Основная задача технологии
Сталью называется деформируемый сплав железа с углеродом и другими элементами. В состав стали, как правило, входят углерод, марганец, кремний, сера, фосфор. При получении стали со специальными свойствами в металл вводят легирующие добавки: хром, никель, молибден, вольфрам, медь, ниобий, ванадий и др., а также в увеличенных количествах марганец и кремний.
Сталеплавильное производство – это получение стали из чугуна и стального лома в сталеплавильных агрегатах металлургических заводов.
Сталеплавильное производство является вторым звеном в общем производственном цикле черной металлургии. В современной металлургии основными способами выплавки стали являются кислородно-конвертерный, мартеновский и электросталеплавильный процессы. Соотношение между этими видами сталеплавильного производства меняется.
Сталеплавильный процесс является окислительным процессом, так как сталь получается в результате окисления и удаления большей части примеси чугуна – углерода, кремния, марганца и фосфора. Отличительной особенностью сталеплавильных процессов является наличие окислительной атмосферы.
Окисление примесей чугуна и других шихтовых материалов осуществляется кислородом, содержащимся в газах, оксидах железа и марганца. После окисления примесей, из металлического сплава удаляют растворенный в нем кислород, вводят легирующие элементы и получают сталь заданного химического состава.
Сталями называют сплавы железа с углеродом, содержание которого не превышает 2,14 %. Сталь – важнейший конструкционный материал для машиностроения, транспорта и т. д.
Новые технологии производства и обработки стали
Электроннолучевая плавка металлов
Для получения особо чистых металлов и сплавов используют электроннолучевую плавку. Плавка основана на использовании кинетической энергии свободных электронов, получивших ускорение в электрическом поле высокого напряжения. На металл направляется поток электронов, в результате чего он нагревается и плавится.
Электроннолучевая плавка имеет ряд преимуществ: электронные лучи позволяют получить высокую плотность энергии нагрева, регулировать скорость плавки в больших пределах, исключить загрязнение расплава материалом тигля и применять шихту в любом виде. Перегрев расплавленного металла в сочетании с малыми скоростями плавки и глубоким вакуумом создают эффективные условия для очистки металла от различных примесей.
Электрошлаковый переплав
Очень перспективным способом получения высококачественного металла является электрошлаковый переплав. Капли металла, образующиеся при переплаве заготовки, проходят через слой жидкого металла и рафинируются. При обработке металла шлаком и направленной кристаллизации слитка снизу вверх содержание серы в заготовке снижается на 30 - 50%, а содержание неметаллических включений - в два-три раза.
Вакуумирование стали
Для получения высококачественной стали, широко применяется вакуумная плавка. В слитке содержатся газы и некоторое количество неметаллических включений. Их можно значительно уменьшить, если воспользоваться вакуумированием стали при ее выплавке и разливке. При этом способе жидкий металл подвергается выдержке в закрытой камере, из которой удаляют воздух и другие газы. Вакуумирование стали производится в ковше перед заливкой по изложницам. Лучшие результаты получаются тогда, когда сталь после вакуумирования в ковше разливают по изложницам так же в вакууме. Выплавка металла в вакууме осуществляется в закрытых индукционных печах.
Рафирование стали в ковше жидкими синтетическими шлаками
Сущность этого метода состоит в том, что очистка стали от серы, кислорода и неметаллических включений производится при интенсивном перемешивании стали в ковше с предварительно слитым в него шлаком, приготовленном в специальной шлакоплавильной печи. Сталь после обработки жидкими шлаками обладает высокими механическими свойствами. За счет сокращения периода рафинирования в дуговых печах, производительность которых может быть увеличена на 10 - 15%.
Мировое производство стали в 2018 году
Всемирная ассоциация стали (World Steel Association, WSA) опубликовала отчёт о мировом производстве стали в 2018 году.
Согласно данным ассоциации, мировое производство стали в 2018 году выросло на 4,6% по сравнению с 2017 годом, составив 1,809 млрд. т. При этом производство стали выросло во всех регионах мира за исключением Евросоюза.
Выплавка стали в Азии составила 1,271 млрд. т (+5,6% по сравнению с 2017-м годом). Китай произвёл 928,3 млн т (+6,6%). Доля Китая в общемировом производстве стали составила 51,3% (годом ранее было 50,3%). В Индии было произведено 106,5 млн т стали (+4,9%). Таким образом, Индия опередила Японию, долгое время занимавшую вторую строчку мировых производителей стали, и стала вторым производителем стали в мире после Китая. Япония произвела 104,3 млн т стали (-0,3%). В Южной Корее выплавка стали составила 72,5 млн т (+2% по сравнению с 2017-м годом).
Европейский союз произвёл 168,1 млн т стали (-0,3% по сравнению с 2017-м годом). Германия выплавила 42,4 млн т стали (-2%), Италия — 24,5 млн т (+1,7%), Франция — 15,4 млн т (-0,7%), Испания — 14,3 млн т (-0,1%).
Производство стали в Северной Америке в 2017 году составило 120,5 млн т (+4,1% по сравнению с 2017-м годом), в том числе в США — 86,7 млн т (+6,2%).
Производство стали в регионе стран СНГ незначительно выросло (на 0,3%) до 101,3 млн т. Производство стали в России составило 71,7 млн т (+0,3%), на Украине — 21,1 млн т (-1,1%).
Выплавка стали в Южной Америке выросла по сравнению с 2017 годом на 1,3% до 44,3 млн т, в том числе в Бразилии — на 1,1% до 34,7 млн т.
Производство стали в регионе Среднего Востока (Middle East) составило 38,5 млн т (+11,7% по сравнению с 2017 годом). Иран произвёл 25 млн т стали в 2018 году (+17,7%), Турция — 37,3 млн т (-0,6%).