Як роблять сталь

У житті ми постійно стикаємося з сплавами, найпоширеніший з яких сталь. Тому немає нічого дивного, що у кого-небудь та виникне питання про те, як роблять сталь?

Сталь – це один із сплавів заліза і вуглецю, який отримав широке розповсюдження в повсякденному житті. Процес виробництва сталі багатоступінчастий і складається з декількох етапів: видобуток і збагачення руди, отримання агломерату, виробництва чавуну і виплавка сталі.

Руда і агломерат

Родовища руд дозволяють добувати як багаті, так і бідні породи. Багату руду можна відразу використовувати як виробничу сировину. Щоб можна було виплавляти і бідну руду, її необхідно збагатити, тобто збільшити в ній вміст чистого металу. Для цього руду подрібнюють і, застосовуючи різні технології, відокремлюють частинки, багаті сполуками металу. Наприклад, для залізних руд застосовують магнітну сепарацію – вплив магнітним полем на вихідна сировина з метою відділення частинок багатих залізом.

Виходить низькодисперсійного концентрат, який спекают в більші шматки. Результат випалу залізних руд і є агломерат. Види агломератів отримали назву по основній сировині, що входить до їх складу. У нашому випадку це залізорудний агломерат. Тепер, щоб зрозуміти, як роблять сталь, необхідно простежити подальший технологічний процес.

Виробництво чавуну.

Чавун виплавляють у доменних печах, які функціонують за принципом протитечії. Завантаження агломерату, коксу та іншого шихтового матеріалу здійснюється зверху. Знизу вгору, назустріч цим матеріалам, піднімаються потоки розпеченого газу від згоряння коксу. Починається низка хімічних процесів, в результаті чого відбувається відновлення заліза і насичення його вуглецем. Температурний режим при цьому зберігається в районі 400-500 градусів Цельсія. У нижніх частинах печі, куди поступово опускається відновлене залізо, температура збільшується до 900-950 градусів. Утвориться рідке сплав заліза з вуглецем – чавун. До основних хімічними характеристиками чавуну відносяться: вміст вуглецю більше 2,14%, обов’язкова наявність в складі сірки, кремнію, фосфору і марганцю. Чавун відрізняється підвищеною крихкістю.

Виплавка сталі.

Тепер ми наблизилися до останнього етапу, що дозволяє дізнатися, як роблять сталь. У хімічному плані сталь відрізняється від чавуну зниженим вмістом вуглецю; відповідно, основне завдання виробничого процесу – зменшити вміст вуглецю та інших домішок в основному сплаві заліза. Для виробництва сталі використовують мартенівські печі, кисневі конвертери або електропечі.

За різними технологіями розплавлений чавун продувається киснем при дуже високих температурах. Відбувається зворотний процес – окислення заліза на рівні домішок, що входять в сплав. Отриманий шлак надалі забирається. В результаті продувки киснем знижується вміст вуглецю і відбувається перетворення чавуну в сталь.

В сталь можуть додаватися легуючі елементи, що змінюють властивості матеріалу. Тому сталлю вважається сплав залізо-вуглець з вмістом заліза не менше 45%.

Вищеописані процеси роз’яснили, як роблять сталь, з яких матеріалів і з застосуванням яких технологій.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Пармезан – що це таке?