Головна

Шкільна бібліотека

Перелік предметів

Англійська мова
Біологія
Географія
Економіка
Інформатика
Історія
Математика
Німецька мова
ОБЖ
Політологія
Право
Природознавство
Психологія і педагогіка
Російська мова
Соціологія
Фізика
Філософія
Французька мова
Українська мова
Хімія

Підручники в PDF


 

Способи виробництва сталі

Сталь порівняно із чавуном містить менше вуглецю, силіцію, сірки та фосфору, отже, для одержання сталі з чавуну потрібно зменшити вміст цих речовин. Виробництво сталі ґрунтується на окисненні домішок, які містяться у чавуні.

Сталь виробляють із чавуну та металобрухту. Спочатку кисень, який поступає з повітрям, окиснює залізо і вуглець:

2Fe +O2 = 2FeO

2C + O2= 2CO.

Потім утворений ферум(ІІ) оксид окиснює домішки – силіцій, манган, фосфор і вуглець:

Si + 2FeO = SiO2 + 2Fe

Mn + FeO =MnO + Fe

2P + 5FeO = P2O5 + 5Fe

C + FeO = CO + Fe.

За рахунок теплоти, що виділяється під час реакцій, підтримується висока температура. Отримані оксиди силіцію(IV) та фосфору(V) реагують із флюсами з утворенням легкоплавких шлаків, які видаляють із печі:

P2O5 + СaCO3 = Ca3(PO4)2 + CO2

SiO2 + СaCO3 = CaSiO3 + CO2.

Надлишок ферум(ІІ) оксиду видаляють за допомогою розкисників (мангану, ванадію, титану), які відновлюють ферум з ферум(ІІ) оксиду:

Mn + FeO = MnO + Fe.

Додатково в процесі виплавки сталі додають так звані легуючі добавки (кобальт, нікель, вольфрам, хром тощо), які надають сталі корозійної стійкості, міцності та інших властивостей, необхідних при її застосуванні.

Отже, процес виплавляння сталі є окисно-відновним процесом.

Існує кілька способів переробки чавуну в сталь: конвертерний, мартенівський і електротермічний.

Конвертерний спосіб виробництва сталі запропонував англійський інженер-винахідник Генрі Бесемер у 1856 році. У цьому методі використовують спеціальний конвертер, який має грушоподібну форму і може обертатися. Його виготовлено із сталевих листів, а зсередини він викладений вогнетривкою цеглою. Конвертер працює періодично. Конвертер наповнюють у похилому положенні розплавленим чавуном і металобрухтом, а виробництво проводять у вертикальному положенні. У конвертер через спеціальну камеру і отвори нагнітається повітря, яке окиснює домішки. Після закінчення процесу подачу повітря припиняють, переводять конвертер у горизонтальне положення, випускають шлак і додають розкисники. Увесь процес триває 15–20 хвилин. Готову сталь виливають в ківш і направляють в інші цехи.

За киснево-конвертерним способом замість повітря у конвертер продувають кисень. Збагачення киснем скорочує тривалість продувки, а також збільшує продуктивність конвертера.

При мартенівському методі, який запропонував у 1864 році французький металург П’єр Мартен, металобрухт, чавун і флюси завантажують у піч через завалочні вікна. У мартенівських печах спалюють мазут або попередньо підігріті гази. Кисень або повітря пропускають над розплавленим чавуном. Готовий метал випускають із печі через отвори, розташовані в найнижчій частини подини. На час плавки випускний отвір забивають вогнетривкою глиною. Для інтенсифікації мартенівського процесу повітря збагачують киснем.

Переробку чавуну в сталь здійснюють також в електричних дугових печах при температурі 2000 ºС і вище. Це сприяє повнішому видаленню фосфору й сірки за рахунок зв'язування їх у шлаки. В електропечах виплавляють високоякісні вуглецеві та леговані сталі й феросплави.

 

 
© www.SchoolLib.com.ua