- •Основы металлургического производства содержание
- •Введение
- •Часть 1. Металловедение
- •1. Кристаллическое строение металлов
- •2. Виды кристаллических решеток
- •Кристаллизация
- •Часть 2. Производство чугуна и стали
- •1. Схема металлургического предприятия
- •2. Производство чугуна
- •3. Производство стали
- •1. Мартеновский способ – позволяет перерабатывать чугун в твердом и
- •2. Конверторный способ – основной способ производства стали.
- •3. Производство стали в электропечах.
- •Способы разливки стали
- •Часть 3. Стали. Классификация. Свойства.
- •1. Классификация
- •2. Маркировка стали
- •3. Легированные стали
- •4. Электротехнические стали
- •5. Влияние химических элементов на свойства стали.
- •Свойства стали
- •Часть 4. Методы испытаний стали
- •1. Введение
- •2. Механические испытания
- •2.1 Испытание на растяжение
- •2.2 Испытание на твердость
- •Ударная вязкость
- •3. Технологические испытания
- •4. Испытания оцинкованной стали
- •5. Анализ макро и микроструктуры
- •Часть 5. Прокатное производство
- •1. Основы теории деформации
- •Различают упругую и пластическую деформацию.
- •2. Классификация прокатных станов
- •По взаимному расположению клетей
- •4. По направлению прокатки различают
- •5. По способу прокатки
- •3. Устройство рабочей клети и валков
- •4. Горячая и холодная прокатка
- •5. Термообработка стали
3. Производство стали
Сталь - это сплав железа с углеродом, где углерода до 2,14%. Сталь отличается от чугуна более низким содержанием углерода и других примесей. В сталь перерабатывается основная масса чугуна. Чугун, содержащий углерод в виде химического соединения с железом (карбид железа, называемый цементитом), с пониженным содержанием кремния, идет на передел в сталь. Он называется белым или передельным чугуном.
Главной целью сталеплавильного производства является снижение в чугуне содержания углерода и примесей (кремния, марганца, серы, фосфора и других) с помощью окислительно-восстановительного процесса, протекающего в сталеплавильном агрегате.
Существуют три способа получения стали:
мартеновский;
конвертерный;
электропечной.
1. Мартеновский способ – позволяет перерабатывать чугун в твердом и
жидком состоянии, металлический лом.
Р абочее пространство печи ограничено сверху сводом, а с боков стенками. На передней стенке есть завалочное окно для загрузки шихты, в состав которой могут входить железная руда, флюсы, марганец. Нижняя часть рабочего пространства ограничена подом и откосами, образующими ванну. Под печи имеет наклон в сторону отверстия для выпуска стали. Емкость мартеновских печей достигает 900 тонн.
В качестве топлива в мартеновском процессе используется природный газ. Природный газ и воздух образуют факел для расплавления шихты, которая загружается в плавильное пространство.
По состоянию и количеству чугуна и металлолома, загружаемых в печь, этот способ подразделяется на три вида:
рудный процесс – 90-100% жидкого и твердого чугуна;
скрап - рудный (использовался в мартеновском цехе ОАО
«Северсталь») – 50 - 65% чугуна, остальное металлолом – скрап;
скрап процесс – 10 - 15% чугуна, 65-80% металлолома.
Преимущества:
1. Использование в больших количествах металлического лома;
2. Довольно широкий ассортимент марок качественной стали;
3. Повышенная точность химического состава.
Недостатки:
1. сложность оборудования и трудоемкость процесса плавки;
2. продолжительность плавки и низкая производительность;
3.большой расход топлива.
2. Конверторный способ – основной способ производства стали.
Этот способ заключается в продувке жидкого чугуна и небольшого количества металлического лома кислородом, который окисляет углерод и примеси чугуна, обращает их в газ и шлак. Чугун при этом превращается в сталь.
Окислительный процесс идет с бурным выделением тепла, поэтому топливо не требуется. В соответствии со значительным снижением вредных примесей кислородно – конвертерная сталь хорошо сваривается, не имеет склонности к хрупкому излому, быстрому старению, обладает высокими пластическими свойствами, используется для глубокой и весьма глубокой вытяжки в холодном состоянии.
К онвертер имеет грушевидную форму.
Внутренняя футеровка изготовлена из основных огнеупоров (магнезит, доломит). Он может поворачиваться для технологических операций. Вместимость современных конвертеров до 350 тонн, продолжительность плавки 45 - 50 минут.
Преимущества:
возрастает качество стали;
высокая производительность;
простота конструкции и
обслуживания не требует
больших капитальных затрат.
Недостатки:
ограниченность марок
стали;
велико испарение металла (значительный угар);
невозможность переработки большого количества металлического лома.
Существуют и другие конверторные способы:
Конверторный процесс с донной продувкой.
Бессемеровский процесс – получение стали путем продувки жидкого чугуна воздухом в конверторах с кислой футеровкой.
Томасовский процесс - получение стали путем продувки жидкого чугуна воздухом в конверторах с основной футеровкой.