Сталь – настоящее и будущее

Потребление железа росло, и пудлинговый процесс уже не мог удовлетворить растущий спрос на него. И в конце 19 века, английским инженером Бессемером, был предложен способ получения стали путём продувки воздухом расплавленного чугуна, при этом его температура возрастала и ванна оставалась жидкой во всё время операции. Но, при этом способе для получения качественной стали, должен использоваться малофосфористый чугун. Если же чугун содержит много фосфора, то этот процесс проводят в конвертере с футеровкой из некислотных материалов. При этом в расплав добавляют известь и получают основный шлак, который извлекает фосфор из чугуна. Этот способ придумал английский инженер-самоучка Томас. Эти два процесса — бессемеровский и томасовский являются наиболее производительными и обеспечивают хорошее качество получаемой стали. Сегодня в конвертерном процессе используется кислород для продувки жидкого чугуна. При продувке чистым кислородом углерод, марганец, сера, фосфор и другие нежелательные элементы сгорают и в ванне остаётся мягкая малоуглеродистая сталь. Вообще конвертерный способ самый экономичный и производительный для получения не легируемой и термически улучшаемой стали.

Высококачественные стали по-прежнему выплавляли в тиглях. Дальнейшее усовершенствование процесса выплавки стали заключалось в предварительном подогреве воздуха используемого при горении — так называемый регенеративный способ нагрева, когда воздух для горения проходит через один регенератор и нагревается, а газы после горения нагревают другой регенератор. Сварить хорошую сталь в регенеративной печи удалось французскому инженеру Мартену — появился мартеновский процесс, который широко используется сегодня для плавки стального лома («скрапа»). Для улучшения качества стали также применяется процесс вакуумной обработки расплава, что обеспечивает удаление газов из металла. Эта операция производится при выпуске металла из печи или в разливочном ковше , в вакуумной камере.

На сегодняшний день процесс производства стали выглядит следующим образом:

1. 1производится выплавка чугуна в доменной печи;
2. 2далее производится передача жидкого чугуна с помощью чугуновозов в миксер (накопитель) и поддержание чугуна в расплавленном состоянии в миксере;
3. 3затем следует передача жидкого чугуна из миксера с помощью ковшей в конвертер и продувка в конвертере для получения стали;
4. 4далее происходит слив стали из конвертера в сталеплавильные транспортные ковши и передача на разливочный участок;
5. 5следом осуществляется разливка стали из ковша в изложницы;
6. 6далее производится извлечение слитков из изложниц и передача их на прокатный стан—блюминг или слябинг, где происходит прокатка сортового металла, листа, труб или рельсов.

Большое количество стали ещё производится в мартеновских печах (из лома и твёрдого чугуна) с последующими переделами описанными выше.

В последнее время всё большее количество стали разливается методом непрерывной разливки, когда сталь из конвертера заливается в транспортный ковш, оттуда в промежуточный ковш, а из него в устройство, где процесс кристаллизации слитка совмещён с прокаткой, что значительно увеличивает производительность.

Сегодня выплавка стали осуществляется также в электросталеплавильных печах, где расплавление шихты в печи происходит за счёт температуры электрической дуги горящей между электродами погруженными в шихту. Этот процесс позволяет выплавлять специальные сорта высоколегированных сталей, лучше чем любой другой, однако значительный расход дефицитной электроэнергии сдерживает его широкое применение.

Развитие и современное состояние человеческой цивилизации невозможно без стали. Железные дороги и мосты, стальная арматура в бетоне, нефте- и газопроводы, корабли и военная техника, строительные стальные балки и инструмент – это всё потребители стали. Годовое потребление стали в мире за 2012 год достигло 1,4 млрд. тонн, и, несмотря на некоторые колебания в экономике оно останется таким и ещё вырастет в ближайшие годы с темпом роста до 3% в год.

В региональном раскладе самым большим потребителем стали является Китай – 640 млн. тонн, на втором месте Индия – 74 млн.тонн, затем Япония – 65 млн.тонн, США, Канада, Мексика – до 130 млн.тонн. В России потребление стали в 2012 году составило – 42 млн. тонн.

Каковы бы ни были тенденции и колебания в потреблении стали, очевидно – в обозримом будущем, она останется основой человеческой цивилизации.