12p1 dobijanje celika i celicni proizvodi

Metalne i drvene konstrukcije 1

DOBIJANJE ČELIKAI

ČELIČNI PROIZVODI


Pozitivne osobine (prednosti) čeličnihkonstrukcija

• Visoke vrednosti mehaničkih karakteristika,• Male dimenzije i težine elemenata,• Industrijalizovana proizvodnja – visok kvalitet,• Laka manipulacija, transport i montaža,• Lakše i jeftinije fundiranje,• Manja osetljivost na seizmičke uticaje,• Fleksibilnost i adaptibilnost,• Mogućnost demontaže i trajna vrednost,• Laka i jednostana sanacija i rekonstrukcija.


Nedostaci čeličnih konstrukcija

Osetljivost na dejstvo korozije.Osetljivost na dejstvo požara.Potreba za kvalifikovanijom radnom snagom.


Proizvodnja gvožđa

• Gvožđe se u prirodi nalazi u vidu ruda kao što su: magnetit(FeMg3O4), hematit (Fe2O3), siderit (FeCO3), i pirit (FeS2).

• Sirovo gvožđe se dobija u visokim pećima preradom rude gvožđa na visokim temperaturama.

• Ruda se prethodno priprema (usitnjava, i obogaćuje) kakobi se što više smanjio sadržaj jalovine.

• Ruda se sitni, melje, “prži” (uklanja se H2O i CO2) i dodaju joj se elementi koji vezuju nečistoće.

• Kapacit visokih peći je i do 3600 m3 (h=35 m).• Rad peći je kontinualan (ne gase se 5-10 godina).• Potrošnja koksa je oko 500 kg na 1000 kg gvožđa.


Šematski prikaz rada visoke peći

1, 2 i 3 - bunkeri (ruda, koks i aditivi); 4 – grotlo; 5 i 6 - gornji deo peći (400 oC); 7,8 i 9 - donji deo peći (1600 oC); 10 – izdvajanje šljake; 11 – izlivanje sirovoggvožđa; 12 – odvođenje gasova (CO2); 13-18 – prečišćavanje, zagrevanje i ponovo uduvanje gasova;


Osobine sirovog gvožđa

• Specifična masa gvožđa je 7870 kg/m3

• Tačka topljenja gvožđa je 1528 oC. • Postupkom u visokim pećima dobija se sirovo

gvožđe koje sadrži oko 5% ugljenika.• Zbog visokog sadržaja ugljenika sirovo gvožđe je

krto i nije pogodno za direktnu upotrebu.• Daljom preradom u čeličanama od sirovog gvožđa

dobija se čelik.


Šematski prikaz tehnologije proizvodnje čelika


Postupci za dobijanje čelika

Postuci produvavanja:Produvavanje vazduhom(Tomsov postupak) iProduvavanje kiseonikom(LD postupak)

Postupci u plamenim pećima:Simens-Martinov postupak iPostupak u elektro pećima.


Tomasov postupak

Kroz dno peći se uduvava vazduh pod pritiskom. Oksidacijomugljenika oslobađa se velika toplota. Nema potrebe za dodtnimdovođenjem toplote.

Kapacitet peći je oko 90t, a vreme odlivanja oko 30 min.

Ovako dobijen čelik sadrži visok procenat azota pa je krt i podložan starenju.


LD postupak

Umesto vazduha kroz cev na vrhu peći se uduvava čist kiseonik pod visokim pritiskom (5-10 bara). Burna oksidacija (1600 oC).

Sadržaj azota je znatno manji (čelik je boljeg kvaliteta).

Kapacitet peći je 420 t, a vreme odlivanja je 10-20 min.


Simens Martinov postupak

Sirovo i staro gvožđe u tečnom i čvrstom stanju se izlažuoksidacionom plamenu (mešavina zemnog gasa i vazduha).

Mala količina azota.

Veliki utrošak energije (goriva).

Duže vreme odlivanja.


Postupak dobijanja čelika u elektro pećima

Zagrevanje se vrši pomoću električnog luka koji se formiraizmeđu grafitnih elektroda (T =3500 oC). Hladne zone se zagrevaju gorionicima.

Kapacitet peći je 200t, a vreme odlivanja je 1,5 sat.

Postupak je skup i koristi se za dobijanje kvalitetnih i visokolegiranih čelika.


Izlivanje tečnog sirovog čelika u kalupe

Kontinualno livenje

Livenje u kalupe


Oblici osnovnih proizvoda čeličana

Proizvodi čeličana se ne koriste kao gotovi proizvodi za izradučeličnih konstrukcija.

Oni su u stvari poluproizvodi koji se dodato prerađuju(najčešće deformacijom).


Prerada čelika deformacijom

Postupci obrade su:• valjanje,• kovanje,• presovanje i • izvlačenje.

Najviše se primenjuje valjanje (90%).

Valjanje može biti u• vrućem stanju (vruće valjani proizvodi),• hladnom stanju (hladno oblikovani proizvodi).


Valjanje u vrućem stanju

• Valjanje u vrućem (toplom) stanju (vruće valjanje) se najčešče primenjuje.

• Poluproizvodi se zagrevaju na 1200-1300 oC – testastostanje.

• Zagrejani element (polufabrikat) se propušta kroz serijuvaljaka (i preko 70). Postepeno se smanjuje njegovadebljina.

• Valjci mogu da budu ravni ili profilisani.• Vrućim valjanjem se pobljšava kvalitet čelika (usitnjavaju

se zrna njegove strukture).• Prvom operacijom valjanja se ingoti prevode u osnovne

oblike, a potom se dobijaju finalni proizvodi (limovi, profili,...).


Valjci za vruće valjanje


Šematki prikaz dobijanjavruće valjanih proizvoda


Dobijanje bezšavnih cevi vrućim valjanjem

Dobijaju se od rondela, štapastih poluproizvoda kružnog preseka.

Mogu se dobiti cevi prečnika svetlog otvora do 600 mm i dužinedo 35 m.


Proizvodnja šavnih cevi

Mogu se dobiti šuplji profili kružnog, pravougaonog i kvadratnog poprečnog preseka


Standardni vruće valjani proizodi

Mogu da se podele na četiri grupe:

• Štapasti proizvodi,

• Limovi,

• Profilisani nosači,

• Šuplji profili.


Štapasti proizvodi

Jednakokraki ugaonici Raznokraki ugaonici

T- profili Z- profili

Pljošti čelik Široki pljošti čelik

Okrugli čelik Kvadratni čelik


Limovi

Prema debljini se dele na:• fine limove t < 3 mm• srednje limove i 3 < t < 4,75 mm• grube limove t > 4,75 mm.

Prema obradi površine dele se na:• glatke (ravne),• rebraste,• bradavičaste i• perforirane.


Rebrasti limovi

U obliku romba U obliku suze


Profilisani nosači

1. U profili2. I profili sa uskim nožicama: • I (IPN) i • IPE profili.3. I profili sa širokim nožicama:• HEA• HEB• HEM• HD


U profili i I profili sa uskim nožicama

U-profili U-profili sa paralelnim nožicama

I-profili IPE-profili


I profili saširokim

nožicama

HEA- profili HEB-profili

HEM-profili HD- profili


Šuplji profili

Kružni Kvadratni Pravougaoni


Hladno oblikovani proizvodi

Dobijaju se:

• hladnim valjanjem ravne trake

• previjanjem ravne trake pritiskom (u posebnim alatima

Dele se na:

• hladno oblikovane profile (otvorenog ili zatvorenog preseka)

• hladno oblikovane profilisane limove


a) hladno oblikovani profili (HOP) otvorenog preseka;

b) hladno oblikovani profili zatvorenog preseka;

c) hladno oblikovani profilisani limovi;


Ostali proizvodi

• Automatski zavareni profili;• Saćasti i olakšani nosači;• Užad i kablovi• Rešetkasta gazišta (rost)• Istegnuti metal


Automatski zavareni profili


Saćasti i olakšani nosači


Saćasti nosači


Užad i kablovi


Istegnuti metal i rešetkasta gazišta


Materijal za spajanje


Osnove metalnih konstrukcija 43

Obeležavanje

Indeksi:

f (flange) - nožica

w (web) - rebro

12p1 dobijanje celika i celicni proizvodi

Documents