Производство стали

Затем в ванну с жидким чугуном опускают металлическую трубку с водяным охлаждением и под высоким давлением подают кислород. Поток кислорода быстро выжигает из железа углерод, превращая его в закись углерода. Эта реакция горения — единственный источник тепла, выделяемого во время процесса. Когда температура повышается сверх нормальной, ее снижают, добавляя стальной скрап. В мартеновской печи и электропечи металл плавится и очищается за несколько часов, в кислородном 20 мин. Он работает так интенсивно, что его огнеупорная облицовка служит всего неделю, поэтому необходимо иметь два конвертера: пока один работает, второй ремонтируется. Расплавленный жидкий чугун транспортируется из доменной печи к кислородному конвертеру или в мартеновскую печь, поэтому агрегаты не могут быть расположены от доменной печи на расстоянии более чем несколько километров. Горячий металл можно было бы охладить в формах и повторно расплавить в мартеновской печи, у которой есть горелка, но это было бы дорого. Горячий металл невыгодно охлаждать только для того, чтобы расплавить снова.

Сталь можно получать также из скрапа в стелеплавильной дуговой электропечи. Специальные стали — инструментальные, нержавеющие-выплавляют в дуговой электропечи небольшими объемами, которые нельзя получить в кислородном конвертере.

Сталеплавильная дуговая электропечь подобна большому аппарату для дуговой сварки. Принцип действия их во многом сходен, за исключением объемов расплавляемого металла. При сварке шлак применяют для того, чтобы защитить металл сварного шва и очистить его; он находится на сварочном прутке в качестве покрытия. В дуговой электропечи для плавки стального скрапа применяют три графитовых электрода диаметром около 30 см.

Электрический ток проходит по одному из электродов, затем в виде дуги — через стальной скрап и возвращается к трансформатору по другому электроду.

Емкость печи колеблется от 0,5 до 150 т. В процессе работы металлолом загружают в печь, крышку ее завинчивают, электроды опускают и начинают плавку. После расплавления металлолома содержание углерода доводят до требуемого уровня, добавляют никель, молибден, хром и флюсы для удаления серы и фосфора. Кроме того, вводят около 0,3% марганца, который вступает в реакцию с остатками серы и образует сульфид марганца.