Современная промышленность не может обойтись без стали. Она используется во многих отраслях экономики и находит применение в производстве самых разнообразных изделий — от столовых приборов до автомобилей и самолетов. Однако, не всем известно, что качество стали во многом зависит от процесса раскисления.

Раскисление — это процесс, который позволяет убрать из стали нежелательные примеси, такие как сера, фосфор и кремний. Как правило, эти примеси находятся в стали в виде соединений с железом. Они сказываются на ее свойствах и качестве, снижая прочность и ухудшая формирование отливок.

Раскисление проводится в специальных раскисляющих агрегатах, где сталь контактирует с газами, содержащими кислород. Кислород вступает в реакцию с примесями, окисляет их и удаляет из металла. При правильном раскислении стали ее свойства улучшаются, уменьшаются дефекты и повышается качество продукции.

Важно отметить, что раскисление стали может проходить как во время первичного выплавления, так и во время переплавки. Также в зависимости от используемого газа, выделяют различные типы раскисления — кислородное, инъекционное, вакуумное и др. Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки, и выбор метода зависит от конкретной задачи и требований к продукции.

Что это такое?

Раскисление стали – процесс удаления кислорода из стали путем добавления в нее специальных реактивов. Такой процесс является важным этапом в производстве стали, а также восстановлении качества старой и / или использованной стали.

В процессе раскисления стали происходит удаление окиси и углекислого газа, что приводит к уменьшению концентрации кислорода в стали. Это позволяет улучшить качество материала, повысить механические свойства, стойкость к коррозии, улучшить сплавление и т.д.

Раскисление стали – сложный процесс, который требует определенной квалификации и образования специалистов, а также использует специальное оборудование. Он имеет большое значение в производстве изделий из стали, а также позволяет улучшать качество и жизненный цикл изделий.

Классификация сталей по степени раскисления

Степень раскисления стали зависит от количества свободного кислорода в металле. Сталь бывает нераскисленной, малораскисленной, среднераскисленной и высокораскисленной.

• Нераскисленная сталь содержит более 0,010% кислорода, что мало влияет на ее свойства. Ввиду этого такие стали используются в производстве листового металла, профильных труб и других строительных конструкций.
• Малораскисленная сталь содержит от 0,006% до 0,010% кислорода и используется в производстве изделий, механизмов и деталей предприятий различных отраслей.
• Среднераскисленная сталь содержит от 0,003% до 0,006% кислорода и используется в производстве пружин, проволоки, мелких деталей и т.д.
• Высокораскисленная сталь содержит менее 0,003% кислорода и применяется для производства электронагревательных элементов, сварочных электродов, невысокой прочности крепежей и других изделий.

Методы раскисления стали включают в себя использование кремнезема и алюминия. Однако, количество раскислителей в стали должно быть строго контролируемым, так как их избыток может привести к возникновению пор и прочих дефектов в металле.

Содержание кислорода и классификация сталей

Содержание кислорода, %	Классификация сталей
Более 0,010	Нераскисленная сталь
От 0,006 до 0,010	Малораскисленная сталь
От 0,003 до 0,006	Среднераскисленная сталь
Менее 0,003	Высокораскисленная сталь

Спокойные

Спокойные методы раскисления стали не только наиболее безопасны, но и позволяют добиться наилучшего качества и повысить эксплуатационные свойства материала.

Первый из них – низкотемпературное раскисление. Этот метод заключается в нагреве стали до температуры, не превышающей 450 градусов Цельсия, а затем ее охлаждении. Такой процесс позволяет добиться максимальной выносливости стали, сохраняя при этом ее коррозионную стойкость.

Второй способ – раскисление при помощи водорода. Это более быстрый и дешевый метод, но требует увеличения давления до 100 МПа. При этом затраты на аппаратуру и работу персонала существенно снижаются, но необходима особая осторожность в хранении и транспортировке водорода.

Спокойные методы раскисления стали позволяют получить материалы высокого качества и стать конкурентоспособными на рынке.

Кипящие

Кипящее раскисление применяется для сталей, которые не могут быть раскислены раствором щелочи или кислоты. В этом случае используются специальные порошки, которые растворяются в воде и нагреваются до кипения.

Кипящее раскисление позволяет снизить содержание серы, фосфора и кремния в стали. Оно используется для изготовления высококачественных изделий, таких как инструментальные стали, многолетние конструкционные элементы, а также некоторые виды сплавов.

Кипящее раскисление имеет ряд преимуществ перед другими методами. Во-первых, оно более эффективное и позволяет добиться высокой чистоты стали. Во-вторых, оно менее опасное для окружающей среды и не требует использования сильных кислот и щелочей.

Полуспокойные

При раскислении стали часто наблюдаются полуспокойные условия, когда показатель рН находится в промежутке от 5 до 7. В этом случае раскисление происходит медленно, но более контролируемо.

Полуспокойные условия могут быть достигнуты путем уменьшения количества сульфата аммония или иногда добавления кислоты. Эти методы позволяют более равномерно контролировать процесс раскисления.

Однако, полуспокойные условия не являются оптимальными во многих случаях. Например, если необходимо раскислить сталь быстро и эффективно, то лучший вариант — резкий скачок рН. В таком случае рекомендуется использовать более концентрированные растворы сульфата аммония или добавлять кислоту быстрее.

В целом, выбор метода раскисления зависит от конкретной задачи и свойств обрабатываемого материала. Но в любом случае, полуспокойные условия могут быть полезным инструментом для более контролируемого и предсказуемого процесса.

Основные способы

Раскисление стали является важным этапом в процессе ее производства. Оно позволяет уменьшить содержание углерода в металле, что повышает его прочность и устойчивость к коррозии. Рассмотрим основные способы раскисления стали:

• Кислородное раскисление. Процесс применяется в промышленности с 1950-х годов. Кислородное раскисление происходит при помощи сопла, которое подается кислород. Однако, этот метод может привести к значительным издержкам, и его можно применять только для металлов, содержащих высокое содержание углерода.
• Металлургическое раскисление. В процессе металлургического раскисления используются различные реактивы, такие как кальций и алюминий. С помощью этого процесса можно раскислять сталь быстро и безопасно.
• Электрораскисление. Этот способ, как правило, используется для раскисления низкоуглеродистых сталей. Он осуществляется через использование электрического тока, который воздействует на металлические ионы.