Регион:

Производство стали в России

Производство стали в России

Задача производства стали из чугуна – убрать излишний углерод и ввести в ряде случаев с целью получения конкретных видов сталей определенные легирующие элементы. Наиболее старым является предложенный Бессемером способ рафинирования стали в специальных грушевидных железных сосудах, так называемых конвертерах, выложенных изнутри кирпичом из кремнезема и вмещающих до 40-50 тонн чугуна. Конвертер может вращаться на горизонтальных цапфах при помощи зубчатых колес. Ко дну конвертера, в котором находится много мелких отверстий, приделана воздушная камера   для нагнетания воздуха. Конвертер переводят в горизонтальное состояние и заполняют расплавленным чугуном, после чего ставят в вертикальное положение, начинают дутье воздуха, что способствует эффективному выгоранию углерода. Весь процесс обезуглероживания длится 10-20 минут, после чего конвертер можно опорожнять, повернув его отверстием вниз.

Вместе с углеродом, причем перед ним, выгорают, превращаясь в шлаки, кремний и марганец.

Бессемеровским способом получают малоуглеродистые стали, содержащие менее 0,35 углерода. Если желают получить сталь с более высоким содержанием углерода, то либо заканчивают продувку воздухом раньше, пока еще не весь углерод выгорел, либо прибавляют в конвертер некоторое количество богатого углеродом чугуна и еще некоторое время продувают воздух для перемешивания.

Однако если чугун в заметных количествах содержит фосфор, то удалить его при стандартной обкладке конвертера не удается. В таких случаях обкладка конвертера делается из смеси оксидов магния и кальция, получаемых прокаливанием доломита MgCO3 * CaCO3 кроме того, к самому чугуну прибавляют 10 - 15% извести. Это так называемый томасовский способ получения стали. Образующаяся при сгорании фосфора пятиокись соединяется с известью, образуя шлаки.

Но бессемеровский и томасовский способы производства стали обладают рядом недостатков. Ввиду интенсивности окислительного процесса происходит значительный угар металла (выход годного 90%, а для малоуглеродистых сталей и того меньше). Получаемый металл сильно загрязнен шлаками.

Более современным является способ, предложенный инженером Мартеном (мартеновский способ), при котором переработку чугуна производят в регенеративных печах путем сжигания горючих газов над поверхностью расплава. В печи сплавляют чугун вместе с железным ломом и некоторым количеством руды. Выгорание происходит отчасти за счет кислорода воздуха, поступающего в печь вместе с горючими газами, отчасти за счет кислорода прибавленной руды.

Как и в двух предыдущих способах, можно применять как кислую обкладку из кремнезема, так и основную из извести. Добавляя к чугуну железный лом и руду в той или иной пропорции, можно получить сталь с любым содержанием углерода, обладающую более высокими качествами, чем по бессемеровскому и томасовскому способам.

Для получения стали с более воспроизводимым химическим составом используются также электрические печи. Источником тепла в этих печах служит электрическая энергия, вследствие чего процесс выплавки значительно упрощается и создаются благоприятные условия для регулирования режима печи. Наиболее распространены печи, в которых нагревание осуществляется при помощи электрической дуги, причем легко достигается температура 2000°С и выше. Сам процесс выплавки стали  в  электрической  печи  почти  не  отличается  от мартеновского, но благодаря возможности точно регулировать температуру печи и, следовательно, течение процесса, сталь получается более высокого качества.

Наконец, существуют варианты тигельной плавки, но они относятся к получению дорогих сортов специальных сталей, поэтому они только упоминаются.

Возможно Вас так же заинтересуют следующие статьи:

comments powered by HyperComments