Mennesket for å tilfredsstille sine behovbruker en rekke materialer. Og metaller er utvilsomt blant dem. Det er faktisk nesten umulig å finne et slikt område av menneskelivet der de var fraværende. Og metaller er delt inn i flere hovedgrupper: ikke-jernholdige, edle og jernholdige.
Gruppen jernholdige metaller inkluderer krom,mangan og, selvfølgelig, jern med sine mange legeringer. Og det er jernlegeringer som er grunnlaget for moderne teknologi. Og selv om det nå dukker opp nye keramiske og polymere materialer, vil de ikke snart kunne erstatte det gode gamle stål og støpejern.
Stål kalles en legering av jern med karbon, ogkarboninnholdet i denne legeringen skal ikke overstige 2,14%. Hvis innholdet er høyere enn denne figuren, er denne legeringen allerede støpejern. Stål er hentet fra støpejern eller fra skrap i forskjellige stålovner på metallurgiske bedrifter. Og en av de eldste og mest foreldede prosessene er produksjon av stål i ovner med åpen ild. Prinsippet er at støpejern og metallskrot resirkuleres i en etterklangsovn. Tilleggsvarme er nødvendig for å smelte de faste ladningsmaterialene og varme opp stålet til ønsket temperatur, samt for å kompensere for betydelige varmetap. Den produseres ved å forbrenne drivstoff i en stråle med veldig sterkt oppvarmet luft.
Slik at forbrenningsprosessen gir maksimumeffekt og mindre energi ble brukt på produksjon av stål, er det nødvendig at dette drivstoffet blir brent i arbeidsområdet. For dette tilføres luften til ovnen i større mengder enn nødvendig. Dette skaper følgelig et overskudd av oksygen i atmosfæren. Også i denne atmosfæren er oksygen, som ble dannet som et resultat av nedbrytningen av vann og karbondioksid ved høye temperaturer. Dermed dannes et overskudd av oksygen i ovnens arbeidsrom, noe som bidrar til oksidasjon av jern og andre elementer i ladningen. Som et resultat av denne oksidasjonen dannes mange oksider av forskjellige metaller. De danner sammen med urenheter og partikler av det sammenfallende foringen en slagg. Denne slaggen er lettere enn stål og strøk under smelting. Derfor blir produksjonen av stål etter åpen ildmetoden gradvis erstattet av ny teknologi.
Dette gjelder spesielt for stålkvalitetersom inneholder mange komponenter. Prosentandelen må overholdes veldig strengt. Det velkjente rustfrie stål tilhører også slike stål. Og produksjonen av rustfritt stål er en ganske vanskelig oppgave, som er veldig vanskelig å løse ved hjelp av metoden med åpen ild. Samtidig inneholder karbon i rustfritt stål svært lite, og dette kompliserer oppgaven ytterligere. Og for smelting av rustfritt stål og andre lignende merker, brukes ofte lysbueovner. De kan ha ulik kraft og kapasitet. Varmekilden i en slik ovn er en lysbue. Det oppstår mellom elektrodene og ladningen eller flytende metall, etter at en strøm av den nødvendige styrken er påført dem.
Denne buen er en strøm av elektroner, dampmetall, slagg og ioniserte gasser. Temperaturen overstiger 3000 grader. Det kan oppstå fra både direkte og vekselstrømsapplikasjoner. Men i lysbueovner brukes bare vekselstrøm. Først, mens metallet i ovnen ikke har varmet godt, slukker lysbuen i den når polariteten endres på elektrodene. Men når ladningen er helt smeltet og badekaret er dekket med et jevnt lag med slagg, stabiliserer denne lysbuen seg og begynner å brenne jevnt. Videre fortsetter produksjonen av stål i en slik ovn uten komplikasjoner.
For smelting av metaller bruker de ogsåinduksjonsovner. Deres driftsprinsipp er som følger: et vekslende magnetfelt gir en elektrisk strøm i metallet mens varme frigjøres, som brukes til å smelte dette metallet. Og kilden til magnetfeltet i en slik ovn er en induktor. Å produsere stål i en induksjonsovn har flere fordeler i forhold til en elektrisk lysbueovn. For det første har den muligheten til å justere smeltetemperaturen mer nøyaktig, og det gir høyere effektivitet. Og for det andre, fraværet av elektriske buer og elektroder i en slik ovn gjør det mulig å få stål med lite karbon. Smelting i en induksjonsovn gir også lite sløsing med legeringselementer, noe som er veldig viktig når du smelter sammensatt legeringsstål.
