Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!
Cel mai obișnuit material utilizat în industrie este oțelul. Este în mod obișnuit înțeleasă ca un aliaj de fier cu alte elemente chimice. Componenta principală în compoziția sa este carbonul. Procentul său în oțel este de 2, 14%. Mulțumită în mod deosebit pentru el, oțel și dobândește caracteristici de înaltă rezistență. Dacă vorbim despre greutatea specifică a materialului, acesta variază de la 75.500 la 77.500 N / metru cub. În compoziția claselor moderne de oțel, pot fi prezente elemente de aliere, care oferă aliajului o calitate superioară.
Clasificarea oțelului
Există o serie de criterii pe baza cărora se clasifică oțelul. Principalele soiuri ale acestui aliaj sunt:
- oțel structural;
- oțel de scule.
De asemenea, experții disting oțel de mare viteză, pe care experții se referă, de asemenea, la numărul de oțeluri de scule. Între ele, oțelul diferă în compoziția chimică. În funcție de elementele incluse în oțel, acest material poate fi împărțit în oțeluri carbon și aliate. De asemenea, acest metal poate fi clasificat după cantitatea de carbon conținut. Conform acestui criteriu, este obișnuit să se facă distincția între trei tipuri principale:
- carbon scăzut. Conținutul de carbon din acest oțel nu depășește 0, 25%;
- mediu de carbon. În acest oțel, carbonul este prezent într-o cantitate de la 0, 25 la 0, 6%;
- carbon ridicat. Conținutul de carbon din acest oțel nu depășește 2%.
Clasificarea oțelurilor aliate se realizează într-un mod similar, dar numai în aceasta este împărțirea în tipuri în funcție de conținutul procentual al elementelor de aliere prezente:
- slab aliat - în el conținutul de elemente de aliere nu depășește 4%;
- moderat dopat - cantitatea de componente de aliere prezente în acest aliaj nu depășește 11%;
- aliat ridicat - numărul de aditivi prezenți în acesta depășește 11%.
Astăzi, oțelul este produs de întreprinderile metalurgice folosind tehnologii moderne și o varietate de metode. În funcție de metoda utilizată pentru producerea acestui material, pot fi prezente în oțel anumite incluziuni metalice. Dacă oțelul este clasificat în funcție de un astfel de parametru ca numărul de incluziuni metalice conținute în material, oțelul poate fi împărțit în următoarele tipuri:
- amestecuri de calitate obișnuită;
- oțel de calitate;
- aliaje de înaltă calitate;
- au devenit o calitate specială.
Acest material este de obicei împărțit prin compoziția sa structurală. În prezent, întreprinderile metalurgice produc următoarele tipuri de aliaje:
feritic;- austenitică;
- perlită.
Compoziția aliajului este un factor important care influențează gravitatea specifică a oțelului în sine. Trebuie spus că aliajele sunt împărțite în două și mai multe faze. Un alt criteriu pe baza căruia se clasifică oțelul este natura solidificării și gradul de deoxidare.
Metode de producție din oțel
Principala materie primă pentru producția de oțel modern este fonta. Pentru că compoziția sa conține carbon, fosfor și sulf în cantități mari, are o fragilitate ridicată și o friabilitate considerabilă. Pentru a procesa fonta în oțel, este necesar să se obțină o reducere a conținutului acestor substanțe în material la nivelul dorit. Scăderea concentrației duce la scăderea gravitației specifice a oțelului. Modificările apar în proprietățile sale. Utilizarea uneia sau a celuilalt metode pentru producerea oțelului implică utilizarea diferitelor metode de oxidare a carbonului în fier. Cel mai adesea, producătorul folosește următoarele metode.
- Metoda convertorului de oxigen. Cele mai multe mărci de producători de oțel sunt fabricate folosind această tehnologie.
- Metoda Martin. Recent, acesta este folosit din ce în ce mai puțin.
- Metoda electrotermică. În prezent, această metodă este una dintre cele mai avansate și este utilizată în mod activ pentru a produce oțel. Utilizarea acestuia conduce la faptul că rezultatul este un material cu caracteristici de înaltă calitate.
Metoda convertorului de oxigen
Atunci când se folosește această metodă pentru producerea oțelului, problema excesului de fontă și a fosforului din oțel este rezolvată prin oxidarea lor cu oxigen. Pentru a face acest lucru, purjarea este efectuată sub presiune prin metalul topit. Cuptorul utilizat pentru a produce oțel este numit convertor. În formă, seamănă cu o pere. În partea sa interioară există o căptușeală cu cărămizi refractare. O caracteristică caracteristică a acestui echipament este mobilitatea sa ridicată. Cuptoarele pot fi rotite la 360 de grade. Capacitatea convertizorului este de 60 de tone. Producătorii folosesc două tipuri de materii prime pentru căptușeală:
- dinas - în compoziția acestei materii prime este prezent oxid de siliciu, care are proprietăți acide foarte mari;
- dolomită - în compoziția sa principalele componente sunt oxidul de calciu și magneziu. Se obține materialul dolomit.
Metoda Martin
A fost folosită în mod activ acum câteva decenii. Deocamdată, este depășită și devine tot mai puțin obișnuită . Aplicându-l la prelucrarea fierului în oțel, este posibil să se obțină un material de calitate scăzută la ieșire. Prin aspectul său, cuptorul cu vată deschisă este o baie de topire cu volum mare. Este acoperit cu o boltă, care este făcută din cărămizi refractare. Pe ea există camere de recuperare.
Ele sunt compartimente al căror scop principal este încălzirea cu gaz. Acestea se caracterizează prin umplerea duzelor, realizate din cărămizi refractare. Prin intermediul a treia și a patra recuperatoare, se umple un curent de gaz fierbinte și aer. În același timp, încălzirea primului și a celui de-al doilea schimbător de căldură are loc datorită gazelor de furnal. Atunci când temperatura crește suficient, procesul merge în direcția opusă.
Metoda electrotermică
În comparație cu celelalte două metode, prelucrarea fontei în oțel prin această metodă are mai multe avantaje. Nu permite o modificare a compoziției chimice a oțelului. În același timp, după finalizarea procesului, se obține oțel de înaltă calitate.
Întrucât, atunci când este utilizat într-un cuptor, cantitatea de aer este limitată, aceasta duce la o scădere a monoxidului de fier în materialul finit. Prin urmare, cantitatea sa mică conținută în aliaj face posibilă obținerea unui produs de calitate. Atunci când se aplică această metodă, temperatura este menținută la un nivel nu mai mic de 2000 de grade Celsius. Acest lucru vă permite să eliminați complet din aliaj astfel de impurități nocive ca sulf și fosfor.
Greutatea specifică a oțelului
În procesul de producție a oțelului, are loc încălzirea prin inducție a metalului. În acest scop se folosesc curenți de frecvență industrială. Datorită faptului că miezul are o masă mare, un astfel de impact asupra metalului este suficient. Pentru a efectua topirea oțelului cu o greutate de până la 100 tone, va fi suficient să folosim curentul industrial cu o frecvență de 50 Hz. Trebuie spus că, în diferite tipuri de materii prime, este posibil ca anumiți parametri să nu coincidă.
Calcularea greutății specifice a oțelului
Numai pentru o anumită substanță este raportul dintre volumul aliajului și masa sa. Merită spus că acest parametru este constant. Pentru a determina densitatea aliajului folosind o formulă specială . Este direct legată de calculul oțelului gravitațional specific și are următoarea formă:
γ = P / V.
În această formulă, Y ar trebui să fie înțeleasă ca greutatea specifică a metalului. Greutatea unui corp omogen este notată cu litera P. Litera V este folosită pentru a indica volumul conexiunii. Trebuie spus că această formulă funcționează numai în cazul în care metalul are o stare densă, iar porii ca atare lipsesc.
Oțelul este utilizat în diverse industrii. Întreprinderile metalurgice o primesc prin prelucrarea fierului. Pentru a face calitatea oțelului, utilizați diferite metode de procesare. Fiecare dintre ele are caracteristici proprii. Folosind metode moderne de prelucrare, este posibil să se elimine impuritățile nocive din compoziția aliajului, ceea ce permite asigurarea unei calități superioare a metalului finit.