Сталь Історія отримання сталі виробництво сталі методи

Сталь Історія отримання сталі, виробництво сталі , методи захисту та обробки сталі Підготували учні 10 б/х класу: Ляпунін Сергій Озійчук Антон Таран Максим Біганський Олександр Самолюк Тимофій

Що таке сталь? Ста ль— сплав заліза з вуглецем, який містить до 2, 14 % вуглецю і домішками (кремній, марганець, сірка, фосфор та гази). За вмістом вуглецю сталі поділяють на дві групи: м'яка сталь, або технічне залізо (містить до 0, 3 % вуглецю) тверда сталь (містить від 0, 3 до 2, 14 % вуглецю)

Історія отримання сталі Сталь отримано з чавуну у II ст. до нашої ери китайськими металургами. Спосіб отримав назву „сто очищувань” і полягав у багаторазовому інтенсивному обдуванні повітрям розплавленого чавуну під час його перемішування. Це призводило до зменшення частки вуглецю в металі й наближення його до властивостей сталі. Винайдення сталі згадано у трактаті „Хайнаньцзи” (122 р. до Р. Х. ). У Європі подібний спосіб пудлінгування освоєно лише у другій половині XVIII ст.

Виробництво сталі Суть процесу переробляння чавуну на сталь полягає у зменшуванні до потрібної концентрації вмісту вуглецю і шкідливих домішок — фосфору і сірки, які роблять сталь крихкою і ламкою. Залежно від способу окиснювання вуглецю є різні способи переробляння чавуну на сталь: конверторний, мартенівський і електротермічний. До фінасової кризи в 2008 році Україна залишалася однією з небагатьох країн, де широко використовули мартенівський спосіб виплавляння сталі, що є досить енергозатратним та екологічно шкідливим. Наразі більшість мартенівських печей в Україні виведено з експлуатації, а ті що лишилися, невдовзі також будуть закриті. Мартенівський спосіб виплавляння сталі не витримує конкуренції, що загострилася на світових ринках після 2008 р. Таким чином зараз в Україні, як і в усьому світі, переважну більшість сталевої продукції виробляють конвертерним способом. Україна станом на 2008 р. займає п’яте місце у світі за обсягами експорту сталі, 76, 46 % сталі, що її виробляють на світовому ринку, припадає на десять провідних країн.

Конверторний спосіб виготовлення сталі За цим способом окиснювання надлишку вуглецю та інших домішок чавуну проводять киснем повітря, який продувають крізь розплавлений чавун під тиском у спеціальних печах — конверторах. Конвертор - це грушоподібна сталева піч, обфутерована всередині вогнетривкою цеглою. Він може повертатися навколо своєї осі. Місткість конвертора 50— 60 т сталі. Матеріалом його футеровання служить або динас (до складу якого входять головним чином Si. O 2; що має кислотні властивості), або доломітна маса (суміш Ca. O і Mg. O, які одержують з доломіту Mg. CO 3 • Ca. CO 3. Ця маса має основні властивості. Залежно від матеріалу футеровання печі конверторний спосіб поділяють на два види: бессемерівський і томасівський.

Бессемерівський та Томасівський процеси Бессемерівським способом переробляють чавуни, які містять мало фосфору і сірки й багаті на силіцій. При продуванні кисню спочатку окиснюється силіцій з виділенням значної кількості тепла. Внаслідок цього початкова температура чавуну приблизно з 1300 °C швидко піднімається до 1500— 1600°С. Вигоряння 1 % Si обумовлює підвищення температури на 200 °C. Томасівським способом переробляють чавун з великим вмістом фосфору (до 2 % і більше). Основна відмінність цього способу від бессемерівського полягає в тому, що футеровку конвертора роблять з оксидів магнію і кальцію (які одержують здоломіту Mg. CO 3 • Ca. CO 3). Крім того, до чавуну додають ще до 15 % Ca. O. Внаслідок цього шлакоутворюючі речовини містять значний надлишок оксидів з основними властивостями.

Бессемерівський конвертор: 1 — корпус; 2 — порожниста цапфа; 3 — патрубок; 4 — повітряна коробка; 5 — редуктор; 6 — днище; 7 — фурми; 8 — горловина.

Класифікація сталі Хімічний склад Вуглецеві: -маловуглецеві -середньовуглецеві -високовуглецеві Леговані : -хромисті; -марганцевисті; хроммарганцевисті; -хромнікелеві; Спосіб розкиснення: -спокійні; Призначення -конструкційні; Якість -напівспокійні; -звичайна якість; -киплячі -якісні; -високоякісні; -особливо високоякісні. інструментальні; -Особливі властивості

Фізичні властивості сталі густина ρ ≈ 7, 86 г/см 3; Коеф. теплопровідності k = 58 Вт/(м·K); Питомий опір (20°C, 0, 37 -0, 42% вуглецю) = 1, 71· 107 Ом·м

Методи захисту від корозії: Найважливіші з них: захист поверхні металу покриттям, створення сплавів з антикорозійними властивостями, електрохімічні засоби, зміна складу середовища. Захисні покриття поділяють на дві групи: металічні (покриття заліза цинком, хромом, нікелем, кобальтом, міддю) та неметалічні (лаки, фарби, пластмаси, гума, цемент). При введенні до складу сплавів спеціальних добавок одержують нержавіючу сталь.

Термообробка сталі Сталь у вихідному стані досить пластична, її можна обробляти шляхом деформування: кувати, вальцювати, штампувати. Характерною особливістю сталі є її здатність суттєво змінювати свої механічні властивості після термічної обробки сутність котрої полягає у зміні структури сталі при нагріванні, витримці та охолодженні, відповідно до спеціального режиму. Розрізняють такі види термічної обробки * відпалювання; * нормалізація; * загартування; * відпуск.

відпалювання — це операція термічної обробки металів і сплавів, яка полягає в нагріванні металевих виробів до певної температури. Нормалізація — при нормалізації відбувається перекристалізація сталі, котра усуває крупнозернисту структуру, отриману при литві чи куванні. Гартува ння — це зміцнювальна термічн обробка, яка полягає в нагріві сталі до температури вище критичних точок, витримці і подальшому охолодженні зі швидкістю більше критичної. Відпуск - після низькотемпературного відпуску дещо підвищується в’язкість сталі без помітного зменшення твердості

Дякую за увагу!!!