Огляд знань про металургійну промисловість
I. Визначення та основний статус чавуну та сталі
Залізо та сталь — це загальні терміни для сплавів, що складаються переважно із заліза (Fe) і вуглецю (C), а також інших елементів, таких як марганець (Mn), кремній (Si), фосфор (P) і сірка (S). Вони є найбільш широко використовуваними та найважливішими металевими матеріалами в сучасній промисловості, які часто називають «основою промисловості». Їх властивості можна варіювати в надзвичайно широкому діапазоні, регулюючи хімічний склад і процеси термічної обробки відповідно до різних вимог.
II. Основна класифікація: чавун, сталь і сталеві вироби
чавун: High carbon content (>2,11%), твердий і крихкий, в основному одержуваний шляхом доменної плавки. Більшість використовується як сировина для виробництва сталі, невелика частина використовується для лиття (ливарний чавун).
сталь: Зазвичай містить від 0,02% до 2,11% вуглецю, характеризується хорошим поєднанням міцності, міцності та пластичності. Сталь виробляють із чавуну шляхом окислення для видалення вуглецю та домішок у сталеплавильній печі; це основний матеріал для сталевих виробів.
Сталеві вироби: готові або напів{0}}фабрикати, виготовлені шляхом пластичної обробки сталі шляхом прокатки, кування, волочіння тощо, такі як плити, труби, профілі та катанка.
III. Основні системи класифікації сталі
Класифікація сталі комплексна; загальні системи включають:
За хімічним складом:
Вуглецева сталь: Головним чином складається з заліза та вуглецю. За вмістом вуглецю підрозділяється на низько-вуглецеву сталь (C<0.25%), medium-carbon steel (0.25%≤C≤0.60%), and high-carbon steel (C>0,60%). Низька вартість, найбільш широко використовується.
легована сталь: На основі вуглецевої сталі навмисно додано один або кілька легуючих елементів (наприклад, хром Cr, нікель Ni, молібден Mo, ванадій V) для отримання певних властивостей. Можна поділити нанизько{0}}легована сталь, середньо{0}}легована сталь, івисоко{0}}легована сталь.
За якістю (в основному на основі вмісту шкідливих домішок, фосфору та сірки):
Звичайна сталь(P менше або дорівнює 0,045%, S менше або дорівнює 0,050%)
Якісна сталь(P, S обидва менше або дорівнюють 0,035%)
Високоякісна-сталь(P менше або дорівнює 0,035%, S менше або дорівнює 0,030%)
За способом плавлення та ступенем розкислення:
Open-Hearth Steel(в основному застаріла)
Основна киснева піч (BOF) Сталь(основний виробничий процес)
Електродугова сталь (ДСП). (часто використовується для виробництва високо-якісної легованої сталі)
За ступенем розкислення: окантовка (F), штампована сталь (Z), напів-кабінова сталь (b) і спеціальна штампована сталь (TZ).
За металографічною будовою(пов’язано зі станом термічної обробки):
Відпалений стан: доевтектоїдна сталь, евтектоїдна сталь, заевтектоїдна сталь.
Нормований стан: перлітна сталь, бейнітна сталь, мартенситна сталь, аустенітна сталь.
За заявкою(найпоширеніший метод класифікації):
Конструкційна сталь: Використовується для будівництва, мостів, кораблів, транспортних засобів, посудин під тиском тощо. Підкреслює міцність і міцність.
Інструментальна сталь: Використовується для виготовлення ріжучих інструментів, форм, вимірювальних інструментів. Підкреслює високу твердість, зносостійкість і гарячу твердість.
Сталь спеціального призначення: Має спеціальні фізичні/хімічні властивості, наприклад,Нержавіюча сталь (стійкі-до корозії),Жаростійка-сталь, Стійка-сталь до стирання.
IV. Основний виробничий процес
Сучасні інтегровані металургійні комплекси в основному дотримуються двох моделей: «довгий процес» і «короткий процес»:
Довгий процес: Агломерація/Окатування → Виробництво чавуну в доменній печі → Виробництво сталі в кисневих печах → Вторинне рафінування → Безперервне лиття → Прокатка. Як основну сировину використовує залізну руду та вугілля. Велика ємність, основний процес.
Короткий процес: Сталеплавильна електродугова печь → Вторинне рафінування → Безперервне лиття → Прокатка. Використовує перероблений сталевий брухт як основну сировину. Відносно менше споживання енергії та викидів, більш екологічний. Ключовий напрямок зеленої трансформації.
V. Ключові показники ефективності
Механічні властивості: Міцність (межа текучості, міцність на розрив), пластичність (подовження, зменшення площі), в'язкість (енергія удару), твердість.
Фізичні та хімічні властивості: Корозійна стійкість, термостійкість, зносостійкість, зварюваність, гаряча/холодна обробка.
VI. Основні області застосування
Будівництво: Арматура (арматура), катанка, двотаврові балки для залізобетонних конструкцій.
Виробництво: Листи автомобільні (кузовні панелі, сталь для редукторів), сталь для машинобудування, підшипникова сталь, пружинна сталь.
Енергетика та транспорт: Трубопровідна сталь для транспортування нафти/газу, сталь для опор вітрових турбін, сталь для кораблів і морських платформ, рейки та колеса для залізниць.
Побутова техніка та товари народного споживання: Корпуси для різної техніки, столові прибори (нержавіюча сталь).
VII. Сучасні тенденції розвитку галузі
Перехід до екології та низького-вуглецю: розвиток металургії на основі-водню, уловлювання, утилізації та зберігання вуглецю (CCUS) і збільшення частки EAF сталі для вирішення проблеми зміни клімату.
Оновлення продукту до високого-End: Зосередження на науково-дослідних розробках і виробництві спеціальних сталей з високою міцністю, високою в'язкістю, стійкістю до корозії та стійкістю до екстремальних умов (висока/низька температура) для досягнення імпортозаміщення.
Інтелектуальне виробництво: використання промислового Інтернету, великих даних і штучного інтелекту для оптимізації виробництва, зниження витрат, підвищення ефективності та стабільності якості.
Постачання-орієнтованих на послуги матеріалів: Еволюція від простого продажу сталі до надання матеріальних рішень і послуг повного життєвого циклу.