Aceiro: produción, proceso e métodos de aceiro. Tecnoloxía de produción de aceiro

Os produtos de aceiro, mesmo coa distribución activa de plásticos de alta resistencia, manteñen as súas posicións no mercado. As aliaxes de carbono con diferentes características son usadas en instrumentación e automoción, construción e fabricación. Unha combinación única de elasticidade e forza fai que o material sexa rendible en termos de operación a longo prazo. En consecuencia, os produtos serven un mantemento máis longo e máis barato. Pero isto non é todas as virtudes que o aceiro ten. A adquisición de aceiro co uso de tecnoloxías modernas permite a distribución de estrutura metálica e propiedades adicionais.

Información xeral sobre tecnoloxías de produción

A tarefa principal do tecnólogo é proporcionar un proceso no que o contido de carbono e todo tipo de impurezas, como xofre e fósforo, diminúe na peza. A base para a preparación é o ferro fundido. Cómpre destacar que os fornos para a fabricación de fundición apareceron na Idade Media, mentres que a primeira produción de aceiro só se realizou en 1885, e ata hoxe en día están a desenvolver e mellorar os métodos de produción da liga. As diferenzas nas aproximacións ao proceso débense principalmente ao xeito de oxidación de carbono.

Como materia prima, úsase o ferro fundido. Pode aplicarse en forma sólida ou fundida. Tamén se poden usar produtos que conteñen ferro, cuxa produción foi realizada por redución directa. Practicamente todos os métodos de obtención de aceiro dunha forma ou outra tamén proporcionan o proceso de refino das impurezas. Por exemplo, a tecnoloxía do conversor ofrece o seu vento con osíxeno.

Método do conversor

Con este método, o ferro fundido, así como impurezas e residuos en forma de mineral, chatarra e fluxo, pódense utilizar como base. O aire comprimido é alimentado polos orificios tecnolóxicos ao substrato preparado, facilitando o desempeño das reaccións químicas. Tamén no proceso prodúcese unha acción térmica, na que se oxida o osíxeno e as impurezas. De particular importancia son as características da estufa, na que se procesa o aceiro. A produción de aceiro pode ocorrer en agregados con forro diferente: as formas máis comúns de protexer estruturas con ladrillos refractarios e dolomita. Polo tipo de revestimento, o método do conversor tamén se divide en dous outros métodos: Thomas e Bessemer.

O método Thomas

Unha característica especial deste método é o coidado tratamento de fundición que contén ata 2% de impurezas de fósforo. En canto á tecnoloxía de revestimento, realízase co uso de óxidos de calcio e magnesio. Debido a esta solución, os elementos formadores de escorias teñen unha cantidade excesiva de óxidos. O proceso de combustión de fósforo é unha das principais fontes de enerxía térmica neste caso. Por certo, a combustión do 1% de contido fosfórico aumenta a temperatura do forno en 150 ° C. As ligas de Thomas teñen un baixo contido de carbono e úsanse a miúdo como ferro técnico. No futuro, a produción de aceiro (fundición) pódese utilizar para a produción de escorias de fósforo para o seu posterior uso como fertilizante en solos de alta acidez.

O método Bessemer

Este método implica procesar as bases, que conteñen unha pequena cantidade de xofre e fósforo. Pero ao mesmo tempo hai un alto contido de silicio - preto do 2%. Durante a purga, a oxidación do silicio ocorre principalmente, o que contribúe á liberación intensiva de calor. Como resultado, a temperatura no forno sobe a 1600 ° C. A oxidación do ferro tamén é intensa como a combustión do carbono e do silicio. Co método Bessemer, o proceso de obtención de aceiro prevé unha transición completa do fósforo ao aceiro. Todas as reaccións no forno van rapidamente: unha media de 15 minutos. Isto débese ao feito de que o osíxeno, soprado pola base do fundición, reacciona coas sustancias apropiadas ao longo do volume. O aceiro acabado pode conter unha elevada concentración de monóxido de ferro nunha forma disolta. Esta característica refírese ás minúsculas do proceso, xa que se reduce a calidade global do metal. Por este motivo, é aconsellable que os tecnólogos desoxiden as aleaciones antes de fundir con compoñentes especiais en forma de ferromanganeso, ferrosilicio ou aluminio.

Obtención en fornos abertos

Se no método de produción de metal do conversor se prevé a combustión con osíxeno de aire, o método de corazón aberto require a inclusión de mineral de ferro e chatarra de ferruxe no proceso. Destes materiais, osíxeno forma óxido de ferro, que tamén contribúe á queima de carbono. O propio forno inclúe un baño de fusión na base da estrutura, que está pechado por un muro de ladrillo resistente á calor. Tamén se proporcionan varias cámaras de regeneradores, proporcionando un calenamento preliminar da masa de aire e gas. Os bloques rexeneradores están equipados con toberas especiais de ladrillo resistente ó lume.

Do mesmo xeito que os conversores, os fornos de fusión ao aire libre funcionan periódicamente. A medida que se colocan os novos lotes de carga, é dicir, a base de fundición, o aceiro prodúcese gradualmente. A produción de aceiro prodúcese lentamente, xa que o procesamento de ferro porcino leva preto de 7 horas. Pero os fornos de chan aberto permiten regular as propiedades químicas da aleación engadindo aditivos de ferro en diferentes proporcións: minerais e chatarra úsanse para iso. Na fase final da formación do metal, o funcionamento do forno está parado, a escoria vállase, seguido da adición dun desoxidante. Por certo, nun tal forno tamén se poden producir aceiros de aliaxe.

Método electrotérmico

Ata a data, a produción electrotérmica de aceiros é considerada como a máis efectiva. Así, en comparación cos fornos de fogar aberto e conversor, este método ofrece a posibilidade dun control máis preciso da calidade do aceiro, incluída a regulación da composición química. A interacción das cámaras de forno co ambiente aéreo merece atención especial. A tecnoloxía electrotérmica da produción de aceiro proporciona un acceso mínimo ao aire, causando outras vantaxes. Por exemplo, isto minimiza a acumulación de monóxido de ferro e partículas estranxeiras na aleación, e tamén permite unha combustión máis eficiente de fósforo e xofre.

Un réxime de alta temperatura a 1650 ° C fai posible a fusión de escouras problemáticas, que requiren tratamento térmico a altas capacidades. Tamén en fornos eléctricos, é posible o aliñamento de aceiro con metais refractarios, entre os cales tungsteno e molibdeno. Non obstante, existe un grave inconveniente neste método de obtención de aceros. Os fornos usados requiren grandes cantidades de enerxía, o que fai que este proceso sexa o máis caro.

Dependencia das propiedades do metal na base do elemento

As calidades de rendemento do aceiro están determinadas polo conxunto de elementos químicos que a aleación foi dotada durante o proceso de fabricación. Un dos compoñentes clave a través dos cales este metal adquire as súas propiedades básicas en forma de dureza e forza é o carbono. Canto maior sexa, canto máis fiable sexa o aceiro. O manganeso con silicio ten pouco efecto sobre a calidade do material, pero o seu uso é necesario na fabricación de certos graos de aceiro para realizar o proceso de desoxidación. O azufre eo fósforo teñen un efecto negativo sobre a formación do produto. Dependendo da técnica utilizada, a composición de aceiro pode ter diferentes concentracións destes elementos. En calquera caso, o xofre aumenta a fragilidade do metal e tamén reduce as propiedades de forza e plasticidade. O fósforo, á súa vez, dá ao aceiro un fráxil fráxil, que no proceso de explotación pode expresarse por fraxilidade.

Técnicas de procesamento de aceiro

Non sempre se completa o proceso de formación final da estrutura do metal despois do recibo principal. Ademais, para mellorar as características do produto, poden utilizarse medios de procesamento adicionais. Estes inclúen métodos de deformación en forxa, estampación e rolamento. Isto axuda xa na fase de produción a formar un complexo de propiedades técnicas necesarias que terán aceiro ready-made. A produción de aceiro na toma dá unha estrutura plástica e, polo tanto, as tecnoloxías de procesamento primario son bastante diversas. Así, ademais da deformación, pódense aplicar métodos de endurecimiento, recoñecemento e normalización.

Conclusión

O aceiro está asociado con fiabilidade e durabilidade. No caso de produtos de alta calidade deste tipo, tales características están xustificadas. Por exemplo, as calidades individuais proporcionan calidades moi elevadas de forza e elasticidade. Dependendo da tecnoloxía utilizada para a produción, o uso do aceiro pode orientarse para manter unha dureza, a capacidade de soportar cargas dinámicas, etc. O metal máis ventajoso desde o punto de vista das propiedades técnicas e operativas fai posible obter un método electrotérmico. Pero ao mesmo tempo é tamén o máis caro, polo tanto, esta técnica só se usa en casos especiais - para crear aceiros especiais.