- •Содержание
- •1 Металлургия стали 5
- •2 Производство ферросплавов 55
- •Введение
- •1 Металлургия стали
- •1.1 Технологические особенности сталеплавильного производства
- •1.1.1 Классификация сталей
- •1.1.2 Маркировка сталей
- •1.2 Физико-химические основы процессов производства стали
- •1.2.1. Состав, свойства и роль шлака в процессе производства стали
- •1.2.2 Металлический расплав
- •1.3 Важнейшие реакции сталеплавильных процессов
- •1.3.1 Окисление углерода
- •1.3.2 Окисление кремния
- •1.3.3 Поведение марганца
- •1.3.4 Поведение фосфора
- •1.3.5 Поведение серы
- •1.3.6 Газы в стали
- •1.4 Раскисление и легирование стали
- •1.4.1 Способы раскисления
- •1.4.2 Продукты раскисления и их удаление
- •1.4.3 Легирование
- •1.5 Конвертерные способы производства стали
- •1.5.1 Кислородно-конвертерный процесс
- •1.5.2 Производство стали в конвертерах донного дутья
- •1.5.3 Конвертерный процесс с комбинированной продувкой
- •1.6 Мартеновское производство стали
- •1.6.1 Устройство и работа мартеновской печи
- •1.6.2 Разновидности мартеновского процесса
- •1.6.3 Технология мартеновского производства
- •1.6.4 Выплавка стали в двухванных сталеплавильных агрегатах
- •1.7 Производство стали в электрических печах
- •1.7.1 Классификация электрических печей
- •1.7.2 Выплавка стали в электродуговой печи
- •1.7.3 Выплавка стали в индукционных печах
- •1.8 Способы повышения качества жидкой стали
- •1.8.1 Продувка стали инертным газом
- •1.8.2 Обработка металла синтетическим шлаком
- •1.8.3 Вакуумная обработка стали
- •1.8.4 Продувка газопорошковыми струями
- •1.9 Разливка стали
- •1.9.1 Выпуск стали в ковш
- •1.9.2 Разливка стали в изложницы
- •1.9.3 Непрерывное литье заготовок
- •2 Производство ферросплавов
- •2.1 Классификация ферросплавов
- •2.2 Виды и особенности ферросплавных процессов
- •2.3 Типы ферросплавных печей
- •2.5 Сплавы кремния
- •2.5.1 Применение ферросилиция
- •2.5.2 Шихтовые материалы для выплавки ферросилиция
- •2.5.3 Физико-химические условия получения ферросилиция
- •2.5.4 Технологические особенности производства ферросилиция
- •2.6 Сплавы хрома
- •2.6.1 Сортамент и применение сплавов хрома
- •2.6.2 Шихтовые материалы для производства феррохрома
- •2.6.3 Производство углеродистого феррохрома
- •2.6.4 Низкоуглеродистый феррохром. Обезуглероживание феррохрома
- •2.7 Сплавы марганца
- •2.7.1 Применение и сортамент сплавов марганца
- •2.7.2 Шихтовые материалы для выплавки ферромарганца и силикомарганца
- •2.7.3 Производство высокоуглеродистого ферромарганца
- •2.7.4 Выплавка малофосфористого шлака
- •2.7.5 Производство силикомарганца
- •2.7.6 Технология производства металлического марганца
- •2.7.7 Технология производства средне- и низкоуглеродистого ферромарганца
- •Рекомендованная литература
- •49600, М. Дніпропетровськ-5, пр. Гагаріна, 4
1.1.1 Классификация сталей
Классификация стали осуществляется по ряду признаков:
По способу производства стали разделяют на конвертерную, мартеновскую, электросталь и спецсталь.
По назначению стали разделяют на:
конструкционные – для изготовления металлических конструкций, зданий, мостов, вагонов и различных машин;
инструментальные – для изготовления различных инструментов;
котельную, топочную – для изготовления паровых котлов и топок;
рельсовую, бандажную, колесную – для изготовления железнодорожных рельсов, бандажей и колес подвижного состава;
автоматную – для обработки на станках-автоматах при изготовлении шурупов, винтов и т.п.;
рессорную, трубную, электротехническую;
стали с особыми физико-химическими свойствами (жаропрочную, нержавеющую, кислотоупорную и др.) и т.д.
По химическому составу различают:
сталь с низким содержанием примесей (технически чистое железо);
углеродистые стали, которые, в свою очередь, делятся на мягкие – с содержанием углерода до 0,1%, низкоуглеродистые – до 0,3%, среднеуглеродистые – до 0,8% и высокоуглеродистые – более 0,8%С;
низколегированные (до 3% легирующих элементов) с повышенным качеством стали, но без резкого изменения ее характеристик;
легированные (более 3% легирующих элементов), у которых свойства изменяются в значительной степени по сравнению с углеродистой сталью.
По степени раскисленности стали бывают кипящие, полуспокойные и спокойные.
По качеству, определяемому содержанием вредных примесей – серы и фосфора:
0,04%≤S≤0,06%, 0,04%≤P≤0,08% - углеродистые стали обыкновенного качества;
P,S = 0,03…0,04% - качественные стали;
P,S ≤ 0,03% - высококачественные стали;
S ≤ 0,015% - особо высококачественные стали.
По технологии различают: основную и кислую мартеновскую сталь, основную и кислую электросталь, сталь, обработанную вакуумом, синтетическими шлаками и т.д.
1.1.2 Маркировка сталей
Для маркировки сталей принято буквенно-цифровое обозначение:
конструкционные углеродистые стали обыкновенного качества обозначаются Ст0, Ст1, Ст3, Ст3кп, Ст4сп и т.д.,
где Ст – индекс данной группы стали;
цифры от 0 до 6 – условный номер марки стали в зависимости от нормируемых показателей. Чем больше условный номер стали, тем больше содержание углерода в ней, тем выше ее прочность и ниже пластичность;
кп, сп, пс - степень раскисленности стали: кп - кипящая, сп – спокойная, пс - полуспокойная сталь.
конструкционные углеродистые качественные стали маркируются двухзначным числом, указывающим среднее содержание углерода в сотых долях процента, так же указывается степень раскисленности, если она отличается от спокойной - Ст08кп, Ст10пс, Ст20, Ст45.
инструментальные углеродистые качественные стали маркируются буквой У и числом, указывающим содержание углерода в десятых долях процента, например, У8, У13 – содержание углерода, соответственно 0,8% и 1,3%.
инструментальные углеродистые высококачественные стали маркируются аналогично качественным углеродистым инструментальным сталям, только в конце марки ставят букву А, например, У10А.
При маркировке легированных сталей входящие в их состав легирующие элементы обозначаются большими буквами русского алфавита:
А – азот* Б – ниобий В – вольфрам Г – марганец Д – медь |
Е – селен К – кобальт Л – бериллий* М – молибден Н – никель |
П – фосфор Р – бор* С – кремний Т – титан Ф – ванадий |
Х – хром Ц – цирконий Ч – РЗМ Ю – алюминий Ш – магний* |
* – если буква стоит в середине маркировки |
|
||
легированные конструкционные стали – в начале марки указывается двухзначное число, показывающее содержание углерода в сотых долях процента. Далее перечисляются легирующие элементы. Число, следующее за условным обозначением элемента, показывает его содержание в процентах. Если число не стоит, то содержание элемента не превышает 1-1,5%. Например, сталь 15Х25Н19ВС2 содержит 0,15% углерода, 25% хрома, 19% никеля, до 1,5% вольфрама, до 2% кремния.
легированные инструментальные стали - в начале марки указывается однозначное число, показывающее содержание углерода в десятых долях процента. Если содержание углерода составляет 1% и выше число перед маркой не указывается. Далее перечисляются легирующие элементы с указанием их содержания, например, сталь 9XC, сталь ХВГ2.
При верхнем пределе содержания углерода в стали 0,08-0,09% в начале марки ставят знак 0, при содержании углерода до 0,045 % – ставят 00. Например, в стали 0Х14Н28В3Т3ЮР содержится, %: углерода – 0,08, хрома – 14, никеля – 28, вольфрама – 3, титана – 3, алюминия и бора – по 1.
Некоторые группы сталей специального назначения содержат дополнительные обозначения в начале марки: Р – быстрорежущая, Ш – шарикоподшипниковая, А – автоматная, Э – электротехническая, Л – полученная литьем и др.
