Luyện kim

Luyện kim là lĩnh vực khoa học kĩ thuật và ngành công nghiệp điều chế các kim loại từ quặng hoặc từ các nguyên liệu khác, chế biến các hợp kim, gia công phôi kim loại bằng áp lực, bằng cách thay đổi các thành phần hoá học và cấu trúc để tạo ra những tính chất phù hợp với yêu cầu sử dụng. Luyện kim xuất hiện từ thời xa xưa (luyện đồng), còn từ giữa thiên niên kỷ 2 TCN, đã có luyện sắt từ quặng....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luyện kim Luyện kimBách khoa toàn thư mở WikipediaLuyện kim là lĩnh vực khoa học kĩ thuật và ngành công nghiệp điều chế các kim loại từquặng hoặc từ các nguyên liệu khác, chế biến các hợp kim, gia công phôi kim loại bằngáp lực, bằng cách thay đổi các thành phần hoá học và cấu trúc để tạo ra những tính chấtphù hợp với yêu cầu sử dụng.Luyện kim xuất hiện từ thời xa xưa (luyện đồng), còn từ giữa thiên niên kỷ 2 TCN, đã cóluyện sắt từ quặng.Mục lục[ẩn]  1 Các quá trình  2 Các kiểu luyện  3 Nghiên cứu vĩ mô và vi mô o 3.1 Vĩ mô o 3.2 Vi mô  4 Phân loại o 4.1 Tính chất gang và thép o 4.2 Luyện kim đen  4.2.1 Nguyên liệu  4.2.2 Quy trình sản xuất gang  4.2.3 Quy trình sản xuất thép  4.2.4 Các nước khai thác nhiều  4.2.5 Tình hình sản lượng thép thế kỉ XVIII và XIX  4.2.6 Tình hình sản lượng thép kết thúc 2009 và bắt đầu 2010 o 4.3 Luyện kim màu  4.3.1 Tính chất của kim loại  4.3.2 Luyện kim nhôm  4.3.2.1 Qui trình luyện kim nhôm  4.3.2.2 Sản lượng nhôm  4.3.3 Luyện kim Mangan  4.3.3.1 Qui trình sản xuất mangan  5 Luyện kim tại Việt Nam o 5.1 Lịch sử luyện kim đen của Việt Nam  6 Năng lực của người luyện kim  7 Các liên kết  8 Chú thíchCác quá trìnhLuyện kim bao gồm các quá trình:  Xử lí quặng (nghiền, tuyển, đóng bánh, vê viên để chuẩn bị tách kim loại khỏi quặng);  Tách kim loại ra khỏi quặng và các vật liệu khác;  Làm sạch kim loại (tinh luyện);  Sản xuất kim loại và hợp kim;  Nhiệt luyện;  Gia công hoá nhiệt và cơ nhiệt đối với kim loại;  Đúc và gia công kim loại bằng áp lực;  Tráng phủ bề mặt sản phẩm kim loại để bảo vệ hoặc trang trí và khuyếch tán những kim loại và phi kim loại khác và bề mặt sản phẩm.Các kiểu luyệnCó hai kiểu luyện kim: thuỷ luyện kim và hoả luyện kim.  Thủy luyện là quá trình hoàn nguyên kim loại trong môi trường có tác dụng của các chất hóa học hoặc trong môi trường điện phân (thường là điện phân trong môi trường nhiệt độ cao hoặc điện phân nóng chảy).  Hỏa luyện là hoàn nguyên kim loại trong môi trường có chất oxy hóa mạnh như C, H2,... Phản ứng hoàn nguyên thường tỏa nhiều nhiệt nên người ta gọi phương pháp hoàn nguyên này là hỏa luyện.Nghiên cứu vĩ mô và vi môCác nhà luyện kim nghiên cứu các cơ chế vĩ mô và vi mô để giải thích các hành vi củakim loại và hợp kim.Vĩ môCác nghiên cứu trên mức độ vĩ mô có thể tập trung vào các tính chất tinh thể học; nhưảnh hưởng của nhiệt độ và xử lý nhiệt đến pha thành phần của hợp kim, như điểm cùngtinh và tính chất của những pha hợp kim này.Tính chất vĩ mô của kim loại được kiểm tra bằng sử dụng các máy và thiết bị đo độ bềnkéo, độ bền nén và độ cứng.Vi môCác cơ chế vi mô bao gồm sự thay đổi xuất hiện ở mức nguyên tử có ảnh hưởng đến tínhchất vĩ mô của kim loại (hoặc hợp kim).Ví dụ về công cụ để khảo sát vi mô của kim loại là hiển vi quang học và hiển vi điện tử,và phương pháp phổ khối.Phân loạiLuyện kim được phân ra 2 loại chính : Luyện kim đen và luyện kim màuLuyện kim đenLuyện kim đen là sản xuất ra thép và gang có nguồn gốc từ sắt . Đây là một trong nhữngngành quan trọng nhất là của công nghiệp nặng , tạo ra nguyên liệu để sản xuất máy mócvà gia công kim loại . Hầu như tất cả các ngành kinh tế đều sử dụng các sản phẩm củangành luyên kim . Kim loại đen chiếm 90% trong tổng khối lượng sản xuất trên thế giớiNgành luyên kim phát triển mạnh vào thế kỉ XIX cùng với việc phát minh động cơ đốttrong , xây dựng đường sắt , chế tạo xe lửa , tàu thủy và sau này là công cụ , máy nôngnghiệp , ô tô ...Ngành luyện kim đen cần một lượng lớn nguyên liệu để sản xuất : sắt , than cốc và đá vôi. Qui trình sản xuất rất phức tạpNguyên liệuSản xuất gang cần chuẩn bị các nuyên liệu như sau : quặng sắt gồm quặng hematit( Fe2O3) và manhetit ( Fe3O4 ) . Ở Việt Nam có nhiều quặng sắt như ở Thái Nguyên , Yên Bái ,Hà Tĩnh ... . Ngoài ra cần có than cốc , không khí giàu oxit và đá vôi CaCO3 . Tất cả cácnuyên liệu được đo vào lò luyện kim ( lò cao ) . Khi đốt , cacbon oxit khử oxit sắt ở nhiệtđộ caoMuốn sản xuất ra được 1 tấn gang cần phải sử dụng:+ 1,7- 1,8 tấn quặng sắt (tuỳ thuộc hàm lượng sắt trong quặng, nếu hàm lượng sắt thấp thìcon số này sẽ lớn hơn).+ 0,6- 0,7 tấn đá vôi làm chất trợ dung (giúp chảy) vì trong quặng tuy đã làm giàu nhưngvẫn còn đá không quặng. Nếu đá này thuộc loại axit (như silic ôxit) phải dùng đá bazơ(đá vôi) làm chất giúp chảy; còn nếu là đá bazơ (như ôxit canxy) lại phải dùng chất trợdung là đá axit (cát thạch anh).+ 0,6- 0,8 tấn than cốc dùng để làm nhiên liệu vì khả nă ...