> Техника, страница 46 > Железоделательное производство
Железоделательное производство
Железоделательное производство обнимает собой целый ряд последовательных производств, в которых сырой материал— железная руда (смотрите)—превращается в полупродукты (сварочное железо, чугун, сталь) и затем в торговые сорта железа, а также в простейшие изделия, изготовляемые на металлургии. з-дах: трубы, ж.-д. оси, бандажи, рельсы и их скрепления. Непосредственно из руды сварочное железо может получаться т. н. сыродутным процессом (смотрите Железо) в сыродутных горнах и печах (смотрите), но этот первобытный процесс при современных экономических условиях невыгоден вследствие большого расхода руды (неполного из нее восстановления железа), топлива и рабочей силы. В промышлен. странах в наст, время основным, или исходным, материалом Ж. п. является чугун, получаемый плавкой в доменных печах (смотрите Доменное производство) и переделываемый затем в сварочное железо и сталь (в последнем случае—с большим или меньшим количеством малоуглеродистого металла в виде кондов, обрезков, брака прокатных мастерских и лома) в кричных горнах, пудлинговых печах, бессемеровских или томасовских конвертерах, мартеновских печах, тигельных горнах и, наконец, электрических печах.
1) При выплавке чугуна из железной руды, кроме последней, сырыми материалами служат: флюс (обыкновенно—известняк, реже—доломит) и горючие в виде кокса (смотрите) и древесного угля (смотрите), а иногда и антрацита или сырого каменного угля, не спекающегося при потере летучих веществ и при достаточной прочности сохраняющего форму своих кусков. Ок. 15% всего выплавляемого чугуна идет на производство литья (смотрите Литейное производство) как литейный чугун, характеризующийся высоким содержанием кремния (2—3,5%) и низким — марганца (<1%); остальные 85% составляет т. н. передельный чугун, идущий в передел на сварочное железо и сталь; он характеризуется низким содержанием кремния (обыкновен-но<1,0%) и повышенным·—марганца (1— 1,5%, иногда больше).
2) Передел чугуна в кричных горнах на сварочное железо требует применения в качестве топлива древесного угля, дорогого и не везде доступного вида горючего, и в настоящее время практикуется лишьв Швеции, которая целиком удовлетворяет мировой спрос на кричное железо (экспорт его в последние годы сократился до 12 000 тонн в год). Что касается пудлингования (смотрите), то хотя оно еще ведется во всех промышленных странах (кроме СССР), но везде производство железа по этому способу ограничивается незначительными размерами, объясняемыми слабым спросом на сварочный металл специального назначения. Продукт передела чугуна—сварочное железо в виде кусков—служит материалом для производства сортового сварочного железа простых профилей (полосового, круглого и квадратного). Оборудование, применяемое для этого,—нагревательные печи и прокатные станы имеют сравнительно небольшие размеры и мощности в виду незначительных размеров кусков (150x 150 миллиметров сечением и весом ок. 50 килограмм).
3) Сталь, то есть б. или м. углеродистое железо,получаемое в жидком состоянии, производится в настоящее время гл. обр. мартеновским процессом (смотрите), являющимся универсальным как в отношении состава металла, могущего поступать в передел, так и качества продукта производства. Но для Франции, Бельгии (а до войны и для Германии) исключительное значение имеет тома-сирование (продувка в основных конвертерах), так как самой дешевой рудой для этих стран была и остается фосфористая руда (минетт), дающая чугун с содержанием 1,7—2% фосфора. В названных странах со отношение между количествами стали, получаемой мартеновским и томасовским переделами, было таково (в %):
Бельгия Франция Германия
Мартеновский. 6 25 43
Томасовский. 94 75 57
В СССР томаеирование до войны имело слабое развитие (на двух приазовских з-дах), и в необходимости его возрождения теперь (в связи с возобновлением эксплуатации керченских месторождений дешевой фосфористой руды) можно сомневаться, т. к. и для фосфористого чугуна в настоящее время можно с выгодой применять мартеновский передел в его специальной форме (процесс Бертран-Тиля). В Англии и С. Ш. А. томасовский передел теперь не применяется. Продувка в кислых конвертерах, то есть бессемерование (смотрите) в настоящее время совсем утратило свое былое значение в Европе (в Англии в бессемеровск. конвертерах изготовляется в 14 раз меньше стали, чем в мартеновских печах). Но для СССР оно еще имеет практич. интерес в виду наличия богатых месторождений малофосфористой руды (Кривой Рог и гора Магнитная), с одной стороны, и возможности развития большой производительности стали для прокатки рельсов при использовании старого оборудования или с меньшими расходами на новое, с другой стороны. Наконец, старый тигельный процесс (смотрите) получения стали, требующий большого расхода высокоценного горючего и значительных издержек на рабочую силу, применяется теперь лишь для самых дорогих сортов специальной стали (смотрите Инструментальная сталь). Этот процесс свое значение постепенно утрачивает вследствие конкуренции электротермического процесса (смотрите Электрометаллургия). Непосредственным продуктом всех перечисленных выше процессов получения стали является слиток стали, различных веса и формы, смотря по назначению,—от 100 килограмм до 8 т, квадратного или прямоугольного поперечного сечения. Последняя форма («плоские слитки») применяется лишь для раскатки в котельное железо; главная же масса стали, в виде квадратных слитков, идет на производство прокаткой всего сортового железа простых и сложных профилей (считая и рельсы).
4) Как листовое, так и сортовое железо катают из стальных слитков непосредственно или из промежуточного продукта—з а-готовки.В первом случае тяжелые слитки (2 ж и более) проходят через нагревательные колодцы, неотапливаемые или отапливаемые, смотря по ί°, с которой слитки приходят в прокатный цех, и раскатываются без дополнительного подогрева в станах блуминг, а затем в сортовых (ручьевых) валах, или яге в плоских—на котельное железо. Легкие слитки, всегда холодные, предварительно подогревают в рекуперативных газовых или «полугазовых» печах и затем раскатывают на среднесортное и мелкосортное железо, а также на проволоку. Чтобы избежать получения большого количества мелких слитков из одной плавки (печей большой мощности), часто сортовое и тонкое листовое железо катают из полупродукта, который носит у нас общее название заготовки, или болванки, хотя имеет различное поперечное сечение и вес в зависимости от своего назначения. Для сортового железа выдержанные в колодцах квадратные слитки раскатываются в квадратную болванку, часто называемую у нас «блум» (англ, bloom), если сечение ее больше 100 х 100 ли. Для легких сортов железа прокатывают полупродукт меньшего сечения (часто 50x50 миллиметров), к к-рому собственно и относится старый русский термин «заготовка». Проволоку, несмотря на ее малое поперечное сечение (не более 10 миллиметров в поперечнике), катают непосредственно из слитков в специальных проволочных станах, но иногда и из квадратной заготовки. Наименьшее поперечное сечение катаной проволоки — 5 миллиметров i более тонкую проволоку получают из катаной в о л о ч е н и е м на барабанах, и изготовление ее не входит в программу железоделательных (то есть металлургических) з-дов. Для крупных тонких листов (тонкокотельное железо) делают тяжелую плоскую заготовку (англ, slab) раскаткой выдержанных в колодцах плоских слитков в станах слабинг (Америка) или в плоских ручьях станов б л у м и н г. Для жести и кровельного железа у нас производят раскаткой сравнительно легких (*/2 тонн) квадратных слитков легкую плоскую заготовку— сутунку (англ, strips)—в специальных сутуночных станах (крупное производство) или на черновых валах крупносортных станов. Также изготовляют и плоскую заготовку для труб (англ, skelp), для обозначения которой у нас не хватает термина (на южных заводах ее неправильно называют «стрипсы»).
5) Чтобы дать готовый продукт прокатки, болванку и заготовку подогревают в рекуперативных газовых печах (меньшего поперечного сечения, чем для слитков), называвшихся прежде «сварочными», и раскатывают затем в подходящих валках прокатных станов, то есть валках, диаметр и число оборотов которых соответствуют наибольшему поперечному сечению прокатываемых болванок или заготовок (смотрите Прокатка, Прокатные станы). м. Павлов.