Сталь

 Сталь получают из передельного чугуна, содержащего до 4 % углерода, 1% марганца, до 1,3 % кремния, десятые доли процента серы и фосфора.

 Сущность процесса сталеварения заключается в окислении излишнего содержания углерода и примесей, содержащихся в чугуне , кислородом воздуха и кислородом руды. Этому процессу способствует образующаяся в начале плавки закись железа

 2Fe + O₂ = 2FeO и далее

FeO + C = CO + Fe.

 Так как излишнее содержание закиси железа вызывает хрупкость стали, производят раскисление жидкого металла путем ввода ферросплавов по следующей схеме

FeO + Mn → MnO + Fe ;

2FeO + Si → SiO₂ + Fe ;

3FeO + 2Al → Al₂O₃ + 3Fe.

Образовавшиеся оксиды удаляются вместе со шлаком.

 В зависимости от степени раскисления различают спокойную, полуспокойную и кипящую сталь. Спокойная сталь (сп),в которой нет закиси железа, наиболее качественная и дорогая. Кипящая сталь (кп), в которой процесс раскисления прошел не до конца, и в ней имеются пузырьки газа СО, при разливке в изложницы " кипит". Она дешевле спокойной стали, но качество ее ниже,

хотя она сваривается и удовлетворительно обрабатывается, но при температуре -10 С она становится хрупкой. Полуспокойная сталь (пс) по своим свойствам занимает промежуточное положение между двумя первыми.

 Современные способы производства стали: конверторный, мартеновский и электроплавильный.

 При конверторном Бессемеровском способе жидкий чугун заливают в конвертор и продувают горячим воздухом, при этом выгорают и удаляются со шлаком С, Мn, Si, а S и Р остаются в стали. При Томасовском конверторном процессе перед заливкой чугуна в конвертор подают свежеобожженную известь. При этом образующиеся основные шлаки удерживают вредные примеси (S и Р).

 Процесс конверторной варки стали очень экономичен, так как не требует дополнительного подвода тепла (необходимая для нагрева стали теплота выделяется в результате химических реакций окисления углерода и примесей чугуна),а время варки составляет 20...30 мин, однако невозможно получить сталь точного

химического состава.

 Кислородно-конверторный способ производства стали - наиболее перспективный. В нем дополнительно используется продувка кислородом, что позволяет довести качество конверторных сталей до уровня сталей, выплавляемых в мартенах и электропечах.

 При мартеновском способе варки стали различают:

 скрап-процесс, при котором сырьем служит смесь чушкового чугуна и скрапа (стального лома);

 рудный процесс, при котором используют в качестве шихты смесь жидкого чугуна, железной руды и отходов металлургической промышленности;

 скрапно-рудный процесс, при котором шихта состоит из руды, жидкого чугуна и скрапа в равных соотношениях.

 Варка в мартеновских печах продолжается 4...8 часов при использовании топлива с систематическим отбором проб стали на химический анализ. Мартеновские стали получают точного химического состава, качество их выше конверторных.

 Наиболее совершенным способом производства стали является электроплавильный способ. В электрических печах получают высококачественные и легированные стали. Однако производство это достаточно дорогое.