Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!
Najčešći materijal koji se koristi u industriji je čelik. Obično se shvaća kao legura željeza s drugim kemijskim elementima. Glavna komponenta u njezinom sastavu je ugljik. Njegov udio u čeliku iznosi 2, 14%. Uglavnom zahvaljujući njemu, čelik i dobiva visoke karakteristike čvrstoće. Ako govorimo o specifičnoj težini materijala, ona varira od 75.500 do 77.500 N / m3. U sastavu suvremenih vrsta čelika mogu biti prisutni legirni elementi koji osiguravaju kvalitetniju leguru.
Klasifikacija čelika
Postoji niz kriterija na temelju kojih je klasificiran čelik. Glavne vrste ove legure su:
- konstrukcijski čelik;
- alatni čelik.
Također, stručnjaci razlikuju brzorezni čelik, koji se također odnosi na broj alatnih čelika. Između njih, čelik se razlikuje kemijskim sastavom. Ovisno o elementima uključenim u čelik, ovaj se materijal može podijeliti na ugljični i legirani čelik. I ovaj se metal može klasificirati prema količini ugljika. Prema ovom kriteriju, uobičajeno je razlikovati tri glavne vrste:
- niski ugljik. Sadržaj ugljika u ovom čeliku ne prelazi 0, 25%;
- srednje ugljik. U ovom čeliku ugljik je prisutan u količini od 0, 25 do 0, 6%;
- visokog ugljika. Sadržaj ugljika u ovom čeliku ne prelazi 2%.
Klasifikacija legiranih čelika provodi se na sličan način, ali samo u njoj je podjela na vrste prema postotnom udjelu prisutnih legirajućih elemenata:
- niskolegirani - u njemu sadržaj legirajućih elemenata ne prelazi 4%;
- umjereno dopirano - količina legirajućih komponenti prisutnih u ovoj leguri ne prelazi 11%;
- visoko legirani - broj aditiva prisutnih u njemu prelazi 11%.
Danas se čelik proizvodi od strane metalurških poduzeća koristeći moderne tehnologije i različite metode. Ovisno o metodi koja se koristi za proizvodnju ovog materijala, u čeliku mogu biti prisutne određene metalne inkluzije. Ako je čelik klasificiran prema takvom parametru kao što je broj metalnih uključaka sadržanih u materijalu, čelik se može podijeliti na sljedeće vrste:
- smjese uobičajene kvalitete;
- kvalitetan čelik;
- legure visoke kvalitete;
- postali su posebna kvaliteta.
Ovaj materijal se obično dijeli sa svojim strukturnim sastavom. Trenutno metalurška poduzeća proizvode sljedeće vrste legura:
feritno;- austenitnog;
- perlita.
Sastav legure važan je čimbenik koji utječe na specifičnu težinu samog čelika. Treba reći da su legure podijeljene u dvofazne i višefazne. Drugi kriterij na temelju kojeg je klasificiran čelik je priroda skrućivanja i stupanj deoksidacije.
Metode proizvodnje čelika
Glavna sirovina za proizvodnju modernog čelika je lijevano željezo. Zbog toga što njegov sastav sadrži ugljik, fosfor i sumpor u velikim količinama, ima visoku lomljivost i značajnu krhkost. Da bi se željezo obradilo u čelik, potrebno je postići smanjenje sadržaja tih tvari u materijalu na željenu razinu. Smanjenje koncentracije dovodi do činjenice da se specifična težina čelika smanjuje. Promjene se događaju u njegovim svojstvima. Upotreba jedne ili druge metode za proizvodnju čelika uključuje korištenje različitih metoda za oksidaciju ugljika u željezu. Proizvođač najčešće koristi sljedeće metode.
- Metoda pretvarača kisika. Većina brandova proizvođača čelika proizvedena je pomoću ove tehnologije.
- Martinova metoda. Nedavno se sve manje koristi.
- Elektrotermalna metoda. Trenutno je ova metoda jedna od najnaprednijih i aktivno se koristi za proizvodnju čelika. Njegova uporaba dovodi do činjenice da je rezultat materijal visoke kvalitete.
Metoda pretvornika kisika
Pri korištenju ove metode za proizvodnju čelika problem viška sirovog željeza i fosfora u čeliku rješava se njihovim oksidiranjem s kisikom. Za to se pročišćavanje vrši pod tlakom kroz rastaljeni metal. Peć za proizvodnju čelika naziva se pretvarač. U obliku, podsjeća na krušku. U svom unutarnjem dijelu nalazi se obloga od vatrostalnih opeka. Karakteristika ove opreme je visoka pokretljivost. Peći se mogu rotirati za 360 stupnjeva. Kapacitet pretvarača je 60 tona. Proizvođači koriste dvije vrste sirovina za oblaganje:
- dinas - u sastavu ove sirovine je prisutan silicij oksid, koji ima visoka kiselinska svojstva;
- dolomit - u svom sastavu glavne komponente su kalcijev oksid i magnezij. Za dobivanje se koristi dolomitni materijal.
Martinova metoda
Aktivno je korišten prije nekoliko desetljeća. Od sada je zastarjela i sve rjeđa . Primjenom na preradu željeza u čelik moguće je na izlazu dobiti materijal niske kvalitete. Po svom izgledu, otvorena je peć velika kupka za topljenje. Prekriven je svodom od vatrostalne cigle. Na njoj se nalaze komore rekuperatora.
To su odjeljci čija je glavna svrha grijanje na plin. Odlikuju se punjenjem mlaznice od vatrostalnih opeka. Kroz treći i četvrti rekuperator ispunjen je protok vrućeg plina i zraka. Istodobno dolazi do zagrijavanja prvog i drugog izmjenjivača topline zbog plinova u peći. Kada se temperatura dovoljno podigne, proces ide u suprotnom smjeru.
Elektrotermalna metoda
U usporedbi s druge dvije metode, obrada lijevanog željeza u čelik pomoću ove metode ima nekoliko prednosti. Ne dopušta promjenu kemijskog sastava čelika. U isto vrijeme, nakon završetka procesa dobiva se visokokvalitetan čelik.
Budući da se, kada se koristi u peći, količina zraka ograničava, to dovodi do smanjenja željeznog monoksida u gotovom materijalu. Zbog toga njegova mala količina sadržana u leguri omogućuje dobivanje kvalitetnog proizvoda. Pri primjeni ove metode temperatura se održava na razini ne nižoj od 2000 stupnjeva Celzija. To vam omogućuje da u potpunosti uklonite iz legure štetne nečistoće kao što su sumpor i fosfor.
Specifična težina čelika
U procesu proizvodnje čelika dolazi do indukcijskog zagrijavanja metala. U tu svrhu koriste se industrijske frekvencijske struje. Zbog činjenice da jezgra ima veliku masu, takav utjecaj na metal je sasvim dovoljan. Kako bi se moglo vršiti taljenje čelika težine do 100 tona, dovoljno je koristiti industrijsku struju frekvencijom od 50 Hz. Treba reći da se u različitim vrstama sirovina neki parametri ne mogu podudarati.
Izračun specifične težine čelika
Samo za određenu tvar je omjer između volumena legure i njene mase. Vrijedi reći da je ovaj parametar konstantan. Za određivanje gustoće legure upotrebom posebne formule . Izravno se odnosi na izračun čelika specifične težine i ima sljedeći oblik:
γ = P / V.
U ovoj formuli Y treba shvatiti kao specifičnu težinu metala. Težina homogenog tijela označena je slovom P. Slovo V se koristi za označavanje volumena veze. Treba reći da ova formula djeluje samo u slučajevima kada metal ima gusto stanje i pore su kao takve odsutne.
Čelik se koristi u raznim industrijama. Metalurška poduzeća to dobivaju preradom željeza. Za kvalitetu čelika koristite različite metode obrade. Svaki od njih ima svoje osobine. Pomoću suvremenih metoda prerade moguće je ukloniti štetne nečistoće iz sastava slitine, a to omogućuje da se osigura visoka kvaliteta gotovog metala.