Металл без примесей и коррозии

 

Как уберечь металл от коррозии?

Коррозия незащищённого железа, чугуна и стали ─ является результатом взаимодействия сортового металла (с примесями) с агрессивной внешней средой:

  • влажность воздуха более 65%,
  • атмосферные осадки,
  • пыль,
  • газы,
  • морская вода и т.д.

Чугун, в составе которого есть кремний, марганец и углерод преобразуется в сталь с помощью окисления кислородом данных примесей, и дальнейшему испарению их из расплава.

Так как, большой объём нержавеющей стали производится в «сыром» состоянии, структура и свойства, при естественном охлаждении металла, не отвечают требованиям некоторых заказчиков.

При термической обработке стали, достигаются высокие температуры, за счет которых происходят структурные изменения металла. Если после прокатки термообрабатывать металл, то он будет без примесей, так как выгорание примесей сопровождается бурлением, после чего металл будет чистый, а значит ─ вечный.

Первый патент на кислородное дутьё получил изобретатель данного процесса Генри Бессемер в 1856 году (бессемеровский процесс).

Никола Тесла создал в 1880 году первый генератор двухфазного тока, благодаря чему появились мощные генераторы переменного тока, что дало толчок в развитии электронагрева.

Пьер Мартен разработал процесс получения стали в печи в 1864 году.

Одновременно с работами по проектированию печей для плавки металла, с 1900 года внедряются исследования в области применения электронагрева для термообработки стали.

В 1936 году советский инженер-металлург Н. И. Мозговой, а также начальник лаборатории ЦНИИ черной металлургии, на киевском заводе «Большевик», впервые в мировой практике продул жидкий чугун кислородом (в агрегате емкостью 1,5 тонны). Также, в 1949 году Мозговой получил сталинскую премию I степени — за разработку технологии и за внедрение в металлургическую промышленность применения кислорода для интенсификации мартеновского процесса. Процесс продувки получил название кислородно-конверторного.

В то время, мартеновским процессом добывалось около 80 % всей стали, производимой в мире. И в этот же период, начало возрождаться конвертерное производство, с применением продувки чистым кислородом, ведь печь требует и внешнего обогрева в течение всей плавки, а конвертер разогревается сам. Тепло, образующееся в процессе окисления, увеличивает температуру до расплавления стали. Конвертер же не требует топлива для работы.

В начале 21 столетия свыше 60 % мировой стали производится конвертерным способом.

В зависимости от объёма производства (индивидуальное, серийное или промышленное), металл нагревают:

  • в масляных ваннах,
  • электропечах сопротивления,
  • индукционных установках,
  • ТВЧ установках машинного типа,
  • электродуговым способом,
  • с помощью воды,
  • сварочным преобразователем ПД – 101 (в 1904 году похожая установка была создана в США).

Термическая обработка сортового металла ─ перспективное направление для развития производства прокатного нагрева, так как без подобной обработки образуется дефектная структура, что приводит к диффузии кислорода внутри стали (коррозии). Благодаря термообработке, получаем высокопрочный металл, который будет устойчивым к коррозии, неограниченный срок эксплуатации в строительстве, судостроении, автомобилестроении и т.д.

Термообработка металла применяется не часто, так как это довольно дорого, особенно электродуговой способ. На маленьких предприятиях соглашаются, если согласны возместить затраты на термообработку. Самая дешёвая сталь 3КП, кипящая, которую разливают ещё до того, как из неё выгорят все примеси. ПС-сталь полуспокойная, СП- спокойная, то есть, когда выгорели все примеси.

На заметку! Металлурги-технологи, дабы автомобильная сталь легче штамповалась, специально добавляют серу и свинец, к тому же это дешевле, но из-за примесей она быстро ржавеет, что выгодно сказывается на объёмах продаж.