Історія виробництва сталі
Історія виробництва стали бере початок з тих часів, коли на землі з'явилося людство. За весь цей час зроблено безліч чудових відкриттів і винаходів. Але способи видобутку стали по праву можна назвати головним серед усіх винаходів, серед всіх відкриттів.
Це завдяки стали людина стала могутнім, здатним зрушувати гори і повертати ріки, зміг підкорити океани і небесні вершини. Тисячоліття відділяють нас від того часу, коли вперше був отриманий цей воістину чудовий матеріал. Виготовлення деяких видів стали довгий час було в секреті. Так протягом століть існувала таємниця булату. яку змогли розгадати тільки в XIX столітті, (докладніше: Виготовлення булату).
В наші дні міць і багатство будь-якої країни визначаються в першу чергу тим, скільки стали виплавляють її заводи.
видобуток руди
Для виробництва стали перш видобувають руду і паливо. Але, навіть маючи в достатній кількості залізну руду і кам'яне вугілля, (докладніше: Природні енергоносії) не можна ще приступати до виготовлення сталі. І руду і вугілля необхідно по-особливому приготувати. Руду збагатити, з кам'яного вугілля зробити кокс.
збагачення руди
Довгий і складний шлях проробляє руда, перш ніж перетвориться в сталь. І перший етап на цьому шляху - збагачення руди на збагачувальна фабрика.
Спочатку руду дроблять за допомогою машин, які так і називаються дробарками. Перша, найпотужніша, розколює великі брили на шматки. Потім друга перетворює ці шматки в щебінь і так далі. До тих пір, поки з руди не вийде крупа. Та й це було не повне збагачення. Далі відправляють руду на млин і перетворюють її в порошок. І тільки тепер починається те, що металурги називають збагаченням, - відділення руди від супутньої породи, з якої вона разом лежала в землі.
Для виплавки стали головним паливом служить кам'яне вугілля. Але не в тому вигляді, який добувають шахтарі. Видобуте вугілля містить багато домішок, які можуть шкідливо вплинути на майбутній метал. І тому їх необхідно видалити.
Вугілля, як і руду, для цього спочатку розмелюють в найтонший порошок. Потім цей порошок в спеціальній камері нагрівають без доступу повітря. З вугілля виділяються газ і смола. Разом з ними йдуть і інші непотрібні домішки. А сам вугільний порошок спікається в щільну пористу масу.
Пашить жаром масу виштовхують з камери на металеву платформу і охолоджують водою. Від різкого охолодження маса розвалюється на шматки. Ці шматки і є кокс.
Ось тепер і руда та паливо підготовлені. Можна приступати до плавки. Але поки ще не до плавки стали. Перш ніж залізна руда перетвориться в сталь, їй ще належить стати чавуном. Цей процес відбувається в домні.
Домна - це піч-гігант. Навіть десятиповерховий будинок не здається дуже великим поруч з такою піччю. Горить ця піч безперервно протягом десятків років. Металурги час від часу завантажують в неї руду, кокс і вапно - вона теж під час плавки необхідна, - і випускають готовий чавун. Які процеси відбуваються в домні, як руда перетворюватися в чавун?
Щоб розібратися в цьому, треба знову повернутися до залізної руди.
Залізна руда - це окислений метал, тобто з'єднання заліза з киснем. Для отримання чистого металу необхідно вести боротьбу з киснем. Ця боротьба починається, коли металурги завантажують в домну руду і кокс. При високій температурі кисень з'єднується з вуглецем коксу і розлучається з залізом. Виходить вуглекислий газ. А що залишився вуглець тут же займає місце кисню і з'єднується з залізом. Залізо плюс вуглець - це і є чавун.
Щоб прискорити плавку, в металурги стали використовувати кисень проти кисню. Для того щоб спекотніше горіло полум'я, в домну накачують не просто повітря, а чистий кисень.
Сучасні домни працюють на природному газі. А це не тільки прискорює плавку, а й значно скорочує витрату коксу. Що дає можливість отримувати більш дешевий чавун.
Шлях здешевлення металу
Металургія пройшла ще один шлях здешевлення металу. Шлях цей - заміна дорогого людської праці працею машин. Якщо раніше всі роботи по обслуговуванню домни в основному виконувалися вручну, тепер на допомогу металургам прийшли транспортери, навантажувальні механізми, підйомні крани. Багато операцій взагалі виконуються без участі людини. Їх виконують автомати.
В даний час домна працює майже зовсім без допомоги людей. Всі процеси автоматизовані.
Автоматика приймає від приладів повідомлення про якість руди і коксу і віддає команду механізмам-виконавцям, скільки треба відважити і завантажити в піч того і іншого. Потім вона перевіряє температуру в печі. Якщо треба, додасть або зменшить кисню, газу.
До жолобу, за яким з печі випускають метал, під'їде залізнична платформа з ковшами. Спеціальна бурильна машина рассверливают отвір для зливу металу, воно називається вічком. А закривають ЛЕТОЧНАЯ отвір за допомогою спеціальної гармати. За допомогою поршневого механізму подається вогнетривка маса, якою і закривається канал після зливу чавуну.
Відразу ж після зливу металу починається завантаження шихтового матеріалу через колошник - верхню частину печі, адже плавка в домні йде безперервно.
Йдеться про те, як руда перетворюється в сталь. Адже чавун, перша сходинка на шляху цього перетворення. Але чим відрізняється чавун від сталі, адже це теж метал?
Чавун не можна кувати, важко обробляти на металорізальних верстатах. І це тому, що в ньому дуже багато вуглецю. А вуглець - речовина хоча і дуже тверде, але крихке. Ось і залізо, з'єднавшись з ним в доменній печі, стало дуже крихким.
Інша справа - сталь. Вона і куванні піддається - її можна штампувати, надавати сталевим листам різну форму. Її і на верстатах обробляють, виточують всілякі деталі.
Чавун так само необхідний у виробництві. З нього відливають ті вироби, які потім не вимагають ретельної обробки. Наприклад, станини, на яких верстати стоять, маховики для моторів, труби. Але основна частина чавуну, йде в подальшу переробку - на виготовлення сталі.
Сучасний блюмінг - дуже велика і складна машина. Вона схожа на довгу роликовую дорогу. Заздалегідь розігріті величезні злитки металу з великою швидкістю проносяться по ній. По дорозі вони потрапляють в сталеві валки. Ці валки з усіх боків обжимають злитки і перетворюють їх в бруски потрібних розмірів.
І тільки після цього бруски відправляють на прокатні стани, де з них роблять рейки, балки, труби, сталеві листи або товсті і тонкі прутки. Все, що необхідно.
Киснево-конвертерний спосіб
Історія виробництва стали непроста. Щоб вийти на сучасний рівень, було пройдено багато етапів. Від злитка металу отриманого на багатті і поковки в кузні, до сучасних сталеплавильних заводів з прокатними і механічними цехами.