Производство стали

СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ

Сталью называются сплавы железа с углеродом и другими элементами, содержащие менее 2,14% углерода.
С увеличением процентного содержания углерода прочность стали повышается, а способность к пластической деформации понижается.
Постоянными примесями в стали являются марганец, кремний, сера и фосфор.
Кроме углеродистых широко применяются и легированные стали, в состав которых для улучшения тех или иных свойств дополнительно вводят хром, никель, молибден и другие элементы.

Исходными материалами для получения стали служат: передельный чугун, стальной лом и ферросплавы.
Основная задача передела чугуна в сталь состоит в удалении избытка углерода и примесей с помощью окислительных процессов, протекающих в сталеплавильных агрегатах.
Состав, свойства и качества сталей в значительной степени зависят от её производства.

Основные способы производства стали:
1. Кислородно-конверторный способ – заключается в том, что через жидкий чугун, заливаемый в конвертор, продувается воздух.

Кислород, находящийся в воздухе, вступает в реакцию с углеродом, кремнием, марганцем и другими примесями в чугуне и окисляет их. Процесс выплавки осуществляется только за счет теплоты химических реакций окисления примесей с учетом физической теплоты жидкого чугуна.

Продувка чугуна воздухом производится сверху или через днище в специальных агрегатах – конвертерах.
Вращающиеся роторные конвертеры были созданы в результате совершенствования конвертерного способа.

Печь напоминает бетономешалку и имеет три отверстия: загрузочное, для отвода продуктов горения и летку для выпуска металла.
В разогретую печь загружают железную руду и известь, затем заливают жидкий чугун и в жидкую массу металла поверху подают кислород. От загрузки печи до выхода стали проходит 50 – 60 минут.

Основные способы производства стали:
2. Мартеновский способ – окисление осуществляется также воздухом, но проходящим через шлак, который изолирует расплавленный металл от непосредственного воздействия кислорода воздуха, что уменьшает угар металла и способствует улучшению качества стали.

Основные способы производства стали:
3. В электропечах – наиболее совершенный способ получения стали, имеющий ряд существенных преимуществ по сравнению с производством стали в конверторах и мартеновских печах, а именно:
температура плавильного пространства (достигает 2000ºС) позволяет расплавить металл с высокой концентрацией тугоплавких компонентов (хрома, вольфрама, молибдена, и др.), способствует более полному удалению вредных примесей (серы, фосфора и неметаллических включений);
возможность производства любых марок стали с заданным содержанием легирующих элементов – хром, никель, ванадий, титан и др.;
обеспечивается точность и простота регулирования температуры режима плавки;
значительно уменьшается угар металла и особенно легирующих элементов благодаря регулированию температуры.