Jeklo: proizvodnja jekla, proces in metode. Tehnologija proizvodnje jekla

Jekleni izdelki, tudi z aktivno distribucijo visoko trdnih plastičnih mas, ohranijo svoje položaje na trgu. Z ogljikovimi zlitinami z različnimi lastnostmi se uporabljajo instrumenti in avtomobilska industrija, gradbeništvo in proizvodnja. Edinstvena kombinacija elastičnosti in moči naredi material dobičkonosen v smislu dolgoročnega delovanja. Skladno s tem izdelki zagotavljajo daljše in cenejše vzdrževanje. Toda to niso vse vrline, ki jih ima jeklo. Proizvodnja jekla z uporabo sodobne tehnologije omogoča dodeljevanje strukture kovinskih in dodatnih lastnosti.

Splošni podatki o proizvodnih tehnologijah

Glavna naloga je zagotoviti postopek tehnologa pri katerem se predoblikovanec zmanjšano vsebnost ogljika in različne nečistoče, kot so žveplo in fosfor. Osnova za pripravo je lito železo. Treba je omeniti, da je za proizvodnjo železa peči prašičev pojavil v srednjem veku, medtem ko je bila prva proizvodnja jekla realiziran le leta 1885, in na ta dan proizvodnje zlitine metode za razvoj in izboljšanje. Razlike v pristopih k procesu so predvsem posledica načina oksidacije ogljika.

Kot surovina se uporablja litino. Lahko se uporablja v trdni ali staljeni obliki. Lahko se uporabijo tudi izdelki, ki vsebujejo železo, katerih proizvodnja je bila izvedena z neposrednim zmanjšanjem. Praktično vse metode pridobivanja jekla v eni ali drugi obliki zagotavljajo tudi postopek rafiniranja z nečistočami. Tehnologija pretvornikov na primer omogoča pihanje s kisikom.

Metoda pretvornika

S to metodo lahko kot podlago uporabimo staljeno železo, nečistoče in odpadke v obliki rude, odpadnih kovin in fluksa. Stisnjen zrak se preko tehnoloških lukenj napolni do pripravljenega substrata, kar olajša izvajanje kemičnih reakcij. Tudi v procesu poteka toplotno delovanje, pri katerem se kisik in nečistoče oksidirajo. Posebno pomembne so značilnosti strukture peči, v kateri se jeklo obdeluje. Proizvodnja jekla se lahko pojavlja v agregatih z različnimi oblogami - najpogostejši načini za zaščito objektov z ognjevarnimi opekami in dolomitom. Po vrsti podloge je metoda pretvornika razdeljena tudi na dve drugi metodi: Thomas in Bessemer.

Metoda Thomas

Posebna značilnost te metode je skrbna obdelava litega železa, ki vsebuje do 2% nečistoč fosforja. V zvezi s tehnologijo obloge, se izvaja z uporabo kalcijev oksid in magnezija. Zaradi te rešitve so žlindrski elementi opremljeni s prekomerno količino oksidov. Proces fosforne izgorevanja je v tem primeru eden od ključnih virov toplotne energije. Mimogrede, izgorevanje 1% fosforne vsebnosti poveča temperaturo peči za 150 ° C. Thomasove zlitine vsebujejo nizko vsebnost ogljika in se najpogosteje uporabljajo kot tehnično železo. V prihodnosti se iz nje proizvaja žica, strešno železo itd. Poleg tega se lahko proizvodnja jekla (litega železa) uporablja za proizvodnjo fosforne žlindre za nadaljnjo uporabo kot gnojilo na tleh z visoko kislostjo.

Metoda Bessemer

Ta metoda vključuje obdelavo baz, ki vsebujejo majhno količino žvepla in fosforja. Toda hkrati je visoka vsebnost silicija - okoli 2%. Med postopkom čiščenja je silikon primarno oksidiran, kar prispeva k intenzivnemu sproščanju toplote. Zaradi tega se temperatura v peči dvigne na 1600 ° C. Oksidacija železa se intenzivno pojavlja tudi kot izgorevanje ogljika in silicija. Z metodo Bessemer postopek pridobivanja jekla omogoča popolen prehod fosforja v jeklo. Vse reakcije v peči gredo hitro - v povprečju 15 minut. To je posledica dejstva, da se kisik, ki se piha skozi podlago iz litega železa, reagira z ustreznimi snovmi po celotni prostornini. Končni jeklov lahko vsebuje visoko koncentracijo železovega monoksida v raztopljeni obliki. Ta funkcija se nanaša na minuse procesa, saj se skupna kakovost kovine znižuje. Iz tega razloga je priporočljivo deoksidirati zlitine pred vlivanjem s posebnimi sestavinami v obliki feromangana, ferosilicija ali aluminija.

Pridobivanje v odprtih ognjiščih

Če je v primeru postopka pretvornika za proizvodnjo kovine zagotovljeno, da je zgorevanje zraka s kisikom, postopek odprtega ognja zahteva vključitev železove rude in odpadne kovine v postopek. Od teh materialov kisik tvori železov oksid, kar prispeva tudi k izgorevanju ogljika. Sama peč vključuje talilno kopel v dnu strukture, ki je zaprta s toplotno odporno opečno steno. Prav tako je predvidenih več regeneracijskih komor, ki zagotavljajo predhodno segrevanje zračne mase in plina. Regeneracijski bloki so opremljeni s posebnimi šobami iz ognjevarne opeke.

Podobno kot pretvorniki redno delujejo talilne peči odprtega ognja. Ker se polagajo nove serije polnjenja, to je osnova litega železa, se jekla postopoma proizvajajo. Za začetek je počasen, ker je predelava železa traja približno 7 ur pa odprto ognjišče peči vam omogoča prilagajanje kemijske lastnosti zlitine z uvedbo nadomestke železa v različnih razmerjih -. Rude in ostanki se uporabljajo za ta namen. Na končni stopnji nastajanja kovin se ustavi delovanje peči, žlindre se izlije, nato pa se dezoksidator doda. Mimogrede, v takšni peči je mogoče prejeti in legirano jeklo.

Elektrotermalna metoda

Do danes je najučinkovitejša elektrotermična proizvodnja jekla. Torej, v primerjavi z odprtimi ognjišči in pretvornikom ta metoda omogoča natančnejši nadzor nad kakovostjo jekla - tudi zaradi regulacije kemične sestave. Posebno pozornost si zasluži medsebojno delovanje peči z zračnim prostorom. Elektrotermična tehnologija proizvodnje jekla zagotavlja minimalen dostop do zraka, ki že določa druge prednosti. Na primer, to zmanjša kopičenje železovega monoksida in tujih delcev v zlitini ter omogoča tudi učinkovitejše gorenje fosforja in žvepla.

Visokotemperaturni režim pri 1650 ° C omogoča izvajanje taljenja problematičnih žlindre, ki zahtevajo toplotno obdelavo pri povišanih zmogljivostih. Tudi v električnih pečeh je mogoče izvesti legiranje jekla zaradi ognjevzdržnih kovin, vključno z volframom in molibdenom. Vendar pa obstaja resna pomanjkljivost pri tej metodi pridobivanja jekla. Uporabljene peči zahtevajo velike količine energije, zaradi česar je ta postopek najdražja.

Odvisnost lastnosti kovine na osnovni elementi

Kakovostne lastnosti jekla so določene z nizom kemičnih elementov, s katerimi je bila zlitina obdana med proizvodnim procesom. Ena ključnih komponent, zaradi katere ta kovina pridobi svoje osnovne lastnosti v obliki trdote in trdnosti, je ogljik. Višja je, bolj zanesljivo jeklo. Mangan s silicij ima malo vpliva na kakovost materiala, vendar je njihova uporaba potrebna pri izdelavi nekaterih jeklo za izvajanje procesa deoksidacije. Žveplo in fosfor negativno vplivata na tvorbo proizvoda. Glede na to, katera tehnika je bila opravljena, jeklena sestava lahko imajo različne koncentracije teh elementov. V vsakem primeru žveplo poveča krhkost kovine in zmanjša lastnosti trdnosti in plastičnosti. Fosfor nato daje jeklu hladno krhko, ki se v procesu izkoriščanja lahko izrazi s krhkostjo.

Tehnike predelave jekla

Po končanem glavnem potrdilu ni vedno zaključen proces končne izdelave strukture kovine. Nadalje, da bi izboljšali lastnosti izdelka, se lahko uporabijo dodatna sredstva za obdelavo. Te vključujejo deformacijske metode v obliki kovanja, žigosanja in valjanja. To v fazi proizvodnje pomaga oblikovati kompleks potrebnih tehničnih lastnosti, ki bodo imele gotovo jeklo. Proizvodnja jekla na izhodu daje plastično strukturo, zato so tehnologije za primarno predelavo zelo raznolike. Torej, poleg deformacije, lahko uporabimo tudi metode strjevanja, žarenja in normalizacije.

Zaključek

Jeklo je povezano z zanesljivostjo in trajnostjo. V primeru visokokakovostnih izdelkov te vrste so takšne značilnosti upravičene. Na primer, posamezne ocene zagotavljajo precej visoko kakovost trdnosti in elastičnosti. Odvisno od tega, kaj tehnologija je bila opravljena pridobitev, lahko uporaba jekla biti usmerjena v ohranjanje trdoto, odpornost na dinamične obremenitve in tako naprej. D. najbolj primeren glede tehničnih lastnosti omogočajo kovine prejeti proces elektrotermični. Toda hkrati je tudi najdražja, zato se ta tehnika uporablja le v posebnih primerih - za izdelavo posebnih jekel.