Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Najczęściej stosowanym materiałem w przemyśle jest stal. Jest powszechnie rozumiany jako stop żelaza z innymi pierwiastkami chemicznymi. Głównym składnikiem w jego składzie jest węgiel. Jego udział procentowy w stali wynosi 2, 14%. W dużej mierze dzięki niemu stal i nabiera wysokiej wytrzymałości. Jeśli mówimy o ciężarze właściwym materiału, waha się on od 75 500 do 77 500 N / metr sześcienny. W składzie nowoczesnych gatunków stali mogą występować pierwiastki stopowe, które zapewniają stopowi wyższą jakość.
Klasyfikacja stali
Istnieje szereg kryteriów, na podstawie których klasyfikowana jest stal. Główne odmiany tego stopu to:
- stal konstrukcyjna;
- stal narzędziowa.
Ponadto eksperci rozróżniają stal szybkotnącą, co eksperci odnoszą się również do liczby stali narzędziowych. Między sobą stal różni się składem chemicznym. W zależności od elementów zawartych w stali, materiał ten można podzielić na stale węglowe i stopowe. Także ten metal można sklasyfikować według ilości zawartego węgla. Zgodnie z tym kryterium zwyczajowo wyróżnia się trzy główne typy:
- niski poziom węgla. Zawartość węgla w tej stali nie przekracza 0, 25%;
- średni węgiel. W tej stali węgiel występuje w ilości od 0, 25 do 0, 6%;
- wysoki poziom węgla. Zawartość węgla w tej stali nie przekracza 2%.
Klasyfikacja stali stopowych jest przeprowadzana w podobny sposób, ale tylko w niej jest podział na typy według procentowej zawartości pierwiastków stopowych:
- niskostopowy - w nim zawartość pierwiastków stopowych nie przekracza 4%;
- umiarkowanie domieszkowany - ilość składników stopowych obecnych w tym stopie nie przekracza 11%;
- wysokostopowy - liczba obecnych w nim dodatków przekracza 11%.
Obecnie stal produkowana jest przez przedsiębiorstwa hutnicze z wykorzystaniem nowoczesnych technologii i różnych metod. W zależności od metody użytej do wytworzenia tego materiału, niektóre stalowe wtrącenia mogą być obecne w stali. Jeśli stal jest klasyfikowana zgodnie z takim parametrem jak liczba wtrąceń metalicznych zawartych w materiale, stal można podzielić na następujące typy:
- mieszanki zwykłej jakości;
- stal wysokiej jakości;
- wysokiej jakości stopy;
- stały się specjalną jakością.
Materiał ten jest zwykle podzielony przez jego skład strukturalny. Obecnie przedsiębiorstwa hutnicze wytwarzają następujące rodzaje stopów:
ferrytyczny;- austenityczny;
- perlityczny.
Skład stopu jest ważnym czynnikiem wpływającym na ciężar właściwy samej stali. Należy powiedzieć, że stopy są podzielone na dwufazowe i wielofazowe. Innym kryterium, na podstawie którego klasyfikowana jest stal, jest charakter krzepnięcia i stopień odtlenienia.
Metody produkcji stali
Głównym surowcem do produkcji nowoczesnej stali jest żeliwo. Ze względu na to, że jego skład zawiera węgiel, fosfor i siarkę w dużych ilościach, ma dużą kruchość i znaczną kruchość. W celu przetworzenia żeliwa na stal konieczne jest zmniejszenie zawartości tych substancji w materiale do pożądanego poziomu. Zmniejszenie stężenia prowadzi do tego, że ciężar właściwy stali maleje. Zmiany zachodzą w jego właściwościach. Zastosowanie jednej lub innej metody do produkcji stali wymaga zastosowania różnych metod utleniania węgla w żelazie. Najczęściej producent stosuje następujące metody.
- Metoda konwertera tlenu. Większość marek producentów stali jest wytwarzana przy użyciu tej technologii.
- Metoda Martina. Ostatnio jest używany coraz rzadziej.
- Metoda elektrotermiczna. Obecnie ta metoda jest jedną z najbardziej zaawansowanych i aktywnie wykorzystywana do produkcji stali. Jego zastosowanie prowadzi do tego, że w rezultacie powstaje materiał o wysokiej jakości.
Metoda konwertera tlenu
Przy stosowaniu tej metody do produkcji stali problem nadmiaru surówki żelaza i fosforu w stali rozwiązuje się przez utlenianie ich tlenem. Aby to zrobić, oczyszczanie odbywa się pod ciśnieniem przez roztopiony metal. Piec używany do produkcji stali nazywany jest konwerterem. W kształcie przypomina gruszkę. W jego wewnętrznej części znajduje się podszewka z cegieł ogniotrwałych. Cechą charakterystyczną tego sprzętu jest jego wysoka mobilność. Piece można obracać o 360 stopni. Wydajność konwertera wynosi 60 ton, a producenci stosują dwa rodzaje surowców:
- dinas - w skład tego surowca wchodzi tlenek krzemu, który ma wysokie właściwości kwasowe;
- dolomit - w jego składzie głównymi składnikami są tlenek wapnia i magnez. Materiał dolomitowy jest używany do jego uzyskania.
Metoda Martina
Był aktywnie wykorzystywany kilka dekad temu. Obecnie jest przestarzały i staje się coraz mniej powszechny . Stosując go do przetwarzania żelaza w stal, możliwe jest uzyskanie materiału o niskiej jakości przy wylocie. Dzięki swemu wyglądowi piec martenowski jest dużą wanną do topienia. Pokryta jest sklepieniem wykonanym z cegieł ogniotrwałych. Na nim znajdują się komory rekuperatora.
Są to przedziały, których głównym celem jest ogrzewanie gazowe. Charakteryzują się wypełnieniem dyszy wykonanej z cegieł ogniotrwałych. Przez trzeci i czwarty rekuperator wypełniany jest przepływ gorącego gazu i powietrza. W tym samym czasie następuje nagrzewanie pierwszego i drugiego wymiennika ciepła z powodu gazów piecowych. Gdy temperatura wzrośnie wystarczająco, proces przebiega w przeciwnym kierunku.
Metoda elektrotermiczna
W porównaniu z pozostałymi dwoma metodami, przetwarzanie żeliwa na stal za pomocą tej metody ma kilka zalet. Nie pozwala na zmianę składu chemicznego stali. Jednocześnie po zakończeniu procesu uzyskuje się stal wysokiej jakości.
Ponieważ przy stosowaniu w piecu ilość powietrza jest ograniczona, prowadzi to do zmniejszenia tlenku żelaza w gotowym materiale. Dlatego też jego mała ilość zawarta w stopie umożliwia uzyskanie produktu wysokiej jakości. Przy stosowaniu tej metody temperatura jest utrzymywana na poziomie nie niższym niż 2000 stopni Celsjusza. Pozwala to całkowicie usunąć ze stopu tak szkodliwe zanieczyszczenia jak siarka i fosfor.
Ciężar właściwy stali
W procesie produkcji stali zachodzi nagrzewanie indukcyjne metalu. W tym celu wykorzystywane są przemysłowe prądy częstotliwości. Ze względu na fakt, że rdzeń ma dużą masę, taki wpływ na metal jest wystarczający. Aby wykonać topienie stali o wadze do 100 ton, wystarczy zastosować prąd przemysłowy o częstotliwości 50 Hz. Należy powiedzieć, że w różnych rodzajach surowców niektóre parametry mogą się nie pokrywać.
Obliczanie ciężaru właściwego stali
Tylko dla określonej substancji jest stosunek objętości stopu do jego masy. Warto powiedzieć, że ten parametr jest stały. Aby określić gęstość stopu za pomocą specjalnej formuły . Jest to bezpośrednio związane z obliczeniami dla stali o ciężarze właściwym i ma następującą postać:
γ = P / V.
W tym wzorze Y należy rozumieć jako ciężar właściwy metalu. Ciężar jednorodnego ciała jest oznaczony literą P. Litera V jest używana do oznaczenia objętości połączenia. Należy powiedzieć, że ta formuła działa tylko w przypadkach, gdy metal ma stan gęsty, a pory jako takie są nieobecne.
Stal jest używana w różnych gałęziach przemysłu. Przedsiębiorstwa hutnicze otrzymują je poprzez przetwarzanie żelaza. Aby uzyskać jakość stali, użyj różnych metod przetwarzania. Każdy z nich ma swoje własne cechy. Dzięki nowoczesnym metodom obróbki możliwe jest usuwanie szkodliwych zanieczyszczeń ze składu stopu, co pozwala zapewnić wysoką jakość gotowego metalu.