasında ilkin xammal kimi hansı material istifadə olunur?
4.18. Nikel-sink ferritinin maqnit nüfuzluluğu əmsalı nə qədərdir?
4.19. İnformasiyaların maqnit daşıyıcıları üçün hansı materialdan istifadə olunur?
A) bərk maqnit poladı
B) oksid maqnitləri
C) metal keramik maqnitlər
Ç) metal plastik maqnitlər
D) tökmə bərk maqnit ərintiləri
KONSERVASİYAEDİCİ VƏ KONSTRUKTİV MATERİALLAR
Bu fəsilin tərkibinə konservasiyaedici və mühafizə materialları, metalların korroziyası və antikorroziya materialları, inqibitorlar və onların avadanlıqların korroziyadan mühafizəsində tətbiqi, metalların təsnifatı və konstruktiv materiallar haqqında məlumatların öyrənilməsi daxildir. Burada metalların korroziyadan mühafizə üsullarının mənimsənilməsinə ən çox diqqət yetirilmişdir.
Bu fəsildə baxılan məsələlər fənnə aid olan əsas dərs vəsaitinin beşinci və altıncı fəsillərində və habelə bu dərs vəsaitinə əlavə olunan ədəbiyyatların müvafiq bölmələrində də verilir [23, 24, 25].
5.1. Korroziyadan təmizlənən metal borunun (texniki qurğunun) üzərinə hansı materialdan örtük çəkilir?
C) yapışqan lakı
D) termoreaktiv lak
5.2. Texniki qurğu konservasiya üçün bitum lakında nə qədər saxlanılır?
5.3. Materialların korroziyadan qorunması üçün ən mütərəqqi və qənaətli üsul hansıdır?
A) emaldan istifadə etmək
B) lakdan istifadə etmək
C) inqibitorlardan istifadə etmək
Ç) örtük lakından istifadə etmək
D) yapışqan lakından istifadə etmək
5.4. Metal konstruksiyaların korroziyadan mühafizəsində hər kvadrat metrə neçə qram uçucu inqibitor sərf olunur?
5.5. İnşaat qurğuları və maşınların atmosfer korroziyasından qorunması üçün hansı örtüklərdən istifadə olunur?
5.6. Metal səthinin termiki üsulla təmizlənməsinin ən səmərəli üsulu hansıdır?
A) qaz qaynağı alovundan istifadə etmək
B) ГAO-55 tipli qaz alovu lampasından istifadə etmək
C) mexaniki üsuldan istifadə etmək
Ç) yüksək tezlikli induksion qızdırıcıdan istifadə etmək
D) yanacaqdan istifadə etməklə adi qayda ilə yandırmaqla
5.7. Metal səthinin təmizlənməsində tətbiq olunan yüksək tezlikli qurğunun tezliyi nə qədər olur?
5.8. Yüksək tezlikli induksion üsulla metal səth təmizləndikdə qızma temperaturu nə qədər olur?
СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВ И КЛАССИФИКАЦИЯ
К вопросам, содержащимся в настоящей главе относятся: роль электротехнических материалов в развитии электротехники и их классификация, структура веществ и виды связи между частицами. Здесь проверяется использование электротехнических материалов и понимание роли надежной работы электрооборудования в процессе их эксплуатации.
Значительное внимание уделяется классификации электротехнических материалов, их структуре и видам связи между частицами.
Вопросы настоящей главы соответствуют материалу, изложенному в первой главе учебного пособия, разработанного кафедрой (автор проф. О.Г.Мамедов) по данной дисциплине, а так же в соответствующих главах других литератур [1, 11, 13, 15, 19, 20, 21].
1.1. Каким ученым впервые были использованы электротехнические материалы для создания источника электрической энергии?
Д) Д.Добровольский М.О.
1.2. На сохранение в исправном состоянии в основном какой конструкционной части электрооборудования направлены все организационно-технические мероприятия в процессе эксплуатации?
Д) металлической конструкции.
1.3. От качества каких материалов в основном зависит надежность электрооборудования?
В) защищающих от коррозии;
Г) защищающих от химической среды;
Д) металлических конструкций.
1.4. На сколько групп подразделяются электротехнические материалы по агрегатному состоянию?
1.5. На сколько групп подразделяются электротехнические материалы по проводимости?
1.6. Какие из указанных материалов наиболее используются по проводимости?
А) сталь и алюминий;
Б) медь и алюминий;
В) золото и серебро;
Г) бронза и латунь;
Д) цинк и железо
1.7. Какое из этих чисел является удельной проводимостью меди?
1.8. На сколько групп подразделяются электротехнические материалы по назначению?
1.9. Согласно зонной теории твердых тел на сколько зон делится энергетическая диаграмма?
1.10. Как называется самый слабый материал по магнитному свойству?
1.11. Сколько видов связи имеются между частицами вещества?
2.1. Электрофизические процессы, происходящие
Настоящая глава содержит вопросы, связанные с электрофизическими процессами, происходящими в диэлектриках, а также диэлектрическими, тепловыми, физико-химическими и механическими характеристиками электроизоляционных материалов. Сюда относится и изучение жидких, газообразных и твердых диэлектриков.
В этой главе особое внимание уделяется изучению твердых диэлектриков, которые играют основную роль в повышении надежности работы электрооборудования.
В содержание данной главы также входит изучение таких материалов, как полимеры, пластические массы, каучук, слюда и электрокерамические твердые материалы.
Вопросы настоящей главы соответствуют материалу изложенному в главе 2 учебного пособия, а также соответствующих разделах других литератур [2, 4, 6, 7, 9, 12, 14, 18, 22].
2.1. Средой чего являются все диэлектрики в рабочем режиме?
А) тепловой средой;
Б) электрического поля;
В) влажнoй воздушной средой;
Г) магнитного поля;
Д) электрических зарядов
2.2. Какой ток наблюдается в идеальном электрическом поле?
Б) дополнительный ток;
2.3. Какой ток наблюдается в реальном электрическом поле?
А) ток холостого хода;
Б) ток короткого замыкания;
Д) ток абсорбции
2.4. Каким выражением определяется емкостной ток?
2.5. Что происходит в результате поляризации диэлектриков?
А) только положительные частицы смещаются по направлению поля;
Б) только отрицательные частицы смещаются против направления поля;
В) положительные частицы смещаются по направлению, а отрицательные против направления поля.;
Г) частицы не смещаются;
Д) частицы смещаются периодически
2.6. Чем характеризуется электронная поляризация?
А) смещаются только электроны;
Б) смещаются электроны и протоны;
В) смещаются только протоны;
Г) не происходит смещение электронов и протонов;
Д) смешение электронов и протонов не зависит от внешнего поля
2.7. Сколько видов поляризации широко используются?
2.8. Какой особенностью обладают сегнетоэлектрики?
А) высокой электрической прочностью;
Б) большим значением сопротивления изоляции;
В) низкой диэлектрической потерей;
Г) высокой диэлектрической проницаемостью;
Д) низкой теплопроводностью
2.9. Характер зависимости смешения частиц в сегнетоэлектриках от напряженности электрического поля?
А) обратно пропорционально;
Б) прямо пропорционально;
Г) нелинейная зависимость;
2.10. Как зависит ионная поляризация от температуры?
А) усиливается с повышением температуры;
Б) обратно пропорционально;
В) нелинейная зависимость;
Д) резко переменный
2.2.Диэлектрические характеристики электроизоляционных
2.11. На сколько групп подразделяются характеристики диэлектриков?
2.12. На сколько групп подразделяются диэлектрические характеристики электроизоляционных материалов?
2.13. Каким методом определяется удельное сопротивление изоляции диэлектриков?
А) мостом постоянного тока;
Б) методом 3-х электродов;
В) мостом переменного тока;
Г) при помощи тестера;
2.14. Какое из этих обозначений является единицей измерения удельного объемного сопротивления?
2.15.Каким выражением проверяется допустимое значение сопротивления изоляции электроустановок?
2.16. Каким выражением определяется электрическая прочность плоских электродов?
2.17. Какое из этих обозначений является единицей измерения электрической прочности?
2.18. Каким прибором можно измерить электрическую прочность изоляционных материалов?
В) аппаратом АИИ- 70;
Г) мостом постоянного тока;
2.19. Каким выражением определяется диэлектрические потери в изоляционных материалах?
2.20. Каким выражением определяется диэлектрическая проницаемость?
2.21. Каким выражением определяется диэлектрическая проницаемость конденсатора с плоскими пластинками?
2.22. Каким устройством определяется относительная диэлектрическая проницаемость?
2.3.Тепловые характеристики электроизоляционных материалов
2.23 . Согласно новым стандартам межгосударственного Совета на сколько классов подразделяются все изоляционные материалы по нагревостойкости?
2.24. Каким устройством проверяется теплостойкость диэлектриков?
Д) аппаратом Мартенса
2.25. Какое положение указателя температуры по термометру принимают за теплостойкость по аппарату Мартенса?
А) когда указатель опускается по шкале на 12 мм;
Б) когда указатель опускается по шкале на 10 мм;
В) когда указатель опускается по шкале на 7 мм;
Г) когда указатель опускается по шкале на 6 мм;
Д) когда указатель опускается по шкале на 2 мм
2.26. Какой формулой выражается закон Аррениуса?
2.27. Согласно правиле Монтзингера во сколько раз уменьшается срок службы изоляции при повышении ее температуры на 10°С?
2.28. Какое из этих обозначений является единицей измерения удельной теплопроводности диэлектриков?
2.29. Каким способом определяется температура размягчения материала?
А) трех электродов;
Г) аппаратом Мартенса;
2.30. Чему равняется температура вспышки трансформаторного масла?
2.4.Физико-химические и механические характеристики электроизоляционных материалов
2.31. Каким выражением определяется кислотность жидких диэлектриков?
2.32. Какое из этих обозначений является единицей кислотности жидких диэлектриков?
2.33. Каким выражением определяется динамическая вязкость жидких диэлектриков?
2.34. Как называется прибор, измеряющий вязкость жидких диэлектриков?
В) Аппарт Мартенса;
2.35. Чему равняется величина вязкости в °Э трансформаторного масла при нормальной температуре?
2.36. Каким выражением определяется удельная ударная вязкость?
2.37. Каким выражением определяется кинематическая вязкость жидких диэлектриков?
2.38. Какое из этих обозначений является единицей измерения динамической вязкости?
2.39. Каким выражением определяется предел прочности при статическом изгибе?
2.5. Жидкие и газообразные диэлектрики
2.40. На сколько групп подразделяются жидкие диэлектрики по химическому
2.41. На сколько групп подразделяются жидкие диэлектрики по назначению?
2.42. На сколько групп подразделяются жидкие диэлектрики по степени горючести?
2.43. На сколько групп подразделяются жидкие диэлектрики по значению верхней предельной температуры?
2.44. На сколько групп подразделяются растительные масла по степени высыхания?
2.45. Какие масла относятся к высыхающим?
А) кабельное и конденсаторное;
Б) трансформаторное и кабельное;
В) конденсаторное и льняное;
Г) льняное и тунговое;
Д) льняное и конденсаторное
2.46. Какое масло относится к невысыхающим?
2.47. В чем заключается основное назначение трансформаторного масла в силовых трансформаторах?
А) только для усиления изоляции;
Б) улучшения охлаждения и изоляции;
В) только для охлаждения;
Г) уменьшение диэлектрических потерь;
Д) улучшение теплопроводности
2.48. Какое из этих чисел является величиной температуры застывания трансформаторного масла?
2.49. Каким устройством обеспечивается непрерывная очистка трансформаторного масла?
Б) термосифонным фильтром;
Г) устройством термосигнализации;
2.50. Какое из этих синтетических масел может заменить трансформаторное масло?
2.51. Из скольких характерных зон состоит вольтамперная характеристика газообразных диэлектриков?
2.52. Какое из этих выражений является формулой Пашена?
2.53. Какое из этих элементов является искусственным газообразным диэлектриком?
2.54. Какое из этих материалов является электроизоляционной смолой, применяемой при пайке медных проводов?
2.55. Чем отличается компаунд от лака?
А) отсутствием в составе смолы;
Б) отсутствием в составе пигментов;
В) отсутствием в составе растворителей;
Г) наличием в составе пигментов;
Д) наличием в составе растворителей
2.56. В чем заключается назначение пластификатора в составе лака?
А) составляет основу лака;
Б) ускоряет сушку;
В) увеличивает время сушки ;
Г) усиливает сопротивление изоляции;
Д) для обеспечения пластичности лаковых пленок
2.57. В чем заключается назначение пигмента в составе электроизоляционных эмалей?
А) повышает электрическую прочность;
Б) составляет основу лака;
В) обеспечивает высокую твердость изоляции;
Г) увеличивает теплопроводность;
Д) ускоряет сушку
2.58. Какие параметры контролируются во время сушки обмоток электрооборудования после их пропитки лаком?
Б) температура и сопротивление изоляции;
В) только температура сушки;
Г) только сопротивление изоляции;
Д) режим сушильной установки
2.59 Какое из этих способов является самым эффективным при пропитке обмотки лаком?
А) использованием вакуума и давления;
Б) использованием только давления;
В) использованием только вакуума;
Г) использованием лака на основе синтетических смол;
Д) использованием лака на основе битумных смол.
2.7. Валокнистые электроизоляционные материалы
2.60. На сколько групп подразделяются волокнистые изоляционные материалы по составу?
2.61. Из какого материала изготавливаются электротехнические бумаги и картоны?
А) из обычного дерева;
Г) сульфатной целлюлозы;
2.62. Где применяются кабельные бумаги?
А) для изоляции низковольтных кабелей и проводов;
Б) в телефонных кабелях;
В) в обмотках электрических машин;
Г) в высоковольтных кабелях;
Д) в обмотках трансформаторов
2.63. Чем отличается картон от бумаги?
А) высокой электрической прочностью;
Б) высокими диэлектрическими потерями;
В) большей тольшиной;
Г) высокой диэлектрической проницаемостью;
Д) большим удельным сопротивлением
2.64. Основное отличие изоляционных лакотканей от обычных тканей?
Б) высокой механической и электрической прочностью;
В) низкими диэлектрическими потерями;
Г) высокой диэлектрической проницаемостью;
Д) высоким удельным сопротивлением
2.65. Из какого материала изготавливается слоистый пластик типа гетинакс?
А) битумного лака и тканей;
Б) из эпоксидной смолы и бумаги;
В) из глифталового лака и бумаги;
Г) из бакелитового лака и бумаги;
Д) из эпоксидной смолы и стеклолакоткани
2.8. Полимеры, пластические массы и каучук
2.66. На сколько классов подразделяются высокомолекулярные материалы?
2.67. В каком состоянии находится материал в конечной стадии полимеризации?
А) в газообразным;
Д) в парообразном
2.68. Какое состояние приобретают термопластичные материалы при нагреве в конечной стадии?
2.69. Какое состояние приобретают термореактивные материалы при нагреве в конечной стадии?
Б) твердое с потерей способности плавления;
2.70.В настоящее время сколько процентов полимерных материалов, потребляемых мировой электрической промышленностью, приходится на долю термопластических материалов?
2.71. Какой материал добавляется в состав пластических масс для увеличения их пластичности и уменьшения хрупкости?
2.72.Поливинилхлоридные термопластичные полимеры применяются при изготовлении в основном каких электротехнических изделий?
Б)проводов и кабелей;
2.73.Сколько градусов составляет рабочая температура поливинилхлоридного полимера?
2.74.В аграрном производстве при изготовлении обмоток каких устройств используются поливинилхлоридные материалы?
А)асинхронных двигателей сельскохозяйственного назначения;
В)субартезианских электрических двигателей;
Г) трансформаторов напряжения;
Д) электрических аппаратов.
2.75.Обмоточные провода с поливинилхлоридной изоляцией в какой среде могут надежно работать?
2.76.На сколько групп делятся материалы из каучука по образованию?
2.77.Сколько градусов составляет температура размягчения натурального каучука?
2.78.Какое вещество добавляется в состав каучука во время его вулканизации?
2.79. Сколько процентов составляет сера в составе каучука, называемого мягкой резиной ?
2.80.Какое количество серы находится в составе каучука, называемого твердой резиной (эбонит)?
2.9.Электрокерамика и слюда
2.81.Из скольких этапов состоит технология производства электрокерамических материалов?
2.82.Сколько градусов составляет температура отжига при изготовлении керамических изделий?
2.83.Величина электрической прочности электрофарфора?
2.84.В основном по какой особенности отличается конденсаторная керамика от изоляторной?
А) большой величиной удельного сопротивления;
Б) высоким значением электрической прочности;
В) очень высоким значением диэлектрической проницаемости;
Г)малым значением диэлектрических потерь;
Д)малым значением рабочей температуры.
2.85.Чему равняется диэлектрическая проницаемость конденсаторной керамики?
2.86.Какой особенностью обладает сегнето-керамика в отличии от других диэлектриков при высокой температуре?
А) высоким значением электрической прочности;
Б) высоким значением удельного объемного сопротивления;
В) высоким значением диэлектрической проницаемости;
Г) низким значением диэлектрических потерь;
Д) высоким значением температуры плавления.
2.87.При производстве какого устройства используется сегнетокерамика, имеющая высокую диэлектрическую проницаемость?
А) высоковольтных изоляторов;
Б) низкочастотных изоляторов;
В) термостойких изоляторов;
Г) изоляторной керамики;
Д) конденсаторов высокой емкости.
2.88.Сколько видов слюды применяются в электроизоляционной технике?
2.89. До какой температуры сохраняет свои характеристики мусковит?
2.90. До какой температуры сохраняет свои характеристики флогопит?
2.91. Чему равна температура плавления материалов из слюды?
ЭЛЕКТРОПРОВОДНИКОВЫЕ И ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ
В состав третьей глава входят сведения о классификации, широко применяемых в электротехнике, проводниковых материалов, их основных свойствах, материалах высокой и сверхвысокой проводимости и проводниковых изделиях. В эту главу также входят проводниковые материалы высокого сопротивления, их классификация и вопросы применения в электротехнике. Здесь нашли свое отражение и сведения о материалах, используемых при применении проводниковых материалов: припой и флюсы, клейи, материалы из электротехнического угля и электроплиты.
Кроме этого в этой главе предусмотрено изучение полупроводниковых материалов, широко применяемых в ряде областей электротехники и информационной технологии.
Вопросы настоящей главы соответствуют материалу, изложенному в главе 3 учебного пособия, подготовленного кафедрой, а также в соответствующих разделах других литератур [1, 3, 5, 16, 17].
3.1.Каким выражением определяется удельное сопротивление проводников?
3.2.Что показывает часть скачка на графике зависимости удельного сопротивления меди от температуры?
А)длительную рабочую температуру;
В)резкое снижение температуры окружающей среды;
Г)короткое замыкание в цепи;
Д)увеличение удельного сопротивления провода.
3.3. Какое из указанных выражений является зависимостью удельного сопротивления проводника от температуры?
3.4.Каким выражением определяется термо э.д.с. в термопарах?
3.5 . Какое из указанных чисел является удельным сопротивлением меди?
3.6. В составе какого из указанных марок меди имеются наименьшие примеси?
3.7.Который из этих материалов является сплавом меди и цинка?
Д) фарфоровый латун.
3.8.Который из указанных чисел является удельным сопротивлением алюминия?
3.9. При какой температуре ртуть обладает сверхпроводимостью?
3.10. Какой ученый впервые наблюдал сверхпроводимость металлов?
3.11.Который из указанных обмоточных проводов имеет двухслойную шелковую изоляцию?
3.12. Какой из указанных марок обмоточных проводов является двухслойной стеклянной изоляцией?
3.13.Который из этих проводов применяется в электродвигателях субартезианских скважин?
3.14.Который из этих проводниковых материалов наиболее используется в составе материала высокого сопротивления манганина?
3.15.Чему равняется рабочая температура сплава константана?
3.16.Чему равняется рабочая температура манганина?
3.17.Чему равняется удельное сопротивление манганина?
3.18.Чему равняется температура сплава нихрома?
3.19.Чему равняется температура плавления мягкого припоя?
3.20. Сколько градусов составляет температура плавления твердого припоя?
3.21.Который из этих марок является мягким припоем?
3.22.Который из указанных значений является удельным сопротивлением полупроводника?
А) 10 18…10 20 Ом.см;
Б) 10 -6…9 20 Ом.см;
В) 10 18…10 20 Ом.см;
Г) 10 -2… 10 10 Ом.см;
Д) 10 -3… 10 7 Ом.см;
3.23.Как изменяется удельное сопротивление полупроводника в большом интервале температур?
Г)приближается к нулю;
Д)приближается к бесконечности.
3.24.В результате воздействия каких параметров в полупроводниках возникает гальванометрический эффект?
Б)влажности и температуры окружающей среды;
Г)электрических и магнитных полей;
3.25.Какой способ используется для определения типа электрической проводимости полупроводника?
А)нагревается оба конца;
Б)воздействием электрического поля;
В)воздействием магнитного поля;
Г)деформируется один конец;
Д)нагревается один из концов.
3.26. Как изменяется сопротивление полупроводникового терморезистора в зависимости от температуры?
А) резко уменьшается;
Б) незначителью увеличивается;
В) не изменяется;
Г) изменяется прямолинейно;
Д) изменяется нелинейно.
3.27.Каким выражением определяется температурный коэффициент (ТКС)полупроводника?
3.28.Из какого полупроводника изготовляется позистор?
3.29.Каким выражением определяется тензочувствительность полупроводника?
3.30.Чему равняется световой ток (мкА) полупроводникового фоторезистора типа ФСК-1А?
3.31.Чему равняется предел номинального сопротивления полупроводникового позистора типа СТБ-1?
В эту главу входит изучение классификации магнитных материалов, их самых важных характеристик, магнитных свойств материалов, процесса магнитострикции и потери гистерезиса. Здесь особое внимание обращено на основные свойства мягких и твердых магнитных материалов и на вопросы применения их в электротехнике.
В этой главе также приведены сведения по металлокерамическим, металлопластическим и твердым магнитным материалам как магнитных носителей информации.
Вопросы настоящей главы соответствуют материалу, изложенному в главе 4 учебного пособия подготовленного кафедрой, а также в соответствующих разделах других литератур [2, 10, 15, 17, 21].
4.1.Который из этих выражений является температурным коэффициентом относительной магнитной проницаемости?
4.2 . На сколько видов делятся твердые магнитные материалы по составу и способу получения?
4.3. Какая в основном действенная мера принимается для уменьшения потерь от вихревых токов в магнитомягких материалах?
А)уменшают толшину листов;
Б)увеличивают толшину листов;
В)изолируют отдельные листы;
Г)увеличивают количество кремния в составе стали;
Д)уменьшают количества кремня в стали.
4.4. Какой материал наиболее широко применяется в качестве магнитомягких материалов?
В)особо чистое железо;
Г)листовая электротехническая сталь;
Д) железа с никелем сплав.
4.5. Какое свойство стали улучшается при превышении в его составе нормы кремния?
А)увеличивается магнитная проницаемость;
Б)повышается напряженность поля;
В)увеличиваются потери гистерезиса;
Г)улучшаются механические свойства;
4.6. Что означает первая цифра в маркировке электротехнической стали?
Г)потери на гистерезис;
4.7. Что означает вторая цифра в маркировке электротехнической стали?
В)электрическое и магнитное свойства;
Д)потери на гистерезис.
4.8. Что такое явление магнитострикции при намагничивании ферромагнитов?
А)увеличение магнитной проницаемости;
Б)изменение напряженности поля;
В)изменение магнитной энергии;
Г)изменения линейных размеров ферромагнитных материалов;
Д)изменение электрического свойства.
4.9. Каким выражением определяется потери гистерезиса?
4.10. Какой особенностью отличается альсферная сталь?
А)высокой твердостью и большой хрупкостью;
Б)высоким удельным сопротивлением;
В)низким удельным сопротивлением;
Г)высокой магнитной проницаемостью;
Д)низким магнитным свойством.
4.11. Чему равна электрическая прочность изоляции листов стали трансформатора?
4.12. Чему равняется величина сопротивления магнитопровода трансформатора?
4.13. Чему равна длительная температура нагрева стали трансформатора?
4.14. Каким выражением определяется магнитная энергия воздушного зазора?
4.15 . Каким процессом связано старение постоянных магнитов?
А) уменьшением магнитного потока;
Г) резким изменением температуры;
Д) структурным изменением твердых магнитов.
4.16. Который из этих материалов самый простой и удобный для изготовления постоянного магнита?
А)литой твердый магнитный сплав;
Б) легированный магнит;
4.17. Какой материал используется в качестве сырья для изготовления металлокерамических и металлопластических магнитов?
4.18. Чему равняется коэффициент магнитной проницаемости никельцинкового феррита?
4.19. Который из этих материалов используется для магнитоносителей информации?
А)твердая магнитная сталь, покрытая железными оксидами;
Д)литые твердые магнитные сплавы.
КОНСЕРВИРУЮЩИЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ
В состав данной главы входят сведения о консервирующих и защитных материалах, коррозии металлов, ингибиторах и применения их для защиты оборудования от коррозии, классификации металлов и конструктивных материалах. Здесь наибольшее внимание уделено освоению способов защиты металлов от коррозии.
Вопросы настоящей главы соответствуют материалу, изложенному в главе 5 и 6 учебного пособия, разработанного кафедрой, а также в соответствующих разделах других литератур [23, 24, 25].
5.1. Из какого материала наносится покрытие на металлическую трубу (техническое устройство), очищенное от коррозии?
5.2. Сколько времени нужно держать в битумном лаке техническое устройство для консервации?
5.3. Какое из указанных способов является самым прогрессивным и экономичным для защиты металлов от коррозии?
А) использованием эмалей;
Б) использованием лаков;
В) использованием ингибиторов ;
Г) использованием покровных лаков;
Д) использованием клеящих лаков.
5.4. Сколько граммов летучего ингибитора расходуется на каждый квадратный метр при защите от коррозии металлических конструкций?
5.5. Какие покрытия используются для защиты от атмосферной коррозии строительных устройств и машин?
5.6. Который из этих способов самый эффективный при термической очистке металлических поверхностей?
А)использование пламени газовой сварки;
Б)использование газопламенной лампы типа ГАО-55;
В)использование механических способов;
Г)использование высокочастотного индукционного нагревателя;
Д)обжиг с использованием горючего.
5.7. Чему равняется частота высокочастотной установки, используемой для очищения поверхности металлов?
5.8. Чему равняется температура нагрева при очистке металлических поверхностей методом высокочастотного индукционного нагрева?
1. Бернштейн Л.М. Изоляция электрических машин общего назначения. М.: Энергоиздат, 1987, 376 с.
2. Богоридицкий Н.П. Электротехнические материалы. Л.:Электроатомиздат, 1985, 304 с.
3. Бородулин В.Н. и др. Электротехнические и конструкционные материалы, М.: Издательский центр «Академия», 2010, 280 с.
4. Джуварлы Ч.М.Электроизоляционные масла. М.:Гостехиздат, 1983, 92 с.
5. Ерошенко Г.П. и др. Эксплуатация электрооборудования. М.: Колос. 2005, 344 с.
6. Казарновский Д.М., Тареев Б.М. Испытание электроизоляционных материалов и изделий. Л.: Энергия, 1980, 226 с.
7. Казарновский Д.М., Яманов С.А. Радиотехнические материалы. М. «Высшая школа», 1992, 312 с.
8.Карягин А.Г. Материалы для электромонтажных работ. М.:Энергоиздат, 1981, 63 с.
9. Корицкий Ю.В. Основы физики диэлектриков,М.: Энергия, 248 с.
10. Колесов С.Н. Материаловедение и технология конструктивных материалов. М.: Высшая школа, 2007, 535 с.
11. Колесов С.Н., Колесов И.С. Электротехнические и конструкционные материалы- Киев. Транспорт – 2003, 384 с.
12. Майофис И.М. Химия диэлектриков. М.: Высшая школа, 1980, 320 с.
13. Мамедов О.Г. Научные основы повышения эксплуатационной надежности погружных электродвигателей. (Монография) Баку, Издательство. «Элм». 2011, 184 с.
14. Мамедов О.Г., Нуриев Р.М. Методика ускоренного испытания конструкции изоляции проводов типа ПЭВВП, применяемых в погружных электродвигателях. Научные труды АзСХИ. Вопросы электрификации с/х-го производства в Азерб.ССР, 1982, 17-23 с.
15. Məmmədov O.H. Elektrotexniki materiallar. Dərs vəsaiti. Gəncə, ADAU-nun nəşriyyatı, 2011, 140 səh.
16. Никулин Н.В. Электроматериаловедение. М.: Высшая школа, 1989, 192 с.
17. Пястолов А.А. и др. Монтаж, эксплуатация и ремонт электрооборудования. М. “Колос”. 1981 г, 335 с.
18. Пястолов А.А. и др. Практикум по технологии монтажа и ремонтa электрооборудования. М.: «Колос», 1990, 140 с.
19. Райkлин И.В. Научно-технический прогресс и эффективность новых материалов. «Наука», 1983, 349 с.
20. Səidov R.Ə., Məmmədov O.H., Kərimov İ.C. və b. Elektrik avadanlığının etibarlılığı və təmiri fənnindən praktikum. Bakı, “Elm” nəşriyyatı, 2011, 252 c.
21. Справочник по электротехническим материалам. Под.ред. Ю.В.Корицкого, В.В.Пасынкова, Б.М.Тареева. Энергоатомиздат (в 3-х томах), 1988, 716 с.
22. Электрические свойства полимеров. Под.ред. Б.Н.Сажина. Л.: Химия, 1996, 224 с.
23. Жук Н.П. Курс теории коррозии и защиты металлов. М.: «Металлургия», 1986, 472 с.
24. Qasımzadə N.H. Metallar və konstruksiya materialları texnologiyası. Bakı, “Maarif”, 1985, 44 c.
25. Голяницкий О.И., Пястолов А.А. Зaщита сельскохозяйственной техники от коррозии. Челябинск, Юж.-Урал. КН.изд-во, 1998, 80 с.
Авторы учебного пособия для самостоятельного изучения дисциплины «Электрические материалы» – сотрудники Азербайджанского Государственного Аграрного Университета: профессор кафедры «Электроинженерия» Мамедов Октай Гусейн оглы, заведующий кафедрой «Энергетика» Керимов Ильгам Джамиль оглы, доцент Гусейнов Лятиф Акбер оглы и ведущий инженер-электрик Мамедов Заур Октай оглы.
CİSİMLƏRİN QURULUŞU VƏ ELEKTROTEXNİKİ MATERİALLARIN TƏSNİFATI…………………………………….
Qurilish materiallari, buyumlari va konstruksiyalari texnologiyasi
Mavzu: Sulfatbardoshli portlandsement ishlab chiqarish texnologiyasi.
Bajardi:
Tekshirdi:
Toshkent-2022 yil.
So’z boshi
Ushbu kurs loyihasi 40 varaq bosma matnni o’z ichiga olgan tushuntirish yozuvidan iborat, jumladan: 6 ta jadval va 5 ta adabiy manbaga asoslangan va A1 formatidagi 2 varaqdan iborat grafik qism (sxema, reja va jihozlar bilan jihozlangan seminar bo’limi). tartib ). Kalit so’zlar: Portlend sement, sulfatga chidamli, ohak, gil, qo’shimcha, tegirmon, klinker, gips.
Ushbu kurs loyihasining maqsadi: sulfatga chidamli portlend sement ishlab chiqarishning texnologik sxemasini tanlash va asoslash, asosiy va yordamchi uskunalarni tanlash, sulfatga chidamli portlend sement ishlab chiqarish uchun silliqlash bo’limini loyihalash. quvvati yiliga 300 000 tonna.
sulfatga chidamli portlend sement silliqlash uskunasi
Kirish
1. Ishlab chiqarilgan bog’lovchining xususiyatlari
2. Bog’lovchi ishlab chiqarish uchun xom ashyo
3. Ishlab chiqarishning texnologik usulini tanlash va asoslash
4. Bog’lovchi ishlab chiqarishda yangilik
5. Texnologik hisob-kitoblar
5.1 Korxonaning ishlash tartibi
5.2 Korxona unumdorligini hisoblash
5.3 Korxonaning xomashyoga bo’lgan ehtiyojini hisoblash
5.4 Texnologik uskunalarni tanlash
5.5 Xom ashyo zahiralarini hisoblash
6. Zavod ishlab chiqarish texnologiyasi
7. Mahsulot ishlab chiqarish va sifatini nazorat qilish
Xulosa
Adabiy manbalar ro’yxati
Kirish
konstruksion materiallar texnologiyasi
KONSTRUKSION MATERIALLAR TEXNOLOGIYASI O‘zbekiston Respublikasi Oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi O‘rta maxsus kasb-hunar ta’limi markazi ilmiy-uslubiy kengashi tomonidan darslik sifatida tavsiya etilgan
«Davr nashriyoti» Toshkent –– 2013
UO‘К: 669.2/8(075) KBК 30.3 М53 М53
V.A. Mirboboyev. Konstruksion materiallar texnologiyasi. –T.: «Davr nashriyoti» MChJ, 2013-yil, 232 bet.
ISBN 978–9943–4226-7-4 Ushbu darslik kasb-hunar kolleji talabalari uchun mo‘ljallangan bo‘lib, unda qora va rangli metallar metallurgiyasi, materialshunoslik asoslari, metall va uning qotishmalaridan quymalar olish, materiallarni bosim bilan ishlash, payvandlash, kesish va kavsharlash, kesib ishlash, boshqa ishlov usullari, ularni mexanizatsiyalash va avtomatlashtirishning asosiy yo‘llari bayon etilgan. Darslik mashinasozlik va texnika yo‘nalishdagi barcha kasbhunar kollejlari talabalari uchun mo‘ljallangan. UO‘К: 669.2/8(075) KBК 30.3 Taqrizchilar:
Texnika fanlari doktori, professor F.S. Abdullayev; Toshkent davlat texnika universitetining «Mashinasozlik sohalar muhandislik pedagogikasi» kafedrasi mudiri, texnika fanlari nomzodi, dotsent F.R. Norxo‘jayev
ISBN 978–9943–4226-7-4 © «Fan va texnologiya» nashriyoti, 2011.; © «Fan va texnologiya» nashriyoti, 2012; © «Davr nashriyoti», 2013. 2
SO‘ZBOSHI Mazkur darslik mashinasozlik sanoatiga kichik malakali mutaxassislar tayyorlovchi kollej talabalari uchun «Konstruksion materiallar texnologiyasi» kursi bo‘yicha O‘zbekiston Respublikasi Oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi qoshidagi kasb-hunar markazi tomonidan tasdiqlangan dastur asosida yozildi. Darslikda qora va rangli metallar metallurgiyasi, materialshunoslik asoslari, metall va uning qotish-malaridan quymalar olish, materiallarni bosim bilan ishlash, payvandlash, kesish va kavsharlash, kesib ishlash va boshqa texnologik ishlov usullar, ularni mexanizatsiyalash va avtomatlashtirishning asosiy yo‘llari bayon etilgan. Darslikka laboratoriya va amaliy ishlar esa kiritilmagan. Uni muallif «Konstruksion materiallar texnologiyasi», «Materialshunoslik» va boshqa kurslaridan, ularning ayrim bo‘limlariga bag‘ishlanib rus va o‘zbek tillariga nashr etilgan ko‘pgina adabiyotlar asosida va oliy texnika o‘quv yurtlarida uzoq yillardan buyon olib borayotgan ilmiypedagogik tajribasiga suyanib yozdi. Darslik sifatini yaxshilash borasidagi fikr va mulohazalarni muallif oldindan samimiy minnatdorchilik bilan qabul qiladi.
KIRISH Ma’lumki, keyingi yillarda mashinasozlikda texnika va texnologik jarayonlar ildam qadamlar bilan takomillashib rivojlanishi bilan yangi-yangi yuqori puxtalikka, korroziyaga bardosh konstruksion materiallardan keng foydalanilmoqda. Shu bilan ularni ishlab chiqarish va ishlatish sohalari, texnologik jarayonlar mexanizatsiyalashib va avtomatlashtirilishi natijasida ish sharoiti yaxshilanib, sifatli, raqobat bardosh, ko‘plab xilma-xil mahsulotlar ishlab chiqarilmoqda. Kuzatishlar ko‘rsatadiki, mashina va mexanizm detallarining ko‘pchiligi qora metall qotishma (cho‘yan va po‘lat)lardan tayyorlanmoqda. Buning boisi shundaki, ularning (zichligi, kattaligi, korroziyaga berilishiga qaramay) puxtaligi, termik va termo-kimyoviy ishlovlarga berilishi sababli xossalari yaxshilanib, oson kesib ishlanishi boshqa xususiyatlari qo‘l keladi. Ma’lumki, detallarga qo‘yiladigan yuqori sifat talablar (geometrik shakl aniqligi, sirt yuza tekisligi)ni ta’minlashda mexanik ishlovlar hozirda keng qo‘llanilmoqda. Bu ishlovlarda zagotovkadan qo‘yim stanoklarda kesuvchi keskich bilan qirindi tarzda kesiladi. Qirindi miqdorini kamaytirish bilan metallni tejash uchun zagotovka shakli va o‘lchamlari detal shakli va o’lchamlariga yaqin bo‘lmog‘i muhim ahamiyatga ega. Detallarni tayyorlashda oqilona ishlov usullarini va rejimlarini belgilashda fizika-kimyoviy va mexa-nikaviy jarayonlarni o‘rganmoq lozim. Bu borada talabalarga «Konstruksion materiallar texnologiyasi» kursining ahamiyati g‘oyat katta. Chunki bu kursda materiallarni ishlab chiqarishning zamonaviy va kelajakdagi istiqbolli usullari, xossalarining turlicha bo‘lish sabablari, ulardan har xil massali zagotovkalar (detallar)ning 4
turli texnologik usullarda (quyma yo‘lda, bosim bilan ishlash, payvandlash, kesish, kavsharlash, kesib ishlash va boshqalar) tayyorlash va bu usullarni mexani-zatsiyalash va avtomatlashtirishni asosiy yo‘llari o‘rgatiladi. «Konstruksion materiallar texnologiyasi» fanining yaratilishiga va rivojlanishiga ulkan hissa qo‘shgan va qo‘shayotgan rus olimlaridan M.V. Lomonosov (1711– 1765), V.I. Mendeleyev (1834–1907), P.P. Anosov (1797– 1871), D.K. Chernov (1830–1921), N.S. Kurnakov (1860– 1911), A.A. Baykov (1870–1946), I.A. Time (1838–1920), E.O. Paton (1870–1953) va boshqalarni ko‘rsatish mumkin. Masalan, M. V. Lomonosov metallarning o‘ziga xos xususiyatIarini, talab etilgan xossali qotishmalarni hosil qilish yo‘lini ko‘rsatgan bo‘lsa, P.P. Anosov po‘lat strukturasini o‘rganish uchun dunyoda birinchi bo‘lib mikroskopdan foydalandi. U kam uglerodli po‘latlarni gaz muhitida uglerodga to‘yintirishni, shuningdek, yuqori sifatli po‘latlar hosil qilishni, D. K. Chernov po‘latlarning xossalari faqat kimyoviy tarkibigagina emas, balki ichki tuzilishiga bog‘liqligini, kritik nuqtalar vaziyatining po‘lat tarkibidagi uglerod miqdoriga bog‘liq ekanligini aniqlab, Fe-C qotishmalari holat diagrammasini tuzish uchun asos yaratdi. S.I. Gubkin metallarni bosim bilan ishlashning nazariyasini ishlab chiqqan bo‘lsa, V.V. Petrov, E.O. Patonlar metallarni payvandlash, I.A. Time, V.D. Kuznesov, N.N. Zorevlar metallarni keskichlar bilan kesib ishlash sohasida yirik ishlari bilan mashhur bo‘lsalar, bu fanni yaratilishi va rivojlanishiga xorijiy mamlakat olimlaridan R.Austen, G.Gou, P.Gerens, F.Osmand va boshqalarni ham qo‘shgan hissalari katta.
BIRINCHI BO‘LIM QORA VA RANGLI METALLAR METALLURGIYASI Bu bo‘limda metallar va ular qotishmalarining tabiiy birikmalardan ajratib olishdagi texnologik jarayonlar o‘rganiladi. I bob. MATERIALLAR XILI VA ULARNING QO‘LLANISH SOHALARI l-§. Metallar haqida ma’lumot Kimyo fanidan ma’lumki, D.I. Mendeleevni davriy jadvalidagi kimyoviy elementlarning -3/4 qismi metallardir. M.V. Lomonosov ta’rifiga ko‘ra, «Metallar bolg‘alanishi mumkin bo‘lgan yaltiroq jismlardir». Keyingi yillarda metallarni ichki tuzilishini rentgen nuri yordamida o‘rganishlar ko‘rsatdiki, ularning atomlari fazoda ma’lum tartibda joylangan bo‘lib, aniq fazoviy kristallik panjaraga ega. Shu boisdan xossalari ham turlicha bo‘ladi. Ko‘pchilik metal-larning atomlaridagi sirtqi (valent) elektronlar soni bitta yoki ikkita bo‘lib, ular yadroga zaifroq tortilib turadi. Shu sababli ma’lum sharoitda elektronlarining birini yoki ikkalasini nometallarga berib, musbat zaryadli ionlarga aylanadi. Sof (tarkibida qo‘shimchalar judayam oz bo‘lgan) metallarni o‘ziga xos xossalari tufayli texnikani turli sohalarida (masalan, Fe, Cu va Al lardan elektroradio texnikada, Та, Nb, Si va boshqalardan priborsozlikda, atom texnikada va boshqa joylarda) qo‘llanilsa, mashinasozlikda va boshqa sohalarda qora va rangli metallar qotishmalari 6
(cho‘yan, po‘lat, latun, bronza va boshqalardan) asosiy konstruksion material sifatida keng foydalaniladi. Ma’lumki, rangli metall va ularning qotishmalari qora metall qotishmalaridan ancha qimmat bo‘lsada, korroziyaga bardoshligi, elektr va issiqlikni yaxshi o‘tkazishi, plastikligi, puxtaligining qoniqarligi, temperatura pasaygan sari elektr o‘tkazuvchanligining ortishi, termik ishlanishi va boshqa xossalari tufayli zarur joylarda keng qo‘llaniladi. Lekin imkon bo‘lsa, qimmatbaho rangli metall va ularning qotishmalari o‘rniga qora metall qotishmalari va nometall mate-riallardan foydalanish katta iqtisodiy tejamlik beradi. Bu holni unutmaslik kerak. II bob. DOMNA PECHIDA CHO‘YAN ISHLAB CHIQARISH Ma’lumki, zamonaviy metallurgiya kombinatlari yirik inshootlar kompleksi bo‘lib, unda rudalarni boyitish (ya’ni begona qo‘shimchalardan deyarli tozalash), koks* ishlab chiqaruvchi batareyalar, domnaga shixta** materiallarni yuklovchi apparat va uzluksiz ravishda qizdirilgan havo bilan ta’minlab turuvchi havo qizdirgich qurilmalar, shuningdek, quymalar, prokat mahsulotlar oluvchi va boshqa qator uchastkalari bo‘ladi. l-§. Shixta va o‘tga chidamli materiallar Domna pechida cho‘yan olishda foydalaniladigan asosiy shixta materiallarga temir ruda, yoqilg‘i, flyuslar kiradi va ular haqida quyida ma’lumotlar keltiriladi. *
koks – sifatli toshko‘mirni maydalab, kokslovchi batareyada havosiz 1000–1100oС ragacha bir necha soat qizdirish natijasida olingan qattiq, g‘ovak massa. ** shixta – cho‘yan olishda foydalaniladigan temir ruda, yoqilg‘i va flyuslar majmuasi.
Temir ruda. Ko‘pincha, temir rudalarda temir oksidlari bilan birga qum, giltuproq, silikatlar, shuningdek, oz bo‘lsada S, P va boshqa qo‘shimchalar uchraydi (1-jadval). Shuni qayd etish joizki, ba’zan temir rudalarda Fe dan tashqari oz bo‘lsada Cr, Ni, W, Cu, Mo, Ti va boshqa metallar uchraydi. Bu xil rudalarga kompleks rudalar deyiladi, ulardan yuqori sifatli cho‘yanlar olishda foydalaniladi. 2-§. Rudalarni boyitishning asosiy usullari Maydalash va saralash. Yirik rudalarni begona jinslardan tozalab, saralash uchun ularni karerlarning o‘zidayoq turli konstruksiyali (jag‘li, konusli) maydalash mashinalarida maydalab, mexanik g‘alvir-larda elanib, 30–80 mm.li bo‘laklarga ajratiladi. Yuvish. Rudalarni qum va gillardan tozalash uchun ularni suv bilan yuviladi. Buning uchun maydalangan rudalar tebranuvchi elakli qurilmalarga yuklanib, tagidan suv haydaladi, shunda begona jinslar suv bilan yuqoriga ko‘tarilib, tashqariga chiqib ketadi, boyigan rudalar esa qurilma tagiga yig‘iladi va keyin u yerdan olinib quritiladi. Magnit separatorli mashinada boyitish. Bunda maydalangan magnit temirtoshlarni magnit separa-torning uzluksiz harakatlanuvchi lentasiga yuklab turiladi. Ruda elektromagnitning ta’sir zonasiga kirganda, uning Fe3O4 oksidli qismi elektromagnitga tortilib, begona jinslardan tozalana boradi. Boyigan temir ruda elektromagnitning ta’sir zonasidan chiq-qach tashqaridagi yashikka ortila boradi. Mayda rudalarni yiriklashtirish. Ma’lumki, rudalarni qazib olishda, maydalab elashda ko‘plab mayda rudalar yig‘iladi. Bulardan ma’lum o‘lchamli (10–40 mm) konsentratlar olish uchun maxsus tarkibli maydalangan shixta (40–50% temir ruda, 15–20% ohaktosh, 20–30% 8
konsentrat, 4–6% koks) suv bilan qorishtirilib mashina qoliplariga kiritilib, 1300–1500oС ragacha qizdirib yiriklanadi. Bunda rudadagi begona jinslarning bir qismi, karbonatlarga parcha-lanishi natijasida suyuq faza hosil bo‘ladi. Bu suyuq faza ruda zarrachalarni o‘zaro bog‘lab, flyusli g‘ovak konsentrat (aglomerat) olinadi. (Ba’zi hollarda mayda rudalarga bog‘lovchi material sifatida gil, smola qo‘shib, ularni pressfonnada presslab briketlar ham olinadi.) Keyingi yillarda mayda temir ruda va konsentrat-larga ma’lum miqdorda ohaktosh va koks maydalari, biroz bentonit gil qo‘shib suv bilan qorishtirilgan massa olib, uni sayoz idish (granulator)da yoki aylanuvchi havoli barabanlarda ishlab, diametri 25–30 mm.li g‘ovak sharsimon bo‘lak (okatish)lar olinadi. Keyin ularni pechda 1300– 1400oС temperaturagacha qizdirish bilan puxtalab, so‘ng saralanadi. Okatishlar aglomeratlardan puxtaroq bo‘ladi. Okatishlardan domnada foydalanish ham agromeratlar kabi koksni tejab ish unumdorligi ortadi. O‘rtachalashtirish. Metallurgiya korxonalariga rudalar doim bitta shaxtadan keltirilmaganligi uchun ularning kimyoviy tarkibi turlicha bo‘ladi. Shuning uchun ularning tarkibini o‘rtachalashtirish talab eti-ladi, chunki shixta materiallari kimyoviy tarkibining bir xil bo‘lishi pechning ish unumini belgilovchi asosiy ko‘rsatkichlardan biridir. Shu boisdan kimyo-viy tarkibi turlicha bo‘lgan rudalarni o‘rtacha kimyo-viy tarkibga keltirish maqsadida maydalangan rudalar o‘zaro aralashtiriladi. 3-§. Yoqilg‘i va ularning xillari Domna pechlarda foydalaniladigan yoqilg‘ilar yonganda zarur miqdorda issiqlik ajratish bilan birga temir oksidlaridan temirni qaytarmog‘i ham kerak. Ma’lumki, ular 9
organik moddalar bo‘lib, tarkibida uglerod, vodorod, va uglevodorodlar, oltingugurt birikmalari, kislorod, azot hamda SiO2, A12O3, CaO va boshqalar bo‘ladi. Uglerod, vodorod va ugle-vodorodlar yoqilg‘ining asosiy yonuvchi kompo-nentlari bo‘ladi, qolganlari esa yonmaydigan komponentlardir. 2-jadvalda metallurgik kombinatlarda foydalaniladigan yoqilg‘ilarning asosiy turlari keltirilgan. 2-jadval Agregat holati
Yoqilg‘ilar turi Tabiiy
О‘tin, torf, yonuvchi slaneslar, qo‘ng‘ir ko‘mir, toshko‘mir, antratsit
Pista ko‘mir, torf koksi, toshko‘mir koksi, termoantratsit, torf va qo‘ng‘ir toshko‘mir changlaridan tayyorlanadigan briket va boshqalar.
Neftni qayta ishlashda olinadigan benzin, kerosin, litrol, mazut va boshqalar. Koks gazi, domna gazi, generator gazi va boshqalar.
Qo‘ng‘ir temir tosh
Shpat temirtosh (karbonatlar)
Temir Ma’danlar oksidla nomi ri
Sarg‘ish va kulrang
7 Jigarrang sariqdan qora qo‘ng‘irga cha
Silikatlar, sulfidlar, Qoramtir kalsitlar tusli va boshqalar
Uralning Baykal va Krivoy Rog o‘lkasining Zlatoust tumanlari, Qrim va boshqa tumanlar.
9 Uralda (Magnitnaya, Visokaya, Bla-gadat tog‘lari) Sibirning Angara-Pit tumanlarida, Qozog‘istonning Kusta-nay viloyatida, Kavkaz, Ukraina va Kursk oblastining magnit anomaliyasi va boshqa tumanlar. Ukraina (Krivoy Rog), Sharqiy Sibirda (Korshunovo), Qozog‘istonda (Atasuv, SokolovskSarbaysk) va boshqa tumanlar. 9 Ukrainaning Kerch yarim oroli, Tula, Lipetsk, Qrim yarim oroli, Qozog‘istonda (Lisakovsk va Lyatsk) va boshqa tumanlar.
4-§. Flyuslar va ularning metallurgik jarayondagi roli Ruda suyuqlashtirishdan avval boyitilsada, unda birmuncha begona jinslar (Si02, A1203, CaO, MgO va boshqalar) qoladi. Metall ishlab chiqarish jarayonida ruda tarkibida qolgan begona jinslarni shlakka* o‘tkazish uchun pechga flyus kiritiladi. Amalda foydalaniladigan temir rudalari tarkibida ko‘proq Si02 bo‘lgani uchun flyus sifatida domna pechlariga ohaktosh (CaC03) va kamroq ohaktoshli dolomit (mCaC03, «MgC03) dan foydalaniladi. Demak flyus ruda va yoqilg‘i tarkibidagi begona jinslarni hamda yoqilg‘i kulini o‘zi bilan biriktirib shlakka o‘tkazib, jarayonning bir me’yorda borishini va shu bilan kutilgan tarkibli cho‘yan olishni ta’minlaydi. Agar jarayon davomida shlakni suyultirish zarur bo‘lsa, buning uchun pechga ma’lum miqdorda kalsiy ftorit (CaF2) kiritiladi. Flyusni tejash maqsadida flyus sifatida asosli shlaklardan foydalanish ham mumkin. 5-§. O‘tga chidamli materiallar, ularning xillari va ishlatilish joylari Ish jarayonida metallurgik pechlari, havo qizdir-gichlar, metall yig‘gichlar, kovshlar, havo va gaz trubalari yuqori temperatura, katta yuklama (nagruzka) ta’sirida bo‘lib suyuqlanmasligi, termik jihatdan chidamli bo‘lishi, pechdagi suyuq metall, shlak va gazlari bilan reaksiyaga kirishmasligi lozim. Yuqorida qayd etilgan hollarning oldini olish uchun ularning devorlari o‘tga chidamli materiallar (g‘isht, har xil shaklli buyumlar) bilan teriladi. *
shlak – ruda. yoqilg‘i va begona jinslarning flyus bilan bog‘lanishidan hosil bo‘lgan chiqindi.
O‘tga chidamli materiallar xossasiga ko‘ra quyidagi guruhlarga ajratiladi: 1. Kislotali. 2. Asosli. 3. Neytral. 3-jadvalda o‘tga chidamli materiallar haqida ma’lumotlar keltirilgan. 6-§. Domna pechining tuzilishi Domna pechi 8–10 yil davomida uzluksiz ishlovchi shaxt pechi bo‘lib, o‘rtacha hajmi 2000–3000 m3 bo‘ladi. (Keyingi yo‘llarda masalan, Krivoy Rog, Cherepoves metallurgik kombinatlarda katta hajmli domnalar ham qurilgan.) 1-rasm, a da domna pechining umumiy ko‘rinishi, 1-rasm, b da esa uning zonalari bo‘yicha temperaturaning taqsimlanish grafigi ko‘rsatilgan. Domna pechining ichki devori shamot g‘ishtidan terilib, sirtidan 15-20 mm.li po‘lat list bilan qoplanadi. Pechning o‘tga chidamli g‘isht terilmalari chidamliligini oshirish maqsadida (pech balandligining 3/4 qismida) sovitish trubalari o‘rnatilgan bo‘lib, ularda sovuq suv aylanib turadi. Domnaning ustki qismi koloshnik deyilib, unga shixta materiallar porsiyalab bir tekisda yuklash apparatida yuklanadi. Domnaning tubi leshchad deyiladi, u grafit gilli bloklar yoki yuqori sifatli shamot g‘ishtlardan teriladi. Pech metall halqali taglik plitaga, taglik plita esa beton poydevorga o‘rnatilgan temir ustunlar 11 da yotadi. O‘txona pechning eng muhim qismidir, chunki unda yoqilg‘i yonadi hamda suyuq cho‘yan va shlak yig‘iladi. O‘txonaning eng pastki qismidan shaxtaning balandligigacha bo‘lgan hajmi pechning foydali hajmi deyiladi. 13
O‘txonaning yuqoriroq qismida aylana bo‘ylab bir nechta teshiklar bo‘lib, ularga maxsus uskunalar – furmalar (8), pech devoridan ichkariga qarab 150–200 mm chiqarilib o‘rnatiladi va ular orqali pechga yoqilg‘ining yaxshi yonishi uchun qizdirilgan havo 0,25 MPa (2,5 atm) bosimda haydalib turiladi. Furmalar soni pechning hajmiga qarab 16 tadan 24 tagacha bo‘ladi. Furmalar mis yoki alyuminiy qotishmalaridan yasalgan bo‘lib, ish jarayonida erib ketmasligi uchun ularning havol devorlari orqali sovuq suv aylantirib turiladi. Furmalarning pastrog‘idagi teshiklarga shlak, undan pastroqdagi teshikka esa cho‘yan chiqarish novlari (9), (10) o‘rnatiladi. O‘txonada yig‘ilayotgan cho‘yan har 2–4 soatda, shlak 1–1,5 soatda o‘z novlaridan kovshlarga chiqarib turiladi. Cho‘yanni, shuningdek, shlakni pechdan chiqarish uchun tegishli joyida 50–60 mm.li teshik elektr burmashina bilan ochiladi, berkitishda esa o‘tga chidamli tiqinlardan foydalaniladi. Metallurgik kombinatlarda bir vaqtda bir necha domnalar ishlaydi. O‘rtacha hisobda 1 t cho‘yan olish uchun 2035 kg temir ruda, 146 kg marganes ruda, 971 kg koks va 598 kg ohaktosh pechga kiritilib. 3575 kg havo haydaladi. Bunda 755 kg shlak, 5217 kg domna gazi va 348 kg koloshnik changi ajraladi. Domnalarning bir me’yorda ishlashi uchun barcha ishlar maksimal darajada mexanizatsiyalashtirilgan va avtomatlashtirilgan bo‘lishi kerak. Bu ishlarni bajarishda uning yordamchi uskunalarining (shixtani yuklash apparati, havo qizdirgichlar, kompressorlar va boshqalar) roli katta. Keyingi yillarda jarayonni boshqarishda elektron hisoblash mashinalaridan foydalanish yuqori samara bermoqda.
50-60% SiO2 va 35-45% A12O3
52-58% CaO, 35-40% MgO va qisman SiO2, A12O3, Fe2O3 65-70% MgO va 30% gacha
90-95% MgO 1-2% CaO, 2-3% Fe2O3, 2% SiO2 va 1% Al2O3 96-97% MgO
92-96% SiO2, 3-5% CaO, Al2O3 va boshqalar 95-97% SiO2
Uglerodli g‘isht bloklar Grafit, koks yoki antratsit kukunlari bo‘lib, bularda uglerod 92% gacha bo‘ladi.
Magnezit kukuni va boshqa MgO miqdori ko‘p materiallar Dolomit g‘ishti
Kvars qumi va boshqa qumli gil materiallar
O‘tga chidamli materialning xili Dinas g‘ishti
Asosli konvertor, marten hamda elektr pech devorlari va ularni ta’mirlashda
Asosli metallurgiya pechlarining tublariga va ta’mirlashda
Asosli konvertor, marten hamda elektr pechlar devorlari va tublarini ta’mirlashda
Domna o‘txona tagliklarida, alyuminiy oluvchi elektroliz vanna devorlarida, mis qotishmalarni erituvchi tigellarda
Domna, kovsh devorlarida
2000 dan past emas Marten va elektr pech shiplarida
Suyuqlanish Ishlatilish joylari temperaturasi, oC 1690-1730 Bessemer konvertorida, kislotali marten va elektr pechlarida 1700 Kislotali metallurgik, pechlarining devorlari va ayrim qismlarini ta’mirlashda
7 2 3 1 4 5 6 8 7 9
1-rasm. Domna pechining umumiy ko‘rinishi (a) va uning zonalari bo‘yicha temperaturaning taqsimlanish grafigi (b): 1 – koloshnik; 2 – yuklash apparati; 3 – trubalar; 4 – shaxta; 5 – raspar; 6 – zaplechik; 7 – o‘txona; 8 – furma; 9 – cho‘yan chiqish novi; 10 – shlak chiqish novi; 11 – temir ustun.
7-§. Domna pechining yordamchi uskunalari Domna pechining asosiy yordamchi uskunalariga shixta materiallarni domnaga yuklovchi va uni qizdirilgan havo bilan ta’minlash uskunalari kiradi. Domnaga shixta materiallarini yuklovchi apparat. Ma’lumki, uzluksiz yillar davomida ishlovchi domna pechlarga bir sutkada ming-minglab tonna shixta materiallarini bir tekisda yuklab turilmog‘i uchun barcha ishlar mexanizatsiyalashtirilishi lozim. 2-rasmda domnaga shixta materiallarini bir tekisda yuklovchi apparatning bir xilining sxematik tuzilishi keltirilgan. Sxemadan ko‘rinadiki, shixta materiallari bilan (10–15 m3 gacha) to‘ldirilgan o‘zi ag‘daruvchi aravacha (2)lar pechning koloshnik maydonchasidagi varonka (3)ga qiya iz (1) dan galma-galdan ko‘tarilib, shixtani yuklab turadi va u 16
yerdan esa shixta taqsimlovchi varonka (4) ga o‘tadi. Shixta materiallari bir maromda katta konus (7) ga yuklanishi uchun taqsimlovchi varonka (4) har gal shixta yuklangandan keyin kichik konus (5) bilan birgalikda mustaqil yuritmasi (6) yordamida o‘z o‘qi atrofida 60, 120, 180, 240 va 300 larga aylanib turadi. Kichik konus (5) dagi massa ma’lum miqdorga yetganda u avtomatik ravishda pastga tushishida shixta katta konus (7) ga bir tekisda yuklanib, u yerdan esa domnaga o‘tadi. Havo qizdirgichning tuzilishi va ishlashi. Domnadagi yoqilg‘ining jadal yonishini ta’minlash va uni tejash maqsadida domnaga haydaladigan havo havo qizdirgichda qizdiriladi. 3-rasmda havo qizdirgich-ning tuzilishi va ishlash sxemasi keltirilgan.
2-rasm. Domnaga shixta yuklash apparatining sxemasi: 1 – qiya iz; 2 – aravacha; 3 – qabul varonkasi; 4 – taqsimlovchi varonka; 5 – kichik konus; 6 – yuritma; 7 – katta konus; 8 – futerovka.
Havo qizdirgichning diametri 6–8 m, balandligi 20–40 m, sirtidan po‘lat list bilan qoplangan bo‘lib, uning ichki devorlari o‘tga chidamli shamot g‘ishtidan katak-katak qilib terilgan. Shu tufayli g‘ishtlar orasida sanoqsiz vertikal kanalchalar (6) bo‘ladi. Havo qizdirgichni ishga tushirish uchun gorelka (3) ga domna gazi va havo yuborilib, bu aralashma aralashgach yonish kamerasida yondiriladi. 17
4-rasmda domna pechining ishlash sxemasi keltirilgan. Havo qizdirgichning gorelkasiga (rasmda ko‘rsatilmagan) domna gazi va havo o‘z trubalari orqali (to‘sqichlar (5) va (6) ochiqligida) yuboriladi. Gorelkada ular aralashib yonish kamerasida yongach, yonish mahsulotlari havo qizdirgichning kamerasi bo‘ylab yuqoriga ko‘tarila borib, uni ma’lum temperaturagacha qizdira boradi. Havo qizdirgichning devorlari 1300–1400oC gacha qizigandan keyin to‘sqich (6) ochilib, yonish mahsulotlari mo‘ri (4) orqali atmosferaga chiqarib yuboriladi. So‘ngra gaz va havo kiritiladigan yo‘llar (to‘sqichlar (5) va (6)) berkitilib, to‘sqich (6) ochilib, unga kompressor (3) dan truba (7) orqali sovuq havo haydaladi. Sovuq havo havo qizdirgichning o‘ta qizigan kataklaridan yuqoriga ko‘tarilib qizib boradi. Havo qizdirgichdagi havo 900–1000°C gacha qizigach, to‘siq (6) berkilib, qizdirilgan havo truba (8) va furmalar (9) orqali domnaga haydaladi. Bu vaqtda o‘ng yoqdagi havo qizdirgich (2) yuqorida ko‘rganimizdek qizdirilib boriladi. Shunday qilib, uning murvat jo‘mraklarini boshqarishi bilan domnani uzluksiz ravishda qizdirilgan havo bilan ta’minlab turadi. Masalan, hajmi 2700 m3 bo‘lgan domnaning normal ishlashi uchun 1 sutkada 8 mln.m3 havo domnaga haydaladi. Odatda, havo qizdirgich sovuq havoni 1 soat mobaynida zarur temperaturagacha qizdirib bera oladi. Demak, domnani uzluksiz ravishda qizdirilgan havo bilan ta’minlab turish uchun ketma-ket ishlovchi 3 ta havo qizdirgich kerak bo‘ladi. Ba’zan havo qizdirgichlarni tozalash yoki ta’mirlash zarurligini e’tiborga olib 4 ta havo qizdirgich o‘rnatiladi.
3-rasm. Havo qizdirgichning tuzilishi: 1 – po‘lat g‘ilof; 2 – o‘tga chidamli devor; 3 – gaz gorelkasi; 4 – sovuq havo keltirish trubkasi; 5 – gaz yonadigan kanal; 6 – katak-katak kanalchalar; 7 – yonish mahsulotlari chiqib ketadigan kanal; 8 – qizigan havo keltirish trubkasi; 9 – mo‘ri. Haydalayotgan sovuq havo
4-rasm. Domna pechining ishlash sxemasi: 1 – domna pechi; 2,2’ – havo qizdirgichlar; 3 – kompressor; 4 – mo‘ri; 5 – gaz trubkasi; 5, urmalarga uzatish trubasi; 9 – furmalar. 19
8-§. Domna pechini ishga tushirish va unda sodir bo‘ladigan jarayonlar Yangi qurilgan domna pechini ishga tushirishdan oldin uning ishga yaroqliligi tekshirib ko‘riladi. Keyin devorlarini qizdirish uchun pechning o‘txonasida 4–5 sutka davomida yoqilg‘i yoqiladi. Buning uchun pech o‘txonasiga furma teshiklari orqali biroz koks, uning ustiga tarasha о‘tin qalanadida, forsunka alangasida o‘t oldiriladi. Shundan so‘ng yana pechning koloshnik qismidan koks kiritilib, pech ish temperaturasigacha qizigach, unga ma’lum tartibda koks, temir ruda va flyus to‘ldirib turiladi. Shu bilan birga pechga qizdirilgan havo 0,2–0,3 MPa (2–3 atm.) bosimda furmalar orqali haydaladi. Koks yonayotganda ajralayotgan gazlar yuqoriga ko‘tarilib shixta materiallarini qizdira boradi. Buning oqibatida temir oksidlari qaytarilib, uglerodga to‘yinib, cho‘yan hosil bo‘ladi, suyuq cho‘yan sirtida esa shlak yig‘ila boshlaydi. Domna pechida kechadigan fizik-kimyoviy jara-yonlarni quyidagicha ko‘z oldimizga keltirishimiz mumkin: Yoqilg‘ining yonishi. Furma orqali domnaga haydalayotgan qizdirilgan havo kislorodi koksni yondiradi: С + O2 = CO2 + Q, bunda ajralayotgan issiqlik hisobiga qizigan gazlar yuqoriga ko‘tarilib pastga tushayotgan shixtani qizdira boradi. Tajriba shuni ko‘rsatadiki, pechning 1000oС dan yuqoriroq temperaturali zonasida karbonat angidrid cho‘g‘langan koks qatlamlari orasidan o‘tib, uglerod (II) oksid (is gazi) ga aylanadi. CO2 + С = 2СО – Q. Shu bilan birga koks (uglerod) havo tarkibidagi suv bug‘laridan vodorodni ham qaytaradi: 2H2O+C=CO2+2H2 – О 20
Agar yoqilg‘i sifatida qisman tabiiy gazdan ham foydalanilsa, tubandagi reaksiya bo‘yicha to‘la yonish jarayoni kechadi: CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + Q, Natijada pechda qaytaruvchi gazlar miqdori ortadi. Shixta materiallarning ajraluvchi gazlar ta’sirida qizib borishidan kimyoviy birikmalarning parchalanishi sodir bo‘ladi. Masalan, pechning 100–350oС temperaturali zonasida kimyoviy birikmadagi suv va yoqilg‘idagi uchuvchi moddalar ajralib chiqsa, undan yuqoriroq temperaturali zonasida shixtadagi karbo-natlar parchalanadi: 3FeCO3 → Fe3O4 + 2CO2 + CO – Q ЗМ11СО3 → Mn3O4 + 2CO2 + CO – Q CaCO3 → CaO + CO2 – Q va hokazo. Natijada shixta bo‘laklari g‘ovaklanadi va ba’zan yoriladi. Bu jarayon pechning koloshnik qismidan boshlanib shaxtaning o‘rtalarida tugaydi. Temir oksidlaridan temirning qaytarilishi. Ma’lumki, temir oksidlaridan temirning qaytarilishi uglerod (II) oksid, uglerod va qisman vodorod hisobiga sodir bo‘ladi. Domna pechlarida temirning uglerod (II) oksid hisobiga temir oksidlaridan qaytarilishi taxminan 400oC temperaturada boshlanib 900–1000oС temperaturada tugaydi. 3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2 + Q Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2 – Q FeO + CO = Fe + CO2 + Q Temirning temir oksidlaridan CO hisobiga qayta-rilish tezligi pech temperaturasiga, ruda tarkibiga, fizik holatiga, qaytaruvchi gazlarning miqdoriga bog‘liq. Shuni qayd etish kerakki, shaxtaning pastki qismida (1000˚C zonasida) hali qaytarilmay qolgan temir ruda g‘ovaklaridagi qorakuya ko‘rinishidagi qattiq uglerod hisobiga ham qaytariladi: FeO + С = Fe + CO – Q. 21
Tajribalar shuni ko‘rsatadiki, Fe ning 60–50% uglerod (II) oksidi hisobiga va 40–60% qattiq uglerod hisobiga (agar 0,2–1% shlakka o‘tishi hisobga olinmasa) to‘la qaytariladi. Temirning uglerodga to‘yinishi. Qaytarilgan g‘alvirak temir, uglerod (Il) oksid va uglerod bilan reaksiyaga kirishib, temir karbidini hosil qiladi: 3Fe + 2CO = Fe3C + CO2; 3Fe’+ С = Fe3C. Uglerodga to‘yingan bu birikma 1150–1200oC temperaturada suyuqlanadi, koks bo‘laklari orasidan o‘tib uglerodga to‘yinib, o‘txonaga to‘plana boradi. Bu qotishma tarkibida 3,5–4% uglerod bo‘ladi. Domnada Fe dan tashqari Si, Mn, S, P va boshqa elementlar ham oksidlaridan qaytariladi, masalan, Si va Mn yuqoriroq temperaturada uglerod bilan quyidagi reaksiya bo‘yicha qaytariladi: MnO + С = Mn + CO – Q; SiO2 + 2C = Si + 2CO – Q. Shixta tarkibidagi fosfor, asosan, kalsiyning fosforli tuzi Ca3P2Og [(CaO)3P2O5] tarzida bo‘ladi. Bu tuzdan dastlab kremniy (IV) oksidi yordamida fosfat angidrid keyin undan uglerod hisobiga fosfor qaytariladi: (CaO)3P7O5 + 3SiO2 = 3CaOSiO2 + P2O5 +Q; P2O5 + 5C = 2P +5CO – Q. Fosforning deyarli hammasi qotishmaga o‘tadi. Ma’lumki, oltingugurt koksda va rudada FeS2, FeS, «CaSO4, CaS birikmalar tarzida bo‘ladi. Jarayon vaqtida S ning qariyb 10–60% SO2, H2S gazlari ko‘rinishda pechdan chiqib ketadi. Bir qismi esa [FeS] tarzida metallda va shlakda (CaS) bo‘ladi. Metallda erigan FeS dan S ni shlakka o‘tkazish uchun shlakda ohak ko‘proq bo‘lishi kerak. Shundagina u oltin-gugurtni (CaS) birikma tarzida bog‘laydi: 22
FeS + CaO + С = Fe + CaS + CO + Q. Shunday qilib, cho‘yandagi FeS dan oltingu-gurtning bir qismi CaS tarzida shlakka o‘tkaziladi. Bunda MgO va Mn hisobiga ham metall oltingu-gurtdan qisman tozalanadi: FeS + MgO = FeO + MgS; FeS + Mn = Fe + MnS. Shlakning ajralishi. Pechga flyus sifatida kiritilgan ohaktosh (CaCO3) 900°C temperaturali zonada CaO va CO2 ga parchalanadi. CaO raspar zonasi yaqinida SiO2, A12O3, FeO va boshqa begona jinslar bilan birikib dastlabki shlak ajrala boshlaydi, u o‘txona tomon oqa borib koks kulini, qaytarilmay qolgan oksidlar va begona jinslarni o‘zida eritadi. Shlakda juda oz miqdorda FeO bo‘ladi. Temirning qaytarilishi va shlak hosil bo‘lish jarayonlarining ma’lum ketma-ketlikda kechishi ajraluvchi shlakning kimyoviy tarkibi, suyuqlanish temperaturasiga bog‘liqdir. Masalan, Mn ko‘proq bo‘lgan cho‘yan olish zarur bo‘lsa, shlakda ohak miqdori ko‘proq bo‘lishi kerak. Chunki bunday shlakda Mn yomon eriydi, natijada Mn qaytarilib, cho‘yanga o‘tadi. Agar tarkibida Si ko‘proq bo‘lgan cho‘yan olinadigan bo‘lsa, aksincha, shlakda ohak miqdori kamroq bo‘ladi. Shlaklarning muhim xarakteristikalaridan biri asosli va kislotali oksidlarning o‘zaro nisbatlaridadir: (CaO + MgO): (SiO2 + A12O3) va bu nisbat cho‘yanlar ishlab chiqarishda 0,9–1,4 oralig‘ida bo‘lishi lozim. 9-§. Domna pechining mahsulotlari va ularni pechdan chiqarish Ma’lumki, domna pechining asosiy mahsuloti cho‘-yandir. Lekin cho‘yan olishda u bilan birga shlak, domna gazi va koloshnik changi ham ajraladi, shu boisdan, ular ham domna 23
pechining mahsulotlari hisoblanadi. Cho‘yanlarni kimyoviy tarkibi va ishlatilish sohalariga ko‘ra quyidagi turlarga ajratish mumkin: 1. Qayta ishlanadigan cho‘yanlar. Bu cho‘yanlarda uglerodning hammasi yoki ko‘proq qismi temir bilan kimyoviy birikma temir karbidi (Fe3S) holida, qolgani grafit tarzida bo‘ladi, shuning uchun ham bu cho‘yanlar juda qattiq va mo‘rtdir. Sanoatda bu cho‘yanlardan po‘lat olinganligi sababli, ular qayta ishlanadigan cho‘yanlar deyiladi. Bu cho‘yanlarning siniq yuzalari oq tusda bo‘lganligidan oq cho‘yanlar deb ham ataladi. Domna pechlarida ishlab chiqariladigan cho‘yan-laning 70–80% ini qayta ishlanadigan cho‘yanlar tashkil qiladi. 2. Quyma cho‘yanlar. Bu cho‘yanlarda ugle-rodning ko‘p qismi erkin holda, ya’ni grafit tarzida bo‘ladi. Bu cho‘yanlarning siniq yuzalari kulrang tusda bo‘lganligi uchun kulrang cho‘yanlar deb ham ataladi. Ularning oquvchanligi yuqoriligi, qotganda hajmining kam kirishuvi, suyuqlanish temperaturasining nisbatan pastligi, oson kesib ishlanishi boshqa cho‘yanlarga nisbatan afzalligidir. Shuning uchun ham bu cho‘yanlardan turli murakkab shaklli quymalar olishda keng foydalaniladi. Ularga quymakorlik cho‘yanlari deb ham ataladi. Domna pechlarida olinayotgan cho‘yanlarning 10–12% ni bu cho‘yanlar tashkil qiladi. Quymakorlik cho‘yanlarining GOST 4832–80 ga ko‘ra LK1-LK7 markalari bo‘ladi. Ular tarkibidagi oltingugurt miqdoriga ko‘ra besh kategoriyaga, fosfor miqdoriga ko‘ra A, B, V, G, va D sinflarga va marganes miqdoriga ko‘ra uch guruhga ajratiladi. 3. Maxsus cho‘yanlar. Bu cho‘yanlar tarkibida doimiy mavjud elementlardan Si, Mn ning miqdori odatdagi cho‘yanlarga qaraganda ko‘p bo‘ladi. Maxsus cho‘yanlar uch xilga, ya’ni yaltiroq cho‘yanlarga, ferromarganeslarga 24
va ferrosilitsiylarga ajratiladi. Yaltiroq cho‘yanlarning siniq yuzalari oynadek yaltirab turganligi uchun ular yaltiroq cho‘yanlar deyiladi. Bu cho‘yanlarning tarkibida 10-25% Mn va 2% Si bo‘ladi. Ularning 3Chl, 3Ch2, 3Ch3 markalari bor. Ferromarganeslar tarkibida 70–75% Mn va 2,5% gacha Si bo‘ladi. GOST 4756-77 ga ko‘ra SMn10, SMn14, SMn20 va boshqa markalari mavjud. Ferrosilitsiylar tarkibida kremniy 19–92% gacha bo‘lib, qolgani Al, Mn, Cr, C, S, P lardan iborat bo‘ladi. GOST 1415-78 ga ko‘ra uning FS 90, FS 92, FS 75 1 va boshqa markalari bor. Maxsus cho‘yanlar olinayotgan cho‘yanlarning 1–2% nigina tashkil etadi. Maxsus cho‘yanlardan po‘latlar olishda, legirlovchilar sifatida foydalaniladi. Cho‘yanlarning yuqorida qayd etilgan xillaridan bo‘lak legirlangan cho‘yanlar deb ataladigan maxsus xossali xillari ham bo‘ladi, bu cho‘yanlar tarkibidagi doimiy mavjud elementlar (C, Si, Mn, P va S) dan tashqari ma’lum miqdorda (Cr, Ni, Cu, W va boshqalar) kiritiladi. GOST 1585-79 ga ko‘ra, bu xil cho‘yanlarga ChX9N5, AChS-1, AChV-1 markali antifriksion cho‘yanlar misol bo‘ladi. Shuni ham qayd etish joizki, cho‘yanlarning asosiy strukturalaridan tashqari tarkibidagi grafitning qanday shaklda bo‘lishiga qarab ular mustahkamligi yuqori va bolg‘alanuvchan* cho‘yanlarga ham ajratiladi. Mustahkamligi yuqori cho‘yanlarni kulrang cho‘yanlardan olish uchun suyuq cho‘yanga ozroq Mg yoki boshqa elementlari qo‘shiladi. Bolg‘alanuvchan cho‘yanlar olish uchun esa oq cho‘yan quymalari maxsus rejimda yumshatiladi. *
Bolg‘alanuvchan degan nom shartli ravishda berilgan bo‘lib, bu cho‘yan kulrang cho‘yanga qaraganda plastikroq bo‘ladi, lekin bolg‘alab ishlanmaydi.
Domna shlaki. Shlakdan shlak paxtasi, g‘isht, sement, shlak bloklari va boshqa materiallar olishda foydalaniladi. Domna gazi. Domnalardan ajralayotgan gazlarga domna gazi deyiladi. O‘rtacha 1 t cho‘yan olishda 3000 m3 gacha domna gazi ajraladi. Bu gaz tarkibida 26–32% CO, 2–4 H2, 0,2–0,4% CH4, 8–10% CO2 va 56–63% N2 bo‘ladi. Domna gazining tarkibida ko‘pgina yonuvchi gazlar (CO, N2, CN4) ning borligi sababli tozalangach ulardan havo qizdirgichlarda, bug‘ qozonlarida va boshqa joylarda yoqilg‘i sifatida keng foydalaniladi. Koloshnik changi. Domna gazlariga qo‘shilib chiqadigan shixta materiallarning changi koloshnik changi deyiladi. Bu chang tarkibida 40–50% gacha temir bo‘ladi. Domna gazlari maxsus gaz tozalash apparatlaridan o‘tkazilib, yig‘ilgan chang aglomerat tayyorlovchi mashinalarda aglomeratga aylantiriladi. Odatda, turli vaqtda eritilgan har xil tarkibli cho‘yanlar mikser deb ataluvchi maxsus katta hajmli (600–2500 t. li) qurilma idishlarga quyiladi, unda ular o‘zaro aralashib, natijada cho‘yanning kimyoviy tarkibi tekislanadi, metalldagi oltingugurtning bir qismi esa shlakka o‘tadi. Qayta ishlanadigan cho‘yanlarning bir qismi mashinasozlik zavodlariga «chushka» deb ataluvchi quymalar (og‘irligi 45–50 kg) tarzida yuboriladi. Ma’lumki cho‘yanlar xiliga, binobarin, xossasiga asosan tarkibidagi C, Si, Mn va S elementlarning va uni qolipda sovish tezligining ta’siri katta. Ular haqida ma’lumot VI bob, 8-§ da keltirilgan. 10-§. Domna pechi ishining texnika-iqtisodiy ko‘rsatkichlari Domna pechlarning ishiga baho berish uchun uning bir sutkada qancha cho‘yan ishlab chiqarishi va buning uchun 26
qancha yoqilg‘i sarflanishini bilish lozim. Odatda pechning asosiy texnik-iqtisodiy ko‘rsatkichi uning foydali hajmidan foydalanish koeffitsiyenti (Kf) va yoqilg‘ining solishtirma sarflanish koeffitsiyenti (Kvo) orqali aniqlanadi. V Kf = , m3 / t , T bu yerda, V – pechning foydali hajmi, m3; T – o‘rtacha bir sutkada ishlab chiqarilgan cho‘yan miqdori, tonnada. Ko‘pchilik domnalarda Kf=0,5–0,7 oralig‘ida bo‘ladi. Domnalarda yoqilg‘ining solishtirma sarflanish koeffitsiyenti (Kyo) ni aniqlash uchun yoqilg‘ining bir sutkadagi sarfi (A), olingan cho‘yan miqdoriga (T) ko‘ra quyidagicha aniqlanadi: A K yo = . T Odatda, bu koeffitsiyent 0,5–0,6 oralig‘ida bo‘ladi. Domna pechining ish unumini oshirish uchun ilg‘or cho‘yankorlarning tajribalarini o‘rganish, shixta materiallarni suyuqlantirishga tayyorlash, ayniqsa, aglomerat va okatish konsentratlardan foydalanish, qizdirilgan havo temperaturasi hamda bosimini ko‘tarish bilan uni kislorodga to‘yintirish va ish jarayonida temperaturaning bir me’yorda bo‘lishini ta’minlash kabi kompleks ishlar olib borilmog‘i lozim. Bundan tashqari, og‘ir ishlarni mexanizatsiyalashtirish va texnologik jarayonlarni avtomatlashtirilgan holda boshqarish kabi ishlarga katta e’tibor berish kerak. Keyingi yillarda tozalangan domna gazlarini to‘g‘ridanto‘g‘ri domnaga haydash mumkinligi ustida ham ilmiy ishlar olib borilmoqda. Bularning hammasi domnalar ishining texnik-iqtisodiy ko‘rsatkichlarini orttirishning muhim omillaridir. 27
Bolg‘alanuvchan degan nom shartli ravishda berilgan bo‘lib, bu cho‘yan kulrang cho‘yanga qaraganda plastikroq bo‘ladi, lekin bolg‘alab ishlanmaydi. III bob. PO‘LAT ISHLAB CHIQARISH USULLARI l-§. Umumiy ma’lumot Po‘lat asosiy konstruksion material bo‘lib, u cho‘yanga nisbatan puxta, plastik, qoniqarli oquvchanlikka ega bo‘lib, qoliplarni ravon to‘ldiradi. Shuningdek, yaxshi payvandlanadi va kesib ishlanadi. Mashinasozlikda yuqorida qayd etilgan va etilmagan qator xossalarga ko‘ra, unga talab borgan sari ortib bormoqda. Hozirgi kunda po‘latlar asosan konver-torlardagi suyuq cho‘yan sathiga kislorod haydash yo‘li bilan, marten va elektr pechlarda ishlab chiqarilmoqda. Bunda cho‘yan tarkibidagi C, Si, Mn, P, S elementlari oksidlanadi, oksidlar esa birikib shlak hosil qiladi. Bunda kimyoviy reaksiya tezligi qayta ishlanuvchi cho‘yanlarning tarkibiga, konsentratsiyasiga va temperaturaga bog‘liq bo‘ladi. 4-jadvalda misol sifatida qayta ishlanadigan cho‘yanlardan kam uglerodli po‘latlar olishda kimyoviy tarkibning o‘zgarishi % hisobida keltirilgan. 4-jadval Material Qayta ishlanadigan cho‘yan Kam uglerodli po‘lat
Si Mn P 0,761,75 0,151,26 gacha 0,3 0,12-0,3 0,4-0,65 0,05
Ma’lumki, qayta ishlanadigan cho‘yanlarda Fe miqdori 90% dan ortiq bo‘lishi sababli eritishda pech muhitidagi kislorod bilan avvalo, Fe reaksiyaga kirishadi. 28
[Fe]+1/2O2 = [FeO] + Q, bunda kislorod hisobiga (pech temperaturasi pastligida) oksidlanishda issiqlikni ko‘proq ajratuvchi elementlar oksidlanadi. 2-§. Konvertordagi suyuq cho‘yan sathiga kislorod haydash yo‘li bilan po‘lat ishlab chiqarish Bu usulda turli markali uglerodli va kam legirlangan po‘latlar olinadi. Usul oddiyligi, yoqilg‘i talab etmasligi, ish unumi yuqoriligi, ishlash sharoiti-ning yaxshiligi, po‘latda azot va vodorod gazlarining kamligi, kapital manbalarni kam talab etishi, chiqindilarni ko‘proq qayta ishlashga imkon berishi sababli sanoatda borgan sari keng qo‘llanilmoqda. (Masalan, 1985-yilda dunyo bo‘yicha ishlab chiqa-riladigan po‘latlarning 60–70% i shu usulga to‘g‘ri keladigan bo‘lsa, hozirda 80–90% atrofidadir.) Konvertorning tuzilishi va ishlashi. Konvertor noksimon ko‘rinishdagi tagi berk idish bo‘lib, devorining qalinligi 400–800 mm oralig‘ida bo‘lib, dolomit yoki magnezit g‘ishtlardan terilgan. Sirtidan esa 20– 100 mm.li po‘lat list bilan qoplanadi. U sapfalar yordamida stanina tayanchlariga o‘rnatiladi (5-rasm). Konvertorga metall chiqindilarini yuklash, cho‘yan quyish, po‘lat va shlakni chiqarish uchun uni gorizontal o‘q atrofida zarur burchakka buriladi. Konvertor, kislorod haydovchi furma (mis naycha) bilan shunday biriktirilganki, bunda furma, konvertordan chiqarilmaguncha uni o‘qi atrofida aylantirib bo‘lmaydi. Konvertorning tepasiga chiqayotgan gazlarni yig‘uvchi qurilma o‘rnatiladi. Konvertorlarning sig‘imi 100–350 t va undan ortiq ham bo‘ladi. Masalan, sig‘imi 300 t li konvertorning ish bo‘shlig‘i balandligi 9 m, diametri 7 m.ga yaqin bo‘ladi. Odatda, po‘lat 29
400–800 marta olingandan keyin konvertor ta’mirlanadi. Konvertorni ishga tushirishdan oldin ish yuzalarini ishga yaroqliligiga to‘la ishonch hosil qilingach, uni po‘lat chiqarish teshigi o‘tga chidamli materialdan tayyorlangan tiqin bilan berkitiladi. So‘ngra 5-rasm, b da ko‘rsatilgan «a» holatga keltirib, avval unga yuklash mashinasi yordamida og‘zidan qora metall chiqindilar (qayta ishlanadigan cho‘yan massasining 25–30% gacha) so‘ngra 1250–1400°C temperaturali qayta ishlanadigan cho‘yan quyiladi («b» holat), keyin ma’lum miqdorda ohaktosh (zarur bo‘lsa temir ruda) kiritilib konvertor vertikal holatga keltiriladi («v» holat). Suyuq metall sathiga 300–800 mm yetmagan holda furma naycha tushirilib, u orqali 0,9–1,4 MPa (9–14 atm) bosimda kislorod haydaladi. Bunda furma erimasligi uchun uning havol devorlaridan 0,6–1,0 MPa bosimda sovuq suv haydab turiladi. Odatda, har minutda haydalayotgan suv miqdori 5000 l.ga yetadi.
5-rasm. Kislorod konvertorining tuzilishi (a) va ishlashi b): 1 – konvertor; 2 – futerovka; 3 – kislorod haydash furmasi; 4 – og‘iz; 5 – o‘q.
Suyuq cho‘yan sathiga haydalayotgan kislorod metallni shiddat bilan aralashtirib oksidlay boshlaydi. Bunda u, dastlab Fe ni oksidlaydi, FeO metallda erib Si, R, Mn, С 30
larni oksidlaydi va pech temperaturasi ko‘tariladi. Bu oksidlar ohak bilan birikib shlak hosil qiladi. Shuni ham qayd etish lozimki, fosfori ko‘p (R>0,3 %) cho‘yanlardan po‘lat olishda, shlakdagi fosfor qaytarilib metallga o‘tmasligi uchun konvertorga kislorod haydashni to‘xtatib, fosforga to‘yingan shlakni konvertordan chiqariladi. Metalldagi oltingugurtni ohak bilan bog‘lab shlakka o‘tkazish uchun konvertorga ko‘proq ohaktosh kiritish zarur. Eritilayotgan po‘latni va ajralayotgan shlakning kimyoviy tarkibini kuzatish uchun konvertordan furma chiqarilib, undan namuna metalli olinib spektral analiz qilinadi. Agar po‘lat kutilgan kimyoviy tarkibga kelmagan bo‘lsa, bunda konvertor vertikal holatga keltirilib, kutilgan tarkibga keltirish uchun biroz kislorod haydaladi. Qachonki kutilgan tarkibga kelgach, po‘lat konvertordan kovshga quyiladi. Odatda, konvertorlardagi temperatura 2000– 2500°C gacha ko‘tariladi, po‘lat olish sikli 50–60 daqiqa davom etadi. Konvertor bir necha o‘nlab metrdagi boshqarish pultidan boshqariladi. Jarayonning davom-liligi cho‘yan tarkibiga, massasiga, kislorodning tozaligiga, bosimiga, haydash vaqtiga va furmaning suyuq cho‘yan sathidan balandligiga bog‘liq bo‘ladi. Masalan, sig‘imi 250 t li konvertorga kislorod 0,9–1,4 MPa bosimda 25–30 minut haydalganda har bir tonna po‘lat olish uchun 50–60 m3 texnik kislorod sarflanadi. Konvertorda olingan po‘latning narxi marten pechida olingan po‘latdan 10–12 marta arzon bo‘ladi. Bu ilg‘or usul ayrim kamchiliklardan ham holi emas. Masalan, suyuq cho‘yanning ko‘proq talab etilishi (masalan, 1 t po‘lat uchun 820–830 kg suyuq cho‘yan), metall quyindisining ko‘pligi (6-9%), ancha miqdorda chang ajralishi shular jumlasidandir.
Konvertorlarning ish unumini oshirib, sifatli po‘lat olishda katta hajmli (450–500 t) o‘qi atrofida aylanadigan konvertorlardan foydalanish, haydaladigan kislorodning bosimini oshirish hamda jarayonni boshqarishda avtomatik tizimlardan foydalanish yaxshi samara beradi. 3-§. Marten pechlarida po‘lat ishlab chiqarish usullari Bu usul XIX asrning ikkinchi yarmida yaratildi (Rossiyada dastlabki Marten pechi 1869-yilda Sormov zavodida injener A.A. Iznoskov va usta Ya. I. Plechkov tomonidan qurilgan bo‘lib, uning sig‘imi 2,5 t bo‘lgan, xolos) (6-rasm). Zamonaviy pechlaming sig‘imi 200–900 t atrofida bo‘lib, ularda uglerodli, kam va o‘rtacha legirlangan konstruksion po‘latlar olinadi. Marten pechining tuzilishi va ishlashi. Marten pechi alangali regeneratorli pech bo‘lib, uning eng muhim qismi ish bo‘shlig‘i (kamerasi)dir. Uni gaz va havo kirituvchi kallaklari bo‘lib, ularga gorelka, (mazutda ishlaydiganga esa forsunka) o‘rnatiladi. Pechning old qismida esa pol sathidan ancha pastroq-da juft regenerator 8, 9 o‘rnatilgan. Regeneratorlar bilan pechning ish bo‘shlig‘i oralig‘ida esa «shla-kovik» deb ataluvchi kameralari bo‘ladi. Metallurgik zavodlarida 250–500 t.li pechlar ko‘proq tarqalgan. Ular tagligining o‘lchami 20×6 m2gacha yetadi. Odatda, bu pechlarda 400–600 marta po‘lat olingandan keyin kapital ta’mir qilinadi.
6-rasm. Marten pechining sxemasi: 1 – suyuqlantirilgan metall; 2 – shlak; 3 – pech shipi; 4 – pechning tubi; 5 – pechning orqa devori; 6 – pechning old devori; 7 – shixta kiritiladigan darchalar; 8 – gaz regeneratorlari; 9 – havo regeneratorlari; 10 – sirtqi ish sathi; 11, – pechga haydaluvchi havo kiritiladigan va yonish mahsulotlari chiqarib yuboriladigan kanallar; 12,12’ – pechga haydaluvchi gaz kiritiladigan va yonish mahsulotlari chiqarib yuboriladigan kanallar; 13 – klapan; 14 – mo‘r; 15 – suv bilan sovutib turiluvchi kislorod furmasi.
Pechni ishga tushirish. Pech bo‘shlig‘iga shixta materiallari ma’lum tartibda yuklangandan keyin gorelkaga bosim ostida qizdirilgan yonuvchi gaz va havo yuborilib, kamerada yondiriladi. Yonish mahsulotlari o‘z yo‘lida shixta materiallarini qizdira borib, qarama-qarshi tomondagi kallaklar kanallari orqali sovuq regeneratorlarning katakkatak kanallaridan o‘tib, devorlarini qizdirib mo‘riga yoki bug‘ qozonlariga chiqariladi, Agar chap tomondagi 1250–1280°C qizigan regeneratorlarga sovuq gaz va havo haydalganida, ular qizigan regeneratorlarning vertikal kanallaridan o‘ta borib, 800– 33
900°C temperaturagacha qizigach, u yerdan o‘z kallaklari orqali pech kamerasiga o‘tib yonadi. Yonayotgan gaz mahsulotlar oqimi shixtani qizdira borib, qarama-qarshi tomondagi kallaklar kanallari orqali sovuq o‘ng tomondagi juft regeneratorlarga o‘tib ularni qizdiradi. Gaz va havo oqimining harakat yo‘nalishi klapanlar (13) orqali har 20–25 daqiqada avtomatik ravishda boshqariladi. Agar maiten pechlari suyuq yoqilg‘i (mazut)da ishlasa, faqat havoni qizdirish regeneratorigina o‘rna-tilgan bo‘ladi. Asosli marten pechlarida shixta tarkibiga ko‘ra po‘latlarni skrap-rudali va skrap usullarda olinadi. Po‘latlarni skrap-rudali usulda ishlab chiqarish. Bu usuldan domna pechlari bo‘lgan po‘lat ishlab chiqaruvchi kombinatlarda foydalaniladi, chunki bunda shixtaning 60– 75%i temir-tersak (skrap) chiqindilardan, qolgani suyuq cho‘yandan iborat bo‘ladi. Bu pechlarda, avvalo, ma’lum miqdorda temir ruda, ohaktosh, keyin metall chiqindilar pechning oldi devoridagi yuklash darchasi orqali kiritiladi. Ular obdon qizigach pechga qayta ishlanuvchi cho‘yan quyiladi. Suyuq cho‘yan tarkibidagi Si, P, Mn va qisman С lar temir ruda kislorodi bilan oksidlana boradi hamda bu oksidlar ohak bilan o‘razo birikib shlak ajrala boshlaydi. Metalldagi S ni shlakka o‘tkazish uchun shlak pechdan chiqarilgach pechga ma’lum miqdorda boksit qo‘shilgan ohaktosh kiritiladi. Bu sharoitda yuqorida ko‘rilgan reaksiya bo‘yicha metalldagi S shlakka o‘tadi. Jarayon oxirida vaqtvaqti bilan namunalar olib, uning tarkibi va xossalari ekspress laboratoriyada kuzatib boriladi. Kutilgan tarkibga kelgach, pechga qaytaruvchilar kiritilib, so‘ngra nov teshigi ochilib u kovshga chiqariladi. Bu variantda faqat sifati pastroq uglerodli po‘latlar olinadi. Lekin temirning temir rudadan qaytarilishi hisobiga po‘lat miqdori biroz ortadi. 34
Po‘latni skrap usulda ishlab chiqarish. Bu usuldan domnalari bo‘lmagan kichik metallurgik va mashinasozlik zavodlarida foydalaniladi. Bunda shixtani 55–75% temir-tersak chiqindilar, qolgani qayta ishlanadigan qattiq (chushka) cho‘yandan iborat bo‘ladi. Jarayonni tezlatish maqsadida pechga ozroq temir ruda, flyus sifatida ma’lum miqdorda ohaktosh kiritiladi. Jarayon yuqorida ko‘rilgan skrap-rudali usuliga o‘xshash kechadi. Pechni ishga tushirishdan avval unga temir-tersak chiqindi (skrap)larning yarmi, keyin esa metall massasining 3–5% hisobida ohaktosh, qolgan temir-tersak chiqindilar va qattiq cho‘yan solinadi. Shixta to‘la suyuqlangach, pechdagi kislorod hamda metalldagi erigan FeO ning kislorodi hisobiga Si, P, Mn lar oksidlanadi. SiO2, MnO, CaO oksidlar birikib, shlak hosil bo‘ladi. Vanna temperaturasi zarur temperaturaga ko‘tarilgach С jadal oksidlanib metall gazlardan va nometall qo‘shimchalardan tozalana boradi. Yuqoridagidek metalldagi FeO dan Fe qaytaruvchilar yordamida qaytariladi. Kutilgan tarkibli po‘lat pechdan kovshlarga novlari orqali chiqariladi. 4-§. Marten pechlar ishining texnik-iqtisodiy ko‘rsatkichlari va ularning ish unumini oshirish yo‘llari Marten pechlarining ish unumi pech tagligining har bir kvadrat metr yuzasidan bir sutkada olingan po‘lat va uni olishga sarflangan shartli yoqilg‘i miqdori bilan belgilanadi. (Hozirgi vaqtda pech tubining har bir m2 yuzasidan bir sutkada o‘rtacha 8–12 t gacha po‘lat olinib, har bir tonna po‘lat uchun 80–100 kg gacha shartli yoqilg‘i sarflanadi.) Marten pechlarida har xil tarkibli shixta materiallaridan turli markali uglerodli, kam va o‘rtacha legirlangan po‘latlar olinishi uning afzalligi bo‘lsa, jarayonning uzoq vaqt davom 35
etishi (8–10 soat) va yoqilg‘ining ko‘p sarflanishi esa kamchiligi hisoblanadi. Pechlarning ish unumini oshirish maqsadida shixta materiallarni suyultirishga yaxshilab tayyorlash, ularni pechga yuklashni mexanizatsiyalashtirish, jarayonni avtomatik boshqarish, ayniqsa, tabiiy gaz va kisloroddan foydalanish muhim ahamiyatga ega. Tajribalar shuni ko‘rsatadiki, pechga haydalayotgan havoning 30% kislorodga to‘yintirilsa, jarayonning tezlashishi hisobiga ish unumi 20% ga ortib, yoqilg‘i sarfi 10–15% ga kamayadi. 5-§. Elektr pechlarda po‘lat ishlab chiqarish 7-rasmda sanoatda ko‘p tarqalgan grafit elektrod-lari vertikal o‘rnatilgan uch fazali o‘zgaruvchan tokda ishlovchi tayanch sektorga o‘rnatilgan va ma’lum burchakka buriladigan elektr pechning sxemasi keltirilgan. Ma’lumki, asosli elektropech devorlari magnezit g‘ishtdan terilgan bo‘lib, sirtidan po‘lat list bilan qoplangan. Pechning ship qismi (6) va tagligi (9) sferik shaklda bo‘ladi. Katta hajmli (70–200 t) pechlarga shixtani yuklashni osonlashtirish maqsadida shipi ajraladigan qilib ishlanadi. Kichik hajmli (30 t gacha) pechlarning yon devorida unga shixta materiallarini yuklovchi darchasi (7) bo‘ladi. Eritilgan po‘latni pechdan teshik (2) ga o‘rnatilgan nov orqali chiqarish uchun uni maxsus mexanizm yordamida teshik tomon 40–45° ga, shlakni chiqarish uchun esa darchasi (7) tomonga 10–15° buriladi. Pech bo‘shlig‘ida esa o‘z tutqichlariga o‘rnatilgan grafit elektrodlar (5) maxsus mexanizm bilan ship teshiklari orqali tushiriladi, ularning diametri pech hajmiga qarab 200–600 mm, uzunligi esa 3 m ga yetadi.
7-rasm. Elektrodlari vertikal o‘rnatilgan elektr yoy pechining sxemasi: 1 – nov; 2 – metall chiqarish teshigi; 3 – elektrod tutqich; 4 – transformatorning ikkilamchi cho‘lg‘ami; 5 – elektrodlar; 6 – pech shipi; 7 – shixtani yuklovchi darcha; 8 – segmentlar; 9 – taglik.
Pechni ishga tushirish. Dastavval pechga shixta materiallari yuklanib unga elektrodlar tushirilib, transformatordan egiluvchi mis kabellar orqali hajmiga qarab kuchlanishi 100–600 voltli 1–10 kA tok yuboriladida, elektrodlar bilan shixtaning metall qismi orasida elektr yoy hosil qilinadi. Yoy issiqligi ta’sirida shixta qizib eriydi. Shuni qayd etish lozimki, grafit elektrod yongan sari yoy uzunligi rostlanadi. (Zarur bo‘lsa, yangi elektrodlar rezba hisobiga burab uzaytiriladi). Shixtaning tozalik darajasiga ko‘ra jarayon quyidagi usullarda olib boriladi: 1. Qo‘shimchalarni to‘la oksidlash yo‘li bilan po‘lat olish Bu usulda olingan po‘lat, tarkibida zararli qo‘shimchalari ko‘proq bo‘lgan arzon shixta materiallar (88– 90% gacha po‘lat chiqindilari, 7–8% gacha qayta ishlanadigan cho‘yan hamda 2–3% elektrod siniqlari va 2–3% 37
ohaktosh)dan iborat bo‘ladi. Pechdagi jarayonni quyidagicha bosqichlarga ajratish mumkin: Shixta materiallarni pechga yuklash. Pechning avvalgi suyuqlantirishda shikastlangan joylari bo‘lsa, ular yamalib tuzatilgach, dastlab mayda, keyin esa yirik temir-tersak chiqindilari, qayta ishlanadigan cho‘yan va ohaktosh kiritiladi. Shixta materiallarini suyuqlantirish. Shixtaning metall bo‘laklari ustiga elektrodlar tushirib rostlan-gach, tok zanjiriga ulanib elektr yoyi hosil qilinadi (ko‘pincha yoyning barqaror yonishi uchun har bir elektrod tagiga yirik koks bo‘lakchalari qo‘yiladi). Yoy atrofida hosil bo‘lgan yuqori temperaturali zona ta’sirida shixta materiallari qisqa vaqt ichida suyuqlanadi. Qo‘shimchalarning oksidlanishi va shlakning ajralishi. Shixta materiallarning suyuqlanish vaqtida temir ruda va pech atmosferasi kislorodi hisobiga avval Fe oksidlanib, hosil bo‘lgan FeO metalli vannada erib, ajralayotgan kislorod Si, P, Mn va С ni oksidlay boshlaydi. Hosil bo‘lgan oksidlar (SiO2, P2O5) FeO va MnO lar bilan birikib, shlak hosil qiladi. Odatda shlakda 15–20% FeO va 40–50% CaO bo‘ladi. Yuqori temperaturada shlakdagi temirning fosforli (FeO)3-R205 birikmasi parchalanadi. Ajralib chiqqan P2O5 dan fosfor uglerod bilan qaytarilib, yana metall vannaga o‘tib qolishi mumkin. Buning oldini olish uchun hali pech temperaturasi u qadar ko‘tarilmasdanoq shlakni pechdan chiqarish yoki uni shlakda barqaror birikma holida saqlash uchun pechga ko‘proq ohaktosh kiritish lozim. Po‘lat kutilgan tarkibga yaqinlashishi bilanoq birlamchi shlak pechdan chiqarilib ikkilamchi muhim bosqich, ya’ni uglerod oksidlana boshlaydi. Vannada oksidla-nayotgan metalldan ajralayotgan CO gazi suyuq metallni shiddat bilan 38
aralashtirib, uni gazlar va nometall qo‘shimchalardan tozalaydi. Agar olingan namuna spektral analiz qilinganda uning tarkibida fosfor miqdori belgilangandan ortiq bo‘lsa, ikkilamchi shlak ham pechdan chiqarilib vannaga ma’lum miqdorda yana ohaktosh kiritiladi. Ko‘pincha ikkilamchi, uchlamchi shlak pechdan chiqarilgach metalldagi fosfor miqdori 0,01% gacha kamayadi. Agar metallni qisman uglerodga to‘yintirish zarur bo‘lsa, vannaga ma’lum miqdorda elektrod parchalari, koks va ba’zan pista ko‘mirda suyuqlantirilgan toza cho‘yan kiritilib, pech darchalari bir necha daqiqa berkitilib uglerod miqdori kutilgan darajaga yetkaziladi. Po‘latdagi FeO dan Fe ni qaytarish va uni oltingugurtdan tozalash. Buning uchun vannadagi shlak sirtiga ma’lum miqdorda qaytaruvchi moddalar kukuni kiritiladi. Shlakdagi FeO dan Fe qaytaruvchilar bilan qaytarilayotgan vaqtda metalldagi FeO ning bir qismi shlakka o‘tib metall FeO dan tozalanib boradi. Shuni ta’kidlash zarurki, metallning qaytarilish darajasi ortgan sari shlak rangi oqara boshlaydi. Uning tarkibida 55–60% CaO, 0,5% gina FeO bo‘ladi. O‘ta qizigan shlak tarkibida CaC2 ning mavjudligi metallni oltingugurtdan tozalashga qulay sharoit yaraladi: 3[FeS] + (CaC2) + 2(CaO) = 3(CaS) + [3Fe] + 2CO. Bu jarayon 0,5–1 soat davom etadi. Odatda, vannadan namuna metall olinib kimyoviy tarkibi analiz qilinadi. Agar legirlangan po‘latlar olinadigan bo‘lsa, vannaga ma’lum miqdorda legirlovchi elementlar yoki ularning qotishmalari, kiritiladi. 2. Qo‘shimchalarni qisman oksidlab va oksidlamasdan po‘lat ishlab chiqarish. Agar shixta tarkibida qo‘shimchalar miqdori yo‘l qo‘yilgan darajadan ortiq bo‘lmasa, qisman oksidlash usuli qo‘llaniladi. Qisman oksidlashda shixta materiallar 39
suyuqlangach metallda erigan FeO kislorodi hisobiga Si, P, Mn, С lar oksidlanadi va oksidlarni o‘zaro birikishi bilanoq shlak ajrala boshlaydi, so‘ngra metalldagi FeO dan Fe qaytaruvchilar yordamida qaytariladi. Qo‘shimchalarni oksidlamasdan po‘lat olishda faqat metall chiqindilargina qayta eritiladi. IV bob. RANGLI METALLAR VA ULARNING QOTISHMALARINI ISHLAB CHIQARISH l-§. Mis ishlab chiqarish Mis tabiatda murakkab birikmalar (sulfid, oksid, karbonat, silikat) tarzida tog‘ jinslari tarkibida uchraydi. Kuzatishlarda aniqlanganki, 80% sulfidli, 15% ga yaqini oksidli va qolgani karbonatli, silikatli ma’dan (rudalar) bo‘lib, tarkibida anchagina qum, gil-tuproq, ohak, magniy oksidlari, oz bo‘lsada Ni, Zn, Pb, Ag, Au va boshqa metallar bo‘ladi. Mis ruda konlari Uralda, Qozog‘istonda, O‘zbekistonda va boshqa joylarda bor. Mis rudalarni boyitish. Mis rudalarning tarkibida mis juda oz bo‘lgani (0,5–2%) sababli, ularni flo-tatsion va qaynovchi qalam ostida ko‘pincha boyitiladi. 1. Flatatsion boyitish. Bu usuldan sulfid va polimetall rudalarni boyitishda keng foydalaniladi. Bu usul metall va begona qo‘shimcha zarrachalarining suv bilan turlicha ho‘llanishiga asoslangan, 12-rasmdan ko‘rinadiki, qurilma qiya tubli yashikka o‘xshash bo‘lib, unga suv bilan maxsus reagent (ozgina mineral yoki o‘simlik moyi) kiritiladi. Keyin esa unga varonka orqali 0,05–0,5 mm gacha maydalangan mis rudasi kiritib, trubka to‘qimasi (1) orqali havo haydaladi. Havo ruda zarrachalarini suyuqlik bilan yaxshi aralashtiradi. 40
Bu ishlov berishda begona jinslar namiqib vanna tubiga cho‘kadi. Mis zarrachalar suv bilan yaxshi ho‘llanmaganligi tufayli moy pardasiga chulg‘anib, ko‘pik tarzida yuqoriga qalqib chiqadi.
8-rasm. Mis rudalarini flatatsion boyitish mashinasining sxemasi: 1 – rezinalangan to‘qima; 2 – kamera; 3 – begona jinslar; 4 – begona jinslarni chiqarish teshigi; 5 – ko‘pik; 6 – mis konsentrat olish teshigi; 7 – suv trubasi; 8 – truba.
Jarayonda vanna tubiga yig‘ilayotgan begona jinslar (3) ni zaruratga qarab teshik (4) orqali tashqariga chiqariladi. Vannada olingan mis konsentrati filtrlanib quritiladi. Unda mis miqdori 15–40% gacha ortadi. Lekin unda 15–35% S, 15–37% Fe va oz miqdorda SiO2, A12O3, CaO va boshqa qo‘shimchalar bo‘ladi. Misning bir qismi shlakka va ajraluvchi gazlarga ham o‘tadi. 2. «Qaynovchi qatlam» ostida boyitish. Mis rudalarini tarkibidagi oltingugurt miqdorini kamay-tirib boyitish uchun ularni yanada unumli maxsus qurilmalarda qayta ishlanadi. Bunday qurilmaning sxemasi 9-rasmda keltirilgan. Rasmdan ko‘rinadiki, maydalangan ruda transportyor (1) dan bunker (2) orqali dozator (3) ga, undan ish kamerasi (4) ga o‘tadi. Kameraga esa teshik (7) orqali 700–800oС gacha qizdirilgan havo shunday bosimda haydaladiki, bunda ruda zarrachalari 41
muallaq vaziyatda bo‘lib, havo oqimi bilan yuvilib, bamisoli qaynaydi. Bu sharoitda ruda tarkibidagi sulfidlar va boshqa birikmalarning oksidlanishi tezlashadi. Bunda ajralayotgan gazlar siklon (10) ga o‘tib tozalanadi. Boyigan konsentrat esa kanal (9) orqali chiqarib olinadi.
9-rasm. Mis rudalarini «qaynovchi qatlam» ostida boyitish qurilmasining sxemasi: 1 – transportyor; 2 – bunker; 3 – dozator; 4 – ish kamerasi; 5 – havo kamerasi; 6 – nasadka; 7 – havo kiritish teshiklari; 8 – havo kiritish teshigi; 9 – kanal; 10 – siklonlar; 11 – trubalar.
Alangali pechlarda mis konsentratlaridan shteyn deb ataluvchi qotishma olish. Odatda mis konsentratlaridan shteyn olish uchun qattiq, suyuq yoki gaz yoqilg‘ilarda ishlovchi alangali pechlardan foydalaniladi. Bunday pechlarning uzunligi 40 m, eni 10 m gacha, tubining yuzi 250 m2 gacha yetadi. Bu pechlarda bir yo‘la 100 t gacha konsentrat suyuq-lantiriladi (10-rasm). Pech temperaturasi 900oС dan 1200°C ga ko‘tarilganda quyidagi reaksiyalar sodir bo‘ladi: Cu2S + 2Cu2O = 6Cu + SO2 Cu2S + 2CuO = 4Cu + SO2 42
Hosil bo‘lgan sof mis temir sulfid bilan, temir sulfid esa reaksiyaga kirishmay qolgan Cu2O bilan reaksiyaga kirishadi: FeS + 2Cu = Cu2S + Fe FeS + Cu2O = Cu2S + FeO. Temir oksid esa qumtuproq bilan birikib, shlak hosil qiladi: 2FeO + SiO2 = 2FeOSiO2 1 2 8
10-rasm. Alangali pechning sxemasi: 1 – bunker; 2 – varonka; 3 – pech tubi; 4 – shixta; 5 – suyuq shteyn uchun teshik; 6 – shlak uchun teshik; 7 – o‘txona; 8 – mo‘r.
Shuni qayd etish kerakki, shteyn deb ataluvchi qotishma tarkibida o‘rtacha 20–60% Cu, 10–60% Fe, 20–25% S va qisman Pb, Ag, Au, Zn, Ni va boshqa elementlar bo‘ladi. Konvertorda suyuq shteyndan xomaki misni olish. Konvertor diametri 3–4 m, uzunligi 6–10 m bo‘lib, devorlari magnezit g‘ishtdan terilib, sirtiga po‘lat list qoplanadi va bandajlar bilan to‘rt juft rolik (1) ga o‘rnatilgan bo‘ladi (11-rasm). Konvertorni ishga tushirishdan oldin uni mexanizm (2) yordamida shunday holatga keltiriladiki, og‘zidan avval kvars bo‘laklari, keyin ~1200°C li shteyn quyilganda u havo haydaladigan furma teshiklaridan tashqariga oqib ketmaydigan bo‘lsin. Furmadagi teshiklar soni 40–50 ta, diametri 43
50 mm gacha bo‘ladi, ular orqali konvertorga 1–1,4 MPa bosim ostida havo haydalib, konvertor ish holatiga keltiriladi. Konvertordan o‘tadigan jarayonni ikki bosqichga ajratish mumkin: Birinchi bosqich. Bu bosqichda konvertorga haydalayotgan havo kislorodi temir sulfidlarini oksidlaydi va hosil bo‘lgan temir (Il) oksid kvars (qumtuproq) bilan birikib shlak hosil qiladi: 2FeS+3O2 = 2FeO + 2SO2 + Q 2FeO+2SiO2=2FeOSiO2+Q. Jarayonda ajralayotgan shlak yig‘ilishi bilan konvertor og‘zidan kovshga chiqariladi. Konvertorga esa yangi shteyn va flyus kiritiladi. Birinchi bosqichda temir sulfidining oksidlanishi va shlak ajralishi bilan shteyn temirdan deyarli tozalanadi. Ikkinchi bosqich. Bu bosqichda konvertordagi mis sulfid haydalayotgan havo kislorodi va Cu2O bilan reaksiyaga kirishib misni qaytaradi: 2Cu2S + 30, = 2Cu2O + 2SO2 + Q Cu2S + 2Cu2O = 6Cu + S02 – Q. Bu bosqich 2–3 soat davom etadi. Olingan misda 0,03– 0,8% S, 0,03–0,1% Fe, 0,3–0,5% N2, 0,1 % gacha O2, juda oz miqdorda Rv, Ag, Au va boshqa qo‘shimchalar bo‘lgani uchun bunday mis xomaki mis deyiladi. Konvertordan ajralayotgan gazlarda 12–17% SO2 bo‘lgani uchun uni changdan tozalab, sulfat kislota olishda foydalaniladi. Xomaki misni rafinirlash. Agar xomaki misning tarkibida juda oz miqdorda Au, Ag kabi nodir metallar bo‘lsa, olinadigan metalldan begona qo‘shimchalar miqdoriga u qadar katta talablar qo‘yilmasa, alangali pechlarda havo haydab rafinirlanadi. Bunda pechga kiritilgan xomaki mis suyultirilgach, unga diametri 20–40 mm li o‘tga chidamli 44
material bilan qoplangan po‘lat traba tushirilib, u orqali metall sathiga 0,2 MPa (2 atm) bosimda havo haydaladi. Havo kislorodi ta’sirida 4[Cu]+02=(2Cu20) hosil bo‘ladi hamda metalldagi qo‘shimchalar Al, Si, Mn, Zn, Sn, Fe, Ni, Rb, S, Sb, As, Vi lar ham oksidlanadi: [Me] + [Su2O] = [MeO] + 2Cu; bir vaqtda Cu2S + 2Cu2O = 6Cu + SO2 reaksiya ham boradi. Hosil bo‘layotgan oksidlarning bir qismi Sb2O3, RbO, ZnO pech gazlari bilan atmosferaga chiqib ketsa, boshqalari A12O3, SiO2, Fe2O3 shlakka o‘tadi. Bunda Ag va Au oksidlanmay, qaytarilgan mis tarkibida bo‘ladi. Begona jinslarni oksidlanish davri tugagach, metallni gazlardan tozalash uchun shlak pechdan chiqarilib, metall vannaga ma’lum miqdorda pista ko‘mir kukuni (metall oksidlanmasligi uchun) kiritiladi. Keyin diametri 200–300 mm.li uzun ho‘l qayin yoki qayrag‘och tayoq tushirilib aralashtiriladi. (Yog‘och tayoq o‘rniga tabiiy gazdan yoki boshqa qaytaruvchilardan ham foydalanish mumkin). Ajralayotgan uglevodorodlar va suv bug‘lari mis oksiddan misni qaytarib, oltingugurt va boshqa gazlardan tozalanadi: 4Cu2O + CH4 = 8Cu + CO2 + 2H2O. Misni elektrolitik rafinirlash. Bunda juda toza mis olish bilan birga uning tarkibidagi nodir metallar (Au, Ag va boshqalar) ham ajratiladi. Bu jarayon ichki devori qo‘rg‘oshin list yoki viniplast bilan qoplangan yog‘och yoki beton vannalarda olib boriladi. Elektrolit esa mis kuporosining suvdagi 12–15% li eritmasi (CuSO4-5H2O) ga 10– 15% li sulfat kislota (H2SO4) aralashmasi qo‘shib tayyorlanadi. Anod sifatida o‘lchami lxl m va qalinligi 50 mm.li xomaki mis plastinkalardan, katod sifatida esa qalinligi 0,5– 0,7 mm.li elektrolitik toza mis plastinkalardan foydalaniladi. Anodlar soni vannaning hajmiga qarab 20 dan 50 45
tagacha bo‘lishi mumkin. 5
11-rasm. Silindr shaklidagi gorizontal konvertorning sxemasi: 1 – roliklar; 2 – konvertorni aylantiruvchi mexanizm; 3 – o‘tga chidamli futerovka; 4 – konvertor og‘zi; 5 – pechga flyus kiritish varonkasi; 6 – havo trubasi; 7 – furma.
Ular vannaga tushirilganda oralig‘i 40 mm bo‘ladi. Elektrolitli vannaga tushirilgan anodlar o‘zgarmas tok manbaining musbat qutbiga, katodlar esa manfiy qutbiga ulanadi (16-rasm). Elektrolitdan kuchlanishi 2–3 V va zichligi 100–150 A/m2.li o‘zgarmas tok o‘tkaziladi. Anod plastinkalari elektrolitda erib, Su kationlar tarzida eritmaga o‘tadi. Mis ionlari katod plastinkalariga o‘tib zaryadsizlanadi: Ci2+ + 2 e → Cu. Demak, elektroliz vaqtida anod plastinkalarining erib borishi bilan katod plastinkalari toza mis bilan qoplana 46
boradi. Bunda begona qo‘shimchalar vanna tubiga cho‘kadi. Bu misning MOO, MO, Ml, M2, МЗ, М4 markalari bo‘ladi. MOO da misning miqdori 99,99% bo‘ladi.
12-rasm. Misni elektroliz yo‘li bilan rafinirlash vannasining sxemasi: 1 – anod shinasi; 2 – katod shinasi; 3 – anodlar; 4 – katodlar; 5 – elektrolit.
2-§. Alyuminiyni ishlab chiqarish Alyuminiy tabiatda eng ko‘p tarqalgan metall bo‘lib, yer qobig‘ining 8,8 foizini tashkil etadi. U juda aktivligi sababli tabiatda sof holda uchramaydi. Alyuminiy tog‘ jinslaridagi gidratlarda [AIO(OH)], A1(OH)3 va boshqa birikmalarda uchraydi. Ulardan sanoatda foydalaniladiganlariga boksitlar, nefelinlar, apatitlar, alunitlar va kaolinlar kiradi. Alyuminiy rudalarining yirik konlari Uralda, Sibirda, Kola yarim orolida, Leningrad viloyatida, Boshqirdistonda, O‘rta Osiyo respublikalarida va boshqa joylarda bor. Alyuminiyni alyuminiy birikmalaridan olish jarayoni ikki bosqichga ajratiladi: 1. Alyuminiy rudalaridan alyuminiy oksidini olish. 2. Alyuminiy oksidlaridan alyuminiy olish. Alyuminiy rudalaridan alyuminiy oksidlarini olish. Alyuminiy rudalaridan alyuminiy oksidlarini olishda rudaning tarkibidagi begona jinslarning xiliga va miqdoriga qarab 47
ishqorli, kislotali va elektrotermik usullardan foydalaniladi. Agar ruda tarkibida qumtuproq oz, temir oksidi ko‘proq bo‘lsa, ishqorli usul qo‘llaniladi. Masalan, boksit tarkibida 30–57% A12O3; 16–35% Fe2O3; 3–13% SiO2; 2–4% TiO21 3% gacha CaO va 10–18% H2O bo‘lib uning tarkibidagi SiO2 ishqorda eriydi. Temir oksidi esa erimay, oson ajraladi. Agar aksincha ruda tarkibida qumtuproq ko‘proq, temir oksidi kamroq bo‘lsa, kislotali usul qo‘llaniladi. Masalan, kaolinlar (Al2O3-2SiO2-2H,O) tarkibida esa 39–40% A12O3; 1,5% Fe2O3; 36–45% SiO2; 15–20% H2O bo‘lib temir oksidi kislotada eriydi, qumtuproq esa erimaydi. Agar ruda tarkibida qumtuproq ham, temir oksidi ham ko‘p bo‘lsa, elektrotermik usuldan foydalaniladi. Ishqorli usul. Bu usul XIX asrning oxirida Rossiyada K.I. Bayer tomonidan ishlab chiqilgan. Bu usulda dastavval boksit maxsus pechda qizdirilib, keyin sharli tegirmonlarda kukun holiga kelguncha maydalanadi. So‘ngra unga ma’lum miqdorda soda (Na2CO3) va ohaktosh (CaCO3) kukunlari aralash-tiriladi, olingan aralashma bo‘yi (80–150 m), diametri 2,5–5 m.li sekin aylanadigan barabanli pechda 1100°C temperaturagacha qizdiriladi. Bunda quyidagi reaksiyalar sodir bo‘ladi: A12O3 + Na2 CO3 = Na2OAl2O3 + CO2 Fe2O3 + Na2CO3 = Na2OFe2O3 + CO2 2SiO2 + 2CaCO3 = 2CaOSiO2 + 2CO2 Olingan massa (natriy alyuminat, natriy ferrit va kalsiy silikat) maxsus bakda 60oС temperaturali suv bilan ishlanadi. Bunda natriy alyuminat (Na2O-Al2O3) va natriy ferrit (Na2OFe2O3) lar suvda eriydi, kalsiy silikat (CaO-SiO2) esa suvda erimay bak tagiga cho‘kadi. Keyin esa bu eritma bakdan chiqarilib, maxsus idishda gidrolizlanadi. Bunda natriy ferrit temir (III) gidroksid tarzida cho‘ktirib ajratiladi. Na2O-Fe,O3 + 4H2O = 2Fe(OH)3 + 2NaOH 48
Endi eritmada natriy alyuminatning o‘zi qoladi. Bu eritma olinib, uni suv quyilgan maxsus idishda karbonat angidrid bilan ishlanib alyuminiy gidroksidi olinadi: Na2OAl2O3 + 3H2O + CO2 = 2A1(OH)3 + Na2CO3. Alyuminiy gidroksid iviq cho‘kma tarzida ajraladi, natriy karbonat esa eritmada qoladi. Alyuminiy gidroksid idishdan olinib, filtrlanadi. So‘ngra aylana-digan qiya pechda 950– 1200oС temperaturagacha qizdiriladi. Bunda u parchalanib alyuminiy oksidi hosil bo‘ladi: 2A1(OH)3 = A12O3 + 3H2O. Alyuminiy oksiddan alyuminiy olish. Alyuminiy oksiddan alyuminiy elektroliz yo‘li bilan olinadi. 13-rasmda elektrolizyor sxemasi keltirilgan. Vanna devorlari shamot g‘ishti va ko‘mir bloklardan terilgan bo‘lib, sirtidan po‘lat list bilan qoplanadi va beton poydevorga o‘rnatiladi. Ko‘mir bloklarga katod shinasi (7) joylashgan bo‘lib, u o‘zgarmas tok manbaining manfiy qutbiga, elektrolizyorga tushiriladigan ko‘mir blok (3) anod vazifasini bajarib, u shtirlar (1) orqali tok manbaining musbat qutbiga ulanadi. Elektrolit sifatida kriolit (Na3AlF6)dan foydalaniladi. Jarayonni boshlash uchun elektrolizyorga 94–90% kriolit, 6–10% giltuproq kiritilib, tok zanjiri ulanadi. Bunda zanjirdan 4–10 V li 75000–15000 A tok o‘tishida elektrolit 950–1000°C gacha qizib suyuqlanadi. Vannada quyidagi reaksiyalar boradi: Na3AlF6 → 3Na + A1F63Katodga borib alyuminiy kationlari zaryadsizlanadi: 3+ Al + 3e –> Al va vanna tubiga suyuq alyuminiy yig‘iladi. Yig‘ilayotgan alyuminiy har 3-4 sutkada chiqarib turiladi. Masalan, o‘rtacha 1 t Al olish uchun 2 t alyuminiy oksidi, 0,1 t kriolit, 0,6 t anod massasi va 17000–18000 kVt-soat energiya sarflanadi. Shuni qayd etish zarurki, olingan alyuminiyda oz bo‘lsa-da Fe, Si, Cu, A12O3 va H2, N2CO, 49
CO2 gazlar bo‘ladi.
13-rasm. Elektrolizyor sxemasi: 1 – anod shtirlari; 2 – suyuq anod massasi; 3 – blok (anod); 4 – kojux; 5 – shamot g‘isht terilma; 6 – uglerod bloklari; 7 – katod shinasi.
A12O3 – A13++ A1O33Agar bu alyuminiy maxsus kamerada 10–15 minut xlor bilan ishlansa, hosil bo‘lgan A1S13 suyultirilgan metall bilan aralashib uni gaz va nometall qo‘shimchalardan tozalaydi. Suyultirilgan metall 30–45 daqiqada tindirilsa, tozaligi 99,5– 99,85% ga yetadi. Agar yana ham tozaroq alyuminiy olish zarur bo‘lsa, uni elektrolitik usulda rafinirlanadi. Bu usulda anod rafinirlanuvchi alyuminiy bo‘lsa, katod rafinir-langan alyuminiy plastinkalari bo‘ladi. Elektrolit sifatida esa biror xlorid yoki ftorit tuzlarining suvdagi eritmasidan foydalaniladi. Elektroliz vaqtida anod plastinkalari elektrolitda erib, alyuminiy ionlari katodga yig‘iladi. Turli qo‘shimchalar esa vanna tubiga cho‘kadi. Bu usulda olingan nihoyatda toza alyuminiyning A999 (99,999% Al), A995 (99,995% Al), A99 (99,99% Al), A97 (99,97% Al), A95 (99,95% Al) va texnik toza A85, A8, A7, A6, A5, A0 (99,0% Al) markalari bo‘ladi.
Takrorlash uchun savollar 1. Metallar va ularning qo‘llanilish sohalarini aytib bering. 2. Cho‘yan ishlab chiqarishda foydalaniladigan shixta materiallari va ularga qo‘yilgan talablarni aytib bering. 3. O‘tga chidamli materiallar xili va ishlatilish joylarini aytib bering. 4. Domna pech, yordamchi qurilma tuzilishini va ishlash sxemasini tushuntiring. 5. Domna pech mahsulotlari va ishlatilish joylarini aytib bering. 6. Domna ishlashida kechadigan jarayonlarni aytib bering. 7. Domna pechi ishining texnika-iqtisodiy ко‘rsatkichlari qanday aniqlanadi? 8. Po‘latlarning ishlab chiqarish usullarini aytib bering. 9. Yuqori sifatli po‘lat olish usullari haqida ma’lumot bering. 10. Mis, alyuminiy, rudalari, ulardan mis, alyuminiy, elementlarni olish usullarini aytib bering.
IKKINCHI BO‘LIM MATERIALSHUNOSLIK ASOSLARI Bu bo‘limda konstruksion materiallarning ichki tuzilishi, kimyoviy tarkibi va xossalari orasidagi miqdoriy hamda sifat ко‘rsatkichlari bog‘liqligiga oid qator masalalar o‘rnatiladi. V bob. MATERIALLARNING TUZILISHI, KRISTALLANISHI VA ALLOTROPIK SHAKL O‘ZGARISHLARI l-§. Umumiy ma’lumot Ma’lumki, materiallar metall va nometallarga ajratiladi. Nometall materiallarga sopol, shisha, plastmassa va boshqalar kirishib ularning atomlari fazoviy panjarada metallar singari ma’lum tartibda emas, balki tartibsiz joylanadi. Ular aniq tempe-raturada suyuqlanmaydi, qizdirganda avvaliga yumshab keyin suyuqlanadi. Shu boisdan ularning fizikaviy, kimyoviy, mexanikaviy va texnologik xossalari metallarnikidan farqlanadi. Metallarga kelsak, ularning turiga ko‘ra fazoviy panjaralari xili va ularda atomlarning joylanishi har xil tartibda bo‘ladi va ularda asosan quyidagi fazoviy kristall panjaralar ko‘proq uchraydi: 1. Hajmi markazlashgan elementar kub panjara. Bunday fazoviy kristall panjarada metall atomlarining 8 tasi kubning uchlarida, bittasi esa kub markazida joylashgan bo‘ladi (21rasm, a). Bu xil fazoviy kristall panjara Fea, Cr, W, V, Mo, Nb, Та, Li va boshqa metallarga xosdir. 2. Yoqlari markazlashgan elementar kub panjarada. Bunday fazoviy kristall panjarada metall atomlarining 8 tasi kubning uchlarida va 6 tasi kub yoqlarining markazida 52
joylashgan bo‘ladi (21-rasm, b). Bu xil fazoviy kristall panjara FeY, Al, Cu, Pb, Au, Ag va boshqa metallarga xosdir. 3. Olti qirrali (geksogonal) elementar panjara. Bunday fazoviy kristall panjarada metall atomlarining 12 tasi olti qirrali prizmaning uchlarida, 2 tasi ustki va ostki asoslar markazida va 3 tasi yoqlar o‘rtasida joylashgan bo‘ladi (14-rasm, d). Bu xil fazoviy kristall panjara Zn, Cd, Mg,. Nia, Coa, Tia va boshqa metallarga xosdir. Geksogonal panjara parametrini prizma tomonini (a) va bo‘yini (s) harflar xarakterlaydi. Elementar fazoviy panjaradagi atomga eng yaqin masofada joylashgan qo‘shni atomlar soniga koordinatsion son (K) deyiladi. Masalan, hajmi markazlashgan elementar kub panjarada K-8, yoqlari markazlashgan elementar kub panjarada K-12 ga teng bo‘ladi. К ning qiymati qancha katta bo‘lsa, atomlarning joylashish zichligi ham shuncha katta bo‘ladi.
14-rasm. Fazoviy kristall panjaralarning turlari: a – hajmi markazlashgan elementlar kub panjara; b – yoqlari markazlashgan elementar kub panjara; d – olti qirrali (geksogonal) elementar kub panjaralar.
Masalan, K-8 bo‘lganda atomlarning joylashish zichligi 68%, K-12 bo‘lganda esa 74% dir. 53
Fazoviy kristall panjaraning turli kristallografik tekisliklarida atomlar zichligi turlicha bo‘lganligi uchun bu tekisliklar bo‘ylab xossalari ham har xil bo‘ladi. Metallarning bunday xususiyatiga anizotropiya deyiladi. Metallarda bu xususiyatni, masalan, mis monokristallida ko‘rish mumkin. Agar misning mono-kristallini olib, uning turli kristallografik tekisliklar yo‘nalishidan namunalar kesib olib, sinab ko‘rilganda, ularning cho‘zilishdagi mustahkamligi σb=146 dan 350 MPa gacha, nisbiy uzayishi δ=10-55% gacha o‘zgarishi aniqlangan. Real metallarning kristallanishi jarayonida unda turli qo‘shimchalar borligi tufayli metall atomlarining ba’zi uchastkalarida atomlarini batartib joylanishi buziladi. Buning sabablaridan biri shundaki, ayrim atomlar energiyasi kristall panjaraning o‘rtacha energiya qiymatdan katta bo‘lib, panjara uch tugunlaridan qo‘shni atomlar o‘rniga yoki oraliqlariga o‘tadi. Natijada xossalari o‘zgaradi. Fazoviy kristall panjaralardagi buzilishlar quyidagi xillarga ajratiladi: Nuqtali buzilish. Bu buzilishlar kristall panjaradagi bo‘sh joylarga qo‘shni element atomlari yoki boshqa qo‘shimcha element atomlarining joylashishi tufayli hosil bo‘ladi. Chiziqli buzilish. Bu buzilishlar nuqtali buzilishlarning zanjiridan hosil bo‘ladi. Bunday buzilish metallarga termomexanik ishlov berishda yuzaga keladi. Sirt buzilish. Bu xil buzilishlar ko‘pincha metall sirtida sodir bo‘lib, nuqtali va chiziqli buzilishlarning qo‘shilishidan hosil bo‘ladi. Fazoviy kristall panjarada buzilishlar qancha kam bo‘lsa, ular shuncha ideal tuzilishga yaqin bo‘ladi. Agar ideal (absolyut sof) temirning cho‘zilishga mustahkamligini (σb) atomlararo tortishish kuchlari orqali hisoblasak, u 2500–3000 MPa atrofida bo‘lsa, real, texnik 54
temirning cho‘zilishga mustahkamligi 250–300 MPa bo‘ladi. 15-rasmda metallarning fazoviy kristall panjara buzilish darajasi (ρ) ga bog‘liq holda cho‘zilishga mustahkamligi (σb) ning o‘zgarish grafigi tasvirlangan. Grafikdan ko‘rinadiki, p orta borib, pk qiymatga qadar ab ning qiymati kamaya boradi. So‘ngra orta boshlaydi.
15-rasm. Fazoviy kristall panjara buzilish darajasi (ρ)ga ko‘ra cho‘zilishga mustahkamligi (σb)ning o‘zgarishi: 1 – nazariy mustahkamlik; 2 – juda ingichka tolaning mustahkamligi; 3 – yumshatilgandagi mustahkamlik; 4 – termik, termomexanik ishlovdan keyingi mustahkamlik.
Buning boisi shundaki, buzilish darajasining ρk qiymatga yetgandan keyin ortib borishida bir-biriga parallel dislokatsiyalargina emas, balki turli tekisliklarda ham buzilishlar sodir bo‘lib, ular bir-birining siljishiga qarshilik ko‘rsatib metallning cho‘zilishga mustahkamligi birmuncha ortadi. Bu hol metallarga termik hamda termomexanik ishlov berish jarayonida ko‘riladi.
2-§. Metallarning kristallanishi Har qanday metall sharoit o‘zgarishiga qarab doimo kichik erkin energiyali barqaror holatga o‘tishga intiladi. Metall atomlarining betartib harakatda bo‘lgan suyuq holatdan, atomlari batartib joylashgan qattiq holatga o‘tish jarayoni birlamchi kristallanish deyiladi. Ma’lumki, metall suyuqligida uning atomlari betartib harakatda bo‘ladi. Temperaturasi pasaygan sari atomlarning betartib harakati susayib, ma’lum temperaturadan boshlab ayrim joylarida kelgusida kristallanish markazlar bo‘luvchi atomlar guruhi yig‘ila boradi va ularning ba’zilari betartib harakatdagi atomlar bilan bombardimon qilinsa, ba’zilari esa qilinmay «tug‘ma», barqaror markazlar bo‘lib, ular atrofida metall kristallana boradi. (Shuni ham aytish joizki, metallda erimagan oksidlar va begona qo‘shimchalar zarrachalari ham kristallanish markazlari bo‘ladi). Kristallanishni dastlabki davrida hosil bo‘layotgan kristallar ma’lum geometrik shaklli bo‘lib, erkin o‘sa boradi. Lekin ularning biri ikkinchisidan o‘zining o‘lchamlari va o‘sish yo‘nalishi bilan farq qiladi. Bu o‘sayotgan kristallar bir-biri bilan to‘qnashgandagina avvalgi yo‘nalishlari bo‘yicha o‘sishi to‘xtab, o‘sishga qarshiligi bo‘lmagan yo‘nalish bo‘ylab o‘sa boradi. Shunday qilib kristallanish tugaganda har xil shaklli, o‘lchamli va turli tomonga yo‘nalgan donachalar hosil bo‘ladi. Donachalar shakli esa kristallarning markazlar soni (MS) ga, kristallarning o‘sish tezligi (KT)ga qarab o‘zgaradi (16rasm). Metallarni kristallanish qonuniyatini o‘rganishning amaliy ahamiyati katta, chunki mayda donachali metallarning puxtaligi va plastikligi yirik donachalarga qaraganda yuqori bo‘ladi.
16-rasm. Metallarning kristallanishida donachalarning hosil bo‘lish sxemasi.
3-§. Metallning allotropik shakl o‘zgarishlari
Vaqt tmin. 17-rasm. Temirning suyuq holatidan uy temperaturasigacha sovib borishida allotropik shakl o‘zgarishidagi kritik temperaturalar grafigi. 57
Sanoatda ko‘p foydalaniladigan metallar (Fe, Co, Sn, Ti va boshqalar) qattiqligida bosim o‘zgarmasdan temperatura o‘zgarganda kichik erkin energiyali barqaror holatga intilishi sababli ular bir kristall panjarali holatdan boshqa tuzilishdagi kristall panjarali holatga o‘tadi (17-rasm). Metallarning muayyan temperaturada bir kristall panjarali holatdan ikkinchi barqaror kristall panjarali holatga o‘tish xususiyati allotropiya deyiladi. Metallardagi bu xususiyatni o‘rganishning aha-miyati g‘oyat katta, chunki bu xususiyatlar asosida ularning termik ishlovlari yotadi. VI bob. QOTISHMALAR l-§. Umumiy ma’lumot Ikki va undan ortiq elementlarni (metallarni metallar bilan yoki metallarni metalloidlar bilan) birga suyuqlantirish, qizdirib qovushtirish va boshqa yo‘llar bilan olingan murakkab birikmaga qotishma deyiladi. Kuzatishlar shuni ko‘rsatadiki, ular tarkibiga kiruvchi elementlar xiliga, miqdoriga va boshqa ko‘rsatkichlariga ko‘ra, ularda quyidagi birikmalar uchraydi: 1. Mexanik aralashma. Agar qotishma tarkibiga kiruvchi elementlarning atomlari birlamchi kristal-lanish jarayonida bir-biriga tortilmay, balki qochsa, bunday qotishmaga kiruvchi har bir element atomlari kristallanishida mustaqil kristallar hosil qiladi va ularning donachalari ayrim-ayrim mexanik aralash-mani beradi. 2. Qattiq eritma. Agar qotishma tarkibiga kiruvchi elementlarning atomlari bir-birida to‘la yoki cheklan-gan holda erisa bunday qotishmalarga qattiq eritmalar deyiladi. Bu xususiyat qattiq holatda ham saqlanadi. 58
3. Kimyoviy birikma. Birlamchi kristallanish jarayonida elementlarning o‘zaro kimyoviy reaksiyaga kirishuvi natijasida hosil bo‘lgan birikmalarga kimyoviy birikma deyiladi. Bu birikmalar kristall panjaralari ularnikidan o‘zgacha bo‘ladi. 2-§. Qotishmalarning holat diagrammalari va ularning tuzilishi Qotishmalar tarkibidagi element (komponent) larining xili konsentratsiyasi va temperaturasi o‘zgarganda fazalarining qanday holatda bo‘lishini ko‘rsatuvchi diagramma shu qotishmaning holat diagrammasi deyiladi. Qotishmalarning holat diagrammasi uning ayni sharoitda eng kichik erkin energiyali barqaror fazalar holatini ko‘rsatgani uchun bu diagramma qotishmaning muvozanat diagrammasi deb ham ataladi. Demak, qotishmalarning holat diagrammasidan kristallanish davrida fazalarning hamda ularga ko‘ra xossalarining o‘zgarishi kuzatiladi. Shuning uchun qotishmalarning holat diagrammalarining amaliy ahamiyati g‘oyat katta. Ma’lumki, qotishmalar tarkibiga kiruvchi komponentlar ortishi bilan holat diagrammalarining tuzilishi murakkablashadi. Eng oddiy holat diagrammalari ikki komponentli qotishmalarga xos bo‘lgani uchun shu qotishmalarning holat diagrammasini ko‘rib chiqish bilan kifoyalanamiz. Amalda aniq qotishmalarning holat diagrammasini tuzish uchun komponentlarini va aniq tarkibli qotishmalarini olib, ularni o‘tga chidamli materiallardan yasalgan idishga kiritib, pechda suyultirilib, asta-sekin sovitib boriladi. Bunda ularning kristallana boshlashi va tugashi temperaturalarining o‘zgarishi termo-elektrik pirometr, strukturasi esa maxsus metallografik mikroskop yordamida kuzatib, olingan mate59
riallar asosida holat diagrammasi tuziladi.
18-rasm. Pb-Sb qotishmalari holat diagrammasining tuzilishi.
Masalan, Pb-Sb qotishmasining holat diagram-masini tuzish uchun avvalo Pb va Sb larni va turli konsentratsiyali qotishmalarini olib, ularning kritik temperaturalarini aniqlaymiz. Aniqlangan materiallar asosida har biri uchun sovitish egri chiziqlari chizilib, koordinatalar tizimining ordinata o‘qi bo‘ylab ularning kritik temperaturalarining, abssissa o‘qi bo‘ylab konsentratsiyalarini qo‘yib, qotishmalarning kristallana boshlanish temperaturalarini va kristallanishning tugash temperaturalarini o‘z konsentratsiyalariga o‘tkazib, ular o‘zaro tutashtirilsa, qotishmaning holat diagrammasi tuziladi (18-rasm). Shuni qayd etish joizki, qotishma tarkibiga kiruvchi komponentlar suyuq holatda bir-birida to‘la erib, kristallanish jarayonida bir-biriga tortilmay, har biri mustaqil kristallar hosil qilsa, 19-rasm, a dagidek, agar suyuq ham, qattiq holatda ham bir-birida istalgan miqdorda erib kimyoviy birikma hosil qilmasa, 26-rasm, b dagidek, agar qotishma tarkibiga kiruvchi komponentlar suyuq holatda birbirida to‘la erib, qattiq holatda ma’lum miqdordagina eriy 60
olsa, bunday qotishmalar qattiq holatida komponentlari cheklangan miqdorda eriydigan qotishmalar. 19-rasm, d dagidek, agar qotishma tarkibiga kiruvchi komponentlar suyuq holatda bir-birida erib, qattiq holatda barqaror kimyoviy birikma hosil qilsa, ularni AnVm tipidagi oddiy formula bilan ifodalash mumkin, ular 26-rasm, e dagidek, holat diagramma hosil bo‘ladi.
19-rasm. Qotishmalarning xarakterli holat diagrammalari va xossalarining o‘zgarishi: a – mexanik aralashma; b – eruvchanligi cheklanmagan qattiq eritma; d – eruvchanligi cheklangan qattiq eritma; e – kimyoviy eritma.
3-§. Fazalar qoidasi haqida ma’lumot Muvozanat holatdagi qotishmalarni erkinlik darajasi bilan komponentlar, fazalar va o‘zgaruvchan tashqi omillar (temperatura, bosim) ning bog‘liqligi quyidagicha ifodalanadi: С = К – F + O‘t, bu yerda, К – komponentlar soni, F – fazalar soni, O‘t – o‘zgaruvchan tashqi omillar. 61
Agar O‘t faktorni faqat temperaturasi o‘zgarsa, unda С = К – F + 1 teng bo‘ladi. Masalan, К = 1, F = 2 bo‘lsa, С = 1 – 2 + 1 = 0 bo‘ladi. Bu shuni ko‘rsatadiki, ayni sharoitda tizim muvozanat holda bo‘ladi. Masalan, kritik temperaturasi ortsa yoki kamaysa, fazalarning muvozanat holati buziladi. 4-§. Temir-uglerod qotishmasining holat diagrammasi Amalda foydalaniladigan Fe-C li qotishmalarida uglerodning miqdori 4,5–5% dan ortmaydi. Shu boisdan Fe-Fe3C li qotishmalarining holat diagrammasi o‘rganiladi (20-rasm). Bu diagrammani tuzishda yuqorida Pb-Sb qotishmasining holat diagrammasini tuzilganidek, termik analiz materiallariga asoslanib tuziladi. Bunda koordinatalar tizimining ordinata o‘qiga Fe, Fe3C∗ larnini va qotishmalarning temperaturasi, abssissa o‘qi bo‘ylab qotishmadagi uglerodning miqdorini qo‘yib chiqiladi. Keyin esa ularning kristallana boshlanish va tugash kritik temperaturalari aniqlanib (sovitish egri chiziqlaridan) abssissa o‘qida ularni tegishli uglerod konsentratsiyali joyiga o‘tkazib, kristallana boshlanish va tugash temperaturalarini ko‘rsatuvchi nuqtalarni o‘zaro tutashtirilganda holat diagramma hosil bo‘ladi. Diagrammani chap tomonidagi ordinata chizig‘idagi A nuqta temirning suyuqlanish temperaturasini, N va G nuqtalar esa uning allotropik shakl o‘zgarish temperaturasini va o‘ng tomondagi vertikal chiziqdagi D nuqta temir karbidining suyuqlanish temperaturasini ko‘rsatadi. Agar abssissa o‘qidagi 2,14% uglerodni ko‘rsatuvchi nuqtadan vertikal chiziq o‘tkazib, diagrammani ikki qismga ajratsak, chap qismi po‘latlarga, o‘ng qismi esa cho‘yanlarga taalluqli bo‘ladi. ∗
Fe3C*suyuqlanish temperaturasi 1250oC bo‘ladi.
Po‘latlarga taalluqli qismini po‘latlar tarkibidagi uglerod miqdoriga ko‘ra evtektoid (C=0,8%), evtektoidgacha (C 4,3%) cho‘yanlarga ajratiladi.
20-rasm. Temir-uglerod qotishmalarining holat diagrammasi.
Diagrammani ABCD chizig‘i kristallana boshlanish chizig‘i bo‘lib, undan yuqorida qotishma suyuq eritma holatda bo‘ladi (bu chiziq likvidus chizig‘i deb ataladi). AHjECF chizig‘i qotishma kristallanishining tugash chizig‘i bo‘lib, undan pastda esa qotishma qattiq eritma holatda bo‘ladi (bu chiziq solidus chizig‘i deyiladi). Qotishma ABCD va AHjECF chiziqlar orasida suyuq 63
hamda qattiq holatda bo‘ladi. AHN chiziq yuqori temperaturali ferrit oblastini bildiradi. Qotishmalarni suyuq eritma holatidan asta-sekin uy temperaturasigacha sovitilganda faza (struktura) o‘zgarishlarini holat diagrammadan har bir qotishma uchun temperaturasiga qarab kuzatish mumkin. Temir bilan uglerod qotishmalarining asosiy strukturalari va ularning xossalari. Ferrit (F) – uglerodning alfa temirdagi qattiq eritmasi [Feα(Q] bo‘lib, bu eritmada uglerod miqdori juda oz (727 oС da 0,02% gacha) bo‘ladi. Umumiy holda uning tarkibida 99,8–99,9% Fe, qolgani uglerod va juda oz boshqa qo‘shimcha elementlar ham bo‘ladi. Ma’lumki, qotishmaning xossasi uning tarkibiga, donachalar o‘lchamiga va shakliga bog‘liq. Ferrit strukturali qotishmaning cho‘zilishdagi mustahkamlik chegarasi σ b=250–300 МРа (25–30 kgk/mm2), nisbiy uzayishi 5=40–50%, qattiqligi HB=800– 1000 MPa (80–100 kgk/mm2), zarbiy qovushoqligi, KC\J=2–3 J/m2 (20–30 kg-m/sm2) oralig‘ida bo‘ladi. Sementit (S) – temirning uglerod bilan hosil qilgan kimyoviy birikmasi (Fe3C) bo‘lib, tarkibida 6,67% С bo‘ladi. Bu qotishma juda qattiq (HB=8000 MPa) va mo‘rt (σ=0) birikmadir. Sementit Mn, Cr va boshqa elementlarni o‘zida ma’lum miqdorda eritadi, ma’lum sharoitda esa o‘zi parchalanib, erkin uglerod (grafit) ajralib chiqadi. Austenit (A) – uglerodning gamma temirdagi qattiq eritmasi Feγ(C) bo‘lib, bu eritmada 1147°C tempe-raturada 2,14% gacha uglerod bo‘ladi. Lekin tempe-raturasi pasaygan sari uglerodning gamma temirda erishi susaya boradi. Austenitning qattiqligi HB= 1600-2000 MPa (160–200 kgk/mm2), nisbiy uzayishi σ = 40–50% oralig‘ida bo‘ladi. Perlit (P) – ferrit bilan sement fazalarining mexanik aralashmasi bo‘lib, uning tarkibida 0,8% uglerod bo‘ladi. Perlit strukturali qotishmaning xossalari uning tarkibidagi 64
fazalar miqdoriga bog‘liq. Umumiy holda qattiqligi HB= 1800-2200 MPa (180-220 kgk/mm2) oralig‘ida bo‘ladi. Ledeburit (L) – austenit bilan sementitning mayda donachalaridan iborat bo‘lgan mexanik aralashma bo‘lib, tarkibida 4,3% uglerod bo‘ladi. Bunday strukturali qotishmaning xossasi tarkibiga va donachalar o‘lchamiga bog‘liq. Umumiy holda qattiqligi, HB=3000–4500 MPa (300–450 kgk/mm2) oralig‘ida bo‘ladi. Grafit (G) – asosiy metall massasida plastinka, sharsimon yoki bodroq shaklidagi erkin uglerod. Grafitning qattiqligi HB=30-50 MPa (3–5 kg·k/mm2). Qotishmada yuqorida qayd etilgan strukturalardan tashqari oz bo‘lsada, boshqa fazalar ham uchraydi. 5-§. Uglerodli po‘latlarning tasnifi va markalari Odatda, uglerodli po‘latlar ishlab chiqarish usuliga, oksidlardan elementlarni qaytarilganlik darajasiga, kimyoviy tarkibiga, sifatiga, ishlatilish joylariga va strukturasiga ko‘ra bir necha turga ajratiladi. Ishlab chiqarish usuliga ko‘ra konvertorlarda, marten va elektropechlarda olingan, qaytarilganlik darajasiga ko‘ra qaytarilmagan, chala qaytarilgan va to‘la qaytarilganlarga, kimyoviy tarkibiga ko‘ra uglerodli va legirlanganlarga, sifatiga ko‘ra oddiy sifatli, sifatli va yuqori sifatlilarga, ishlatilish joyiga ko‘ra konstruksion, asbobsozlik va maxsus xossali po‘latlarga, strukturasiga ko‘ra ferritli, perlitli, ferritperlitli, perlit-ferritli va perlit-sementitli po‘latlarga ajratiladi. Quyidagi 5-jadvalda A guruhga kiruvchi oddiy sifatli, В guruhga kiruvchi sifatli po‘lat markalari va ishlatish joylariga misollar keltirilgan V guruh haqidagi ma’lumotlar jadvalda keltirilmagan. 65
235 245 245 255 265
360-460 370-480 370-490 390-570 420-510 410-530
St 3kp St 3ps, St 3sp St 3Gps St ZGsp Si 4kp St 4ps, St 4sp
St 5nc, St 5sp 490-630 St 450-590 5Gps 590 St 6ps, St 6sp
300-390 310-410 320-410 330-430
St lkp St lps, St lcp St 2 kp St 2ps, St 2 sp
Comments are closed, but trackbacks and pingbacks are open.