ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные сведения о получении стали из "Слесарное дело с основами материаловедения Издание 5 " Сталью называют железоуглеродистый сплав, содержащий (%) углерода от 0,01 до 2,0 и примеси марганца 0,3—0,9, кремния 0,15—0,35, серы до 0,06 и фосфора до 0,07. Главной составляющей, определяющей свойства стали, является углерод. С увеличением процентного содержания углерода прочность стали повышается, а способность к пластической деформации понижается. [c.36] Сера и фосфор относятся к вредным примесям. Сера уменьшает способность к проковке и свариваемость, делает сталь ломкой при нагреве до красного каления (красноломкость). Фосфор придает стали хрупкость в холодном и горячем состоянии (хладноломкость). [c.37] Свойства стали делают ее во многих случаях незаменимым машиностроительным материалом. Она обладает высокой прочностью, твердостью, вязкостью и вместе с тем легко поддается механической обработке. Стальные детали хорошо свариваются. [c.37] Состав, свойства н качества стали в значительной степени зависят от способа ее производства. Основными способами получения стали являются конверторный (бессемеровский и томасов ский), мартеновский и плавка в электропечах. [c.37] Конверторный способ заключается в том, что через жидкий чугун, заливаемый в конвертор, продувается воздух в течение 15—20 мин. Кислород, находящийся в воздухе, вступает в реакцию с углеродом, кремнием, марганцем, фосфором и примесями и окисляет их, В результате этого процесса получается сталь. [c.37] Конвертор (рис. 20, а, б) представляет собой стальной сосуд грушевидной формы, выложенный внутри огнеупорной кладкой. В верхней части конвертора находится горловина. Средняя часть конвертора опоясана снаружи стальным кольцом. К кольцу присоединены две цапфы, которые опираются на колонны, установленные на фундаменте. Через полую цапфу 2 в конвертор поступает воздух из воздухопровода. На конце второй цапфы 3 насажено зубчатое колесо 7, соединенное с зубчатой рейкой 4. [c.37] Рейка перемещается от электродвигателя или гидропривода. При движении рейки конвертор поворачивается на нужный угол, принимая горизонтальное, вертикальное или наклонное положение. В нижней части конвертора находится сменное днип е 5, сделанное из огнеупорного кирпича. В днище имеются каналы, в которые запрессованы трубы 6 (фурмы). Через фурмы в конвертор вдувается воздух. [c.38] Для заливки чугуна и загрузки добавок конвертор поворачивают в горизонтальное положение, несколько наклоняют вниз горловиной и заливают такое количество чугуна, чтобы уровень его был ниже уровня фурм. Затем начинают вдувать воздух, медленно поворачивая конвертор. Давление воздуха постепенно увеличивают, доводя до 2,5 ати при вертикальном положении конвертора. Вследствие активного соприкосновения жидкого чугуна с кислородом воздуха идет процесс окисления (выгорание) примесей. [c.38] После окончания процесса конвертор наклоняют в горизонтальное положение и прекращают дутье. Затем проверяют состав полученной стали и выливают сталь в ковш. [c.38] Существуют два вида конверторного процесса бессемеровский и томасовский. [c.38] Бессемеровский процесс получения стали, открытый английским изобретателем Г. Бессемером в 1855—1856 гг., ведется в конверторах, внутренняя кладка которых сделана из кислого огнеупорного кирпича — динаса. [c.38] Сущность процесса заключается в том, что кислород воздуха, вдуваемого через жидкий чугун, окисляет примеси, и при интенсивно идущих реакциях образуется такое количество тепла, которое в течение 10—15 мин вполне достаточно для превращения чугуна в сталь. [c.38] Томасовский процесс — способ переработки фосфористых чугунов, открытый в 1878 г. английским металлургом С. Д. Томасом. Особенностью этого способа является одновременная загрузка конвертора жидким чугуном и свежеобожженной известью. Присутствие извести приводит к образованию шлаков и удалению из чугуна фосфора и серы. [c.38] Кис лоро дно -конверторный процесс выплавки стали с продувкой технически чистым кислородом (чистотой 98,5—99,5%) сверху позволяет перерабатывать чугуны различного химического состава, включая дал е высокофосфористые и природнолегированные. [c.38] Конверторы для продувки жидкого чугуна кислородом сверху имеют глуходонное днище и летку для выпуска жидкого металла. В этих конверторах реакция окисления примесей происходит интенсивнее, качество стали значительно улучшается, производительность повышается. [c.38] Благодаря вращению конвертора вокруг своей оси жидкая сталь в ванне хорошо перемешивается, металл получается более однородным по химическому составу. Кроме того, происходит максимальное удаление серы и фосфора. [c.39] Мартеновский процесс. Одним из недостатков конверторного способа является повышенное содержание в стали кислорода, ухудшающее ее механические свойства. Поэтому для изготовления многих ответственных изделий (инструментов, пружин, деталей, работающих на удар, и т. д.) конверторная сталь непригодна. Кроме этого, существовавшие ранее способы конверторного производства стали не решали задачи переработки отходов (стальной лом, стружка, скрап и т. п.). В 1864 г. металлургами П. и Э. Мартенами было предложено производство стали в пламенной (мартеновской) регенераторной печи. В мартеновских печах окисление осуществляется воздухом, проходящим через шлак, который изолирует расплавленный металл от непосредственного воздействия кислорода воздуха, что уменьшает угар металла и способствует улучшению качества стали. Для выплавки стали в мартеновских печах применяются белый чугун, железная руда, лом, флюсы (известняк, обожженная известь, бокситы, плавиковый шпат). [c.39] В зависимости от состава шихты в мартеновских печах различают следующие разновидности процесса выплавки стали скрап-процесс, скрап-рудный и рудный процессы. [c.39] Скрап-процесс применяется на машиностроительных заводах, не имеющих доменных печей и располагающих большим количеством всевозможных отходов производства в виде стального лома (скрапа), пакетированной стружки, пришедших в негодность чугунных и стальных деталей машин. В качестве добавки применяются чушковый чугун и известняк. [c.39] Скрап-руд) ый процесс применяется на заводах, оснащенных доменными печами, 50—75% шихты составляет жидкий чугун, остальная часть — стальной лом. Для окисления примесей чугуна в шихту вводится значительное количество железной руды. [c.39] Вернуться к основной статье