Производство стали

Сталь считается одним из очень распространенных материалов на данное время. Она собой представляет комбинирование железа и углерода в конкретном процентном соответствии. Есть большое количество разновидностей данного материала, так как даже маленькое изменение химического состава приводит к изменению физико-механических качеств. Сырье для изготовления стали сейчас есть отработанными изделиями выполненными из стали. Также было налажено производство конструкционной стали из чугуна. Страны-лидеры в металлургии проводят выпуск заготовок согласно нормам, установленным в ГОСТ. Рассмотрим характерности производства стали, а еще используемые методы и то, как проходит маркировка полученных изделий.

Характерности производственного процесса стали

В изготовлении чугуна и стали используются разнообразные технологии, не обращая внимания на достаточно близкий состав и некоторые физико-механические свойства. Отличия находятся в том, что сталь имеет малое число плохих примесей и углерода, благодаря чему достигаются высокие рабочие качества. В процессе плавки все примеси и лишний углерод, который оказывается основой увеличения хрупкости материала, уходят в шлаки. Производственная технология стали учитывает понудительное окисление важных элементов за счёт взаимные действия железа с кислородом.

Выплавка стали в электропечи

Анализируя процесс изготовления углеродистой и прочих видов стали, необходимо отметить несколько важных этапов процесса:

1. Расплавление породы. Сырье, которое применяется для изготовления металла, называют шихтой. На этом этапе при окислении железа происходит раскисление и примесей. Уделяют достаточно внимания тому, чтобы было уменьшение концентрации плохих примесей, к которым можно отнести фосфор. Для обеспечения наиболее подходящих условий для окисления плохих примесей с самого начала выдерживается относительно низкая температура. Формирование железного шлака происходит благодаря добавки металлической руды. После выделения плохих примесей на поверхности сплава они убираются, проходит добавление новой порции оксида кальция.
2. Кипение получившейся массы. Ванны металла который расплавлен после подготовительного этапа чистки состава греются до большой температуры, сплав начинает кипеть. За счёт кипения углерод, который находится в составе, начинает активно окисляться. Как раньше было отмечено, чугун выделяется от стали слишком большой концентрацией углерода, благодаря чему материал получается хрупким и приобретает прочие свойства. Решить аналогичную проблематику можно путем вдувания чистого кислорода, благодаря чему процесс окисления будет проходить с высокой скоростью. При кипении появляются пузыри оксида углерода, к которым также липнут прочие примеси, благодаря чему происходит очистка состава. На этой стадии производства с состава убирается сера, относящаяся к вредным примесям.
3. Раскисление состава. С одной стороны, добавление в состав кислорода обеспечивает убирание плохих примесей, со второй, приводит к ухудшению ключевых рабочих качеств. Собственно поэтому очень часто для очищения состава от плохих примесей проходит диффузионное раскисление, которое основано на введении специализированного металла который расплавлен. В данном материале содержатся вещества, которые оказывают приблизительно такое же влияние на расплавленный сплав, как и кислород.

По мимо этого, в зависимости от свойств используемой технологии могут быть получены материалы 2-ух типов:

1. Спокойные, которые прошли процесс раскисления до конца.
2. Полуспокойные, которые имеют состояние, которое находится между спокойными и кипящими сталями.

При изготовлении материала в состав могут добавляться чистейшие металлы и ферросплавы. Благодаря этому получаются легированные составы, которые обладают собственными некоторыми особенностями.

Производственные способы стали

Есть несколько методов производства стали, каждый обладает собственными некоторыми плюсами и минусами. От подобранного способа зависит то, с какими качествами можно получить материал. Главные производственные способы стали:

1. Мартеновский метод. Эта технология учитывает использование специализированных печей, которые могут обогревать сырье до температуры около 2000 градусов по Цельсию. Анализируя производственные способы легированных сталей, напомним, что такой способ также дает возможность проводить добавление самых разных примесей, благодаря чему получаются оригинальные по составу стали. Мартеновский метод построен на использовании специализированных печей.
2. Электросталеплавильный метод. Для того чтобы получить очень качественный материал проходит производство стали в электропечах. Благодаря использованию электроэнергии для нагревания сырья можно точно контролировать прохождение процесса окисления и выделения шлаков. В этом случае важно обеспечить возникновение шлаков. Они считаются передатчиком кислорода и тепла. Эта технология дает возможность уменьшить концентрацию вредоносных веществ, например, фосфора и серы. Электрическая плавка как правило проходит в самой разной обстановке: лишнего давления, вакуума, при конкретной атмосфере. Проводимые исследования указывают на то, что электросталь обладает самым хорошим качеством. Применяется технология для изготовления хороших высоколегированных, коррозионностойких, огнеупорных и прочих видов стали. Для изменения электроэнергии в тепловую применяется дуговая печь формы цилиндра с днищем сферообразного типа. Для обеспечения наиболее прекрасных условий плавки пространство внутри обрабатывается во время использования огнеупорного металла. Работа устройства возможна исключительно при подсоединении к трёхфазной системе электроснабжения. Необходимо учесть, что сеть электроснабжения должна держать значительную нагрузку. Источником энергии тепла становится электродуга, появляющаяся между электродом и расплавленным металлом. Температура будет намного больше 2000 градусов по Цельсию.
3. Кислородно-конвертерный. Постоянная разливка стали в этом случае сопровождается с энергичным вдуванием кислорода, благодаря чему значительно убыстряется процесс окисления. Применяется такой способ изготовления и для получения чугуна. Считается, что эта технология обладает самой большой многофункциональностью, дает возможность получать металлы с самыми разными качествами.

Производственные способы стали оцинкованной не очень отличаются от рассматриваемых. Связывают это с тем, что изменение качеств слоя поверхности проходит путем химико-термической обработки.

Есть и иные технологии производства стали, которые обладают большой эффективностью. К примеру, методы, сформированые на использовании вакуумных индукционных печей, а еще плазменно-дуговой сварки.

Мартеновский способ

Суть этой технологии состоит в переработке чугуна и прочего металлолома при использовании отражательной печи. Производство разной стали в мартеновских печах можно обозначить тем, что на шихту оказывается высокая температура. Для подачи большой температуры проходит сжигание разного топлива.

Схема мартеновской печи

Анализируя мартеновский вариант изготовления стали, отметим приведенные ниже моменты:

1. Мартеновские печи оснащены системой, которая обеспечивает подачу тепла и отвода продуктов згорания.
2. Горючее подается в топку по очереди, то с правой, то с левой стороны. Благодаря этому обеспечивается образование факела, который и приводит к повышению температуры среды работы и ее выдерживание в течении долгого периода.
3. На момент загрузки шихты в топку попадает очень и очень много кислорода, который и нужен для окисления железа.

Во время получения стали мартеновским способом время выдержки шихты составляет 8-16 часов. В течении всего периода печь работает постоянно. Из года в год печная конструкция улучшается, что дает возможность облегчить процесс изготовления стали и получить металлы разного качества.

В кислородных конвертерах

Сегодня проходит производство разной стали в кислородных конвертерах. Эта технология учитывает продувку жидкого чугуна в конвертере. Для этого проходит подача чистого кислорода. К свойствам такой технологии можно отнести приведенные ниже моменты:

1. Конвертор – необходимое оборудование, которое продемонстрировано стальным сосудом грушевидной формы. Вместительность такого приспособления составляет 100-350 тонн. Изнутри конструкция ложиться шамотным кирпичом.
2. Конструкция верхней части предусматривает горловину, которая нужна для загрузки шихты и жидкого чугуна. По мимо этого, через горловину происходит убирание газов, которые образуются в процессе плавления сырья.
3. Заливка чугуна и добавление другой шихты проходит при температуре примерно 1400 градусов по Цельсию. Для того чтобы обеспечить активное окисление железа чистый кислород подается под давлением около 1,4 МПа.
4. При подаче немалого количества кислорода чугун и иная шихта окисляется, что оказывается основой выделения немалого количества тепла. За счёт большого нагрева происходит расплавка всего шихтового материала.
5. В тот фактор, когда из состава убирается избыток углерода, продувка заканчивается, фурма достается из конвертора. В основном, продувка длится в течение 20 минут.
6. На этом этапе получившийся состав имеет очень много кислорода. Собственно поэтому для увеличения рабочих качеств в состав добавляют разные раскислители и легирующие детали. Появляющийся шлак убирается в специализированный шлаковый ковш.
7. Время конверторного плавления может изменяться, в основном, оно составляет 35-60 минут. Время выдержки зависит от типа используемой шихты и объема получаемой стали.

Необходимо учесть, что производительно аналогичного оборудования составляет порядка 1,5 миллионов тонн при вместительности 250 тонн. Применяется эта технология для получения углеродистых, низкоуглеродистых, а еще легированных сталей. Кислородно-конвертерный вариант изготовления стали был разработан достаточно давно, однако сейчас все равно пользуется высокой популярностью. Связывают это с тем, что при использовании такой технологии можно получить качественные металлы, а продуктивность технологии довольно большая.

Напоследок напомним, что дома провести производство стали как правило невозможно. Это связано с необходимостью нагрева шихты до достаточно большой температуры. При этом процесс окисления железа очень сложен, как и убирания плохих примесей

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.