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Stoff- und Wärmeumsatz metallurgischer Vorgänge

  • Kartonierter Einband
  • 236 Seiten
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Die fast stiirmische Entwicldung der Metallurgie der letzten Jahr zehnte im allgemeinen und der Stahlherstellungsverfahren im spez... Weiterlesen
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Beschreibung

Die fast stiirmische Entwicldung der Metallurgie der letzten Jahr zehnte im allgemeinen und der Stahlherstellungsverfahren im speziellen hat zur Folge, daB es sogar dem erfahrenen Metallurgen schwerfallt, die Vbersicht uber die heute ublichen metallurgischen Prozesse zu erhalten. Die Schwierigkeiten liegen dabei vielmals in der Unubersichtlichkeit ver schiedener metallurgischer Verfahren. Ahnlichen Problemen ist auch der Studierende der Metallurgie ausge setzt, der in moglichst kurzer Zeit einen weitgehenden Einblick in die metallurgischen Prozesse im allgemeinen, wie auch im speziellen, erhalten soIl. Durch die zunehmende Fiille der Kenntnisse nehmen diese Schwierig keiten laufend zu. Der Dozent der Metallurgie ist deshalb vor die Frage gesteIlt, auf welche Art und Weise er seine Erorterungen vermitteln soIl. Die erste Frage, die sich dabei stellt, ist, ob man sich mehr auf die Vermittlung der Grund lagen oder der speziellen Kenntnisse konzentrieren soIl. Die Fiille des Stofi'es fiihrt zwangslaufig immer starker vom Speziellen zu den Grund lagen. Die Erfahrung zeigt aber, daB die Grundlagen allein auch nicht das Vorteilhafteste darstellen. Am giinstigsten ist die Behandlung der Grundlagen und ihre Anwendung in der Praxis. Auf diese Art erhiilt der junge Horer nicht nur das theoretische Wissen, sondern auch das Konnen, d. h. die Fahigkeit, sein Wissen bei seiner spiiteren Tiitigkeit zweck miiBig anwenden zu konnen. Zu ahnlichen Empfehlungen sind kurzlich auch die Professoren der Mathematik im Rahmen der OECE gekommen. Diese Grundwissenschaft solI fur die Ingenieure vor allem in der Anwen dung der Mathematik ihre Hauptbetonung erhalten.

Autorentext
Dr. B. Marincek ist emeritierter Professor an der ETH-Zürich.J.L. Marais war als Assistent bei dem Institut für Computersysteme, Abteilung für Informatik, an der ETH-Zürich tätig. Zur Zeit arbeitet er bei Digital in den USA.

Klappentext

Die fast stiirmische Entwicldung der Metallurgie der letzten Jahr­ zehnte im allgemeinen und der Stahlherstellungsverfahren im speziellen hat zur Folge, daB es sogar dem erfahrenen Metallurgen schwerfallt, die Vbersicht uber die heute ublichen metallurgischen Prozesse zu erhalten. Die Schwierigkeiten liegen dabei vielmals in der Unubersichtlichkeit ver­ schiedener metallurgischer Verfahren. Ahnlichen Problemen ist auch der Studierende der Metallurgie ausge­ setzt, der in moglichst kurzer Zeit einen weitgehenden Einblick in die metallurgischen Prozesse im allgemeinen, wie auch im speziellen, erhalten soIl. Durch die zunehmende Fiille der Kenntnisse nehmen diese Schwierig­ keiten laufend zu. Der Dozent der Metallurgie ist deshalb vor die Frage gesteIlt, auf welche Art und Weise er seine Erorterungen vermitteln soIl. Die erste Frage, die sich dabei stellt, ist, ob man sich mehr auf die Vermittlung der Grund­ lagen oder der speziellen Kenntnisse konzentrieren soIl. Die Fiille des Stofi'es fiihrt zwangslaufig immer starker vom Speziellen zu den Grund­ lagen. Die Erfahrung zeigt aber, daB die Grundlagen allein auch nicht das Vorteilhafteste darstellen. Am giinstigsten ist die Behandlung der Grundlagen und ihre Anwendung in der Praxis. Auf diese Art erhiilt der junge Horer nicht nur das theoretische Wissen, sondern auch das Konnen, d. h. die Fahigkeit, sein Wissen bei seiner spiiteren Tiitigkeit zweck­ miiBig anwenden zu konnen. Zu ahnlichen Empfehlungen sind kurzlich auch die Professoren der Mathematik im Rahmen der OECE gekommen. Diese Grundwissenschaft solI fur die Ingenieure vor allem in der Anwen­ dung der Mathematik ihre Hauptbetonung erhalten.



Inhalt

1. Einleitung.- 1. Einleitung.- Allgemeines.- 2. Allgemeines über die Wärmewertigkeit sowie den Stoff- und Wärmeumsatz metallurgischer Vorgänge.- 2.1 Einleitung.- 2.2 Mengenmäßige Beziehungen metallurgischer Reaktionen.- 2.2.1 Gewichtsmengen.- 2.2.2 Gasvolumina.- 2.2.3 Mol-Umsatz.- 2.2.4 Dichte der Gase.- 2.2.5 Beeinflussung der Gase durch Druck und Temperatur.- 2.2.6 Beispiele.- 2.3 Wärmetechnische Beziehungen (Wärmetechnik) metallurgischer Reaktionen.- 2.3.1 Einleitung.- 2.3.2 Enthalpie (Wärmeinhalt) der Stoffe in Abhängigkeit der Temperatur.- 2.3.3 Bildungs- und Reaktionswärme metallurgischer Reaktionen.- 1. Bildungswärme.- 2. Reaktionswärme.- 2.4 Wärmeverbrauchende Vorgänge metallurgischer Prozesse.- 2.4.1 Einleitung.- 2.4.2 Wärmeinhalt verschiedener metallurgischer Stoffe in Abhängigkeit von der Temperatur.- 2.4.3 Reaktionswärme verschiedener metallurgischer Reaktionen.- 2.4.4 Wärmeverluste metallurgischer Prozesse.- 2.5 Wärmeerzeugende Vorgänge metallurgischer Prozesse.- 2.6 Wärmeumsatz metallurgischer Reaktionen.- 2.7 Wärme Wirkungsgrad metallurgischer Prozesse.- Spezielles.- 3. Wärmeerzeugung.- 3.1 Einleitung.- 3.2 Wärmewertigkeit (Wärmequalität).- 3.3 Wärmeerzeugung durch Verbrennung.- 3.3.1 Einleitung.- 3.3.2 Verbrennung gasförmiger Brennstoffe.- 1. Zusammensetzung und Eigenschaften gasförmiger Brennstoffe.- 2. Chemische Grundlagen der Verbrennung.- 3. Heizwert.- 4. Wärmetechnische Grundlagen der Verbrennung.- 5. Verbrennungstemperatur.- 6. Vollständige und unvollständige Verbrennung.- 7. Stoff- und Wärmeumsatz.- a) Verbrennung in Abhängigkeit der Luftmenge.- b) Luft- und Gas-Vorwärmung.- c) Sauerstoffanwendung.- 8. Wärmemenge-Temperatur-Schaubild.- 9. Beispiel der Verbrennungsrechnung für Stadtgas.- 3.3.3 Verbrennung flüssiger Brennstoffe.- 1. Zusammensetzung und Eigenschaften flüssiger Brennstoffe.- 2. Verbrennung flüssiger Brennstoffe.- 3. Beispiel der Verbrennungsrechnung für Heizöl.- 3.3.4 Verbrennung fester Brennstoffe (Karbothermische Wärmeerzeugung).- 1. Zusammensetzung und Eigenschaften fester Brennstoffe.- 2. Heizwert.- 3. Verbrennung des reinen Kohlenstoffs.- 4. Verbrennung des reinen Kohlenstoffs bis CO.- a) Verbrennung mit Kaltwind.- b) Luftvorwärmung.- c) Sauerstoffanwendung.- d) Vorwärmung des sauerstoffangereicherten Windes.- 5. Koksverbrennung bis CO.- a) Zusammensetzung des Kokses.- b) Notwendige Sauerstoffmenge.- c) Notwendige Luftmenge.- d) Menge und Zusammensetzung der Abgase.- e) Erzeugte Wärme und Verbrennungstemperatur.- 1. Anwendung von Kaltwind.- 2. Anwendung von 800 °C-Heißwind.- 3. Anwendung von 30%-O2.- 4. Arbeiten mit reinem O2.- 5. Wärmemenge-Temperatur-Schaubild der Koksverbrennung bis CO.- 6. Verbrennung des reinen Kohlenstoffs bis CO2.- 7. Koksverbrennung bis CO2.- a) Notwendige Sauerstoffmenge/kg Trockenkoks.- b) Notwendige Luftmenge/kg Koks.- c) Menge und Zusammensetzung der Abgase.- d) Wärmeentwicklung und Verbrennungstemperatur.- c) Heißwindanwendung.- f) Sauerstoffanwendung.- 3.3.5 Wärmeerzeugung durch Oxydation [außer Karbothermie] (inkl. alumo- und silikothermische Wärmeerzeugung).- 3.3.6 Wärmeerzeugung durch den elektrischen Strom.- 3.3.7 Vergleichende Betrachtungen.- 4 Verhütten (Roheisenherstellung).- 4.1 Allgemeines.- 4.1.1 Einleitung.- 4.1.2 Metallurgische Vorgänge.- 1. Reduktionsvorgänge.- 2. Entschwefelung.- 4.1.3 Stoffumsatz bei der Verhüttung.- 1. Einleitung.- 2. Stoffumsatz.- a) Zusammensetzung verschiedener Roheisensorten.- b) Abzubauende Sauerstoffmenge.- c) Kohlenstoffbedarf für Reduktion und Auf kohlung.- d) Schlackenmenge und -Zusammensetzung.- e) Gichtgas-Menge und -Zusammensetzung.- 4.1.4 Wärmeverbrauchende Vorgänge.- 1. Erhitzen der Möllerbestandteile.- 2. Reduktion.- 3. Erhitzen und Schmelzen des Roheisens.- 4. Erhitzen und Schmelzen der Schlacke.- 5. Wärmeinhalt der Gichtgase.- 6. Wärmeverluste des Verhöttungsofens.- 4.1.5 Wärmeliefernde Vorgänge.- 4.1.6 Stoff- und Wärmeumsatz.- 4.2 Roheisenherstellung im Elektroverhüttungs-Ofen.- 4.2.1 Einleitung.- 4.2.2 Metallurgische Vorgänge.- 4.2.3 Stoffumsatz.- 4.2.4 Wärmeverbrauchende Vorgänge.- 4.2.5 Wärmeliefernde Vorgänge.- 4.2.6 Stoff- und Wärmeumsatz.- 1. Einleitung.- 2. Reiner Roheisenmöller.- 3. Schlackenhaltiger Roheisenmöller.- 4. Wärme- und Strombedarf des reinen und des schlacken-haltigen, d. h. des Gesamt-Roheisenmöllers.- 5. Wärmeinhalt-Temperatur-Schaubild.- 6. Stromverbrauch im Elektro-Verhüttungsofen - Annäherungs-rechnung.- 7. Weitere Beispiele.- 8. Bemerkungen zum Stoff- und Wärmeumsatz.- 9. Folgerungen aus dem Stoff- und Wärmeumsatz.- a) Verbesserung der Wirtschaftlichkeit.- b) Roheisenerzeugung mit Vorreduktion.- 4.3 Roheisenherstellung im Hochofen.- 4.3.1 Einleitung.- 4.3.2 Metallurgische Vorgänge.- 4.3.3 Stoffumsatz im Hochofen.- 4.3.4 Wärmeverbrauchende Vorgänge.- 4.3.5 Wärmeliefernde Vorgänge.- 4.3.6 Stoff- und Wärmeumsatz der Roheisenherstellung im Hochofen.- 1.Einleitung.- 2. Reiner Roheisenmöller.- 3. Schlackenhaltiger Möller.- 4. Heizkoksmöller.- 5. Gesamt-Stoffumsatz.- 6. Wärmeumsatz.- 7. Wärmeinhalt-Temperatur-Schaubild der Roheisenherstellung im Hochofen.- a) Berechnung des Wärmebedarfes für den heizkoksfreien Möller.- b) Heizkoksmöller.- c) Berechnung des Wärmeinhalt-Temperatur-Schaubildes.- 8. Folgerungen aus dem Wärmeinhalt-Temperatur-Schaubild.- 4.3.7 Annäherungsrechnung des Stoff- und Wärmeumsatzes der Roheisenherstellung im Hochofen.- 4.3.8 Zweistufen-Stoff- und Wärmeumsatz des Hochofens.- 1. Einleitung.- 2. ReduktionsVerhältnisse.- 3. Koksbedarf des Hochofens.- 4. Zweistufenwärmeumsatz; Berechnung des Koksverbrauches.- a) Stoffumsatzbeziehung.- b) Wärmeumsatz im unteren Teil des Hochofens.- c) Wärmeumsatz im oberen Teil des Hochofens.- d) Beispiel eines Zweistufenwärmeumsatzes und Ermittlung des Koksverbrauchs.- 5. Folgerungen aus dem Zweistuf enwärmeumsatz.- 4.3.9 Folgerungen.- 4.4 Vergleich zwischen der Roheisenherstellung im Hochofen und im Elektro-Verhüttungsofen.- 5. Frischen (Stahlherstellung).- 5.1 Allgemeines.- 5.1.1 Einleitung.- 5.1.2 Stahlherstellungsverfahren vom Standpunkte des Einsatzmaterials.- 5.1.3 Einteilung der Stahlherstellungsverfahrens nach der Ofenart.- 5.1.4 Einteilung der Stahlherstellungsverfahren nach der Art des Frischmittels.- 5.1.5 Hauptvorgänge der Stahlherstellung.- 5.2 Metallurgische Vorgänge.- 5.3 Frischen der Legierungselemente.- 5.3.1 Frischen mit gasförmigem Sauerstoff.- 5.3.2 Frischen mit gebundenem (Erz-)Sauerstoff.- 5.4 Stoff- und Wärmeumsatz bei der Stahlherstellung.- 5.4.1 Stoffumsatz.- 5.4.2 Ausbringen.- 5.4.3 Wärmeverbrauchende und wärmeliefernde Vorgänge.- 5.4.4 Wärmeumsatz der Stahlherstellung.- 5.5 Blasstahlherstellung (Bessemer-, Thomas-, Sauerstoff-Aufblas-Verfahren).- 5.5.1 Einleitung.- 5.5.2 Metallurgische Vorgänge.- 5.5.3 Stoff- und Wärmeumsatz.- 5.5.4 Bessemer-Verfahren.- a) Stoffumsatz.- b) Wärmeumsatz.- c) Folgerungen.- 5.5.5 Thomas-Verfahren.- a) Stoffumsatz.- b) Wärmeumsatz.- c) Folgerungen.- 5.5.6 Stahlherstellung im bodenblasenden Konverter mit sauerstoff-angereichertem Wind.- 5.5.7 Sauerstoff-Aufblas-Verfahren.- a) Stoffumsatz.- b) Wärmeumsatz.- c) Folgerungen.- 5.5.8 Vergleich zwischen den verschiedenen Blasstahl-Verfahren.- 5.6 Herdstahl-Verfahren.- 5.6.1 Einleitung.- 5.6.2 Siemens-Martin-Verfahren.- a) Einleitung.- b) Metallurgische Vorgänge.- c) Stoff- und Wärmeumsatz.- 1. Siemens-Martin-Verfahren mit hohen Schrottsätzen (Schrott-Roheisen-Verfahren).- a) Stoffumsatz.- b) Wärmeumsatz.- 2. Siemens-Martin-Verfahren mit flüssigem Roheisen (Roheisen-Erz-Verfahren).- a) Stoffumsatz.- b) Wärmeumsatz.- 3. Vergleich zwischen den verschiedenen Siemens-Martin-Verfahren.- 5.6.3 Stahlherstellung im Elektro-Lichtbogenofen.- a) Einleitung.- b) Metallurgische Vorgänge.- c) Stoff- und Wärmeumsatz.- 1. Schrottverfahren.- a) Stoffumsatz.- b) Wärmeumsatz.- c) Folgerungen.- 2. Roheisen-Erz-Verfahren.- a) Einleitung.- b) Stoff- und Wärmeumsatz.- 3. Vergleich verschiedener Elektro-Lichtbogenofen-Stahlherstellungsverfahren.- 5.7 Vergleich verschiedener Stahlherstellungsverfahren.- 6. Schlußfolgerungen.- 7. Literaturverzeichnis.- 8. Anhang - Tabellen und Abbildungen.

Produktinformationen

Titel: Stoff- und Wärmeumsatz metallurgischer Vorgänge
Autor:
EAN: 9783642948985
ISBN: 978-3-642-94898-5
Format: Kartonierter Einband
Herausgeber: Springer Berlin Heidelberg
Genre: Sonstiges
Anzahl Seiten: 236
Gewicht: 365g
Größe: H235mm x B155mm x T12mm
Jahr: 2012
Auflage: Softcover reprint of the original 1st ed. 1964
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