Ocel: výroba, zpracování a metody oceli. Technologie výroby oceli

Výrobky z oceli, i při aktivní distribuci plastů s vysokou pevností, si zachovávají své pozice na trhu. Slitiny uhlíku s různými vlastnostmi se používají v přístrojové a automobilové automatizaci, konstrukci a výrobě. Jedinečná kombinace pružnosti a pevnosti činí tento materiál ziskovým z hlediska dlouhodobého provozu. Výrobky proto slouží delší a levnější údržbě. Ale to nejsou všechny ctnosti, které má oceli. Výroba oceli s využitím moderní technologie umožňuje přidělit strukturu kovu a další vlastnosti.

Obecné informace o výrobních technologiích

Hlavním úkolem je zajistit proces technolog, ve které je předlisek sníženým obsahem uhlíku a různé nečistoty, jako je síra a fosfor. Základem přípravku je litina. Stojí za zmínku, že pro výrobu surového železa pece se objevily již ve středověku, zatímco první výroba oceli byla realizována pouze v roce 1885 a do dnešního dne výrobní slitina metody rozvíjet a zlepšovat. Rozdíly v přístupu k procesu jsou způsobeny především oxidací uhlíku.

Jako surovina se používá litina. Může být aplikován v pevné nebo roztavené formě. Mohou být také použity produkty obsahující železo, jejichž výroba byla provedena přímým snížením. Prakticky všechny způsoby získání oceli v jedné nebo jiné formě také zajišťují proces rafinace nečistot. Například technologie konvertoru zajišťuje jejich vyfukování kyslíkem.

Metoda konvertoru

Při této metodě může být jako základ použito roztavené železo, stejně jako nečistoty a odpady ve formě rudy, kovového šrotu a tavidla. Stlačený vzduch je přiváděn technologickými otvory do připraveného substrátu, což usnadňuje provádění chemických reakcí. Také v procesu dochází k tepelnému působení, při kterém se kyslík a nečistoty oxidují. Zvláštní význam mají charakteristiky struktury kamen, ve které se zpracovává ocel. Výroba oceli se může vyskytovat v agregátech s různým obložením - nejčastějšími způsoby ochrany struktur s žárovzdornými cihlami a dolomitem. Podle druhu podšívky je metoda konvertoru rozdělena do dvou dalších metod: Thomas a Bessemer.

Metoda Thomas

Zvláštností této metody je pečlivé zpracování litiny obsahující až 2% fosforečných nečistot. S ohledem na technologii obložení je implementována pomocí oxidy vápníku a hořčíku. Díky tomuto roztoku jsou struskotvorné prvky opatřeny nadměrným množstvím oxidů. Proces spalování fosforu je v tomto případě jedním z klíčových zdrojů tepelné energie. Mimochodem, spalování obsahu 1% fosforu zvyšuje teplotu pece o 150 ° C. Thomasovy slitiny mají nízký obsah uhlíku a nejčastěji se používají jako technické železo. V budoucnu se z něj vyrábí drát, střešní žehlička atd. Kromě toho může být výroba oceli (litiny) použita k výrobě fosforové strusky pro další použití jako hnojivo na půdách s vysokou kyselostí.

Bessemerova metoda

Tato metoda zahrnuje zpracování bází, které obsahují malé množství síry a fosforu. Ale současně je vysoký obsah křemíku - asi 2%. Během procesu čištění se primárně oxiduje křemík, což přispívá k intenzivnímu uvolňování tepla. Výsledkem je, že teplota v peci stoupne na 1600 ° C. Oxidace železa probíhá také intenzivně jako spalování uhlíku a křemíku. Pomocí metody Bessemer získává proces získání oceli úplný přechod fosforu na ocel. Všechny reakce v peci probíhají rychle - v průměru 15 minut. To je způsobeno skutečností, že kyslík, vyfukovaný přes litinovou základnu, reaguje s příslušnými látkami v celém objemu. Hotová ocel může obsahovat vysokou koncentraci oxidu železitého v rozpuštěné formě. Tato vlastnost se vztahuje k mínusům procesu, protože celková kvalita kovu je snížena. Z tohoto důvodu se doporučuje deoxidovat slitiny před litím pomocí speciálních komponent ve formě feromanganu, ferosiliku nebo hliníku.

Získání v otevřených pecích

Pokud se v případě konvertorové kovovýroby zahrnuje poskytnutí vyzhiga vzduch s kyslíkem, proces vypáleného vyžaduje začlenění do procesu rezavých železných rud a šrotu. Z těchto materiálů vytváří kyslík oxid železa, který také přispívá k vyhoření uhlíku. Samotná pec obsahuje tavnou lázeň v základně konstrukce, která je uzavřena tepelně odolnou cihlovou stěnou. K dispozici jsou také několik regeneračních komor, které zajišťují předběžné ohřívání vzduchu a plynu. Regenerační bloky jsou vybaveny speciálními tryskami z ohnivzdorné cihly.

Stejně jako konvertory fungují pece s otevřeným krbem tavící se pravidelně. Vzhledem k tomu, že jsou položeny nové dávky náplně, tj. Litinová základna, postupně se vyrábí ocel. Začít je pomalý, protože zpracování železa trvá asi 7 hodin, ale open-martinské pece umožňují upravit chemické vlastnosti slitiny zavedením železnou suplementace v různých poměrech. - rudy a šrotu se používají pro tento účel. V konečné fázi tvorby kovu se provoz pece zastaví, struska se vylije a přidá se deoxidátor. Mimochodem, v takové peci je možné přijímat a legované oceli.

Elektrotermální metoda

Dosud se elektrotermální výroba ocelí považuje za nejúčinnější. Takže v porovnání s otevřenými pecemi a konvertory poskytuje tato metoda možnost přesnější kontroly kvality oceli - a to i díky regulaci chemického složení. Interakce komor pece s ovzduším si zaslouží zvláštní pozornost. Elektrotermální technologie výroby oceli zajišťuje minimální přístup do ovzduší, čímž stanoví již další výhody. Například to minimalizuje akumulaci oxidu železitého a cizích částic v slitině a také umožňuje efektivnější spalování fosforu a síry.

Režim vysoké teploty při 1650 ° C umožňuje provádět tavení problémových strusek, které vyžadují tepelné zpracování při zvýšených kapacitách. Také v elektrických pecích je možné provádět legování oceli díky žáruvzdorným kovům, včetně wolframu a molybdenu. Existuje však vážná nevýhoda v této metodě získávání ocelí. Použité pece vyžadují velké množství energie, což činí tento proces nejdražší.

Závislost vlastností kovu na podkladu prvku

Výkonnostní vlastnosti oceli jsou určeny sadou chemických prvků, které byla slitina dodána během výrobního procesu. Jednou z klíčových součástí, díky které tento kov získává své základní vlastnosti ve formě tvrdosti a pevnosti, je uhlík. Čím vyšší je, tím je oceli spolehlivější. Mangan s křemíkem má malý vliv na kvalitu materiálu, ale jejich použití je nezbytné při výrobě některých oceli provádět deoxidační proces. Síra a fosfor mají negativní vliv na tvorbu produktu. V závislosti na tom, jakou techniku ​​byla akvizice provedena, složení oceli mohou mít různé koncentrace těchto prvků. Síra v každém případě zvyšuje křehkost kovu a také snižuje vlastnosti pevnosti a plasticity. Fosfor na oplátku dává oceli za studena křehkou, která v procesu vykořisťování může být vyjádřena křehkostí.

Techniky zpracování oceli

Ne vždy se proces konečné tvorby struktury kovu dokončí po hlavním příjmu. Dále, aby se zlepšily vlastnosti produktu, mohou být použity další zpracovatelské prostředky. Jedná se o metody deformace ve formě kování, ražení a válcování. To pomáhá ve fázi výroby vytvořit komplex potřebných technických vlastností, který bude mít hotovou ocel. Výroba oceli na výstupu poskytuje plastickou strukturu a proto jsou technologie pro primární zpracování poměrně rozmanité. Takže kromě deformace lze použít metody kalení, žíhání a normalizace.

Závěr

Ocel je spojena se spolehlivostí a trvanlivostí. V případě vysoce kvalitních výrobků tohoto typu jsou tyto vlastnosti opodstatněné. Například jednotlivé stupně poskytují spíše vysokou kvalitu pevnosti a pružnosti. V závislosti na tom, co bylo provedeno technologií získávání, aplikace z oceli může být zaměřena na udržení tvrdosti, schopnost vydržet dynamická zatížení a tak dále. D. Nejvhodnější z hlediska technických vlastností, aby se kov přijímat proces elektrotermického. Ale současně je také nejdražší, proto se tato technika používá pouze ve zvláštních případech - pro výrobu speciálních ocelí.