Легирующие элементы обычно добавляют в сталь в виде ферросплавов. Ферросплавы содержат значительные количества железа, которое служит носителем легирующих элементов. К наиболее важным ферросплавам относятся ферромарганец (такой, как шпигель, или зеркальный чугун), необходимый для всех сталей; ферросилиций, применяемый для получения сталей со специальными магнитными свойствами и для раскисления сталей, выплавляемых в электропечах; феррохром и феррованадий. Никель добавляется в виде беспримесного металла.

Конвертерный процесс. Чугун и металлолом могут загружаться в разных пропорциях в зависимости от потребности и экономических соображений. Термохимический процесс плавки стали в мартеновской печи сложен. Главными примесями чушкового чугуна являются кремний Si, углерод C, сера S и фосфор P. Кремний реагирует с железной рудой <оксидом железа (III) Fe2O3>, давая в результате диоксид кремния SiO2 и железо. Углерод выгорает, образуя моноксид углерода CO и восстанавливая из руды железо. Фосфор тоже, образуя пентоксид фосфора P2O5, высвобождает железо из руды: Сера, реагируя с известью CaO и углеродом, образует сульфид кальция CaS и моноксид углерода CO. Сульфид кальция и пентоксид фосфора переходят в шлак, плавающий на поверхности очищенного железа.

Шлак представляет собой в основном силикат кальция CaSiO3, образующийся в реакции соединения диоксида кремния с известью. В процессе плавки шлаку уделяется не меньше внимания, чем самой стали, так как хорошая сталь получается в результате реакций между шлаком и металлом.

Электрическая печь. Электропечи сначала применялись только для выплавки качественных инструментальных и нержавеющих сталей, выплавлявшихся до этого в тиглях. Но постепенно электропечи стали играть важную роль в современном производстве малоуглеродистой стали из металлолома в тех случаях, когда не требуется передела чугуна из доменной печи.

Вакуумная плавка дорогостояща и применяется лишь в тех случаях, когда требуется особо прочная и надежная сталь, например для шасси самолетов. Улучшение механических свойств стали в результате вакуумной плавки связано с отсутствием частиц оксидов, на которых в обычной стали часто зарождаются трещины.

Заключительным этапом описанного выше процесса производства является литье стали в отдельные слитки или в непрерывный слиток. Для получения отдельных слитков сталь разливают по массивным чугунным изложницам. Как только сталь затвердевает, слитки отделяют от изложниц и еще горячими переносят в нагревательный колодец. Здесь большое количество слитков выдерживается при высокой температуре, пока они не будут готовы к прокатке.

Сталь заливается в водоохлаждаемый медный кристаллизатор, в котором затвердевание начинается с наружной поверхности. Сталь, вытягиваемая из кристаллизатора, дополнительно охлаждается до полного затвердевания водой, разбрызгиваемой форсунками. Обработка давлением. Стальному слитку должна быть придана форма, удобная для применения стали в качестве конструкционного материала. Чаще всего слитки обрабатывают методом горячей прокатки (после соответствующей подготовки). При таком методе плоская заготовка (сляб), пропускаемая между горизонтальными валками, приводимыми во вращение мощными электродвигателями, удлиняется и утоняется. Стан для первой прокатки горячих стальных слитков называется обжимным. Слиток вводится между валками, установленными на небольшое уменьшение толщины.

После первого пропуска направление вращения валков изменяется на обратное, расстояние между ними уменьшается и слиток пропускается через них в обратном направлении. Такой процесс многократно повторяется, в результате чего слиток становится тоньше и длиннее. В то же время устраняются литьевые неоднородности металла.

Горячая прокатка гомогенизирует сталь и повышает ее ударную вязкость. При непрерывной прокатке между валками с гладкой бочкой слиток превращается в лист. Профилированные валки дают сортовой прокат разных профилей: простых (круг, квадрат, треугольник, полоса), фасонных (рельсы, двутавровые балки, швеллеры, уголковое железо) и специальных (колеса, бандажи и т.д.).

Другие сферы применения металлов
Во все времена человек использовал металлы в своей повседневной деятельности и изготовлял из них далеко не только оружие или орудия труда. Сегодня мы, говоря о металле, сразу же рисуем в свом воображении сталелитейные заводы или древние мечи, под час, забывая о том, что наша обычная кухонная посуда тоже изготовлена из металла. Так и тр ...

Ямской рынок на Разъезжей улице (1817—1819гг.) (Рис. 13, 14)
Когда в советское время кому-нибудь приходило в голову обновить мебельный антураж или продать ставший ненужным шкаф, ему говорили: «Это тебе на Марата надо». Там, на углу улиц Марата, Разъезжей и Боровой, в старинном здании с колоннами располагался крупнейший в городе комиссионный мебельный магазин. За долгие десятилетия существования ...

Жизнь древних восточных славян. Расселение и занятия славянских племен на территории Украины
Название родственных народов "славяне" впервые появилось в произведениях византийского историка Прокопия Кессарийского "Война с готами" и императора Маврикия Стратега "Тактика и стратегия" (VI в). Славянские племена, составлявшие три ветви - западную, южную и восточную, с древнейших времен жили в Европе (о ...