Индиректните методи за добиване на стомана са разработени след получаването на чугуна и понастоящем са единствените методи, които се използват за промишлено добиване на стомана.

По своята същност това са рафинационни методи, които имат за задача да отстранят чрез окисляване до необходимата степен примесите, характеризиращи чугуна (въглерод, силиций, манган, фосфор и сяра).

Окисляването на примесите се извършва както за сметка на кислорода от въздуха, така и за сметка на кислорода от железния окис, при което окисленото желязо е преносител на кислород. При рафинацията на чугуна се извършват и обезсерителни процеси. Отделянето на сярата става чрез свързването й в неразтворими или слабо разтворими съединения, например CaS или MnS, които преминават в шлаката.

Съобразно състоянието на получената стомана различните методи за индиректно добиване на стомана могат да бъдат разделени на две групи:

  1. Методи за индиректно добиване на стомана в твърдо състояние (стари методи, които сега не се използват).
  2. Методи за индиректно добиване на стомана в течно състояние (нови методи).

Методи за индиректно добиване на стомана в твърдо състояние

Критичен метод – преработването на чугуна в стомана по този метод се извършва чрез окисляване на примесите му в критични (открити) огнища, които по своето устройство наподобяват каталонските огнища.

Чугунените блокове се поставят върху разгорени дървени въглища и в пещта се вдухва студен въздух. Под действието на високата температура чугунът започва да се стопява и във вид на капки се стича на дъното на огнището, преминавайки през въздушната струя, при което една част от примесите се окислява. Друга част от примесите се окислява за сметка на кислорода от железните окиси, които се поставят в огнището.

Вдухваният в пещта въздух има следователно двояко предназначение: от една страна, да достави кислород за изгаряне на въглищата и, от друга страна – да достави кислород за окисляване на примесите.

Температурите, които се получават в кричното огнище, не са достатъчни за пълното стопяване на рафинираната стомана и тя се получава в тестообразно състояние. Поради това в нея се включва известно количество шлака, което е толкова по-голямо, колкото по-голямо е количеството на получената стомана. Обикновено масата на стоманата, получена от едно преработване, не надминава 150 kg, което при относително високите температури в огнището създава условия за получаването на достатъчно качествена стомана. След изваждането от огнището стоманата се изковава. По икономически съображения критичният метод понастоящем е почти напълно изоставен.

Пудлов метод. Този метод, предложен в 1784г- от англичанина Хенри Корт, се характеризира с това, че рафинирането на чугуна се извършва в пламъчна пещ, при която металът не се намира в непосредствен контакт с горивото, а само с продуктите на горенето. Това дава възможност за използването на по-нискокачествени твърди горива (каквито са например каменните въглища и дървата), а също на течни и газообразни горива. По своя принцип пудловият метод прилича на кричния. Окисляването на примесите тук се улеснява от наличието на силно железиска шлака, която от своя страна се окислява постоянно от окислително действащите пещни газове. Това регенериране на шлаката, както и окисляването на примесите, се улеснява чрез разбъркването на материала с железни пръти, т.нар. „пудловане“ (от „to pud.dle” – „разбърквам“), което е дало и наименованието на метода.

Върху пода на пещта, който е трамбован с шлаки, богати на железен окис, се насипва чугунът. От топлината в пещта (температура около 1350оС) чугунът се стопява, като под действието на пещните газове на железните окиси в шлаката и пода се извършва окисляване последователно на силиция, мангана, фосфора и въглерода. Получената течна шлака се изпуска навън, а рафинираната стомана се сгъстява в тестообразно състояние и накрая образува слитък, в който е включено известно количество шлака. След това полученият слитък се изковава, при което част от шлаката се отделя.

Получаването на твърда стомана от течния чугун е обяснимо, като се имат предвид техните различни точки на топене.

Съдържанието на въглерод и манган е под 0,1%, а на сяра – под 0,02%.

Метод за индиректно добиване на стомана в течно състояние

В съвременното стоманодобивно производство най-голямо приложение намират методите за добиване на течна стомана по индиректен път. Чрез получаването на течен продукт се дава възможност за лесно отделяне на метала от шлаката, а с това и за получаването на чиста стомана.

За първи път течна стомана е била добита в 1740г. от Б. Хунстман в тигли и по този начин тя се е добивала в продължение близо на едно столетие. Първоначално целта на тигловия метод е била чрез стопяване да се получи пречистване и хомогенизиране на стоманата, добита по някои от дотогава известните методи. По-късно се е поставила задачата чрез целесъобразно подбиране на различни стомани да се добие стомана с определен състав. Благодарение на това, че металът не се намира в непосредствен контакт с горивото и пещните газове, при тигловия метод се получава висококачествена стомана с много малко примеси. Поради високата стойност на получената стомана този метод обаче е почти напълно изоставен.

Информация: ТММ, Л. Калев

173 Прегледа