При выплавке стали методом переплава, в печь не загружают железную руду; условия для кипения ванны  отсутствуют. Шихта состоит из легированных отходов с низким содержанием фосфора, поскольку его нельзя будет удалить в шлак. Для понижения содержания углерода в шихту добавляют 10 – 15% мягкого железа. Образующийся при расплавлении шихты первичный шлак из печи не удаляют. Это сохраняет легирующие элементы (Cr, Ti, V), которые переходят из шлака в металл.

     Устройство  и работа индукционных печей. Индукционные печи отличаются от дуговых способом подвода энергии к расплавленному металлу. Индукционная печь примерно работает так же как обычный трансформатор: имеется первичная катушка, вокруг которой при пропускании переменного тока создается переменное магнитное поле. Магнитный поток наводит во вторичной печи переменный ток, под влиянием которого нагревается и расплавляется металл. Индукционные печи имеют емкость от 50 кг до 100 т и более.

     В немагнитном каркасе имеются  индуктор и огнеупорный плавильный двигатель. Индуктор печи выполнен в  виде катушки с определенным числом витков медной трубки, внутри которой  циркулирует охлаждающая вода. Металл загружают в тигель, который является вторичной обмоткой. Переменный ток  вырабатывается в машинных или ламповых генераторах. Подвод тока от генератора к индуктору осуществляется посредством  гибкого кабеля или медных шин. Мощность и частота тока определяются емкостью плавильного тигля и состава  шихты. Обычно в индукционных печах  используется ток частотой 500 – 2500 гц. Крупные печи работают на меньших  частотах. Мощность генератора выбирают из расчета 1,0 – 1,4 квт/кг шихты. Плавильные тигли печей изготавливают из кислых или основных огнеупорных  материалов.

     В индукционных печах сталь выплавляют методом переплава шихты. Угар легирующих при этом получается очень небольшим. Шлак образуется при загрузке шлакообразующих  компонентов на поверхность расплавленного металла. Температура шлака во всех случаях меньше температуры металла, так как шлак не обладает магнитной  проницаемости и в нем не индуцируется ток. Для выпуска стали из печи, тигель наклоняют в сторону сливного носка.

     Индукционные  печи применяют для выплавки высоколегированных сталей и сплавов особого назначения, имеющих низкое содержание углерода и кремния.

     3.НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОЗВОДСТВО СТАЛИ

     Электроннолучевая плавка металлов. Для получения особо чистых металлов и сплавов используют электроннолучевую плавку. Плавка основана на использовании кинетической энергии свободных электронов, получивших ускорение в электрическом поле высокого напряжения. На металл направляется поток электронов, в результате чего он нагревается и плавится.

     Электроннолучевая плавка имеет ряд преимуществ: электронные  лучи позволяют получить высокую  плотность энергии нагрева, регулировать скорость плавки в больших пределах, исключить загрязнение расплава материалом тигля и применять  шихту в любом виде. Перегрев расплавленного металла в сочетании с малыми скоростями плавки и глубоким вакуумом создают эффективные условия  для очистки металла от различных  примесей.

     Электрошлаковый переплав. Очень перспективным способом получения высококачественного металла является электрошлаковый переплав. Капли металла, образующиеся при переплаве заготовки, проходят через слой жидкого металла и рафинируются. При обработке металла шлаком и направленной кристаллизации слитка снизу вверх содержание серы в заготовке снижается на 30 – 50%, а содержание неметаллических включений – в два-три раза.

     Вакуумирование  стали. Для получения высококачественной стали, широко применяется вакуумная плавка. В слитке содержатся газы и некоторое количество неметаллических включений. Их можно значительно уменьшить, если воспользоваться вакуумированием стали при ее выплавке и разливке. При этом способе жидкий металл подвергается выдержке в закрытой камере, из которой удаляют воздух и другие газы. Вакуумирование стали производится в ковше перед заливкой по изложницам. Лучшие результаты получаются тогда, когда сталь после вакуумирования в ковше разливают по изложницам так же в вакууме. Выплавка металла в вакууме осуществляется в закрытых индукционных печах.

     Рафирование стали в ковше  жидкими синтетическими шлаками. Сущность этого метода состоит в том, что очистка стали от серы, кислорода и неметаллических включений производится при интенсивном перемешивании стали в ковше с предварительно слитым в него шлаком, приготовленном в специальной шлакоплавильной печи. Сталь после обработки жидкими шлаками обладает высокими механическими свойствами. За счет сокращения периода рафинирования в дуговых печах, производительность которых может быть увеличена на 10 – 15%. Мартеновская печь, обработанная синтетическими шлаками, по качеству близка к качеству стали, выплавляемой в электрических печах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ  

    Человек с самого раннего возраста привыкает  к окружающим его металлическим  предметам домашнего обихода, не замечает и не задумывается, откуда они берутся.

    Дамасские и булатные стали известны со II-III веков н.э. Почти все мировые  культуры их использовали. Технологией  ее изготовления владели кельтские  и саксонские племена. Мечи викингов демонстрируют сложную структуру  узора. Одна из высших форм такой стали  производилась в Японии. Общеизвестны дамасские клинки из Средней Азии. В России существовало массовое производство. Это знаменитые Златоустовские клинки. Однако не все из этих клинков могли  рубить железо (гвозди, прутки), некоторые  могли гнуться в дугу, а то и  вокруг пояса. Металл знаменитых дамасских  клинков имел более высокое содержание углерода, чем большинство современных  сталей. После искусной ковки дамасская  сталь приобретала исключительную прочность, вязкость и характерный  узорчатый рисунок. Остается загадкой, как изготовляли дамасскую сталь. Сегодня, используя высокие технологии, металлурги пытаются произвести сталь, похожую по свойствам на дамасскую, но пока их усилия тщетны, хотя с каждым годом качество получаемой стали  и технико-экономические показатели ее производства улучшаются.

    Будущее человечества тесно связано с  использованием новых сплавов на металлической основе. Металл –  фундамент современной цивилизации, основа основ технического прогресса. И чем выше поднимается человечество по ступеням развития, тем больше его  нужда в металлах. 
 
 
 
 
 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 

1. Васильева И.Н. Экономические основы технологического развития: Учебное пособие для студентов ВУЗов/И.Н. Васильева. – М.: Объединение «ЮНИТИ», 1995.-326 с.

2. Общая металлургия: Учебное пособие/В.Г. Воскобойников, В.А. Кудрин, А.М. Якушев [и др].- М.:«Металлургия», 1985.-328с.

3. Воскобойников В.Г., Макаров Л.П.:Учебник для ВУЗов/ В.Г.Воскобойников, Л.П. Макаров. М.: Технология и экономика переработки железных руд, 1977.- 255с.

4. Системы технологий  отраслей народного хозяйства: Учебное пособие/ М.Д. Дворин, В.В . Дмитриенко, Л.В. Крутикова [и др].-Хабаровск: ХПИ, 1991.-212с.

5. Кудрин В.А. Металлургия стали: Учебник/ В.А. Кудрин.- М.: «Металлургия», 1981.- 485с.

6. Медоваров Б.И. Металлургия: вчера, сегодня, завтра: Учебное пособие/ Б.И. Медоваров.-К.: «Наукова думка», 1986 .-212с.