Знание-сила, 2004 № 10 (928) | страница 3
Меняются не только сталь и температурные режимы ее плавки, но и сам процесс производства. Вот лишь две идеи, которые, если удастся их реализовать, свершат революцию в мире доменных печей.
Вращающийся конвертер Бессемера
Современная установка для выплавки и разлива стали
Американский ученый Цзянь-Ян Хван из Мичиганского технологического университета разработал метод, который может существенно упростить производство стали. В своих лабораторных экспериментах он соединял шесть обычных микроволновых печей, увеличивая мощность их магнетронов — сверхвысокочастотных устройств, генерирующих импульсные и непрерывные электромагнитные колебания. Затем подключал каскад микроволновок к электрической дуговой печи, в которой переплавляют скрап — опилки, стружки, металлолом. В эту печь Хван засыпал оксид железа и уголь. Через несколько минут за счет энергии микроволновых импульсов образовалась расплавленная масса стали, поскольку железо в присутствии угля восстановилось из своего оксида и превратилось в сталь.
Этот метод значительно дешевле традиционных способов получения стали, поскольку число производственных операций уменьшилось вдвое. «Кроме того, оксид железа в доменной печи разогревается до температуры 1000°С в течение нескольких часов. В микроволновой печи все происходит за минуту» — отмечает Хван. Другие преимущества метода в том, что для восстановления железа используется обычный уголь вместо дорогого кокса, а выброс в атмосферу парниковых газов и диоксида серы сокращается. Американские сталелитейные предприятия уже заинтересовались необычной технологией.
Одна из опытных установок Бессемера
Конструкции из тонких стальных листов и стержней
Набор инструментов из стали
Современый способ разливки стали
Если сталь содержит от 1,5 до 0,7 % углерода, то она тверда и хрупка. Из такой стали изготавливают лезвия бритв, хирургические инструменты.
При содержании углерода 0,7 - 0,25 % сталь становится более вязкой; твердость ее снижается. Эта сталь идет на изготовление рельсов, деталей машин и каркасов домов.
Когда концентрация углерода в стали опускается ниже 0,25 %, пластичность ее заметно возрастает. Теперь из стали можно штамповать консервные банки, тянуть проволоку или плющить тонкие листы.
В некоторых случаях применяется сталь, вообще не содержащая углерода. Она очень мягка и быстро ржавеет. Ее используют в магнитных устройствах.
Другое направление поиска родилось еще лет сто назад — именно тогда впервые задумались о том, чтобы изготавливать листовую сталь непосредственно из расплавленной массы, минуя промежуточные операции. В то время эта идея была технически неосуществима. Раскаленную сталь по-прежнему разливали, получали из нее отливки, а затем раскатывали их в листы.
