Omul să-și asigure nevoilefolosește o varietate de materiale. Și metalele se numără, fără îndoială, printre ele. Într-adevăr, acum este aproape imposibil să găsești o astfel de zonă a vieții umane în care au fost absenți. Și metalele sunt împărțite în mai multe grupuri principale: neferoase, nobile și feroase.
Grupul de metale feroase include cromul,mangan și, desigur, fier cu numeroasele sale aliaje. Și aliajele de fier sunt baza tehnologiei moderne. Și, deși acum apar noi materiale ceramice și polimerice, acestea nu vor putea în curând să înlocuiască vechiul oțel și fontă.
Oțelul este numit un aliaj de fier cu carbon șiconținutul de carbon din acest aliaj nu trebuie să depășească 2,14%. Dacă conținutul său este mai mare decât această cifră, atunci acest aliaj este deja fontă. Oțelul se obține din fontă sau din fier vechi în diferite cuptoare de fabricare a oțelului la întreprinderile metalurgice. Iar unul dintre cele mai vechi și mai învechite procese este producția de oțel în cuptoare cu focar deschis. Principiul său este că fonta și fier vechi sunt reciclate într-un cuptor cu reverberație. Este necesară căldură suplimentară pentru a topi materialele cu sarcină solidă și pentru a încălzi oțelul la temperatura necesară, precum și pentru a compensa pierderile semnificative de căldură. Este produs prin arderea combustibilului într-un jet de aer foarte fierbinte.
Astfel încât procesul de ardere a combustibilului să dea maximumefect și a fost cheltuită mai puțină energie pentru producția de oțel, este necesar ca acest combustibil să fie ars în spațiul de lucru. Pentru aceasta, aerul este furnizat cuptorului într-o cantitate mai mare decât este necesar. Prin urmare, acest lucru creează un exces de oxigen în atmosfera sa. Tot în această atmosferă există oxigen, care s-a format ca urmare a descompunerii apei și a dioxidului de carbon la temperaturi ridicate. Astfel, în spațiul de lucru al cuptorului se formează un exces de oxigen, care contribuie la oxidarea fierului și a altor elemente ale încărcăturii. Ca urmare a acestei oxidări, se formează mulți oxizi ai diferitelor metale. Ele, împreună cu impuritățile și particulele căptușelii care se prăbușesc, formează o zgură. Această zgură este mai ușoară decât oțelul și se acoperă în timpul topirii. Prin urmare, producția de oțel prin metoda vetrei deschise este înlocuită treptat de noi tehnologii.
Acest lucru este valabil mai ales pentru acele tipuri de oțelcare conțin multe componente. Procentul lor trebuie respectat foarte strict. De asemenea, cunoscutul oțel inoxidabil aparține unor astfel de oțeluri. Iar producția de oțel inoxidabil este o sarcină destul de dificilă, care este foarte dificil de rezolvat folosind metoda vetrei deschise. În același timp, carbonul din oțel inoxidabil conține foarte puțin, iar acest lucru complică și mai mult sarcina. Și pentru topirea oțelului inoxidabil și a altor mărci similare, se folosesc adesea cuptoare cu arc electric. Ele pot avea putere și capacitate diferite. Sursa de căldură dintr-un astfel de cuptor este un arc electric. Are loc între electrozi și sarcină sau metal lichid, după ce li se aplică un curent cu puterea necesară.
Acest arc este un flux de electroni, vaporimetal, zgură și gaze ionizate. Temperatura sa depășește 3000 de grade. Poate apărea atât din aplicații cu curent continuu, cât și din curent alternativ. Dar în cuptoarele cu arc electric se folosește numai curent alternativ. La început, în timp ce metalul din cuptor nu s-a încălzit bine, arcul din el se stinge atunci când polaritatea se schimbă pe electrozi. Dar apoi, când sarcina este complet topită și baia este acoperită cu un strat uniform de zgură, acest arc se stabilizează și începe să ardă uniform. În plus, producția de oțel într-un astfel de cuptor se desfășoară fără complicații.
Pentru topirea metalelor, se folosesc șicuptoare cu inducție. Principiul lor de funcționare este următorul: un câmp magnetic alternativ excită un curent electric în metal, în timp ce se eliberează căldură, care este folosită pentru a topit acest metal. Și sursa câmpului magnetic într-un astfel de cuptor este un inductor. Fabricarea oțelului într-un cuptor cu inducție are mai multe avantaje față de un cuptor cu arc electric. În primul rând, are capacitatea de a regla temperatura de topire mai precis și oferă o eficiență mai mare. Și în al doilea rând, absența arcurilor electrice și a electrozilor într-un astfel de cuptor face posibilă obținerea de oțeluri cu conținut scăzut de carbon în acesta. Topirea într-un cuptor cu inducție dă, de asemenea, o risipă scăzută de elemente de aliere, ceea ce este foarte important la topirea oțelului aliat complex.
