18. Технология сталеплавильного производства. Характеристика способов

получения стали. Влияние способа производства стали на ее качество.

Сталеплавильное производство, производство стали из чугуна и стального лома в сталеплавильных агрегатах металлургических заводов. Сталеплавильное производство включает 2 основных технологических процесса — выплавку и разливку стали.

В современной металлургии важнейшие способы выплавки стали — кислородно-конвертерный процесс (кислородные конвертера), мартеновский процесс (мартеновские печи) и электросталеплавильный процесс (электрические печи).

Полученную в сталеплавильном агрегате сталь выпускают в разливочный ковш, а затем либо разливают в металлические формы — изложницы, либо направляют на установки непрерывной разливки стали (машины непрерывного литья); лишь около 2% всей производимой стали идёт на фасонное литьё. В результате затвердевания металла получаются стальные слитки или заготовки, которые в дальнейшем подвергают обработке давлением (прокатке, ковке). Сталеплавильное производство — повышение качества стали путём внепечного рафинирования. Наибольшее промышленное значение имеют следующие методы: продувка металла в ковше или специальном агрегате инертными газами или окислительными смесями; вакуумная обработка стали; обработка стали синтетическими шлаками.

19. Сталь, ее состав и свойства. Классификационные признаки стали. Влия­ние углерода и постоянных примесей на качество углеродистых сталей.

Достоинства С.: 1.ей можно придавать любые св-ва, вовдя легирующие эл-ты 2.можно получать изделия любым способом формообразования

3.сырьевые мат-лы позволяют получить С. требуемого кол-ва

Влияние углерода С

С – важнейший элемент, определяющий свойства и структуру углеродистой стали. Даже малейшие изменение содержания С значительно изменяет св-ва стали. До 0,8% сталь состоит из перлита и феррита, а более 0,8% С в структуре стали кроме перлита появляется структурно свободный вторичный цементит.

Феррит имеет низкую прочность, но сравнительно пластичен. Цементит характеризуется твердостью, но хрупок. Поэтому с ростом содерж С увеличивается твердость и уменьшается пластичность и вязкость. Рост прочности происходит до увелич содерж С до 0,8% . При увелич содерж С более 0,8% уменьшает пластичность, но и прочность- это связано с образованием сетки хрупкого цементита вокруг перлитных зёрен, легко разрушающихся при нагрузках. С оказывает существенное влияние на технологические св-ва стали: свариваемость, обрабатываемость резанием и давлением. С увелич содерж С ухудшается свариваемость и способность деформироваться в горячем и холодном состоянии.Лучше всего обрабат резанием среднеуглеродистые стали(0,3-0,4% С ). Низкоуглеродистые стали при механической обработке дают плохую поверхность и трудно удаляемую стружку. Высокоуглеродистая сталь имеет повышенную тв-ть, что сниж стоикость режущего инструмента.

Влияние Mn и Si

Попадают в сталь в процессе выплавки для раскисления стали. Mn повышает прочность практически не снижая пластичности, но резко уменьшает хрупкость стали при выс температурах. вызванную содержанием S.

Si эффективно раскисляет сталь и полностью растворяется в феррите, способствует его упрочнению

Влияние фосфора

P – вредная примись. растворяется в феррите, повышает его прочность, но снижает хладостойкость-снижение вязкости и прочности с понижением t. хрупкость стали вызываемая Р тем выше, чем больше в ней углерода.

Влияние S

S - вредная примись вызывает красноломкость тали, - повышение хрупкости при повышении t. От красноломкости предохраняет Mn, к-ый связывает S в сульфиды.S ухудшает свариваемость и красностойкость стали

Влияние азота N₂ , кислорода О₂ и водорода Н₂

N₂ и О₂ присутствуют в стали в виде хрупких неметалл. включений или в свобод виде располагаясь в трещинах и др. дефектных участках м-ла. Очень вреден Н₂ , который охрупчает сталь. Повышенное содерж Н₂ приводит к обр в крупных заготовках и паковках внутр трещин

Даже небольшое кол-во оказывает резко отриц влияние на св-ва стали, ухудшая ее пластические х-ки. Вакуумирование – важнейшая операция для улучшения кач-ва стали

Контроль кач-ва С. Контроль кач-ва-проверка соответствия показателей кач-ва С. требованиям нормативно-технической документации. Потребит. хар-ки: физич., химич., механич., технологич. св-ва,ф-ма и раз-ры, требования к маркировке, упаковке, внешнему виду прод-ции. Методы к-ля: 1.Опр-е химич. состава 2. Механич. св-в 3.Макро- и микроструктурные анализы 4.Внешний осмотр и т.д. 1. Отбор-в 3.Макро- и микроструктурные анализы 4.Внешний осмотр и т.д. 1. Отбор средней пробы при разливке Ме в слитки и ее хим. анализ, вносимый в сертификат на сталь данной плавки, также экспресс-методы 2. Опр-ют уровень твердости, прочность, относительное удлинение и т.д. Изготавливают и испытывают образцы.

Макроструктурный анализ-исследование сталей невооруженным глазом или при увеличении в 30 р. с помощью лупы.3 основных метода: изломов, макрошлифов и просмотр отшлифованной и потравленной пов-ти готового изделия. Метод изломов-изд-е разрушают, для анализов отбирают спец. образцы и просматривают визуально ч-з лупу (позволяет опр-ть наличие дефектов во внутреннем стр-ии) Метод макрошлифов-исл-е продольных или поперечных плоских образцов готового изделия (опр-ют волокнистость мат-ла, неоднородность химического состава) Просмотр отшлифованной и протравленной поверхности-контроль кач-ва различной металлопродукции (выявляет направ-е кристаллизации, опр-ет размеры, форму и месторасположение усадоч. раковин) Микроструктурный анализ-стр-ру С. исследуют с пом. микроскопа Рентген и электронагревательный анализы-изуч-е ф-мы и раз-ров кристалл. решеток, величина зерна, сод-е С и немет. включений. Спец. физич. методы к-ля скрытых дефектов без разрушение изд-я-дефектоскопия (ультразвук, рентген, магнитная) Классификац. признаки С. по хим. сост.:углеродистые, легированные, спец. назначения; по концентрации С: низкоуглеродистые(<0,3%C), среднеуглеродистые (0,3-0,7%C), высокоуглерод.(>0,7%) Легированные С. в зависимости от вводимых эл-тов: хромистые, марганцовистые, хромоникилиевые и т.д.По кол-ву вводимых эл-ов:низколегированные (легированных эл-тов<=5%),среднелегированные (5-10%),высоколегиров. (>10%).По степени раскисления и хар-ру затвердевания: спокойные(сп), полуспокойные(псп), кипящие (кп).ПО сп-бу пр-ва: конверторные, мартеновские, в электропечах. По стр-ре:эвтектоидные (0,8%С),доэвтектоидные (<0,8%C) ,заэвтектоидные (>0,8%C)/По назначению: конструкционные, инструментальные. По кач-ву: обыкновенного кач-ва (S,P<=0,045%) ,качественные (S,P<0,035%) ,высококач. (S,p<0,025%), особовысококач. (S<=0,015%,P<=0,025%)