Сталлю називають сплав заліза, вуглецю та інших елементів в якому масова частка вуглецю від 0.02 до 2.14 відсотка. В наш час цей матеріал дуже поширений, кожен день ми використовуємо предмети та металопрокат зроблений з неї, а розвинена металовиробнича галузь та металобаза є ознакою сучасної індустріальної держави. Сучасне масове виробництво сталі розпочалося в середині 19 століття завдяки досягненням промислової революції. Існують три основні способи виробництва сталі.
Мартенівський
8 квітня 1864 року на одному з французьких заводів запрацювала піч для плавки сталі конструкції П`єра Мартена. Для свого часу це була революційна технологія, адже на той час було досить складно досягти температури в 1520 градусів, необхідної для якісної плавки низьковуглецевої сталі.
Завдяки попередньому підігріву повітря та газу температура плавильного факела досягає 1800 – 1900 градусів. Тому можна використовувати металолом, масова частина, якого може досягати 30%. Основним матеріалом є чавун.
Основні переваги мартенівського способу виробництва:
- Виготовлення великих партій сталі. Це дає можливості для одночасного виготовлення великої кількості металопрокату.
- Висока і стабільна якість. Завдяки досить довгому циклу виробництва (від 12 годин) можна поступово додавати різні допоміжні компоненти та точніше контролювати якість продукції. Можна отримувати високолеговані сталі.
Недоліками цього способу є:
- Енергозатратність. На розігрів печі та продувку розплавленої сталі йде дуже багато енергоносія.
- Тривалий час виплавки у порівнянні із сучасними способами виробництва.
- Дуже сильне забруднення навколишнього середовища відпрацьованими газами.
Конвекторний
Цей спосіб ґрунтується на продуванні рідкого чавуну киснем під великим тиском. завдяки цьому надлишковий вуглець та домішки у сплаві вигорають, а під час цього процесу підтримується висока температура необхідна для того, щоб сплав залишався рідким. Матеріалами є розплавлений чавун та металолом(до 20%).
Посудина в якій протікає цей процес має грушеподібну форму. Існує два типи конвекторів, із нижньою подачею кисню та з верхньою. В першому типі кисень подається через отвори у дні посудини, у другому через спеціальний прилад – фурму, яка охолоджується водою.
Переваги конвекторного способу:
- Швидкість виплавки. Завдяки продувці чистим киснем процес виготовлення однієї партії сталі може бути меншим ніж 4 години.
- Економічність. Цей метод потребує значно меншу кількість енергоносія ніж мартенівський.
- Гнучкість. Завдяки значно меншим габаритам, можна впроваджувати виробництво сталі прямо поруч із металобазою і виготовляти різний металопрокат.
- Значно менше забруднює довколишнє середовище
Недоліки цього методу:
- Необхідність розміщення безпосередньо поруч від виробництва чавуна
- Через швидкий цикл роботи потребує більш кваліфікований персонал та службу контролю якості.
Метод дугової електроплавки
Ще у 19 сторіччі стало зрозуміло, що постійний струм відновлює металічні оксиди, але через брак потужних джерел електричної енергії цей метод існував лише у лабораторіях. Все змінилося в середині 20 століття. Завдяки будівництву потужних електростанцій стало можливим використовувати метод дугової плавки в промислових масштабах.
Металопрокат тут