Литейные стали. Сталью считают сплав железа с углеродом (до 2% С). Детали сложной конфигурации, к которым предъявляют повышенные требования по прочности, ударной вязкости или другим свойствам, обычно изготовляют из стали. В машиностроении применяют три группы литейных сталей: конструкционные, инструментальные и со специальными свойствами.

Ковкий чугун. Ковким называется чугун, который получают путем длительного отжига отливок из белого чугуна. При отжиге чугуна цементит разлагается, образуя железо и углерод отжига (графит), имеющий компактную хлопьевидную форму (рис. 14). При такой форме графита чугун обладает повышенной прочностью, некоторой пластичностью и сопротивлением ударным нагрузкам.

Легированный чугун получают присадкой никеля, хрома, а в отдельных случаях титана или меди и других металлов, что обеспечивает более мелкое строение основной массы отливки и улучшает строение графита. Из этого чугуна изготовляют детали, работающие в условиях значительного износа и больших механических нагрузок.

Предыдущая запись см. “Сплавы, применяемые для отливок. Серый чугун, (часть 1)”.
Механические свойства чугуна обусловлены его микроструктурой. По общесоюзному стандарту имеется 11 марок серого чугуна: СЧ 00, СЧ 12-28, СЧ 15-32, СЧ 18-36, СЧ 21-40, СЧ 24-44, СЧ 28-48, СЧ 32-52, СЧ 36-56, СЧ 40-60, СЧ 44-64 (буквы СЧ означают серый чугун, первое число – минимальный [...]

В отечественном машиностроении 74% всех отливок изготовляют из серого чугуна, 21 % из стали, 3% из ковкого чугуна и 2% из цветных сплавов (алюминиевых, медных и др.).
При выборе сплава необходимо учитывать его свойства и стоимость. Если принять среднюю стоимость отливки из серого чугуна за 100%, то стоимость отливок из других сплавов составляет 130% из ковкого [...]

Предыдущая статья см. “Производство стали в электропечах, (часть 1)”.
Печь загружают при снятом своде. Механизмом 11 печь может наклоняться в сторону загрузочного окна и летки. Емкость дуговых электропечей 0,5—400 т. В металлургических цехах обычно используют дуговые электропечи с основной футеровкой, а в литейных цехах — с кислой.

Электроплавильные печи. Эти печи имеют преимущества по сравнению с другими плавильными агрегатами. В электропечах можно быстро нагревать, плавить и точно регулировать температуру металла, создавать окислительную, восстановительную, нейтральную атмосферу или вакуум. В этих печах можно выплавлять сталь и сплавы любого состава, более полно раскислить металл с образованием минимального количества неметаллических включений—продуктов раскисления. Поэтому электропечи используют для [...]

Предыдущая статья см. “Производство стали в мартеновских печах, (часть 2)”.
В это время отключают подачу топлива и воздуха влечь, давление газов в плавильном пространстве печи падает и выделяющаяся окись углерода вспенивает шлак. Шлак начинает вытекать из печи через порог завалочного окна в шлаковые чаши. Эта операция называется скачиванием шлака. Вместе со шлаком удаляется значительное количество [...]

Предыдущая статья см. “Производство стали в мартеновских печах, (часть 1)”.
Температура факела пламени достигает 1750—1800° С. Факел нагревает рабочее пространство печи и шихту. Факел имеет окислительный характер, что создает условия для окисления примесей шихты на протяжении всей плавки.
Разновидности мартеновского процесса. При плавке в мартеновских печах составляющими металлической шихты могут быть стальной скрап, жидкий и твердый чугуны. [...]

Устройство и работа мартеновской печи. Мартеновская печь (рис. 1) – это пламенная отражательная регенеративная печь. Она имеет рабочее плавильное пространство, ограниченное снизу подиной 12, сверху сводом 11, а с боков передней 5 и задней 10 стенками. Подина имеет форму ванны с откосами по направлению к стенкам печи. Футеровка печи может быть основной и кислой. Если [...]

Предыдущая статья см. “Чугун, производство чугуна, (часть 2)”.
Таким образом, в результате процессов восстановления окислов железа, части окислов марганца и кремния, фосфатов и сернистых соединений, растворения в железе С, Mn, Si, Р, S в печи образуется чугун. В нижней части печи образуется шлак в результате сплавления окислов пустой породы руды, флюсов и золы топлива. В [...]

Предыдущая статья см. “Чугун, производство чугуна, (часть 1)”.
По мере опускания шихта достигает зоны в печи, где температура составляет 1000—1100° С. При этих температурах восстановленное из руды твердое железо, взаимодействуя с окисью углерода, коксом и сажистым углеродом, интенсивно науглероживается благодаря способности железа в твердом состоянии растворять углерод:

Часть примесей окисляется на границе металл — шлак окислами железа, содержащимися в шлаке:В кислородном конвертере благодаря присутствию шлаков с большим содержанием СаО и FeО, интенсивному перемешиванию металла и шлака легко удаляется из металла фосфор:

Предыдущая статья см. “Производство стали в электропечах, (часть 3)”.
Тигель может быть изготовлен из кислых (кварцит) или основных (магнезитовый порошок) огнеупорных материалов. Емкость тигля от 60 до 25 т. Ток к индуктору подводится от генератора высокой частоты — лампового (лабораторные печи) или машинного. Для уменьшения потерь теплоты при плавке можно применить съемный свод 2.

Предыдущая статья см. “Производство стали в электропечах, (часть 2)”.
При этим содержание закиси железа в шлаке снижается и она из металла согласно закону распределения начинает переходить в шлак. Этот процесс называют диффузионным раскислением стали. Раскислительную смесь вводят в печь несколько раз. По мере раскисления и понижения содержания FеО цвет шлака изменяется и он становится почти белым. [...]

Кислородно-конвертерный процесс – это выплавка стали из жидкого чугуна в конвертере с основной футеровкой и продувкой кислородом сверху через водоохлаждаемую фурму.

Основными исходными материалами для производства стали являются передельный чугун и стальной лом (скрап). Сравнение химических составов передельного чугуна и стали показывает, что содержание углерода и примесей в стали существенно ниже, чем в чугуне (см. таблицу 1).

Чугун выплавляют в печах шахтного типа — доменных печах. Сущность процесса получения чугуна в доменных печах заключается в восстановлении окислов железа, входящих в состав руды, которую загружают в печь, окисью углерода, водородом и твердым углеродом, выделяющимися при сгорании топлива в печи.
Горение топлива. Вблизи фурм 2 (см. рис. 1 (статья – “Доменная печь – устройство доменной [...]