Теория сплавов. Производство стали

Лекция 3

План

1.Основные способы производства стали

1.1.Конвертерные способы

1.2.Мартеновские способы

1.3. Выплавка стали в электрических печах

2.Разлив стали

3. Сталь, виды в зависимости от содержания углерода

 

До середины 19 столетия для получения стали использовали тигельную плавку, пудлингование и другие малопроизводительные методы. Со второй половины 19 века начали применять конвертерный и мартеновский способы получения стали, а в 20 веке начали широко использовать электрометаллургические способы, позволяющие выпускать наиболее сложные по составу и высоколегированные стали.

Изобретателем конвертерного способа (бессемеровского) получения стали считают англичанина Г. Бессемера, который предложил способ получение стали без расхода топлива путем продувки воздуха через расплавленный чугун. Позже появились томасовский процесс, русский процесс и многие другие. В настоящее время получили широкое распространение конвертерные способы, где для продувки вместо воздуха применяют кислород.

Конвертер – это большая стальная реторта (вместимость 250-400т), футерованная огнеупором. Исходными материалами являются жидкий передельный чугун из миксеров, скрап (металлический лом) и железная руда, известь для связывания фосфора, который содержится в чугуне и ломе, раскислители (марганец и кремний, а точнее их ферросплавы).

Мартеновским способом получения стали обязаны французскому инженеру П.Мартену, который применил для сталеплавильной печи принцип регенерации тепла отходящих печных газов для подогрева топлива и воздуха, подаваемого в печь. Современные мартеновские печи отапливают смесью доменного и коксовального (иногда природного) газа и оборудуют четырьмя регенераторами с насадками для раздельного подогрева газообразного топлива и воздуха, подаваемого в печь. Мартеновский способ получил широкое применение благодаря возможности использования различного сырья и разнообразного топлива. Различают следующие разновидности мартеновского процесса: скрап-процесс (шихта состоит из 60-70% стального лома и 30-40% твердого чушкового чугуна), скрап-рудный процесс (шихта состоит из 20-50% скрапа, 50-80% жидкого чугуна из миксеров) и для ускорения процесса окисления примесей чугуна загружают 15-30% от массы металлической части шихты гематитовую железную руду.

Выплавка стали в электрических печах позволяет получить более высокую температуру и восстановительную или нейтральную атмосферу, что очень важно при выплавке высоколегированных сталей. Для производства стали применяют трехфазные дуговые электрические печи с вертикальными графитовыми или угольными электродами и непроводящим подом и индукционные.

На металлургических заводах жидкую сталь разливают в слитки, которые служат затем заготовками в прокатных и кузнечных цехах. Сталь разливают либо в изложницы, либо на установке для непрерывной разливки. Слитки для сортового проката имеют круглое сечение. Слитки для листового проката делают плоскими. Различают полученные в изложницах слитки спокойной и кипящей стали.

Сталью называется сплав железа с углеродом, где углерода содержится от 0,022% до 2,14%.

Стали, содержащие углерода менее 0,8% , называются доэвтектоидными.

Стали, содержащие углерода 0,8%, называются эвтектоидными.

Стали, содержащие углерода от 0,8% до 2,14%, называются заэвтектоидными.

 

Домашнее задание: [1] Глава 2, подготовиться к тестированию по Лекции 2