Тигельная сталь
Cтраница 3
 |
Устройство доменной печи. [31] |
В чугуне содержатся значительные количества серы, попадающей в него из кокса, а также фосфора и кремнезема из руды. Для удаления этих примесей применяются такие процессы, как выплавка стали в бессемеровском конвертере, пудлингование или получение тигельной стали. Все эти способы производства стали предназначены для удаления из чугуна примесей в форме шлаков или газов ( в бессемеровском конвертере сера выгорает, превращаясь в SO2), а добавление строго ограниченных количеств углерода, марганца, хрома, ванадия и других веществ позволяет получать различные сплавы железа, называемые сталями. [32]
Павел Матвеевич Обухов, окончив в 1843 г. с большой золотой медалью Петербургский институт корпуса горных инженеров, стал работать помощником смотрителя Гороблагодатских заводов Урала, потом он был смотрителем Серебрянского завода, а после заграничной командировки - управляющим Кушвинского чугуноплавильного и затем: Юговского медеплавильного заводов. В 1854 г. Обухов был назначен управляющим Златоустовской оружейной фабрики, где еще продолжали работать мастера, помогавшие великому русскому металлургу П. П. Аносову в разработке технологии выплавки литой тигельной стали. В 1854 г. Обухов в основном завершил опыты, связанные с производством тигельной стали, и ее начали применять для изготовления кирас - пуленепроницаемых нагрудников. Производство стали по способу Обухова для изготовления кирас было организовано на Златоустовской фабрике, а в дальнейшем на Ижевском и Сестрорецком заводах для производства холодного оружия, ружейных стволов и инструмента. [33]
В 80 - х гг. ковка клинков была заменена прокаткой их в спец. В целях улучшения боевых качеств З.х.о. применяли свинцовые ванны для закалки клинков, точильные наждачные станки для отделки, штамповку медного и латунного прибора к оружию; тигельную сталь заменяли мартеновской. На ф-ке работал цех по изготовлению оружия, к-рым награждались ген. [34]
При тигельной плавке расходуется в 4 - 5 раз больше топлива, чем в мартеновском процессе. Из-за трудности механизации процесса при тигельном способе приходится затрачивать большое количество физического труда. Для удешевления производства тигельной стали этот процесс комбинируют с электроплавкой. [35]
Громоздкость тигельного производства лучше всего иллюстрируется на примере отливки крупных 20 - 40 - т слитков, которые в свое время производились из тигельной стали на заводах Крупна. Для выполнения этой задачи требуется к строго установленному сроку подготовить 15 - т - ЗО тигельных печей с одинаковым составом стали в 900 - 1 800 тиглях; от 450 до 900 сдвоенных тиглей непрерывной вереницей в определенной строго установленной последовательности должны подаваться вручную к месту разливки с таким расчетом, чтобы струя стали не прерывалась ни на одну секунду; на производство такой операции одновременно на короткий срок задалживалось по два рабочих на каждый сдвоенный тигель только для подноски его или всего 1 000 - - 2 000 чел. В настоящее время из тигельной стали льются слитки сравнительно небольшого развеса ( 100 - 1500 кг), причем сама сталь предназначается на наиболее ответственные изделия. [36]
Сталь в это время изготовлялась, однако способы ее массового производства были неизвестны. В этот период производилась главным образом тигельная сталь, отличавшаяся большой дороговизной: в первой половине XIX в. [37]
В отличие от темных ( железистых) сырых шлаков начала процесса шлаки к концу второго периода приобретают другой вид и консистенцию сообразно с изменением их химич. Такие стекловидные шлаки светлого цвета называются спелыми. Получение их при надлежащей обеспечивает хорошую раскис-ленность тигельной стали. [38]
Павел Матвеевич Обухов, окончив в 1843 г. с большой золотой медалью Петербургский институт корпуса горных инженеров, стал работать помощником смотрителя Гороблагодатских заводов Урала, потом он был смотрителем Серебрянского завода, а после заграничной командировки - управляющим Кушвинского чугуноплавильного и затем: Юговского медеплавильного заводов. В 1854 г. Обухов был назначен управляющим Златоустовской оружейной фабрики, где еще продолжали работать мастера, помогавшие великому русскому металлургу П. П. Аносову в разработке технологии выплавки литой тигельной стали. В 1854 г. Обухов в основном завершил опыты, связанные с производством тигельной стали, и ее начали применять для изготовления кирас - пуленепроницаемых нагрудников. Производство стали по способу Обухова для изготовления кирас было организовано на Златоустовской фабрике, а в дальнейшем на Ижевском и Сестрорецком заводах для производства холодного оружия, ружейных стволов и инструмента. [39]
Помимо способа работы на результаты анализа влияют еще привода и количество различных примесей, а также структура стали, обусловленная предшествовавшей термической обработкой. Относительно влияния содержания углерода следует заметить, что окраска жидкости не всегда растет пропорционально содержанию углерода. Это бывает главным образом при неодинаковом содержании марганца. В чистой тигельной стали с содержанием меньше, чем по 0 1 / 0 фосфора, серы, кремния и марганца, окраска равномерно увеличивается с повышением содержания углерода. [40]
По способу производства сталь делится на конвертерную ( бессемеровскую и томасовскую), мартеновскую, электросталь и тигельную сталь. В настоящее время от всей выплавляемой стали до 85 % выплавляется в мартеновских печах и до 10 % в электропечах. Развивается конвертерный способ с кислородным дутьем, применяя который можно получать сталь высокого качества. Но пока наилучшими являются электросталь и тигельная сталь. Однако тигельный способ получения стали в настоящее время применяется редко. [41]
В сталелитейном производстве марганец играет важную роль как десуль-фуратор. Он широко применяется также в качестве раскислителя расплавленной стали. Большая часть марганца при выплавке стали переходит в шлак. Хотя для этих целей обычно применяют ферромарганец, во многих случаях вге же идет и чистый марганец, особенно при выплавке специальных сталей или когда требуется максимально снизить содержание углерода и фосфора в металле. Его добавляют для целей очистки к сталям основной мартеновской плавки, кислой и основной электроплавки, а также к тигельной стали. [42]
При получении особо важных сортов стали для ответственных деталей и инструментов прибегают к так называемой тигельной плавке. Шихту, представляющую собой смесь различных сортов стали и специальных добавок, загружают в тигли, которые накрывают крышками, затем устанавливают на под пламенной печи типа мартеновской, где и происходит плавление шихты и получается определенного сорта сталь. Одна печь вмещает от 20 до 100 тиглей; в тигле помещается до 50 кг стали. Плавка продолжается от 3 до 5 час. Эта плавка требует в 4 - 5 раз больше топлива, чем при мартеновском процессе. Для удешевления производства тигельной стали этот процесс комбинируют с электроплавкой. [43]
Изобретение бессемеровского процесса обычно относится к 1855 г., когда англичанин Генри Бессемер ( Henry Bessemer, 1813 - 1898 гг.) взял патент на новый способ производства стали, названный впоследствии его именем. Великое открытие Бессемера было подготовлено всем ходом социально-экономич. Главная сущность изобретения Бессемера заключалась в том, что он предложил плавильный аппарат с высоким темп-рным режимом и значительно ускорил реакции окисления примесей за счет интенсивного перемешивания жидкого чугуна струей проходящего через его толщу воздуха. Тепло, выделяющееся при протекании химических реакций окисления примесей в чугуне ( кремния, марганца, углерода, а частично и самого железа), используется в бессемеровской реторте для покрытия всех тепловых потерь процесса. С этой точки зрения предложенный Бессемером способ п о-лучения стали без затраты горючего является непревзойденным по стройности своей теоретич. Для пром-сти того времени Бессемер дал совершенно новый способ массового получения дешевой литой стали, позволяющий немедленно увеличить масштаб производства черного металла в десятки и сотни раз. Вместо громоздких агрегатов для получения пудлингового желеаа и тигельной стали, вместо примитивных горнов и печей, металлич. Бессемер дал оригинальный плавильный аппарат, в к-ром можно было за одну операцию в течение 10 - 15 мин. Так обстояло дело в области количественных отношений. Не менее разительные по тому времени результаты дало внедрение нового процесса в части повышения качества стальных изделий. Достаточно указать, что первые бессемеровские рельсы выдерживали срок службы в 40 - 50 раз больший, чем рельсы из пудлинговой стали, изготовлявшиеся в добессе-меровские времена. Этими обстоятельствами объясняется огромное историч. Бессемер должен был не только установить его производственную схему, но впервые во всех деталях конструктивно разработать всю аппаратуру и вспомогательное оборудование для массового получения литой стали, начиная от плавильного агрегата ( конвертера) и кончая изложницей и разливочным ковшом со стопорным аппаратом, к-рые являются теперь необходимым оборудованием для каждой сталеплавильной мастерской. [44]
Последний фактор сказывается различно в зависимости от состава стали. При плавках на сталь высокоуглеродистую содержание углерода увеличивается не так сильно, а иногда даже несколько понижается. Тигли новые и старые также оказывают различное влияние. Подобное же влияние оказывают перечисленные выше факторы и на изменение содержания кремния. Графитовые и коксовые тигли дают заметное увеличение содержания кремния в металле ( от 0 10 до 0 30 %); в тиглях шамотных при невысоких t конца плавки кремний не восстанавливается, а выгорает. Поэтому в качестве раскислителя тигельной стали обычно применяется ферроманган, к-рый вводится или непосредственно в каждый тигель перед выпуском ( при работе в печах франц. [45]
Страницы: 1 2 3