Вивчення продукції чорної металургії. Вивчення класифікації сталей та чавунів. Вивчення маркування сплавів чорних металів

Практична робота № 1

Вивчення продукції чорної металургії. Вивчення класифікації сталей та чавунів. Вивчення маркування сплавів чорних металів.

Мета роботи: Вивчити продукцію чорної металургії. Оволодіти навичками розшифровки марок сталей та чавунів.

Основними вихідними матеріалами для виробництва чорних металів є залізні руди, паливо, флюси.

Рудою називають гірські породи, які містять у собі метали в кількості, що забезпечує їх економічно доцільну переробку.

Залізна руда - гірська порода з якої економічно доцільно добувати залізо в промислових масштабах. Залізні руди складаються з рудної частини (Fe₃O₄; Fe₂O₃; FeCO₃)  і порожньої породи (SiO₂; MnO; Al₂O₃ ; MgO та ін.) з домішками (P₂O₅; FeS).

Залізні руди завантажують у доменну піч переважно у вигляді агломерату.

Агломерат - пористі шматки руди, більш зручні для переробки в чавун, ніж звичайні залізні руди. Для його отримання подрібнену руду змішують з 6-12 % коксу. Суміш підпалюють на спеціальній установці, при цьому дрібні шматки руди спікаються, утворюючи агломерат.

Паливо - різні органічні і неорганічні продукти, що виділяють при спалюванні значну кількість теплоти і дають рентабельне їх використання. Паливо містить органічні з’єднання вуглецю, водню, азоту, кисню, сірки, а також вологу і золу. Паливо тим краще, чим більше в ньому вуглецю і водню, і чим менше сірки, вологи, золи.

Флюси  призначені для сплавлення порожньої породи і золи в шлак. У доменних печах в якості флюсу використовують обпалене вапно.

Вогнетриви - матеріали, які витримують без руйнування високу робочу температуру печей (від 600 до 2000 ºС). Вогнетриви використовують у вигляді цегли, фасонних виробів, мокрих і сухих порошків, збитої маси для кладки печей і облицювання ковшів.

Основною продукцією доменного виробництва є чавун, побічною – шлаки і гази.

Шлаки – сплави різних окислів, що утворюються в результаті фізико-хімічної взаємодії їх з флюсами. Доменні шлаки використовують для виготовлення цементу, цегли, гравію, скловати та ін.

Доменні гази – (СО 26-30%; Н₂ 1,0-2,5%; СН₄ 0,2-0,5%; СО₂ 9-16%; інше N₂) використовують для опалення повітронагрівачів, котлів, коксувальних печей та інших нагрівальних установок.

Маркування сталей

Сталь – сплав на основі заліза з вуглецем при змісті його до 2,14% і неминучими домішками. Домішки розрізняють: постійні, приховані, випадкові і спеціально введені.

Постійні домішки:

Ø  Мn (марганець) та Si (кремній) додають в процесі розкислення при виплавці сталі: Mn до 0,7–0,8%, Si  до 0,5%;

Ø  P (фосфор) і S (сірка) потрапляє в сталь із шихти.

Сірка надає сталі червоноломкість і вміст її в сталях допускається до 0,06%. Фосфор надає хладноломкість, вміст у сталях до 0,05%. Сірка і фосфор – шкідливі домішки, які визначають якість сталі.

Приховані домішки – гази: азот (N), водень (H), кисень (O), що потрапляють з повітря при плавці. Вміст їх допускається 0,1% - 0,01%.

Випадкові домішки потрапляють з руд в залежності від родовища залізних руд. Це можуть бути Cu (мідь), Al (алюміній), W (вольфрам), Ni (нікель), та інші.

Спеціальні домішки – це елементи, що вводяться в сталь спеціально для одержання тих або інших заданих властивостей. Такі елементи називаються легуючими, а сталі – легованими. Класифікація сталей здійснюється в залежності від призначення, складу і якості.

По призначенню розрізняють три групи сталей: конструкційні, інструментальні та сталі з особливими фізичними і хімічними властивостями (корозійностікі, жароміцні, електротехнічні, магнітні і т.д.)

По хімічному складу сталі підрозділяють на дві великі групи: вуглецеві і леговані, для кожної з яких існують ДСТ на їх постачання.

По якості, що визначається вмістом шкідливих домішок (сірка і фосфор), сталі розділяють на сталі звичайної якості, якісні, високо якосні й особливо високо якісні.

Вуглецеві сталі звичайної якості постачаються трьох груп: А, Б, В з гарантією. Група А – механічних властивостей. Б – хімічного складу. В – механічних властивостей і хімічного складу. Маркування містить у собі літери “Ст” (сталь) і цифри, де цифри позначають умовний номер сталі; чим більше цифра, тим вище механічні властивості і більше вміст вуглецю.

Наприкінці марки вказують ступінь розкислення сталі «сп» - спокійна, розкислена трьома розкислювачами, «пс» - напівспокійна, розкислена за допомогою двох розкислювачів, «кп» - кипляча, розкислена одним розкислювачем (Mn). У групах В и Б на початку маскування ставлять ці літери. Наприклад: сталь групи А – Ст 6 пс, Ст 2. Сталь групи В: В Ст 1 сп, В Ст 3 кп, В Ст 4 пс. Сталь розкислена трьома розкислювачами – спадково дрібнозерниста.