ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ

Сталь является основным видом металла, применяемым в различных отраслях. Это объясняется тем, что сталь можно отливать с различными характеристиками, необходимыми для производства современной техники: коррозионостойкость, прочность, пластичность, сравнительно легко поддается механической обработке и т.д. Кроме того залежи железа находятся в земной коре в значительных количествах.

Основными исходными материалами для производства стали являются передельный чугун и стальной лом(скрап).

Сущность получения стали является снижение содержания углерода и примесей путем избирательного окисления и перевода в шлак и газы в процессе плавки. В процессе плавки происходит взаимодействие между металлической, шлаковой, газовой фазами и футеровкой плавильного агрегата. В результате этого взаимодействия осуществляется переход химических элементов из одной фазы в другую.

Схема ТП производства стали

На первом этапе температура шихты невысока. Происходит окисление железа и примесей. Главное кремний, марганец, фосфор, сера образуют окислы и другие соединения нерастворимые или частично растворимые в металле, которые в процессе плавки удаляются в шлак.

Второй этап – «кипение» металлической шихты начинается по мере прогревания. Для окисления углерода вводят незначительное количество руды, лкалины или вдувают кислород. В результате оксид железа вступает в реакцию с углеродом с выделением СО, который удаляется из жидкого металла, вызывая «кипение». При «кипении» уменьшается содержание углерода до требуемого, частично удаляются неметаллические включения, прилипшие к пузырькам СО. Все это способствует качеству металла и является основным в процессе плавки. Но в результате насыщения шизты кислородом происходит окисление железа. Сталь, содержащая кислород непригодна для обработки давлением.

Третий этап – для уменьшения содержания кислорода в процессе плавки сталь раскисляют, т.е. вводят в не элементы с большим сродством с кислородом, чем у железа. Это ферросплавы – ферросилиций, ферромарганец. Взаимодействуя с кислородом эти элементы образуют нерастворимые окислы, частично всплывающие в шлак.

Сталь разливают в разливочные ковши, из которого ее разливают в изложници или кристаллолизаторы.

Изложницы – чугунные формы для изготовления слитков с различным поперечным сечением (квадратные, прямоугольные, круглые и т.д.). Слитки идут на прокатные станы, где из них изготавливают различный машиностроительный профиль: трубы. Уголки, рельсы и т.д..

Кристаллолизаторы – это машины для непрерывного литья заготовок(МНЛЗ).

Чугун переделывают в сталь в различных по принципу действия металлургических агрегатах. Основным из них являются кислородные конвертеры, мартеновские печи и электропечи.

Классификация сплавов – стали

Сталь – материал, состоящий из сплава железа с углеродом. Содержание углерода от 0,02 до 2,14% с примесями различных других металлов.

Стали систематизируются по признакам:

1. по химическому составу

2. по качеству

3. по способу раскисления

4. свойствам по назначению и структуре

1. По химическому составу стали подразделяются на :

а) углеродистые

Углеродистые стали обыкновенного качества обозначаются цифрами от 0 до 6. Цифры показывают среднее содержание углерода в десятых долях процента. Буква Г после цифры указывает на повышенное содержание марганца.

Качественные углеродистые стали обозначаются двумя цифрами: 05,08,10,15,20 ит.д. до 60.Они показывают содержание углерода в сотых долях процента.

Углеродистые инструментальные стали обозначаются буквой У и цифрами, показывающими среднее содержание углерода в десятых долях процента (У7,У10).

б) легированные

Легированная инструментальная сталь – первые цифры показывают среднее содержание углерода в десятых долях процента, если оно более 0,1% (9Х1,9ХС).Буквы за цифрами указывают легирующий элемент, а цифры, стоящие после букв, обозначают содержание легирующего элемента в процентах.

Легированная конструкционная сталь - первые две цифры показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Буквы за цифрами указывают легирующий элемент, а цифры, стоящие после букв, обозначают содержание легирующего элемента в процентах.(15Х2,20ХН3).

Пример: 18Х18Н10Т – 18% углерода; 18% хрома; 10% никеля, до 1% титана.

2. По качеству:

а) обыкновенного качества (серы не более 0,055%, фосфора не более 0,045%)

б) качественные (серы не более 0,04%, фосфора не более 0,035%)

в) высококачественные (серы не более 0,025%, фосфора не более 0,025%)

г) особовысококачественные (серы не более 0,015%, фосфора не более 0,025%)

3. По способу раскисления:

а) спокойные (раскислена марганцем, кремнием, алюминием; затвердевание происходит спокойно без выделения газа; выход: 80-85%)

б) кипящие (раскислена не полностью, только марганцем; при выплавке сохраняется повышенное содержание FeO; выход 95-100%)

в) полуспокойные (раскислена марганцем и алюминием; выход 90-95%) – заменитель спокойной и кипящей.

4, По назначению:

а) Конструкционные: детали машин, структурные конструкции.

ü це­ментуемые (С ≤ 0,3%);

струкций — мостов, газо- и нефтепроводов, ферм, котлов и т. д.

в) Инструментальные:

ü Углеродистые стали:

ü Легированные стали :

ü Штамповые

- для холодного деформирования;

- для горячего деформирования.

ü Быстрорежущие стали: Р18; Р6М5; Р9К4М5.

Стали и сплавы с особыми свойствами:

· Корозионностойкие

· Жаропрочные;

· Жаростойкие;

Износостойкие.

Основные условно-буквенные обозначения основных элементов в металлах и сплавах:

Черных цветных

Б Нп – ниобий

В - – вольфрам

Г Мп – марганец

Д М – медь

- Ж - железо

К К – кобальт

М - – молибден

Н Н – никель

С Кр – кремний

Т ТПД - титан

Ф Ван - ванадий

П Ф - фосфор

Х Х(Хр) – хром

Ю А – алюминий

Значение буквы А при маркировке стали

1. Буква А стоит в начале маркировки- сталь автоматная. Например А80

2. В середине 30ХАГС – означает процентное содержание азота

3. В конце 30ХГСА – сталь обладает улучшенными

механическими свойствами.

Буква Ш показывает что сталь высококачественная

30ХГСА – Ш

Буква У – углеродистая, инструментальная

Р – быстрорежущая

Ш – шарико-подшипниковая

Е – магнитная

Э – электротехническая.

У сталей, применяемых в литом виде, в конце марки ставится буква Л (25Л)

Дата добавления: 2014-07-14; просмотров: 256; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!