Сущность процесса производства стали

Сталью называется сплавы железа с углеродом при содержании углерода до2, 14 процента. Кроме этого в стали содержатся марганец, кремний, сера, фосфор и другие элементы, которые носят случайный характерили специально вводятся в сталь. Стали обладают хорошими пластическимисвойствами, хорошо обрабатываются давлением, хорошо свариваютсяи имеют высокие механические характеристики.

В современной металлургии сталь выплавляют; в кислородных конверторах; в мартеновскихпечах; в электрических печах (дуговых и индукционных); в печах электрошлакового переплава (рафинирование стали); печах внедоменного способа получения стали (методы прямого восстановления железа).

При одинаковом заданном составе исходных материалов свойства стали в сильной мере зависят от способаее получения.

Исходным материалом для производства стали является передельный чугун и скрап (стальной и чугунный лом, стружка, обрези и т.п.).

Суть процесса производства стали сводится к удалению из чугуна избытков углерода, кремния, марганца, серы, фосфора и др. Для этого расплав железа нагревают до высоких температур. Нагрев осуществляется следующими способами: химической теплотой, полученной в результате окисления примесей в чугуне; теплотой, подученной за счет сжигания топлива или превращения электрической энергии в тепловую.

Свыше половины всей выплавляемой в мире стали производится конверторным способом. Преимущества этого способа: высокая интенсификацияплавки за счет продувки кислородом; стабильность сортамента выплавляемой стали; возможность получения высококачественных сталей в том числе низколегированных для листового и сортового проката, труб, химического оборудования и т.д.

Резкое увеличение емкости конвертеров до 250-350 т, интенсивность процессов окисления, стойкость футеровки конвертеров, сокращение продолжительности плавки до 30мин. - все это делает кислородно-конверторный способ производства наиболее перспективным. Один конвертер вместимостью 250 т дает 1200 тыс. т стали в год, тогда как мартеновская печь (емкостью ванны 500 т) дает около 400 тыс. т стали в год.

Для получения сталей высокого качества используются электрические печи. В электропечах также снижаются потери железа на угар, т.к. доступ воздуха в электрические печи незначителен. Темпы производства стали в электропечах растут, но носят пока не очень интенсивный характер вследствие малой производительности процесса, большого потребления электроэнергии, что влечет за собой повышение себестоимости стали. (Продолжительность плавки в 100-тонной печи составляет 6-7 час при расходе электроэнергии на I т стали около 600 квт.час).