Стомана: производство на стомана, процес и методи. Технология на производството на стомана

Продуктите от стомана, дори и при активно разпределение на пластмаси с висока якост, запазват позициите си на пазара. Карбонови сплави с различни характеристики се използват в апаратурата и в автомобилостроенето, строителството и производството. Уникалната комбинация от еластичност и якост прави материала печеливш по отношение на дългосрочната работа. Съответно продуктите служат по-дълго и по-евтино. Но това не са всички добродетели, които стоманата притежава. Производство на стомана с използването на съвременна технология позволява да се разпределят структурата на метал и допълнителни свойства.

Обща информация за производствените технологии

Основната задача е да се осигури процес технолог в което заготовката се намалява съдържание на въглерод и различни примеси като сяра и фосфор. Основата за приготвянето е чугун. Заслужава да се отбележи, че за производството на чугун пещи се появява през Средновековието, докато първото производство на стомана се реализира само през 1885 г., и до ден днешен на производствените методи, сплав, за да се развиват и да се подобри. Различията в подходите към процеса се дължат главно на начина на окисление на въглерода.

Като суровина се използва чугун. Може да се прилага в твърда или разтопена форма. Също така могат да се използват и продукти, съдържащи желязо, чието производство се осъществява чрез директно редуциране. Практически всички методи за получаване на стомана в една или друга форма също осигуряват процеса на рафиниране от примеси. Например, технологията за конвертори осигурява издуването им с кислород.

Метод на конвертора

С този метод може да се използва като основа основно стопено желязо, както и примеси и отпадъци под формата на руда, метален скрап и поток. Сгъстеният въздух се подава през технологичните отвори към подготвения субстрат, което улеснява извършването на химични реакции. Също така в процеса се осъществява термично действие, при което кислородът и примесите се окисляват. От особена важност са характеристиките на структурата на печката, в която се обработва стоманата. Производството на стомана може да възникне в агрегати с различни облицовки - най-често срещаните начини за защита на конструкции с огнеупорни тухли и доломит. По вид на облицовката, методът на конвертора също се разделя на два други метода: Томас и Бесемер.

Методът на Томас

Специфична особеност на този метод е внимателната обработка на чугун, съдържащ до 2% примеси от фосфор. По отношение на технологията на облицовката, тя се използва калциеви оксиди и магнезий. Благодарение на това решение шлакообразуващите елементи са снабдени с прекомерно количество оксиди. Процесът на изгаряне на фосфор е един от ключовите източници на топлинна енергия в този случай. Между другото, изгарянето с 1% съдържание на фосфор повишава температурата на пещта с 150 ° С. Сплавите на Томас имат ниско съдържание на въглерод и най-често се използват като техническо желязо. В бъдеще се произвеждат тел от него, желязо за покриви В допълнение, производството на стомана (чугун) може да се използва за производство на фосфорна шлака за по-нататъшна употреба като тор на почви с висока киселинност.

Методът Бесемер

Този метод включва обработка на основи, които съдържат малко количество сяра и фосфор. Но в същото време има високо съдържание на силиций - около 2%. По време на процеса на прочистване, силицийът се окислява главно, което допринася за интензивното отделяне на топлина. В резултат на това температурата в пещта се повишава до 1600 ° С. Окисляването на желязо се появява и интензивно като изгарянето на въглерод и силиций. С метода на Бесемер процесът на получаване на стомана осигурява пълен преход на фосфор към стомана. Всички реакции в пещта вървят бързо - средно 15 минути. Това се дължи на факта, че кислородът, издухан от основата от чугун, реагира с подходящите вещества в целия обем. Готовата стомана може да съдържа висока концентрация на железен оксид в разтворена форма. Тази характеристика се отнася до минусите на процеса, тъй като общото качество на метала е понижено. По тази причина се препоръчва да се деоксидизират сплавите преди леене, като се използват специални компоненти под формата на фероманган, феросилиций или алуминий.

Получаване в открити пещи

Ако в случай на процес на преобразуване за производство на метал се предвижда изгаряне на въздух с кислород, методът с отворено огнище изисква включването на железни руди и скрап от ръжда в процеса. От тези материали кислородът образува железен оксид, който също допринася за изгарянето на въглерода. Самата пещ включва топилна вана в основата на конструкцията, която е затворена от топлоустойчива тухлена стена. Също така са предвидени няколко регенераторни камери, които осигуряват предварително нагряване на въздушната маса и газ. Регенериращите блокове са оборудвани със специални дюзи, изработени от огнеупорна тухла.

Подобно на конверторите, пещта за топене на открито функционират периодично. Тъй като се поставят новите партиди за зареждане, т.е. чугунната основа, постепенно се произвежда стомана. Началото е бавен, тъй като обработката на желязо отнема около 7 часа Но мартеновски пещи ви позволяват да коригирате химичните свойства на сплавта чрез въвеждане на добавки, съдържащи желязо в различни пропорции. - руда и скрап се използват за тази цел. В последния етап на образуване на метал, операцията на пещта спира, шлаката се излива и след това се добавя дезоксидатор. Между другото, в такава пещ е възможно да се получи и легирана стомана.

Електротермичен метод

До момента електротермичното производство на стомани се счита за най-ефективно. Така, в сравнение с пещите и конверторите с отворена камера, този метод осигурява възможност за по-прецизен контрол на качеството на стоманата - включително и поради регулирането на химичния състав. Взаимодействието на камерите на пещта с въздушната среда заслужава специално внимание. Електротермичната технология на стоманодобивната промишленост осигурява минимален достъп до въздуха, като вече има други предимства. Например, това свежда до минимум натрупването на железен оксид и чужди частици в сплавта и също така позволява по-ефективно изгаряне на фосфор и сяра.

Високотемпературният режим при 1650 ° C прави възможно топенето на проблемни шлаки, които изискват термична обработка при повишени мощности. Също така в електрически пещи е възможно да се извърши легиране на стомана поради огнеупорни метали, включително волфрам и молибден. Съществува обаче сериозен недостатък при този метод за получаване на стомани. Използваните пещи изискват голямо количество енергия, което прави този процес най-скъп.

Зависимост на свойствата на метала върху основата на елемента

Изпълняващите качества на стоманата се определят от набор от химически елементи, които сплавта е била надарена по време на производствения процес. Един от ключовите компоненти, поради които този метал придобива своите основни свойства под формата на твърдост и якост, е въглерод. Колкото по-високо е, толкова по-надеждна е стоманата. Манганът със силиций има слаб ефект върху качеството на материала, но употребата му е необходима при производството на някои стоманени класове за извършване на процеса на дезоксидация. Сярата и фосфорът имат отрицателен ефект върху образуването на продукта. В зависимост от това каква техника е извършена придобиването, стоманен състав могат да имат различни концентрации на тези елементи. Във всеки случай сярата увеличава крехкостта на метала и също така намалява свойствата на здравина и пластичност. Фосфорът, от своя страна, дава на стоманата студено чуплива, която в процеса на експлоатация може да се изразява чрез чупливост.

Техники за обработка на стомана

Не винаги процесът на окончателно оформяне на структурата на метала завършва след основната разписка. Освен това, за да се подобрят характеристиките на продукта, могат да се използват допълнителни средства за обработка. Те включват методи за деформиране под формата на коване, щамповане и валцуване. Това помага на етапа на производство да образува комплекс от необходими технически свойства, които ще имат готови стомани. Производството на стомана на изхода дава пластична структура и следователно технологиите за първична обработка са доста различни. Така че, в допълнение към деформацията, могат да се прилагат и методи за втвърдяване, закаляване и нормализиране.

заключение

Стоманата е свързана с надеждност и издръжливост. В случая на висококачествени продукти от този вид тези характеристики са оправдани. Например, индивидуалните класове осигуряват доста високо качество на якост и еластичност. В зависимост от това каква технология е извършено придобиването, прилагане на стомана може да бъде насочено към поддържане на твърдостта, способност да издържат на динамични натоварвания и така нататък. Г. най-удобните от гледна точка на технически характеристики позволяват на метала да получава процес на електротермични. Но в същото време е и най-скъпата, поради което тази техника се използва само в специални случаи - за създаване на специални стомани.