Виготовлення високоякісної сталі в електропечах

Як відомо, в металургії протягом тривалого періоду триває боротьба за отримання якісної сталі шляхом видалення шкідливих домішок з розплаву. Варто відзначити, що навіть найдрібніші частинки різних елементів можуть дуже сильно погіршити деякі властивості металу (пластичність, міцність та ін.). Для того щоб зменшити відсоток домішок, доведеться докласти чимало зусиль.

У процесі плавки в мартенівських або доменних печах основна частка шкідливих елементів потрапляє в шлак, а потім дані з'єднання видаляються з металу. Однак у процесі плавки в сталь потрапляють шкідливі домішки, які містяться в горючих газах.

Варто відзначити, що справжній прорив у процесі отримання високоякісних і міцних сплавів стався з введенням в експлуатацію особливих агрегатів. Як правило, леговану сталь отримують за допомогою дугових електричних печей. Сам процес повністю автоматизований і виглядає наступним чином: між графітовим електродом і розплавом виникає потужна дуга, за рахунок якої в агрегаті створюється висока температура. Перед тим як почати процес, куполоподібний звід печі підводять та відводять в сторону.

Після цього зверху зі спеціалізованих бункерів завантажуються всі необхідні шихтові матеріали. Потім звід засувається на місце; у піч опускаються графітові фази, і подається електричний струм. Усі матеріали: залізний брухт, чавун та допоміжні добавки відразу ж починають швидко плавитися. Сам процес схожий на мартенівський, однак сталь виходить набагато чистіше по домішкам. Варто відзначити, що великі печі мають спеціальні пристрої для перемішування рідкого металу (міксера) у ванні печі.

Виплавка сталі в індукційних печах

В даному випадку розплав стикається з вугільними фазами, для того щоб частина вуглецю перейшла в метал. Якщо вміст цього елементу зросте на кілька сотих або навіть тисячних відсотка - це буде порушенням норми. Тому для виробництва особливо чистих видів сталі використовуються більш сучасні агрегати, до числа яких відносяться індукційні печі. Вони являють собою вогнетривкий тигель циліндричної форми з обмоткою (котушка індуктивності або соленоїд). У таких агрегатах метал не піддається забрудненню різними шкідливими домішками. Слід відзначити, що соленоїд має здатність створювати електромагнітне поле, під впливом якого відбувається перемішування металу.

Виробництво сталі у вакуумних електропечах

На думку фахівців, індукційна піч не може перешкодити насиченню розплаву різними газами (азот, водень, кисень). Ці елементи затримуються в затверділому металі і роблять його більш крихким. Тому для того, щоб виробляти сталь більш високої якості, застосовують одні з найсучасніших агрегатів - вакуумні електропечі. Принцип роботи подібних механізмів відрізняється від індукційних.

Він полягає в наступному: разряжений тиск, що створюється у вакуумній камері, змушує бульбашки газів пробиратися крізь шари металу і виходити назовні. Таким чином, розплав очищається від непотрібних елементів. Варто відзначити, що не так легко зробити в печі вакуумну камеру. Для цього потрібно дуже коштовне устаткування. Саме з цієї причини багато фахівців змушені шукати більш прості способи виробництва якісної і міцної сталі.

Електрошлаковий переплав

Устаткування електрошлакової переплавки користується популярністю не тільки в нашій країні, а й закордоном. Принцип дії таких пристроїв полягає в наступному: рідкий шлак певного складу, який нагрівається під впливом електричного струму, наливають у ванну. В нього опускають електрод (металевий стрижень, виготовлений зі звичайної сталі). Через певний час він починає плавитися. Краплі металу проходять через шари шлаку, при цьому відбувається очищення від неметалічних включень і газів. Після цього частинки розплаву скупчуються на мідній формі, яка охолоджується водою.

Інші способи отримання високоякісної сталі

В даний час з'являються ще більш сучасне металургійне устаткування, таке як: плазмове, електроннопроменеве та ін. Ці агрегати можуть зробити те, що не під силу іншим, більш старим печам. Ці устаткування дозволяють одержувати сталь практично з унікальним хімічним складом.