Виробництво сталі

Залежно від способу окиснювання вуглецю є різні способи переробляння чавуну на сталь: конверторний, мартенівський і електротермічний.

Бессемерівським способом переробляють чавуни, які містять мало фосфору і сірки й багаті на силіцій (не менше 2 %).

Томасівським способом переробляють чавун з великим вмістом фосфору (до 2 % і більше).

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.

Електротермічний спосіб має перед мартенівським і особливо конверторним цілий ряд переваг.

Безпере́рвне розлива́ння ста́лі — розливання сталі в наскрізні виливниці-кристалізатори невеликого перерізу.

Прискорене твердненняметалу в кристалізаторі відбувається внаслідок того, що виливниці виготовлені з високотеплопровідних матеріалів (міді, латуні) і охолоджуються водою. Зливок, що виходить з кристалізатора, перерізається киснево-ацетиленовими різаками на заготовки потрібної довжини, які ще раз охолоджуються водою з форсунки.

Машини безперервного розливання сталі

Машини для безперервного розливання сталі можна поділити на три групи:

1) машини, в яких зливок і кристалізатор рухаються з однаковою швидкістю (машина М. Ф. Голдобіна);

2) машини, в яких зливок рухається відносно поверхні кристалізатора, встановленого вертикально або похило (кристалізатор нерухомий або має періодичний зворотно-поступальний рух);

3) машини періодичного розливання, в яких надходження металу в кристалізатор і виймання зливка періодично чергуються. Зливки виймають, розсуваючи піввиливниці кристалізатора.

Безперервне розливання сталі не потребує розливного устаткування (виливниць, піддонів, сифонних пристосувань тощо), відділень для підготовки виливниць і роздягання зливків та окремих нагрівальних колодязів і обтискних станів прокатних цехів. Вихід придатного металу при безперервному розливанні сталі іноді підвищується до 90—95 %. Швидке охолодження зливка сприяє одержанню хімічно однорідного, дрібнозернистого металу.

РОЗКИСЛЕННЯ металів — видалення з розплавлених металів (гол. чин. сплавів на основі заліза) кисню — шкідливої домішки, що погіршує їхні мех. властивості; один з процесів рафінування металів. При Р. в розплавлений метал додають хім. елементи — розкислювачі (або їхні сплави, напр. феросплави), що здатні з'єднуватися з киснем. Продукти розкислення спливають у шлак або видаляються у вигляді газу (оксиду вуглецю). До найпоширеніших розкислювачів сталі належать кремній, марганець і алюміній, а також кальцій, церій, титан, магній, дзеркальний чавун. Розкисленню сталі сприяє обробка вакуумом (див. Вакуумування сталі). Деякі кольорові метали (напр., мідь, нікель) розкислюють воднем (див. Плазмоводуговий переплав) або матеріалами і речовинами, що міс тять вуглець. Р. провадять безпосередньо в печах звичайно в кінцплавки або поза печами —в кові шах. Див. також Мартенівське виробництво, Киснево-конверторний процес.

Вплив вуглецю й домішок на властивості сталей

Вуглецеві сталі є основними. Їхні властивості визначаються кількістю вуглецю й змістом домішок, які взаємодіють із залізом і вуглецем.

Вплив вуглецю

З ростом змісту вуглецю в структурі сталі збільшується кількість цементиту, при одночасному зниженні частки фериті. Зміна співвідношення між тридцятилітніми приводить до зменшення пластичності, а також до підвищення міцності й твердості. Міцність підвищується до змісту вуглецю близько 1%, а потім вона зменшується, тому що утвориться груба сітка цементиту вторинного.

Вуглець впливає на грузлі властивості. Збільшення змісту вуглецю підвищує поріг холодноламкості й знижує ударну в'язкість.

Підвищуються електроопір й коерцитивна сила, знижуються магнітна проникність і щільність магнітної індукції.

Вуглець впливає й на технологічні властивості. Підвищення змісту вуглецю погіршує ливарні властивості сталі (використовуються сталі зі змістом вуглецю до 0,4 %), оброблюваність тиском і різанням, зварюваність. Варто враховувати, що сталі з низьким змістом вуглецю також погано обробляються різанням