Как плавят сталь на заводах

Обновлено: 22.01.2025

После угля, цемента, нефти и древесины сталь является самым используемым материалом в мире. Из нее делают детали для автомобилей, самолетов и поездов, ее применяют в производстве бытовой техники, посуды, труб и много где еще. Причина такой востребованности проста. Дело в том, что сталь — материал ковкий и крайне прочный, он легко принимает форму, а при наличии правильного количества примесей практически не поддается коррозии.

О том, как она производится, читайте в этом материале.

Немного истории

Первые изделия из стали были созданы еще до нашей эры. Тогда для производства использовались так называемые сыродутные печи. Механизм их работы был прост: древесный уголь и куски железа слоями закладывали в выкопанную яму. В процессе горения между ними продували холодный воздух, что приводило к соединению кислорода с углеродом, находящимся в руде. В результате образовывался кусок «запеченного» железа с примесями шлаков, который после нагревали и выковывали.

Именно этой технологией несколько сотен лет пользовались люди в разных странах, чаще всего, для создания оружия. Так, например, около 200 лет до нашей эры кельты модернизировали этот способ: они резали кованое железо на тонкие полоски, складывали их в контейнер с обожженными костями, а затем нагревали его 10–12 часов на сильном огне. Позже получившиеся куски сваривали между собой и ковали ножи. Именно такой «кельтский» способ производства в 1050 г. нашей эры скопировали викинги и немцы, которые так делали стальные клинки. Стальное оружие изготавливали в Европе, Японии и других странах.

Проблема заключалась лишь в том, что наши предки не могли разогреть железо до температуры плавления — 1540 градусов по Цельсию. Поэтому им и приходилось спекать куски, что было очень трудоемко. Однако в XVIII веке все изменилось, когда английский металлург Бенджамин Гентсман открыл производство литейной стали. Для этого он переплавлял куски чугуна и сварного железа с примесью флюса, то есть вещества, которое помогало отделять металл от пустой породы. В континентальную Европу этот метод просочился только в начале XIX века благодаря предпринимателю Фридриху Круппу, основавшему первый литейный завод в Германии.

С тех пор сталь получила широкое распространение и применялась, прежде всего, в военной промышленности.

Производственный процесс

Сталь — это сплав железа с углеродом, в котором содержится не менее 45% железа и от 0,02 до 2,14% углерода. Именно от последнего элемента зависят основные свойства стали.

Чтобы производить сталь, нужно для начала добыть руду и каменный уголь, а затем обработать их специальным способом. Железную руду необходимо обогатить. Для этого ее дробят, а затем магнитом отделяют кусочки, в которых присутствует металл. С углем тоже не все так просто, поскольку в природном виде он содержит большое количество примесей, поэтому его также перемалывают, а затем просушивают в специальной «духовке», получая кокс.

Когда обогащенная железная руда и кокс подготовлены, их смешивают с известью и отправляют в печь, где при высокой температуре выплавляется чугун. А уже из чугуна производится сталь.

Чугун обогащен углеродом, который придает сплаву хрупкость. Также в нем все еще много ненужных примесей. Поэтому главные задачи при производстве качественной стали — вывести из состава как можно больше ненужных веществ, а также уменьшить концентрацию углерода до необходимых значений (от 0,02 до 2,14%).

Три основных стадии производства стали

На данном этапе в ванну, расположенную в печи, закладывается шихта — в нашем случае, смесь чугуна с примесями других элементов. Смесь нагревается и расплавляется, а железо окисляется (то есть, забирает кислород), при этом оно окисляет примеси металлов, а именно фосфор, кремний и марганец. Главная задача первой стадии технологического процесса — удаление фосфора.

Итак, ванна нагревается. Под действием температуры часть примесей отделяются и поднимаются на поверхность, превращаясь в шлак. В это время оксид фосфора с оксидом железа создает неустойчивое соединение, которое реагирует с поднявшимся в шлак оксидом кальция. В результате еще одной химической реакции ненужный фосфор остается на поверхности, откуда его можно легко удалить.

Температуру в печи повышают, а внутрь нагнетают чистый кислород. Из-за этого углерод, находящийся в смеси, начинает окисляться — то есть взаимодействовать с кислородом. Соединившись с ним, он превращается в газообразный оксид углерода и с пузырьками покидает смесь. Это создает эффект кипения ванны.

В результате такого взаимодействия количество углерода снижается. А мы с вами помним: чем меньше углерода — тем крепче сплав. Так чугун начинает превращаться в сталь.

Еще один побочный, но полезный эффект процесса заключается в том, что к всплывающим пузырькам «прилипают» неметаллические примеси, что приводит к улучшению качества расплавленного металла. При этом вредная для стали сера также удаляется на этом этапе: когда температура повышается, она в составе сульфида железа реагирует с кальцием и отправляется в шлак. При этом металл остается в смеси.

Итак, количество углерода снизили. Однако в результате химических реакций в смеси теперь достаточно много кислорода, который негативно влияет на свойства стали. Очевидно, что его необходимо удалить. Этот процесс и называется раскислением.

Способов существует несколько, но самых распространенных два. Смысл в том, что в ванну добавляют металлы, которые реагируют с кислородом гораздо активнее, чем железо. В одном случае их примешивают к непосредственно к сплаву, в другом — к шлаку. В результате химической реакции чистое железо отделяется от кислорода и остается в смеси, в то время как кислород с добавленными металлами собирается на поверхности.

В результате концентрация железа увеличивается, кислорода — уменьшается. Так получается сталь. Добавим, что отделившийся шлак не выбрасывают, а пускают в производство. Например, из него делают черепицу и кирпич, добавляют в цемент и так далее.

Разновидности и применение

Сталь можно классифицировать несколькими способами. Прежде всего, она делится по химическому составу с учетом наличия или отсутствия примесей:

• Углеродистые стали не содержат примесей. В зависимости от количества углерода в составе, бывают низкоуглеродистые (до 0,25%), среднеуглеродистые (0,3–0,55%) и высокоуглеродистые (0,6–2,14% С). Напоминаем, чем больше углерода в составе, тем более прочной, но менее пластичной она становится.

• Легированные содержат различные примеси, в зависимости от их количества делятся на низколегированные — до 4% легирующих элементов, среднелегированные — до 11% и высоколегированные — свыше 11% примесей.

По назначению стали делятся на множество категорий, расскажем об основных.

• Конструкционные. Используются для изготовления деталей, механизмов и конструкций в строительстве и машиностроении. Бывают легированными и углеродистыми, в зависимости от необходимых свойств сплава.

Что делают: проволоку, гвозди, крепежные детали, пружины, железнодорожные и трамвайные вагоны, детали автомобилей.

• Нержавеющие. Легированная сталь, которая устойчива к коррозии в атмосфере и агрессивных средах. Ее получают путем добавления в сплав азота, алюминия, серы, кремния, хрома, никеля, меди, титана и других элементов.

Что делают: кухонную технику (плиты, холодильники, микроволновки), сантехнику, посуду, части мебели и окон, ограждения и водостоки, ключевые узлы в автомобилях (двигатели, коробки передач), трубы в химической промышленности, элементы фильтров и так далее.

• Инструментальные. Сталь с содержанием углерода от 0,7% и выше. Отличается твердостью и плотностью и, как не трудно догадаться, из нее изготавливают инструменты.

Что делают : колуны, молотки, кусачки, плоскогубцы, пилы, стамески, напильники, бритвенные лезвия и ножи, хирургические инструменты, отвертки, заклепки и многое другое.

• Жаропрочные. Легированная сталь, которая отличается способностью работать под напряжением в условиях повышенных температур без заметной остаточной деформации и разрушения.

Что делают : детали конструкций двигателей внутреннего сгорания, клапаны авиационных поршневых моторов, элементы газовых турбин, части реактивных двигателей и так далее.

• Криогенные. Легированные стали, которые могут выдерживать температуру ниже точки кипения кислорода, то есть ниже -183 градусов по Цельсию. Для получения этих свойств в сплав добавляются никель, хром и марганец.

Что делают: детали арматуры, части авиакосмической техники, детали сверхпроводящих магнитов и установок термоядерного синтеза.

Сталь сегодня. Крупнейшие российские производители

В 2021 г. мировое производство стали достигло рекордного значения — 1950,5 млн тонн. Лидером, несмотря на снижение выпуска, остается Китай. На втором месте находится Индия, на третьем — Япония. Четвертую строчку в рейтинге занимает США. Россия в этом списке располагается на пятой позиции.

Крупнейшие российские производители стали — НЛМК, ММК, Северсталь и Евраз.

Это международная сталелитейная компания с активами в России, США и странах Европы. Основное предприятие — Новолипецкий металлургический комбинат, построенный в 1930-ых гг. В группу входят площадки, на которых происходит полный производственный цикл — от добычи сырья до выпуска готовой продукции.

Металлопродукция НЛМК применяется в стратегических отраслях экономики: от машиностроения и строительства до производства труб большого диаметра и энергетического оборудования.

На 2021 г. компания — крупнейший производитель стали в России.

Магнитогорский металлургический комбинат — одно из крупнейших предприятий отрасли в СНГ. Его строительство началось в 1929 г. ММК входит в число крупнейших мировых производителей стали, имеет сталеплавильное производство в Турции.

ММК производит различную металлопродукцию, которая используется в автопроме, судо- и мостостроении, в производстве бытовой техники, трубной промышленности, а также в производстве товаров народного потребления.

В 2021 г. выручка ММК выросла на 86,6% относительно предыдущего года. Компания поставляет продукцию в регионы РФ и страны ближнего зарубежья.

Череповецкий металлургический комбинат должны были построить в 1940-х гг., однако этого не произошло из-за начала Великой отечественной войны. Поэтому свою историю компания отчитывает с 1955 г., когда было запущено производство. Комбинат является одним из ведущих производителей стали в России на листовом прокате. Также занимается производством труб, добычей и обогащением железной руды

По итогам 2021 г. компания представила сильные результаты. Ее выручка увеличилась, несмотря на снижение цены на стальную продукцию.

В феврале 1992 г. была основана компания Евразметалл, которая занималась продажей металлопродукции. В 1995 г. ее в состав вошел Нижнетагильский металлургический комбинат (НТМК), в 2002 г. — Западно-Сибирский металлургический комбинат (ЗСМК).

Evraz Group имеет активы в России, Канаде, США, Италии, Казахстане и Чехии. Штаб-квартира находится в Лондоне.

НТМК занимается доменным, коксохимическим, прокатным, сталеплавильным и кислородным производствами. Комбинат выпускает чугун, шлак, сталь для железнодорожного транспорта, в том числе, профили для вагоностроения, рельсы и колеса. Также из стали на предприятии делают трубы большого диаметра для магистральных газопроводов. НТМК производит более 1200 марок стали.

В ЗСМК занимаются доменным, сталепрокатным, коксохимическим и другими видами производств. Выпускаются проволока, стальные трубы, рельсы, товары народного потребления, металлургическая продукция для строительной отрасли.

Интересные факты

• Сталь — один из самых перерабатываемых металлов в мире, потому что его легко переплавить. По статистике, более 60% сплава перерабатывается. Это значит, что больше половины всей стали используется повторно.

• Нержавеющую сталь изобрели случайно. Английский металлург Гарри Брирли пытался создать сплав, который бы защитил жерла пушек от эрозии, то есть от износа, связанного с высокими температурами. Однако в процессе исследования выяснилось, что если сталь содержит от 12 до 20% хрома, то она сопротивляется кислотной коррозии.

• Существует мыло из нержавеющей стали. Если подержать его в руках какое-то время, оно удалит любой, даже самый неприятный запах.

• Высота Эйфелевой башни в зависимости от времени года может меняться на 15 сантиметров. Это связано с тем, что стальные элементы конструкции имеют свойство сжиматься при охлаждении и расширяться при нагреве.

• Для постройки некоторых спутников, измеряющих радиацию в космосе, в 1950-ых гг. американцы подняли со дна стальные части затонувшего в 1919 г. корабля «Кронпринц Вильгельм».

БКС Мир инвестиций

3 обучающих курса

Copyright © 2008– 2022 . ООО «Компания БКС» . г. Москва, Проспект Мира, д. 69, стр. 1
Все права защищены. Любое использование материалов сайта без разрешения запрещено.
Лицензия на осуществление брокерской деятельности № 154-04434-100000 , выдана ФКЦБ РФ 10.01.2001 г.

Данные являются биржевой информацией, обладателем (собственником) которой является ПАО Московская Биржа. Распространение, трансляция или иное предоставление биржевой информации третьим лицам возможно исключительно в порядке и на условиях, предусмотренных порядком использования биржевой информации, предоставляемой ОАО Московская Биржа. ООО «Компания Брокеркредитсервис» , лицензия № 154-04434-100000 от 10.01.2001 на осуществление брокерской деятельности. Выдана ФСФР. Без ограничения срока действия.

* Материалы, представленные в данном разделе, не являются индивидуальными инвестиционными рекомендациями. Финансовые инструменты либо операции, упомянутые в данном разделе, могут не подходить Вам, не соответствовать Вашему инвестиционному профилю, финансовому положению, опыту инвестиций, знаниям, инвестиционным целям, отношению к риску и доходности. Определение соответствия финансового инструмента либо операции инвестиционным целям, инвестиционному горизонту и толерантности к риску является задачей инвестора. ООО «Компания БКС» не несет ответственности за возможные убытки инвестора в случае совершения операций, либо инвестирования в финансовые инструменты, упомянутые в данном разделе.

Информация не может рассматриваться как публичная оферта, предложение или приглашение приобрести, или продать какие-либо ценные бумаги, иные финансовые инструменты, совершить с ними сделки. Информация не может рассматриваться в качестве гарантий или обещаний в будущем доходности вложений, уровня риска, размера издержек, безубыточности инвестиций. Результат инвестирования в прошлом не определяет дохода в будущем. Не является рекламой ценных бумаг. Перед принятием инвестиционного решения Инвестору необходимо самостоятельно оценить экономические риски и выгоды, налоговые, юридические, бухгалтерские последствия заключения сделки, свою готовность и возможность принять такие риски. Клиент также несет расходы на оплату брокерских и депозитарных услуг, подачи поручений по телефону, иные расходы, подлежащие оплате клиентом. Полный список тарифов ООО «Компания БКС» приведен в приложении № 11 к Регламенту оказания услуг на рынке ценных бумаг ООО «Компания БКС». Перед совершением сделок вам также необходимо ознакомиться с: уведомлением о рисках, связанных с осуществлением операций на рынке ценных бумаг; информацией о рисках клиента, связанных с совершением сделок с неполным покрытием, возникновением непокрытых позиций, временно непокрытых позиций; заявлением, раскрывающим риски, связанные с проведением операций на рынке фьючерсных контрактов, форвардных контрактов и опционов; декларацией о рисках, связанных с приобретением иностранных ценных бумаг.

Приведенная информация и мнения составлены на основе публичных источников, которые признаны надежными, однако за достоверность предоставленной информации ООО «Компания БКС» ответственности не несёт. Приведенная информация и мнения формируются различными экспертами, в том числе независимыми, и мнение по одной и той же ситуации может кардинально различаться даже среди экспертов БКС. Принимая во внимание вышесказанное, не следует полагаться исключительно на представленные материалы в ущерб проведению независимого анализа. ООО «Компания БКС» и её аффилированные лица и сотрудники не несут ответственности за использование данной информации, за прямой или косвенный ущерб, наступивший вследствие использования данной информации, а также за ее достоверность.

Выплавка стали: технология, способы, сырье

Железную руду получают привычным способом: открытой или подземной добычей и последующей транспортировкой для первоначальной подготовки, где материал измельчается, промывается и перерабатывается.

Руду засыпают в доменную печь и подвергают струйной обработке горячим воздухом и теплом, который превращает ее в расплавленное железо. Далее оно извлекается из нижней части печи в формы, известные как свиньи, где происходит остывание для получения чугуна. Он превращается в кованое железо или перерабатывается в сталь несколькими способами.

Что такое сталь?

Вначале было железо. Оно является одним из наиболее распространенных металлов в земной коре. Его можно встретить почти везде, в сочетании со многими другими элементами, в виде руды. В Европе начало работы с железом датируется 1700 г. до н.э.

В 1786 году французские ученые Бертолле, Мондж и Вандермонде точно определили, что разница между железом, чугуном и сталью обусловлена различным содержанием углерода. Тем не менее сталь, изготовленная из железа, быстро стала самым важным металлом промышленной революции. В начале XX века мировое производство стали составило 28 миллионов тонн - это в шесть раз больше, чем в 1880 году. К началу Первой мировой войны ее производство составляло 85 миллионов тонн. В течение нескольких десятилетий она практически заменила железо.

Содержание углерода влияет на характеристики металла. Существует два основных вида стали: легированная и нелегированная. Сплав стали относится к химическим элементам, отличным от углерода, добавленного к железу. Таким образом, для создания нержавеющей стали используется сплав 17 % хрома и 8 % никеля.

В настоящее время существует более 3000 каталогизированных марок (химических составов), не считая тех, которые созданы для удовлетворения индивидуальных потребностей. Все они способствуют превращению стали в наиболее подходящий материал для решения задач будущего.

Сырье для выплавки стали: первичное и вторичное

Выплавка данного металла с использованием многих компонентов – самый распространенный способ добычи. Шихтовые материалы могут быть как первично используемые, так и вторично. Основной состав шихты, как правило, составляет 55 % чугуна и 45 % оставшегося металлолома. Ферросплавы, переделанный чугун и технически чистые металлы используются как основной элемент сплава, ко вторичным, как правило, относят все виды черного металла.

Железная руда является самым важным и основным сырьем в черной металлургии. Для производства тонны чугуна требуется около 1,5 тонны этого материала. Для производства одной тонны чугуна используется около 450 тонн кокса. Многие металлургические заводы применяют даже древесный уголь.

Вода - важное сырье для черной металлургии. Она в основном используется для закалки кокса, охлаждения доменных печей, производства пара в дверях угольной печи, работы гидравлического оборудования и удаления сточных вод. Для производства тонны стали требуется около 4 тонн воздуха. Флюс используется в доменной печи для извлечения загрязнений из плавильной руды. Известняк и доломит объединяются с экстрагированными примесями с образованием шлака.

Как дутьевые, так и стальные печи, облицованы огнеупорами. Они используются для облицовочных печей, предназначенных для плавки железной руды. Диоксид кремния или песок используется для формования. Для производства стали различных марок применяют цветные металлы: алюминий, хром, кобальт, медь, свинец, марганец, молибден, никель, олово, вольфрам, цинк, ванадий и др. Среди всех этих ферросплавов марганец широко используется в выплавке стали.

Железные отходы, полученные из демонтированных конструкций заводов, механизмов, старых транспортных средств и т. д., перерабатываются и широко используются в этой отрасли.

Чугун для стали

Выплавку стали с использованием чугуна производят гораздо чаще, чем с другими материалами. Чугун - это термин, который обычно относится к серому железу, однако он также идентифицирован с большой группой ферросплавов. Углерод составляет примерно от 2,1 до 4 мас.%, тогда как кремний составляет обычно от 1 до 3 мас.% в сплаве.

Выплавка чугуна и стали проходит при температуре плавления между 1150 и 1200 градусов, что примерно на 300 градусов ниже, чем температура плавления чистого железа. Чугун также демонстрирует хорошую текучесть, отличную обрабатываемость, устойчивость к деформации, окислению и отливке.

Сталь также является сплавом железа с переменным содержанием углерода. Содержание углерода в стали составляет от 0,2 до 2,1 мас.%, И это наиболее экономичный легирующий материал для железа. Выплавка стали из чугуна полезна для различных инженерных и конструкционных целей.

Железная руда для стали

Процесс выплавки стали начинается с переработки железной руды. Породу, содержащую железную руду, измельчают. Руду добывают с использованием магнитных роликов. Мелкозернистая железная руда перерабатывается в крупнозернистые комки для использования в доменной печи. Уголь очищается от примесей в коксовой печи, что дает почти чистую форму углерода. Затем смесь железной руды и угля нагревают для получения расплавленного железа или чугуна, из которого производится сталь.

В основной кислородной печи расплавленная железная руда является основным сырьем и смешивается с различными количествами стального лома и сплавов для производства различных марок стали. В электродуговой печи переработанный стальной лом расплавляется непосредственно в новую сталь. Около 12% стали изготовлено из переработанного материала.

Технология выплавки

Плавление - процесс, посредством которого металл получают либо в виде элемента, либо как простое соединение из его руды путем нагревания выше температуры плавления обычно в присутствии окислителей, таких как воздух, или восстановителей, таких как кокс.

В технологии выплавки стали металл, который сочетается с кислородом, например оксидом железа, нагревается до высокой температуры, и оксид образуется в сочетании с углеродом в топливе, выходящим как монооксид углерода или диоксид углерода.
Другие примеси, все вместе называемые жилами, удаляются добавлением потока, с которым они объединяются, образуя шлак.

В современных плавках стали используется отражательная печь. Концентрированная руда и поток (обычно известняк) загружаются в верхнюю часть, а расплавленный штейн (соединение меди, железа, серы и шлака) вытягивается снизу. Вторая термообработка в конвертерной печи необходима для удаления железа из матовой поверхности.

Кислородно-конвекторный способ

Кислородно-конвертерный процесс является ведущим процессом сталеплавильного производства в мире. Мировое производство конвертерной стали в 2003 году составило 964,8 млн тонн или 63,3 % от общего производства. Производство конвертера является источником загрязнения окружающей природной среды. Основными проблемами этого являются снижение выбросов, сбросов и уменьшение отходов. Суть их заключается в использовании вторичных энергетических и материальных ресурсов.

Экзотермическое тепло генерируется реакциями окисления во время продувки.

Основной процесс выплавки стали с использованием собственных запасов:

Расплавленный чугун (иногда называемый горячим металлом) из доменной печи выливается в большой огнеупорный футерованный контейнер, называемый ковшом.
Металл в ковше направляется непосредственно для основного производства стали или стадии предварительной обработки.
Высокочистый кислород под давлением 700-1000 килопаскалей вводится со сверхзвуковой скоростью на поверхность ванны железа через охлаждаемую водой фурму, которая подвешена в сосуде и удерживается в нескольких футах над ванной.

Решение о предварительной обработке зависит от качества горячего металла и требуемого конечного качества стали. Самые первые конвертеры со съемным дном, которые могут быть отсоединены и отремонтированы, все еще используются. Были изменены копья, используемые для дутья. Для предотвращения заклинивания фурмы во время продувки применялись щелевые манжеты с длинным сужающимся медным наконечником. Кончики наконечника после сгорания сжигают CO, образующийся при выдувании в CO₂, и обеспечивают дополнительное тепло. Для отвода шлака используются дротики, огнеупорные шарики и шлаковые детекторы.

Кислородно-конвекторный способ: достоинства и недостатки

Не требует затрат на оборудование по очищению от газа, так как пылеобразование, т. е. испарение железа, снижено в 3 раза. За счет снижения выхода железа наблюдается рост выхода жидкой стали в 1,5 - 2,5 %. Преимуществом стало и то, что интенсивность продувки в таком способе увеличивается, что дает возможность повысить производительности конвертера на 18 %. Качество стали выше, потому что температура в зоне продувки снижена, что приводит к уменьшению образования азота.

Недостатки данного способа выплавки стали привели к снижению спроса на потребление, так как повышается уровень потребления кислорода на 7 % из-за большого расхода на сжигание топлива. Наблюдается повышенное содержание водорода в переработанном металле, из-за чего приходится некоторое время после окончания процесса вести продувку при помощи кислорода. Среди всех способов кислородно-конвертерный обладает самым повышенным шлакообразованием, причиной является невозможность следить за процессом окисления внутри оборудования.

Мартеновский способ

Мартеновский способ на протяжении большей части 20-го века составлял основную часть обработки всей стали, изготовленной в мире. Уильям Сименс в 1860-х годах искал средства повышения температуры в металлургической печи, воскресив старое предложение об использовании отработанного тепла, выделяемого печью. Он нагревал кирпич до высокой температуры, затем использовал тот же путь для ввода воздуха в печь. Предварительно нагретый воздух значительно увеличивал температуру пламени.

Природный газ или распыленные тяжелые масла используются в качестве топлива; воздух и топливо нагреваются до сгорания. Печь загружается жидким доменным чугуном и стальным ломом вместе с железной рудой, известняком, доломитом и флюсами.

Сама печь изготовлена из высокоогнеупорных материалов, таких как магнезитовый кирпич для очагов. Вес мартеновских печей достигает 600 тонн, и их обычно устанавливают группами, так что массивное вспомогательное оборудование, необходимое для зарядки печей и обработки жидкой стали, может быть эффективно использовано.

Хотя мартеновский процесс практически полностью заменен в большинстве промышленно развитых стран основным кислородным процессом и электродуговой печью, им изготавливают около 1/6 всей стали, произведенной во всем мире.

Достоинства и недостатки данного способа

К преимуществам относят простоту использования и легкость в получении легированной стали с примесью различных добавок, которые придают материалу различные специализированные свойства. Необходимые добавки и сплавы добавляют непосредственно перед окончанием выплавки.

К недостаткам можно отнести сниженную экономичность, по сравнению с кислородно-конверторным способом. Также качество стали более низкое, по сравнению с остальными методами выплавки металла.

Электросталеплавильный способ

Современный способ выплавки стали с использованием собственных запасов представляет собой печь, которая нагревает заряженный материал с помощью электрической дуги. Промышленные дуговые печи имеют размеры от небольших единиц грузоподъемностью около одной тонны (используются в литейных цехах для производства чугунных изделий) до 400 тонн единиц, применяемых для вторичной металлургии.

Дуговые печи, используемые в исследовательских лабораториях, могут иметь емкость всего несколько десятков граммов. Промышленные температуры электрической дуговой печи могут составлять до 1800 °C (3,272 °F), в то время как лабораторные установки могут превышать 3000 °C (5432 °F).

Дуговые печи отличаются от индукционных тем, что зарядный материал непосредственно подвергается воздействию электрической дуги, а ток в выводах проходит через заряженный материал. Электрическая дуговая печь используется для производства стали, состоит из огнеупорной футеровки, обычно водоохлаждаемой, больших размеров, покрыта раздвижной крышей.

Печь в основном разделена на три секции:

Оболочка, состоящая из боковых стенок и нижней стальной чаши.
Очаг состоит из огнеупора, который вытягивает нижнюю чашу.
Крыша с огнеупорной футеровкой или водяным охлаждением может быть выполнена в виде секции шара или в виде усеченного конуса (коническая секция).

Достоинства и недостатки способа

Данный способ занимает лидирующие позиции в области производства стали. Метод выплавки стали применяется для создания высококачественного металла, который либо совсем лишен, либо содержит незначительное количество нежелательных примесей, таких как сера, фосфор и кислород.

Главным плюсом метода является использование электроэнергии для нагревания, благодаря чему можно легко контролировать температуру плавления и достичь невероятной скорости нагревания металла. Автоматизированная работа станет приятным дополнением к прекрасной возможности качественной переработки различного металлического лома.

Как варят сталь в мартеновской печи ⁠ ⁠

Помните знаменитую сцену из фильма «Терминатор 2» с гибелью роботов в расплавленном металле? Так вот, вживую всё выглядит еще более зрелищно.
Недавно я побывал на металлургическом завода. Роботов там, конечно, никто не плавил, зато удалось во всех подробностях посмотреть процесс производства стали в мартеновской печи. Очень круто!

Для начала несколько слов о Выксунском металлургическом заводе, предприятии, давшем начало городу Выкса. Основан он братьями Иваном и Андреем Баташевыми в далеком 1757 году. С тех пор завод расширялся, модернизировался. Сейчас это большое современное предприятие, но историю здесь чтят и помнят. На сегодняшний ВМЗ — крупнейший отечественный производитель стальных сварных труб и железнодорожных колес. На предприятии работают свыше 12 тысяч сотрудников.

Еще одна страничка истории. Для того, чтобы приводить в движение механизмы, на сталелитейных или, как говорили в старину, железоделательных заводах использовали гидросиловые установки. Для этого строили плотины, перегораживали реки и создавали огромные пруды. Сейчас надобность в прудах отпала, они украшают пейзажи. На смену энергии падающей воды пришли сначала паровые машины, а затем электричество.

Перед походом на завод все в обязательном порядке проходят инструктаж по технике безопасности и облачаются в спецодежду. Если обувь открытая или на тонкой подошве, то придется переобуться.

Раньше в Выксе выплавляли чугун из руды, добывавшейся поблизости. Сейчас завод перерабатывает металлический лом и получает сталь высокого качества, которую использует в собственном производстве или отправляет на другие предприятия.
На переднем плане вагон со стружкой. Скоро она отправится на переплавку.

Безопасности уделяется огромное внимание. Это очень правильно. Я бывал на многих заводах и даже на атомной электростанции, но здесь действительно сложные условия и требуется постоянное внимание. Особенно в сталеплавильном цехе, где одновременно может действовать множество опасных факторов. По-моему, очень доходчиво, мозги нужно включать.

Заходим в цех и поднимаемся наверх для лучшего обзора. Сюда подается металлолом, который у сталеваров называется шихта. Шихта грузится в специальные короба — мульды.

Краны поднимают мульды с шихтой (еще раз, по-простому, короба с металлоломом) и доставляют к мартеновской печи.

Дальше начинается что-то захватывающее, видны всполохи пламени. Пойдемте посмотрим поближе.
Строго говоря, мартеновские печи — уже устаревшая технология. На Выксунском металлургическом заводе освоены и широко используются и более современные технологии, но мартеновские печи пока еще функционируют и используются.

Посмотрите на этого монстра, словно сошедшего с экрана фантастического фильма. Это завалочная машина.

В завалочной машине сидит оператор и через специальные ворота отправляет шихту прямо в мартеновскую печь.

Работа очень непростая. Повышенная температура, ослепительно-яркий свет от раскаленного металла, лязг и грохот. Вот где железные люди.

Выглядит очень эффектно. Из открывающихся ворот вырывается пламя, завалочная машина заталкивает туда очередную порцию металлолома.

Кормление огненного монстра.

Всего у мартеновской печи пять ворот, обслуживают их две завалочные машины.

За процессом внимательно наблюдает и управляет сталевар. Конечно, мартеновские печи уже не такие, как во времена наших отцов и дедов. Процессы полностью компьютеризированы. Все параметры отслеживаются на мониторе в режиме реального времени.

Пульт управления воротами печи. Сталевар постоянно отслеживает параметры и состав металла в печи, при необходимости добавляются те или иные компоненты.

Я бы завис здесь надолго, хочется сделать как можно больше эффектных кадров, а еще запечатлеть все на видео.

Для удаления серы из расплава используется известь. Количество добавляемой извести определяется в результате анализа химического состава. При попадании извести в расплав образуется шлак, который удаляется вместе с вредными примесями.

Очень эффектно выглядит расплавленный металл. На самом деле, металл находится под слоем шлака. Более яркие участки там, где слой шлака меньше.

Температура впечатляет: +1571°С.

Пришло время брать очередную пробу. Для этого используется длинная металлическая штанга, на конце которой закрепляется ковшик для взятия пробы. Им буквально черпается расплав.

После остывания металла получается такой образец. Проба отправляется в химическую лабораторию пневмопочтой.

Результаты пробы прямо в лаборатории заносятся в программу. После плавки происходит процесс вакуумирования, при котором усредняется состав расплава и удаляется водород.
Когда сталь имеет нужный состав и температуру, огромный ковш с жидким металлом поднимается краном и разливается в изложницы.

Самое время посмотреть на готовую продукцию.

Это странно, но почему то в голове сразу всплыла картинка

Обожаю темы про переработку материалов (в т.ч. про переработу металлолома). Вопрос такой: а правда, что кузова современных авто делаются ПОЛНОСТЬЮ из переплавленного лома?

Ходили так же студентами в Мартен на НТМК, пока его не закрыли, полностью перешли на Конвертер. Больше всего конечно удивили мужики Доменного цеха, у них стальные яйца, бегать между ручьями чугуна, и не принужденно через них перепрыгивать.)

Хорошо хоть автоматизацию вводят, а раньше ебашили что проигранные, особенно подручный сталевара там на лопате охуевал

Энергоблок Белоярской АЭС выдал полную мощность на инновационном топливе⁠ ⁠

Российские атомщики впервые вывели на 100% мощность реактор на быстрых нейтронах, полностью загруженный смешанным оксидным уран-плутониевым МОКС-топливом.

В Зеленограде построят фармацевтический кластер мирового уровня⁠ ⁠

Все три завода площадью около 100 тыс. кв. метров будут работать почти в полном объеме в 2023 году. Часть заводов уже функционирует.

Помимо фармацевтического кластера возведут более 200 тыс. кв. метров заводов в области микроэлектроники, медицинской промышленности, безопасности.

На площадке "Алабушево" (одна из пяти площадок ОЭЗ "Технополис Москва") уже работает завод "Биокад", который производит лекарства для лечения онкологических заболеваний. По условиям контракта компания построила высокотехнологичный фармацевтический комплекс, а власти Москвы осуществляют ежегодные закупки продукции для медучреждений.

Компания "Р-Фарм" строит завод по производству 56 видов препаратов для лечения и профилактики эндокринных, онкологических и кардиологических заболеваний. Сейчас строятся корпуса для 12 производственных линий и 300 рабочих мест.

Компания "Bright Way Group" возводит корпуса для производства лекарств, включая 18 препаратов из перечня жизненно необходимых. Завод будет производить медикаменты для лечения заболеваний пищеварительного тракта, нарушений обмена веществ, сердечно-сосудистой, костно-мышечной, нервной и дыхательной систем. Будет создано более 1 тыс. рабочих мест.

В итоге Зеленоград получит тысячи рабочих мест.

Экскурсии по производству для самых маленьких⁠ ⁠

Произвожу мебель, в частности для детей. Не знаю, где находят малышей для фотосъёмок другие компании, а мы с радостью снимаем детей сотрудников) Потом они с удовольствием гуляют по производству и общаются с офисными собаками (офис у нас дог-френдли)

Такие милые фото получаются

Как делают кабели. Коротко⁠ ⁠

Начнем с того, как укладывают жилы в многожильных кабелях. На рисунке, представлено несколько вариантов укладок жил для различных типов кабелей.

1.Concentric Strand - Концентрическая укладка. По середине одна жила, а вокруг неё 6 жил по кругу. Далее, второй концентрический ряд из 12 жил. Всего 19. Заметьте, ряды скучены в разные стороны для компенсации напряжения внутри конструкции. Это делает кабель более удобным для смотки/намотки, не образует петель и придает ему гибкость.

Если добавлять жилы покругу, то у нас получается общее количество жил равное 37, 61, 91, 127 и тд. (см. рисунок выше). Интересен тот факт, что все числа простые. Почему так, - не знаю. Нужно спросить у математиков, которые смогут описать данный алгоритм. (MathGeek все объяснил в комментах и исправил мои ошибочные утверждения.)

2. Bunch Strand - Пучок. Тут все просто, побросали жилы без геометрии и скруток. Простая система. Менее гибкая, чем вышеописанная и более дешевая в изготовлении.

3. Rope Strand. Канат. Еще более гибкая конструкция, чем концентрическая. Состоит из 7 пучков. А каждый пучок из 19 жил. Подобная система применяется в аудио и акустических кабелях.

4. Sector Conductor. Это нужно энергетикам. Видите, в конструкции применяют жилы разного диаметра. Все это для уменьшения просветов между жилами ради компактности поперечного сечения.

5. Compact Conductor. Название говорит само за себя. Жилы тут вообще не являются круглыми. Ради компактности имеют форму трапеции. Гнется плохо, зато имеет эффективный диаметр без просветов. Применяется в силовых кабелях, высоковольтных, которые укладывают под землю.

6. Segmental Conductor. Сегментный тип. Имеет 4 сегмента, которые изолированы друг от друга сшитым полиэтиленом (XLPE). Хорош для передачи переменного тока на большие расстояния, так как уменьшает скин-эффект (расщепленная фаза).

Как делается акустический кабель 12AWG из медных жил? Что для этого нужно знать?

Что такое AWG мы уже знаем, смотрим в таблицу и понимаем, что 12 калибр по нашему дает 3,31 мм.кв. Следующее, выбираем медную жилу для набора многожильного сечения. В производстве кабелей есть несколько готовых жил диаметром 0,25мм, 0,2мм, 0,15мм, 0,12мм и 0,10мм. Чем тоньше, тем гибче конструкция.

Выбираем медную OFC жилу d=0.12mm Вопрос, где её взять?

Допустим, кабельный завод расположен в материковом Китае. Тут шанхайская биржа металлов самая главная. Смотрим сколько стоит сегодня пруток OFC меди . Для этого посещаем сайт биржи📈 SMM (Shanghai Metal Market) и смотрим цену в юанях на 3мм проволоку мягкой бескислородной меди:

Если производство кабеля размещается в Европе, то можно цену узнать на Лондонской бирже металлов, если же завод в США, то тогда цену смотрим на Чикагской Бирже. В принципе, это не так важно. Если необходимо довести очистку меди до уровня 99,9997%, то закупленные прутки (надо покупать, в данном случае, более толстые и короткие прутки) отправляют на завод зонной плавки для доочистки меди. Если необходимо сделать простые электрокабели, то покупать OFC слишком жирно, для этого есть более дешевые сорта меди.

Следующий этап - волочение. Закупленные прутья отправляем на волочильный завод, который выдаст нам требуемую медную нить диаметром 0,12мм, намотанную на бобины.

Площадь сечения нити диаметром 0,12мм равна 0,0113мм.кв. Мы хотим набрать 3,31мм.кв. (12AWG), используя тип укладки канат, состоящий из 7 пучков. Формула нашего многожильного кабеля такова:

12AWG = 3.31м2 = (7x42x0,12OFC + PVC) x 2Conductor

в скобках имеем 7 пучков по 42 жилы диаметром 0,12 каждая, материал OFC. плюс покрытие из ПВХ. Скобки закрываются и умножаются на 2 проводника. Нам ведь нужен кабель сечением 2 х 3,31мм.кв. с диэлектриком из ПВХ. Проверим еще раз: 7x42x0.0113 = 294 x 0.0113 = 3.32мм.кв.

Все ОК! Есть 12-й калибр!

Даем инструкции инженеру кабельного завода, какой диэлектрик использовать: ПВХ, полиэтилен, вспенный полиэтилен или тефлон. В нашем случае, выбор пал на ПВХ (PVC). Оговариваем маркировку на кабеле, тип катушки, количество катушек ну и, пожалуй, все.
Кабель готов!

Осталось только его привезти и продать, но это дело посложнее будет, чем просто произвести.

-DaxxCables-

kak_eto_sdelano

Как это сделано, как это работает, как это устроено

Самое познавательное сообщество Живого Журнала

Как выплавляют сталь. Новолипецкий металлургический комбинат cr2 wrote in kak_eto_sdelano October 9th, 2013

Посетить комбинат и посмотреть реки раскалённого металла я хотел очень давно. Недавно было решено напроситься на экскурсию.

Начало липецкой металлургии положил ещё Пётр Великий. По его приказу в этих местах были построены заводы, продукция которых шла на Воронежские верфи для строительства флота. Однако вскоре заводы не выдержали конкуренции с другими, истощили местные ресурсы и были закрыты.
Решение о строительстве Новолипецкого металлургического комбината (тогда еще завода) было принято в 1931 году, а уже 7 ноября 1934 года доменная печь №1 дала первый чугун.

Сегодня НЛМК - это 28 кв. км "города в городе" со своими улицами, железными дорогами, светофорами и переездами. Здесь работают около 30 тысяч человек, а каждая третья семья в Липецке как-то связана с комбинатом. НЛМК выпускает 17 % всей стали в РФ (12 миллионов тонн в год) и входит в "большую тройку" российской металлургии вместе с Магнитогорским и Череповецким металлургическими комбинатами.

1. И вот оно, самое интересное! Доменная печь №6 непрерывно выплавляет чугун и сплавы из железной руды с 1978 года. Оказывется, гасить такие печи нельзя - раскалённый металл внутри застынет, и образовавшуюся массу, которую металлурги называют "козлом", уже не вытащить. Придётся строить новую.
Всего на комбинате 4 действующие печи, работа ещё двух остановлена

2. От печи отходят 4 русла, по которым течёт расплавленная масса. Внизу - насыщенный углеродом чугун, вверху - шлак. Позже шлак пойдет как сырьё для строительных нужд, а концентрация углерода в металле будет сведена к минимальной при получении стали

3. Сама печь огромна

4. Выдаёт 2.9 млн тонн чугуна в год. Температура в ней доходит до 1500 градусов Цельсия. В помещении тоже не холодно, больше +30. За выплавкой следит горновой. Специальной "ложкой" он время от времени снимает пробу

5. Пока металл льётся через одно русло, остальные не работают и запечатаны

6. ~~Всегда не отходя от рабочего места можно разогреть принесённую из дома еду~~

7. Очень красивое зрелище

8. Чугун льётся в огромные вагоны-ковши, которые его везут для дальнейшей обработки. Жаль, не получилось их сфотографировать. Кстати забыл сказать про сырьё. Его поставляют из месторождения "Курская магнитная аномалия"

9. Горновые. Зарплата на этой работе доходит до 70 тысяч. Из минусов, как и везде на комбинате, - вредность. Её стараются компенсировать различными благами.
В целом работать на комбинат люди идут - платят здесь в несколько раз больше, чем в городе, и зарплата регулярно растёт. В 2000 году работник в среднем получал 3500 рублей, в 2012-м - 39 тысяч. Кадры готовит колледж и профильный вуз. Отличников учёбы поощряют дополнительными стипендиями. 100 млн рублей выделено в 2012 году на обучение персонала

10. Снаружи всё смотрится так

11. Не пугайтесь) Про экологию чуть позже

12. Доменная печь "Россиянка" производит более трех миллионов тонн чугуна в год и является самой современной на комбинате. Построили её совместно российские и иностранные специалисты летом 2011 года, после чего комбинат увеличил мощности по производству стали на 37%. Это первый случай строительства доменных печей после распада СССР

13. Центральный пункт управления "Россиянкой". На название объявляли конкурс среди жителей, который выиграл пенсионер. Дедушке вручили iPad

14. Экраны, кнопки, провода

15. Процесс под контролем

17. На НЛМК, кроме выплавки в доменных печах, производится прокатка металла в тонкие листы, оцинковка, нанесение на металл полимерных покрытий и несколько других этапов производства. Прокатка бывает горячей и холодной, а прокатные цеха достигают в длину километра

При горячей прокатке металл, который был отлит в конвертерном цехе и привезен по жд, прокатывается из бруска в стальной лист через специальный роликовый пресс. При каждом проходе толщина металлического бруска уменьшается, темпетарура понижается за счёт постоянного охлаждения водой. Потом лист сворачивается в рулон толщиной 2 мм и длиной около километра. Рулон снова по жд уходит для дальнейшей обработки.

При холодном прокате стальной рулон становится ещё тоньше - с 2 мм до 0.2. К тому же здесь металл оцинковывают и покрывают полимерами. Принцип холодной прокатки напоминает горячую - тяжелые валки и большое давление

21. Сколько здесь листов, считать было лень

22. Вес каждого рулона около 20 тонн

23. Неожиданно, но на комбинате работает много женщин. По словам работников, это очень удивляет зарубежных коллег

24. Пункт контроля производства

27. Оцинковка. Лист проходит через специальную цинковую ванну. Толщина покрытия - нанометры

28. Это не серебро, а отходы цинка, образующиеся при оцинковке. Для удобства отливаются в такие формы и отправляются на дальнейшую переработку. Весит одна штука около тонны

29. Газовыми ножами регулируют толщину наносимого покрытия

30. Пункт управления разматывателем

31. Кстати, большое внимание на НЛМК уделяется охране труда. Короткие запоминающиеся стишки. Всё просто и ясно

32. Чтобы снизить иногда встречающиеся несчастные случаи, расходы на охрану труда за последний год подняли почти в 2 раза

33. При холодной прокатке металл получает нужные для потребителя свойства

34. Например необходимые толщину и другие параметры

35. А этот стальной рулон развёрнут на километр для нанесения полименых материалов

36. Наносит их вот такая машина

37. Занимает она целую комнату. Справа видим идущий лист

38. Лист протискивается через валки, которые находятся в специальной ванне с краской. Краска проходит через печь, застывает и превращается в полимерное покрытие

39. По железной дороге готовая продукци отправляется заказчику. Вес удобного для транспортировки рулона "всего" 3 тонны

41. Это не подготовка к пасхе, а яйца разных видов страусов. Зелёное - эму, жёлтое - нанду. На территории комбината есть живой уголок, называемый "Лебединое озеро". Это и правда настоящее озеро, в котором живут птицы. Вода в него поступает с производства после очистки. Для птиц, кто не умеет плавать, есть клетки. По словам работников зоопарка, птицы чувствуют себя совсем неплохо. Кроме страусов, здесь есть лебеди, фазаны, гуси и другие

42. Пообедать им не удалось). Только с яйцом в руке я понял всю сущность заботливого приглашения работников пресс-службы в столовую как раз перед походом в зоопарк

В завершение немного фактов о НЛМК, касающихся последних лет:

- продукция комбината используется в 70 странах мира,
- за 12 лет на 22 % снизились выбросы в атмосферу,
- за 12 лет на модернизацию было выделено 220 млрд рублей. Кроме "Россиянки" были сооружены 4 агрегата "Печь-ковш", реконструировано производство трансформаторной стали и другие, необходимые при успешном производстве, агрегаты.

- в 2005 году Липецк был исключен из списка городов РФ с высоким уровнем загрязнения,
- с 2009 года нет выбросов воды в реку Воронеж за счёт модернизации водооборотного цикла,

- завершено строительство и начат выпуск продукции мини-завода НЛМК-Калуга мощностью 1.5 млн тонн сортового проката в год,
- начато внедрение ресурсосберегающей технологии, позволящей уменьшить себестоимость выплавки чугуна,
- начато освоение производства новой марки трансформаторной стали

Увы, при всём этом полностью решить все проблемы пока не удаётся. Напрмиер, до сих пор в Липецке остаётся высоким уровень заболевания некоторыми болезнями, а роза ветров диктует своё направление развития города. Наиболее благоприятным является юго-запад.

Производство стали

Сталь является одним из самых распространенных материалов на сегодняшний день. Она представляет собой сочетание железа и углерода в определенном процентном соотношении. Существует огромное количество разновидностей этого материала, так как даже незначительное изменение химического состава приводит к изменению физико-механических качеств. Сырье для производства стали сегодня представлено отработанными стальными изделиями. Также было налажено производство конструкционной стали из чугуна. Страны-лидеры в металлургической промышленности проводят выпуск заготовок согласно стандартам, установленным в ГОСТ. Рассмотрим особенности производства стали, а также применяемые методы и то, как проводится маркировка полученных изделий.

Особенности процесса производства стали

В производстве чугуна и стали применяются разные технологии, несмотря на достаточно близкий химический состав и некоторые физико-механические свойства. Отличия заключаются в том, что сталь содержит меньшее количество вредных примесей и углерода, за счет чего достигаются высокие эксплуатационные качества. В процессе плавки все примеси и лишний углерод, который становится причиной повышения хрупкости материала, уходят в шлаки. Технология производства стали предусматривает принудительное окисление основных элементов за счет взаимодействия железа с кислородом.

Выплавка стали в электропечи

Рассматривая процесс производства углеродистой и других видов стали, следует выделить несколько основных этапов процесса:

Расплавление породы. Сырье, которое используется для производства металла, называют шихтой. На данном этапе при окислении железа происходит раскисление и примесей. Уделяется много внимания тому, чтобы происходило уменьшение концентрации вредных примесей, к которым можно отнести фосфор. Для обеспечения наиболее подходящих условий для окисления вредных примесей изначально выдерживается относительно невысокая температура. Формирование железного шлака происходит за счет добавления железной руды. После выделения вредных примесей на поверхности сплава они удаляются, проводится добавление новой порции оксида кальция.
Кипение полученной массы. Ванны расплавленного металла после предварительного этапа очистки состава нагреваются до высокой температуры, сплав начинает кипеть. За счет кипения углерод, находящийся в составе, начинает активно окисляться. Как ранее было отмечено, чугун отличается от стали слишком высокой концентрацией углерода, за счет чего материал становится хрупким и приобретает другие свойства. Решить подобную проблему можно путем вдувания чистого кислорода, за счет чего процесс окисления будет проходить с большой скоростью. При кипении образуются пузырьки оксида углерода, к которым также прилипают другие примеси, за счет чего происходит очистка состава. На данной стадии производства с состава удаляется сера, относящаяся к вредным примесям.
Раскисление состава. С одной стороны, добавление в состав кислорода обеспечивает удаление вредных примесей, с другой, приводит к ухудшению основных эксплуатационных качеств. Именно поэтому зачастую для очистки состава от вредных примесей проводится диффузионное раскисление, которое основано на введении специального расплавленного металла. В этом материале содержатся вещества, которые оказывают примерно такое же воздействие на расплавленный сплав, как и кислород.

Кроме этого, в зависимости от особенностей применяемой технологии могут быть получены материалы двух типов:

Спокойные, которые прошли процесс раскисления до конца.
Полуспокойные, которые имеют состояние, находящееся между спокойными и кипящими сталями.

При производстве материала в состав могут добавляться чистые металлы и ферросплавы. За счет этого получаются легированные составы, которые обладают своими определенными свойствами.

Способы производства стали

Существует несколько методов производства стали, каждый обладает своими определенными достоинствами и недостатками. От выбранного способа зависит то, с какими свойствами можно получить материал. Основные способы производства стали:

Мартеновский метод. Данная технология предусматривает применение специальных печей, которые способны нагревать сырье до температуры около 2000 градусов Цельсия. Рассматривая способы производства легированных сталей, отметим, что этот метод также позволяет проводить добавление различных примесей, за счет чего получаются необычные по составу стали. Мартеновский метод основан на применении специальных печей.
Электросталеплавильный метод. Для того чтобы получить материал высокого качества проводится производство стали в электропечах. За счет применения электрической энергии для нагрева сырья можно точно контролировать прохождение процесса окисления и выделения шлаков. В данном случае важно обеспечить появление шлаков. Они являются передатчиком кислорода и тепла. Данная технология позволяет снизить концентрацию вредных веществ, к примеру, фосфора и серы. Электрическая плавка может проходить в самой различной среде: избыточного давления, вакуума, при определенной атмосфере. Проводимые исследования указывают на то, что электросталь обладает самым высоким качеством. Применяется технология для производства качественных высоколегированных, коррозионностойких, жаропрочных и других видов стали. Для преобразования электрической энергии в тепловую применяется дуговая печь цилиндрической формы с днищем сферического типа. Для обеспечения наиболее благоприятных условий плавки внутреннее пространство отделывается при использовании жаропрочного металла. Работа устройства возможна только при подключении к трехфазной сети. Стоит учитывать, что сеть электрического снабжения должна выдерживать существенную нагрузку. Источником тепловой энергии становится электрическая дуга, возникающая между электродом и расплавленным металлом. Температура может быть более 2000 градусов Цельсия.
Кислородно-конвертерный. Непрерывная разливка стали в данном случае сопровождается с активным вдуванием кислорода, за счет чего существенно ускоряется процесс окисления. Применяется этот метод изготовления и для получения чугуна. Считается, что данная технология обладает наибольшей универсальностью, позволяет получать металлы с различными свойствами.

Способы производства оцинкованной стали не сильно отличаются от рассматриваемых. Это связано с тем, что изменение качеств поверхностного слоя проходит путем химико-термической обработки.

Существуют и другие технологии производства стали, которые обладают высокой эффективностью. Например, методы, основанные на применении вакуумных индукционных печей, а также плазменно-дуговой сварки.

Суть данной технологии заключается в переработке чугуна и другого металлолома при применении отражательной печи. Производство различной стали в мартеновских печах можно охарактеризовать тем, что на шихту оказывается большая температура. Для подачи высокой температуры проводится сжигание различного топлива.

Схема мартеновской печи

Рассматривая мартеновский способ производства стали, отметим нижеприведенные моменты:

Мартеновские печи оборудованы системой, которая обеспечивает подачу тепла и отвода продуктов горения.
Топливо подается в камеру сгорания поочередно, то с правой, то с левой стороны. За счет этого обеспечивается образование факела, который и приводит к повышению температуры рабочей среды и ее выдерживание на протяжении длительного периода.
На момент загрузки шихты в камеру сгорания попадает достаточно большое количество кислорода, который и необходим для окисления железа.

В кислородных конвертерах

Сегодня проводится производство различной стали в кислородных конвертерах. Данная технология предусматривает продувку жидкого чугуна в конвертере. Для этого проводится подача чистого кислорода. К особенностям этой технологии можно отнести нижеприведенные моменты:

Конвертор – специальное оборудование, которое представлено стальным сосудом грушевидной формы. Вместительность подобного устройства составляет 100-350 тонн. С внутренней стороны конструкция выкладывается огнеупорным кирпичом.
Конструкция верхней части предполагает горловину, которая необходима для загрузки шихты и жидкого чугуна. Кроме этого, через горловину происходит удаление газов, образующихся в процессе плавления сырья.
Заливка чугуна и добавление другой шихты проводится при температуре около 1400 градусов Цельсия. Для того чтобы обеспечить активное окисление железа чистый кислород подается под давлением около 1,4 МПа.
При подаче большого количества кислорода чугун и другая шихта окисляется, что становится причиной выделения большого количества тепла. За счет сильного нагрева происходит расплавка всего шихтового материала.
В тот момент, когда из состава удаляется излишек углерода, продувка прекращается, фурма извлекается из конвертора. Как правило, продувка продолжается в течение 20 минут.
На данном этапе полученный состав содержит большое количество кислорода. Именно поэтому для повышения эксплуатационных качеств в состав добавляют различные раскислители и легирующие элементы. Образующийся шлак удаляется в специальный шлаковый ковш.
Время конверторного плавления может меняться, как правило, оно составляет 35-60 минут. Время выдержки зависит от типа применяемой шихты и объема получаемой стали.

Стоит учитывать, что производительно подобного оборудования составляет порядка 1,5 миллионов тонн при вместительности 250 тонн. Применяется данная технология для получения углеродистых, низкоуглеродистых, а также легированных сталей. Кислородно-конвертерный способ производства стали был разработан довольно давно, но сегодня все равно пользуется большой популярностью. Это связано с тем, что при применении этой технологии можно получить качественные металлы, а производительность технологии весьма высока.

В заключение отметим, что в домашних условиях провести производство стали практически невозможно. Это связано с необходимостью нагрева шихты до достаточно высокой температуры. При этом процесс окисления железа весьма сложен, как и удаления вредных примесей

Читайте также: