Каталог оборудования:

Партнёры

Инструкции и паспорта

banner 28

Ответы на вопросы

banner 29

Оборудование БУ

banner 30

Производство стали:

Главная » Блог » Производство стали

Впервые человек познакомился с железом тысячи лет назад ещё в каменном веке. Первоначально это было метеоритное железо. Люди пытались его обработать при помощи холодной ковки. Затем, найдя самородные слитки, плавили их на кострах и в примитивных печках. Так началась сначала эпоха медного века, а затем и бронзового. Тогда люди впервые поняли, что метал можно обрабатывать при помощи литья.

 

Позднее научились выплавлять сталь из оксидной руды. Для того чтобы выделить чистый металл необходимо восстановить руду до чугуна, а уже затем очистить его от лишних углеродов. Эти процессы начали проводить в доменной печи, куда загружают основные материалы – железную руду, топливо и флюсы. В качестве топлива используют кокс, получаемый из угля.

 

 индукционные тигельные печи

 

Горячий воздух подаётся снизу и в результате коксующийся уголь, расположенный также в нижней части печи, начинает сгорать и происходит первоначальное восстановление железа. Сначала плавятся и превращаются в шлак пустая порода и различные примеси. По мере сгорания топлива, руда опускается постепенно вниз и при температуре 700-900 градусов Цельсия восстановление происходит при помощи газа СО. Таким образом, восстанавливается от 60 до 80% железа. Далее, уже при температуре свыше 950 градусов происходит восстановление твёрдым углеродом из кокса. Также часть железа образуется во время реакций с водородом, выделяемым при разложении паров воды. Доменная печь работает постоянно в течение нескольких лет. За сутки можно выплавить таким способом около 2000 т чугуна.

 

Полученный чугун бывает литейным, специальным и передельным. Всё зависит от содержания в нём углерода. Из передельного чугуна потом выплавляют сталь, в нём наибольшее содержание углерода и он очень хрупкий. Если же в руду добавить больше полезных примесей таких, как магний, марганец или кремний, то такой чугун будет более прочным и из него уже можно отливать детали или производить ковку.

 

В древности лишний углерод убирали из металла при помощи ковки на воздухе, с периодическим помещением заготовки в горящий горн. В восточных странах, чтобы добиться нужной прочности, спекали чугун с железной рудой и затем выполняли поковку.

 

В конце XVIII века англичанином Генри Кортом была изобретена пудлинговая печь, которая на долгое время стала использоваться в качестве основного преобразователя чугуна в малоуглеродистое железо. Это позволило в несколько раз снизить трудозатраты по выплавке стали.

 

Но настоящий прорыв в металлургии произошёл после изобретения англичанами Бессемером и Томасом кислородно-конверторного процесса получения стали. Помимо ещё большего снижения трудозатрат, произошло значительное удешевление стали. Считается, что это изобретение дало толчок развитию научно-технического прогресса. Суть процесса заключается в продувании расплавленного чугуна в печи струёй воздуха, обогащенного кислородом. В результате получается убрать лишний углерод и повысить прочность стали. В то же время таким способом не удаётся избавиться в металле от вредных примесей таких, как фосфор или сера, что негативно сказывалось на характеристиках металла.

 

Позже выяснилось, что добавление в руду некоторых компонентов – флюсов, позволяет значительно уменьшить уровень вредных примесей в стали. Ненужные вещества связываются и поднимаются в виде шлака на поверхность жидкого металла. Позже шлак сливают и в дальнейшем его можно использовать в качестве стройматериалов или же добывать из него редкие металлы, которые также поднимаются на поверхность во время плавки и содержатся в шлаке.

 

Со временем кислородно-конверторный способ получения стали постепенно модернизировали. Так, например, в конце XIX века начали массово внедрять процессы ректификации под высоким давлением. В результате этого в подобных печах стало возможным применение для продувки чистого кислорода вместо воздуха, что ещё больше повышало качество стали и ускоряло сам процесс. Также наряду с флюсами в плавках стали использоваться ферросплавы – чугуны с очень большим содержанием какого-нибудь активного элемента. Чаще всего в роли легирующих материалов выступают кремний, хром, никель, молибден, титан. Это позволили дополнительно выпускать сотни сортов стали с необходимыми характеристиками.

 

В настоящее же время помимо перечисленных способов получения стали, активно используются в производстве металлов мартеновские и индукционные тигельные печи. А в последние годы активно развивается направление порошковой металлургии - относительно новый способ получения сплавов.




Количество комментариев:0

ОтменитьДобавить комментарий