Staal wordt beschouwd als een legering van ijzer met andere chemicaliënverbindingen. Onder de componenten die in de samenstelling zijn opgenomen, is er koolstof in een hoeveelheid van 2,14%. Dankzij zijn aanwezigheid krijgen ijzerlegeringen hun kracht. Het soortelijk gewicht van staal is 75500-77500 N / m³. De legering kan soms legeringselementen bevatten. De soortelijke warmte van staal bij 20 ° C wordt gemeten in 460 J / (kg * ° C) of 110 cal / (kg * ° C).
classificatie
Er zijn verschillende parameters volgenswat het materiaal in kwestie kenmerkt. Staal is bijvoorbeeld instrumenteel en structureel. Een hogesnelheidslegering wordt beschouwd als een soort gereedschapsklasse. Er zijn ook verschillen naargelang de chemische samenstelling. Afhankelijk van welke elementen in de legering aanwezig zijn, worden ze onderverdeeld in gelegeerde en koolstofhoudende. Er is ook een classificatie naar het niveau van koolstofconcentratie aangenomen. Er zijn dus drie soorten legeringen:
1. Koolstofarm. Het heeft een koolstofgehalte van maximaal 0,25%.
2. Medium koolstofstaal. Deze legering bevat ongeveer 0,25-0,6% koolstof.
3. Koolstofstaal. Deze legering bevat ongeveer 0,6-2% koolstof.
Gelegeerd staal wordt op dezelfde manier geclassificeerd volgens het percentage legeringselementen:
1. Laaggelegeerd staal bevat tot 4%.
2. In de middengelegeerde legering is tot 11% aanwezig.
3. Hooggelegeerd staal. Het bevat meer dan 11%.
Staal wordt op verschillende manieren geproduceerd en methet gebruik van speciale technologieën. Afhankelijk van de een of andere methode bevat de legering verschillende metalen insluitsels. Deze indicator heeft invloed op het soortelijk gewicht van staal. Bij het classificeren van legeringen op basis van de hoeveelheid onzuiverheden, worden ze onderscheiden:
1. Mixen van gewone kwaliteit.
2. Hoge kwaliteit.
3. Hoge kwaliteit.
4. Bijzonder hoge kwaliteit.
Er is ook een indeling volgensde structurele samenstelling van het materiaal. Er worden bijvoorbeeld ferritische, bainitische, austenitische, perlitische en martensitische legeringen geproduceerd. De structurele samenstelling heeft ongetwijfeld ook invloed op het soortelijk gewicht van staal. Legeringen zijn ook onderverdeeld in tweefasige en meerfasige. Het hangt af van de aanwezigheid van fasen in de structuur. Ook worden legeringen geclassificeerd volgens de aard van stolling en de mate van deoxidatie. Er is dus een kalm, semi-kalm en kokend staal.
Productiemethoden van staal
Als grondstof voor het maken van staalgietijzer wordt gebruikt. De aanwezigheid van een grote hoeveelheid koolstof, fosfor en zwavel in de samenstelling maakt het broos en broos. Om het ene materiaal in het andere te verwerken, is het noodzakelijk om het gehalte van deze stoffen tot de gewenste concentratie te verlagen. Dit zal zowel het soortelijk gewicht van staal als zijn eigenschappen veranderen. Een bepaalde methode om legeringen te produceren omvat verschillende manieren om koolstof in gietijzer te oxideren. Meest gebruikt:
1. Openhaardmethode voor het smelten van staal. Opgemerkt moet worden dat deze optie de laatste tijd slecht concurreert met andere methoden.
2. Converter-methode. De meeste staalproducten worden tegenwoordig met deze technologie vervaardigd.
3. Elektrothermisch - een van de meest geavanceerde technologische methoden voor staalproductie. Hierdoor is het geproduceerde materiaal van zeer hoge kwaliteit.
Converter-methode
Met behulp van deze technologische methode wordt het overschotruwijzer, fosfor en zwavel worden geoxideerd met zuurstof. In een speciale oven wordt het onder druk door het gesmolten materiaal geblazen. Het heet een converter. Deze oven heeft de vorm van een peer. In het binnenste gedeelte bevindt zich een vuurvaste bakstenen voering. Deze oven is zeer mobiel: hij kan 360 graden worden gedraaid. De capaciteit van de converter is ongeveer 60 ton. In de regel worden twee soorten grondstoffen gebruikt voor voering:
1. Dinas - het bevat SiO2, dat zure eigenschappen heeft.
2. Dolomietmassa - MgO en CaO. Het wordt verkregen uit MgCO3 * CaCO3-dolomietmateriaal, dat de eigenschappen heeft van basen.
Door het verschillende voeringmateriaalConverterovens zijn onderverdeeld in Thomas en Bessemer. De onder druk geblazen lucht beslaat het gehele metalen gebied. Opgemerkt moet worden dat de processen die plaatsvinden in de oven niet meer dan 20 minuten duren. De verblijftijd van het materiaal in de convertor heeft invloed op de warmtecapaciteit van het staal. De legering die in convertorovens wordt geproduceerd, bevat vaak grote hoeveelheden ijzermonoxide. Daarom is het materiaal vaak van slechte kwaliteit.
Open haardoven
Deze manier van ruwijzer verwerken is achterhaald.Ongetwijfeld wordt bij het gebruik van verschillende achterwaartse technologieën tijdens de verwerking de kwaliteit van het materiaal aanzienlijk verminderd, veranderen de technische kenmerken ervan (warmtecapaciteit van staal, enz.). Een open haardoven is een groot smeltbad. Het is bedekt met een gewelf van vuurvaste stenen en recuperatorkamers. Deze compartimenten zijn ontworpen om brandbaar gas en lucht te verwarmen. Ze zijn gevuld met een bakstenen (vuurvaste) verpakking. Door de derde en vierde recuperator wordt een stroom heet gas en lucht in de oven geblazen. En de eerste en tweede worden ondertussen verwarmd door de ovengassen. Na voldoende temperatuurstijging gaat het hele proces in tegengestelde richting.
Elektrothermische methode
Deze methode heeft verschillende voordelen ten opzichte vanopen haard en converter. Met de elektromechanische methode kunt u de chemische samenstelling van het resulterende staal wijzigen. Tegelijkertijd is het mengsel na het verwerkingsproces van zeer hoge kwaliteit. Door de beperkte toegang van lucht in de elektrische oven neemt de hoeveelheid ijzermonoxide af. Het is bekend dat het staal vervuilt met zijn onzuiverheden. En dit heeft op zijn beurt een aanzienlijke impact op de kwaliteit ervan. In de elektrische oven zakt de temperatuur niet onder de 2000 ° C. Aldus worden schadelijke onzuiverheden zoals zwavel en fosfor volledig uit de gietijzersamenstelling verwijderd.
Oven werkwijze
Elektrothermische ovens, vanwege hun hogetemperatuur, laat legering van staal met vuurvaste metalen toe. Deze omvatten in het bijzonder wolfraam en molybdeen. De elektrische staalproductiemethode maakt het mogelijk om een hoogwaardig mengsel te verkrijgen: de soortelijke warmtecapaciteit van staal, evenals de kwaliteitskenmerken, bevinden zich op het hoogste niveau. Maar helaas verbruiken deze ovens een grote hoeveelheid elektrische energie (tot 800 kWh per ton grondstof). De capaciteit van elektrische ovens kan variëren van 500 kg tot 360 ton. De units maken gebruik van conventionele voering. De ladingsstructuur kan 90% schroot en 10% ruwijzer zijn. Soms kunnen de verhoudingen van grondstoffen verschillen. Kalk, dat aan de lading wordt toegevoegd, werkt als een vloeimiddel. De belangrijkste chemische processen in vlamboogovens verschillen niet veel van openhaardovens.
Soortelijk gewicht
Stroomfrequentiestromen worden uitgevoerdinductieverwarming van metaal. Vanwege de grote massa van de kern is dit effect voldoende. Voor het smelten van staal met een gewicht tot 100 ton is een stroom met een frequentie van 50 Hz voldoende. Het moet gezegd dat sommige parameters voor verschillende soorten van dezelfde grondstof kunnen samenvallen. Zo hebben bijvoorbeeld corrosief, hittebestendig en roestvrij staal een soortelijk gewicht 7,9 g / cm3.
- wit - 7,5 ± 0,2;
- grijs - 7,1 ± 0,2;
- kneedbaar - 7,5 ± 0,2.
Berekening
De verhouding tussen het volume van de legering en zijn massakenmerk alleen voor een specifieke stof. Bovendien is deze parameter permanent. Met behulp van een speciale formule kun je de dichtheid van een stof achterhalen. Het houdt rechtstreeks verband met de berekening van het soortelijk gewicht van de legering. Dit is hoe het eruit ziet.
Het soortelijk gewicht van het metaal wordt in de formule toegewezen als γ. Het is gelijk aan de verhouding van P - het gewicht van een homogeen lichaam - tot het volume van de verbinding. En het wordt berekend met behulp van de volgende formule: γ = P / V.
Het werkt alleen als het metaal absoluut dicht en niet-poreus is.
conclusie
Nieuwe technologieën die worden gebruikt in zwaarindustrieën verschillen in veel opzichten van de industrieën die in de beginfase van de ontwikkeling van deze industrie werden gebruikt. Dankzij wetenschappelijke vooruitgang produceert de moderne metaalindustrie een groot aantal variaties in legeringen. Het soortelijk gewicht van de verbindingen is van invloed op de keuze van een specifiek type grondstof dat bij de productie zal worden gebruikt. Als we drie verschillende metalen nemen: ijzer, messing en aluminium met hetzelfde volume, dan heeft iedereen een andere massa. Daarom moet bij het kiezen van een of ander metaal, naast andere parameters, rekening worden gehouden met het soortelijk gewicht.
