Электросталеплавильный способ

Способы производства стали

С момента изобретения стали, менялись и совершенствовались способы ее производства. В настоящее время существует несколько приоритетных способов производства стали. К ним относятся кислородно-конвертерный, мартеновский и электросталеплавильный способы производства (или плавления) стали. В основе всех этих способов лежит окислительный процесс, направленный на снижение в чугуне некоторых веществ. Давайте остановимся на каждом способе более подробно и рассмотрим их отличия.

Кислородно-конвертерный способ

Первое использование кислородно-конвертерного способа приходится на пятидесятые годы двадцатого столетия. В процессе производства стали, чугун продувают в конвертере чистым кислородом. При этом, процесс происходит без затраты топлива. Для того, чтобы переработать 1 тонну чугуна в сталь требуется около 350 кубометров воздуха. Стоит отметить, что кислородно-конвертерный способ получения стали является наиболее актуальным на сегодняшний день. При этом, процесс не ограничивается на одном способе вдувания кислорода. Различают кислородно-конвертерный процесс с комбинированной, верхней и нижней поддувкой. Конвертерный способ производства стали с комбинированной поддувкой является наиболее универсальным.

Для осуществления этого метода необходим конвертер. Подача кислорода осуществляется через водоохлаждаемую фурму под давлением. В данном случае, процесс окисления является наиболее значимым. Окисление чугуна происходит под воздействием дутья. В результате окисления выделяется тепло, что способствует снижению примесей и повышению температуры металла. далее происходит так называемое раскисление металла.

Мартеновский способ

В процессе производства стали мартеновским способом, участвует специальная отражательная печь. Для того чтобы нагреть сталь до нужной температуры (2000 градусов), в печь вводят дополнительное тепло с помощью регенераторов. Это тепло получают за счет сжигания топлива в струе нагретого воздуха. Обязательное условие – топливо должно полностью сгорать в рабочем пространстве. Особенностью мартеновского способа производства стали является то, что количество кислорода, подаваемого в печь, превышает необходимый уровень. Это позволяет создать воздействие на металл окислительной атмосферы. Сырье (чугун, железный и стальной лом) погружается в печь, где подвергается плавлению в течение 4 – 6 часов. В процессе плавления есть возможность проверять качество металла, путем взятия пробы. В мартеновской печи возможно получать специальные сорта стали. Для этого в сырье вводят необходимые примеси.

Электросталеплавильный способ

В результате электросталеплавильного способа, получают сталь высокого качества. Процесс этот происходит в специальных электрических печах. Основной принцип электросталеплавильного способа производства стали – использование электроэнергии для нагрева металла. Механизм производства следующий: в результате горения нагревательного элемента, выделяется тепло, за счет преобразования электроэнергии в тепловую энергию. Важно отметить, что процесс выплавки связан с выработкой шлаков. Качество получаемой стали во многом зависит от количества и состава шлаков. Основной причиной образования шлаков, в процессе производства стали, является окисление шихты из оксидов.

Благодаря шлакам, происходит связь оксидов, которые образуются в процессе окисления чугуна, а так же удаление ненужных примесей. Кроме этого, шлаки являются передатчиками тепла и кислорода. Присутствие шлаков в процессе производства стали оказывает благотворное влияние на качество стали. Определенное соотношение количества шлаков выводит из стали ненужные вредоносные вещества, например, фосфор. Кроме вышеперечисленных способов производства стали, известны и такие способы, как производство стали в вакуумных индукционных печах, плазменно-дуговая сварка.

Давайте подробнее остановимся на способе производства особо чистой стали, а так же жаропрочных сплавов. Суть способа состоит в выплавке в вакуумных печах. После такой выплавки, сталь дополнительно переплавляют вакуумным дуговым переплавом. Что дает возможность получения качественной однородной стали. Такая сталь применяется, в основном, в авиакосмической промышленности, атомной энергетике и других важных отраслях. Мы рассмотрели основные способы производства стали. Выбор способа всегда зависит от поставленных задач, удобства применения оборудования, необходимого качества полученной стали и от других факторов. Естественно, что каждый способ имеет свои преимущества и свои недостатки.

64.Механические свойства стали — наиболее объективные показатели ее качества, отражающие эксплуатационные характеристики отливок. Согласно современным физическим представлениям, механические свойства и целый ряд эксплуатационных свойств сталей являются структурно-чувствительными. Они определяются не столько силами межатомного взаимодействия, сколько наличием структурных несовершенств: точечных (вакансии, междоузельные атомы, атомы примесей), линейных (цепочка точечных дефектов, дислокации), двухмерных (поверхность твердого тела, границы зерен, субзерен, двойников), трехмерных (поры, неметаллические включения, фазы выделения). При нагрузке пластическая деформация и разрушение определяются условиями скольжения дислокаций, которые зависят от взаимодействия последних с другими видами кристаллических дефектов.

Таким образом, в показателях механических свойств сталей суммируется влияние важных технологических факторов: состава, плотности и однородности структуры, природы и характера неметаллических включений. Поэтому значения механических свойств являются уникальными показателями качества стального литья.

В соответствии с ГОСТ 977-88 определение механических свойств стали в отливках проводят на образцах, вырезанных из специально отлитых пробных брусков или отливок. Пробные бруски рекомендуется отливать в середине разливки каждой плавки

65.По химическому составу сталь подразделяют на углеродистую (конструкционную и инструментальную) и легированную (низколегированною и высоколегированную)

66.Вредные примеси: сера, фосфор, а также скрытые примеси – газы: кислород, азот водород.

Сера, фосфор. Сера снижает пластичность и вязкость стали, а также придает стали красноломкость при прокатке и ковке. Повышенное содержание серы допускается лишь в автоматных сталях для изготовления изделий неответственного назначения, т.к. сера улучшает обрабатываемость стали. Основной источник серы в стали - это исходное сырье, т.е. чугун. Фосфор также снижает пластичность железа, т.к. резко отличается от него по типу кристаллической решетки, диаметру атомов и их строению. Основной источник фосфора в стали – это руда, из которой выплавлен исходный чугун.
Кислород, водород, водород, азот.
Даже небольшую присутствие этих примесей оказывает резко отрицательное воздействие на свойства стали. Кислород и азот способствуют снижению вязкости и пластичности стали. Повышенное содержание водорода делает сталь хрупкой, а также приводит к образованию внутренних трещин – флокенов. Для выведения скрытых примесей используется метод вакуумирования.

67. Сталь (от нем. Stahl)^[1] — сплав железа с углеродом и/или с другими элементами. Сталь содержит не более 2,14% углерода (при большем количестве углерода в железе образуется чугун). Углерод придаёт сплавам железа прочность и твёрдость, снижая пластичностьи вязкость

тали делятся на конструкционные и инструментальные. Разновидностью инструментальной является быстрорежущая сталь.

По химическому составу стали делятся на углеродистые^[2] и легированные^[3]; в том числе по содержанию углерода — на низкоуглеродистые (до 0,25% С), среднеуглеродистые (0,25—0,6% С) и высокоуглеродистые (0,6—2% С); легированные стали по содержанию легирующих элементов делятся на низколегированные — до 4% легирующих элементов, среднелегированные — до 11% легирующих элементов и высоколегированные — свыше 11% легирующих элементов.

Стали, в зависимости от способа их получения, содержат разное количество неметаллических включений. Содержание примесей лежит в основе классификации сталей по качеству: обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особо высококачественные.

По структуре сталь разделяется на аустенитную, ферритную, мартенситную, бейнитную и перлитную. Если в структуре преобладают две и более фаз, то сталь разделяют на двухфазную и многофазную.

По степени раскисления и характеру затвердевания — стали спокойные, полуспокойные и кипящие.

68.Алюми́ний — элемент 13-й группы периодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации — элемент главной подгруппы III группы), третьего периода, с атомным номером 13. Обозначается символом Al (лат. Aluminium). Относится к группе лёгких металлов. Наиболее распространённый металл и третий по распространённости химический элемент в земной коре (послекислорода и кремния).

Простое вещество алюминий (CAS-номер: 7429-90-5) — лёгкий, парамагнитный металл серебристо-белогоцвета, легко поддающийся формовке, литью, механической обработке. Алюминий обладает высокой тепло- иэлектропроводностью, стойкостью к коррозии за счёт быстрого образования прочных оксидных плёнок, защищающих поверхность от дальнейшего взаимодействия.

69.Изобретение относится к металлургии, в частности к получению легких сплавов на основе алюминия. В расплав на основе алюминия вводят лигатуру, содержащую частицы тугоплавкого соединения. В качестве лигатуры используют порошок микронных размеров тугоплавкого соединения, частицы которого покрывают слоем равномерно перемешанной смеси нанопорошка алюминия и углеродных нанотрубок, при следующем соотношении компонентов, мас.%: тугоплавкое соединение 80-90, нанопорошок алюминия 5-10, углеродные нанотрубки 5-10. Обеспечивается повышение прочности и износоустойчивости дисперсно-упрочненных легких сплавов на основе алюминия. 1 з.п. ф-лы, 1 пр.

70. Алюминиевые сплавы представляют собой двойные, тройные и более сложные системы с различной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Для упрощения маркировки в обозначении некоторых сплавов, кроме алюминия, с помощью букв отражается еще один элемент (основной компонент), а цифрами - его процентное содержание;

АМц - алюминиево-марганцевый сплав.

АМг - алюминиево-магниевый.

АВ - алюминиево-кремниевый (авиаль).

Д - дуралюмин.

В - высокопрочный сплав.

В маркировке сплавов после цифр могут быть еще буквы, которые обозначают состояние поставки проката или листа, то есть вид механической или термической обработки металла.

71. Сортамент листовой и профильной стали. Стальные конструкции изготовляют из элементов, получаемых прокаткой (листы и профильная сталь). В строительстве применяют следующие виды проката:

-толстолистовой — толщиной 4—160 мм, для изготовления листовых конструкций (резервуаров, газгольдеров и др.), стенок балок, фасонок ферм и др.;

-тонколистовой — толщиной 0,5—4 мм, для изготовления гнутых профилей, устройства покрытий и т. п.;

-широкополосный, для изготовления сварных балок и колонн;

-уголковые профили — равнополочные и неравнополочные, применяются для изготовления ферм и других решетчатых конструкций;

-швеллеры и двутавры применяются для изготовления балок и колонн;

-гнутые профили, получаемые холодным способом из листов толщиной 2—10 мм, предназначенные для изготовления легких конструкций различной формы, эффективность гнутых профилей ПО’ сравнению с прокатными — их большая жесткость и легкость;

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: