Виробництво та способи виробництва сталі

Історія Сталь отримано з чавуну у II ст. до Р.Х. китайськими металургами. Спосіб отримав назву сто очищувань і полягав у багаторазовому інтенсивному обдуванні повітрям розплавленого чавуну при його перемішуванні. Це приводило до зменшення частки вуглецю в металі й наближенні його до властивостей сталі. Винахід сталі згадується у трактаті Хайнаньцзи (122 р. до Р.Х.). У Європі подібний спосіб пудлінгування був освоєний лише у другій половині XVIII ст. (патенти братів Томаса і Джорджа Кранеджі та Г. Корта).

Виробництво сталі Суть процесу переробки чавуну на сталь полягає у зменшенні до потрібної концентрації вмісту вуглецю і шкідливих домішок фосфору і сірки, які роблять сталь крихкою і ламкою. Залежно від способу окиснення вуглецю існують різні способи переробки чавуну на сталь: конверторний, мартенівський і електротермічний. До фінасової кризи в 2008 році Україна залишалася однією з небагатьох країн, де широко використовувася мартенівський спосіб виплавки сталі, що є досить енергозатратним та екологічно шкідливим. Наразі більшість мартенівських печей в Україні виведено з експлуатації, а ті що лишилися, невдовзі також будуть закриті. Мартенівський спосіб виплавки сталі не витримує конкуренції, що загострилася на світових ринках після 2008 р. Таким чином зараз в Україні,як і в усьому світі, переважна більшість сталевої продукції виробляється конвертерним способом. Україна станом на 2008 р. займає пяте місце у світі за обсягами експорту сталі, 76,46 % сталі, що виробляється на світовому ринку, припадає на десять провідних країн.

Конверторний спосіб За цим способом окиснення надлишку вуглецю та інших домішок чавуну проводять киснем повітря, який продувають крізь розплавлений чавун під тиском у спеціальних печах конверторах. Конвертор являє собою грушоподібну стальну піч, футеровану всередині вогнетривкою цеглою. Він може повертатися навколо своєї осі. Місткість конвертора 5060 т сталі. Матеріалом його футеровки служить або динас (до складу якого входять головним чином SiO2; що має кислотні властивості), або доломітна маса (суміш CaO і MgO, які одержують з доломіту MgCO3 CaCO3. Ця маса має основні властивості. Залежно від матеріалу футеровки печі конверторний спосіб поділяють на два види: бессемерівський і томасівський.

Бессемерівський спосіб Бессемерівським способом переробляють чавуни, які містять мало фосфору і сірки й багаті на силіцій (не менше 2 %). При продуванні кисню спочатку окиснюється силіцій з виділенням значної кількості тепла. Внаслідок цього початкова температура чавуну приблизно з 1300 °C швидко піднімається до °С. Вигоряння 1 % Si обумовлює підвищення температури на 200 °C.

Томасівський спосіб Томасівським способом переробляють чавун з великим вмістом фосфору (до 2 % і більше). Основна відмінність цього способу від бессемерівського полягає в тому, що футеровку конвертора роблять з оксидів магнію і кальцію (які одержують з доломіту MgCO3 CaCO3). Крім того, до чавуну додають ще до 15 % CaO. Внаслідок цього шлакоутворюючі речовини містять значний надлишок оксидів з основними властивостями.

Мартенівська піч Мартенівський спосіб відрізняється від конверторного тим, що випалювання надлишку вуглецю в чавуні відбувається за рахунок не лише кисню повітря, а й кисню оксидів заліза, які додаються у вигляді залізної руди та іржавого залізного брухту.

Мартенівська піч

Електротермічний спосіб

Дякую за увагу!