Mann für seine Bedürfnisse zu sorgenverwendet eine Vielzahl von Materialien. Und Metalle gehören zweifellos dazu. Schließlich ist es jetzt fast unmöglich, einen solchen Bereich menschlicher Aktivität zu finden, in dem sie abwesend waren. Und Metalle werden in mehrere Hauptgruppen unterteilt: Nichteisen, Edel und Eisen.
Die Gruppe der Eisenmetalle umfasst Chrom,Mangan und natürlich Eisen mit seinen vielen Legierungen. Und es sind Eisenlegierungen, die die Grundlage moderner Technologie bilden. Und obwohl jetzt neue Keramik- und Polymermaterialien auftauchen, werden sie den guten alten Stahl und das gute Gusseisen nicht bald ersetzen können.
Stahl wird eine Eisenlegierung mit Kohlenstoff genannt, undDer Kohlenstoffgehalt in dieser Legierung sollte 2,14% nicht überschreiten. Wenn sein Gehalt höher als dieser Wert ist, ist diese Legierung bereits aus Gusseisen. Stahl wird aus Gusseisen oder aus Altmetall in verschiedenen Stahlherstellungsöfen metallurgischer Unternehmen gewonnen. Und eines der ältesten und veraltetesten Verfahren ist die Herstellung von Stahl in offenen Herdöfen. Sein Prinzip ist, dass Gusseisen und Altmetall in einem Nachhallofen recycelt werden. Zusätzliche Wärme ist erforderlich, um die festen Ladungsmaterialien zu schmelzen und den Stahl auf die erforderliche Temperatur zu erwärmen sowie um signifikante Wärmeverluste auszugleichen. Es entsteht durch Verbrennen von Kraftstoff in einem sehr stark erhitzten Luftstrahl.
Damit ergibt der Kraftstoffverbrennungsprozess das MaximumEffekt und weniger Energie für die Herstellung von Stahl aufgewendet wurde, ist es notwendig, dass dieser Kraftstoff im Arbeitsraum verbrannt wird. Hierzu wird dem Ofen Luft in einer größeren als der erforderlichen Menge zugeführt. Dies erzeugt dementsprechend einen Sauerstoffüberschuss in seiner Atmosphäre. Auch in dieser Atmosphäre befindet sich Sauerstoff, der bei der Zersetzung von Wasser und Kohlendioxid bei hohen Temperaturen entstanden ist. Somit wird im Arbeitsraum des Ofens ein Überschuss an Sauerstoff gebildet, der zur Oxidation von Eisen und anderen Elementen der Ladung beiträgt. Durch diese Oxidation entstehen viele Oxide verschiedener Metalle. Zusammen mit Verunreinigungen und Partikeln der kollabierenden Auskleidung bilden sie eine Schlacke. Diese Schlacke ist leichter als Stahl und beschichtet beim Schmelzen. Daher wird die Stahlherstellung nach dem Open-Hearth-Verfahren schrittweise durch neue Technologien ersetzt.
Dies gilt insbesondere für diese Stahlsortendie viele Komponenten enthalten. Ihr Prozentsatz muss sehr genau eingehalten werden. Zu diesen Stählen gehört auch der bekannte Edelstahl. Und die Herstellung von Edelstahl ist eine ziemlich schwierige Aufgabe, die mit der Open-Hearth-Methode nur sehr schwer zu lösen ist. Gleichzeitig enthält der Kohlenstoff in Edelstahl sehr wenig, was die Aufgabe weiter erschwert. Zum Schmelzen von Edelstahl und ähnlichen Marken werden häufig Lichtbogenöfen verwendet. Sie können von unterschiedlicher Leistung und Kapazität sein. Ein Lichtbogen dient als Wärmequelle in einem solchen Ofen. Es tritt zwischen den Elektroden und der Ladung oder dem flüssigen Metall auf, nachdem ein Strom der erforderlichen Stärke an sie angelegt wurde.
Dieser Lichtbogen ist ein Strom von Elektronen, DämpfenMetall, Schlacke und ionisierte Gase. Seine Temperatur überschreitet 3000 Grad. Es kann sowohl aus Gleich- als auch aus Wechselstromanwendungen entstehen. In Lichtbogenöfen wird jedoch nur Wechselstrom verwendet. Während sich das Metall im Ofen nicht gut erwärmt hat, erlischt der Lichtbogen zunächst, wenn sich die Polarität der Elektroden ändert. Wenn die Ladung dann vollständig geschmolzen ist und das Bad mit einer gleichmäßigen Schlackenschicht bedeckt ist, stabilisiert sich dieser Lichtbogen und beginnt gleichmäßig zu brennen. Ferner verläuft die Herstellung von Stahl in einem solchen Ofen ohne Komplikationen.
Zum Schmelzen von Metallen werden sie ebenfalls verwendetInduktionsöfen. Ihr Funktionsprinzip ist wie folgt: Ein magnetisches Wechselfeld regt einen elektrischen Strom im Metall an, während Wärme freigesetzt wird, die zum Umschmelzen dieses Metalls verwendet wird. Und die Quelle des Magnetfeldes in einem solchen Ofen ist ein Induktor. Die Herstellung von Stahl in einem Induktionsofen hat gegenüber einem Lichtbogenofen mehrere Vorteile. Erstens hat es die Fähigkeit, die Schmelztemperatur genauer einzustellen, und es ergibt einen höheren Wirkungsgrad. Und zweitens ermöglicht das Fehlen von Lichtbögen und Elektroden in einem solchen Ofen die Gewinnung von kohlenstoffarmen Stählen. Das Schmelzen in einem Induktionsofen führt auch zu einer geringen Verschwendung von Legierungselementen, was beim Schmelzen von komplexem legiertem Stahl sehr wichtig ist.
