Opori-osveshenia.ru

Опоры освещения
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Стальные дали Кто помог стране освоить Урал, Сибирь и Русский Север

Стальные дали Кто помог стране освоить Урал, Сибирь и Русский Север

Еще в середине прошлого века металлургия занимала то место, которое сейчас принадлежит нефтяной промышленности. Мощь мировых экономических лидеров измерялась не в миллионах добытых баррелей, а в миллионах выплавленных тонн стали. Сейчас огромные объемы выплавки металла из развитых стран сохраняет лишь Китай, а доля металлургии в промышленности остальных неуклонно снижается. Однако она все еще важна для многих ключевых отраслей экономики, а без плавки цветных металлов невозможны многие передовые наукоемкие производства. «Лента.ру» вспоминает историю российской металлургии, которая в нашей стране связана не только с индустриальным развитием, но и с освоением Урала, Сибири и Крайнего Севера.

Начало начал

Обработка металла была известна на Руси с давних времен. Русская равнина располагала главными для литья металла условиями: изобилием топлива и сырья. Большие территории, занятые лесом, позволяли иметь избыток древесного угля, необходимого для выплавки. Было достаточно и так называемого болотного железа. Это плохое сырье, но его всегда можно было с легкостью добыть из торфяных болот, которых было множество в лесах Северной и Северо-Восточной Руси, что обусловило повсеместное развитие металлургии. Болотное железо — это бедная руда, однако русские кузнецы смогли найти способы ее обогащения, что сделало Русь страной оружейников.

Первые доменные производства

Первые доменные производства

А вот добыча цветных металлов до XVII века практически отсутствовала. Экспедиции новгородцев доходили до Урала, где небольшие группы старателей добывали серебро и медь, однако полноценной разработки этих металлов не было. Собственно, развитие военных технологий, сделавших медь одним из ключевых ресурсов, и подтолкнуло куда более серьезное отношение к металлургии в России.

Дела военные

Серьезное развитие металлургии в России началось в XVII веке. Московское царство только оправилось от Смуты, и ему срочно нужна была собственная железоделательная промышленность. Железо, медь и другие «металлы войны» тогда экспортировались из Англии и Швеции, а без собственного производства можно было забыть о создании мощной армии. В 1632 году царь Михаил Федорович выдал голландскому купцу Виниусу жалованную грамоту на постройку железоделательного завода в районе Тулы. Это было первое серьезное производство — с разработкой залежей качественной железной руды в окрестностях села Дидилово, с использованием машин и привлечением иностранных специалистов.

Андрей Виниус

Вслед за Виниусом мануфактуры в районе Тулы начали создавать и другие иностранные купцы: голландец Филимон Акема и датчанин Питер Марселис. Они создали Городищенские заводы, на которых работали и русские, и приглашенные из Европы мастера. Позже они расширили производство, построив Каширские заводы на реке Скниге. Эти предприятия стали ядром российской металлургии.

Позже железоделательные мануфактуры пытались открыть в Карелии. Однако заводы в первое время оказались нерентабельными — на производстве попросту не хватало технологий. Уже позже, в 1680-х годах, в Карелии удалось открыть Олонецкие заводы, работавшие на водяной энергии. При Петре I на них плавили железо для нужд новорожденного Балтийского флота.

С 1693-го заводы начали открываться и на юге России, в Липецке. Металл оттуда отправляли в Воронеж, где Петр строил Азовскую флотилию. Вместе с тульскими заводами в первые годы Северной войны, которую царь вел со Швецией за выход к Балтике, эти заводы давали стране практически половину металла, необходимого для военных нужд.

Однако этой металлургической базы было недостаточно для того, чтобы сделать Россию передовой европейской державой. Поверхностных залежей руды на Русской равнине не хватало, страна все равно зависела от импорта металла. Качественный рывок ей обеспечил Урал, о железном богатстве которого было известно еще на излете Средневековья.

В XVII веке там уже вели разработки, однако удаленность от основных городских центров и малочисленность населения мешали полноценному освоению Урала.

В 1700 году Петр I своим указом создал Приказ рудокопных дел, что положило начало государственному управлению горно-геологическими работами по поискам руды и других полезных ископаемых. Были основаны заводы в Невьянске, Алапаевске, Екатеринбурге.

Эти заводы заложили основу промышленной базы Урала, который впоследствии надолго станет ключевым центром отечественной металлургии. Уже к 1750 году в России будет создано 72 железных и 29 медеплавильных заводов. В XVIII веке Урал будет давать более 80 процентов производимого в стране железа и 95 процентов российской меди. Россия не только избавится от внешней зависимости от поставок металла, но и начнет экспортировать его сама. Вывоз железа и меди начался еще при Петре I, а к 1770-м годам Россия поставляла в Англию железа больше, чем Швеция, которая долгое время была лидером европейской металлургии. Тогда же Россия вышла на первое место в мире по выплавке чугуна.

Читайте так же:
Ключ с усилием затяжки

Невьянский завод в начале ХХ века

Невьянский завод в начале ХХ века

Промышленный бум

Следующим важным этапом в развитии отечественной металлургии (да и вообще промышленности) стала отмена крепостного права в 1861 году. Многие крестьяне отправились на заработки в города, которые превращались в крупные промышленные центры. Так, например, вокруг завода англичанина Юза возникла Юзовка, ныне Донецк.

Литейный цех завода «Серп и молот», 1925 год

Литейный цех завода «Серп и молот», 1925 год

Фото: РИА Новости

Кроме того, в России начался бум железнодорожного строительства. Поначалу даже вновь пришлось экспортировать металл из-за рубежа. Однако уже к 1870-м годам отечественные заводы полностью покрывали потребности страны. К последнему десятилетию XX века металлургическая промышленность переживала огромный подъем.

Тогда же на первый план вышли предприятия Юга, в первую очередь Донбасса. Там наиболее активно внедрялись передовые техники производства, да и сырьевая база была куда более качественной. Если по всей России за 1890-е металлургическая промышленность нарастила свою продукцию в два раза, то предприятия Юга — в три и четыре. Активные закупки иностранной техники привели к концентрации промышленности. На месте старых, отживших свое мануфактур появлялись гигантские современные промышленные центры. Владельцы заводов регулярно обновляли оборудование и совершенствовали технологии производства.

Молодые строители Магнитогорского металлургического комбината имени В.И. Ленина, 1935 год

Молодые строители Магнитогорского металлургического комбината имени В.И. Ленина, 1935 год

Фото: Иван Шагин / РИА Новости

Быстрый рост российской металлургии привлекал иностранные инвестиции. 54,7 процента всего иностранного капитала, вложенного в российскую экономику, было сосредоточенно именно в металлургической промышленности. В итоге к 1914 году Россия подходила с развитым металлургическим производством, став одним из мировых лидеров по выплавке чугуна и стали, по добыче меди, золота и платины.

Первые пятилетки

Гражданская война, бушевавшая в России с 1917 по 1920 год, не пощадила и металлургическую промышленность, несмотря на постоянную необходимость выпуска металла для нужд фронта. Заводы недосчитались большого числа рабочих рук, иностранные капиталы выводились, специалисты погибли или эмигрировали. Страна, которая недавно уверенно двигалась к индустриальной мощи, встала перед необходимостью новой индустриализации. Курс на нее правительство СССР взяло в 1925 году. Модернизация касалась всех отраслей промышленности, для чего стране нужно было огромное количество металла. Именно с этим связано строительство двух поражающих воображение гигантов — Магнитогорского комбината и Норильского никелевого завода в Заполярье.

На горе Магнитной руду добывали с XVIII века, однако крупных разработок не было, а уровень техники не позволял оценить реальные запасы. В конце XIX века туда направили несколько геологоразведочных партий (одной из них руководил Дмитрий Менделеев), которые и показали истинный потенциал горы. В 1917 году на Магнитной планировали заложить завод, однако война и революция смешали все планы. К ним вернулись в 1925 году, после провозглашения курса на индустриализацию.

Транспортировка руды на месторождении в Норильске, 1959 год

Транспортировка руды на месторождении в Норильске, 1959 год

Фото: Марк Редькин / РИА Новости

После дополнительных геологических изысканий началось строительство гигантского металлургического завода. Он был заложен 17 января 1929 года, а к концу января 1932-го уже запустили первую домну. К лету начали работать еще две, а третья и четвертая домны дали чугун летом 1933-го. В годы Великой Отечественной войны Магнитогорский комбинат, ориентированный на сугубо мирное производство, быстро перепрофилировался для нужд фронта и дал стране тысячи тонн броневой стали и броневого листа.

Тогда же, в годы индустриализации, возник один из самых северных городов мира — Норильск, вокруг которого вырос один из самых северных промышленных районов планеты. Решение о его создании было принято в 1935 году. Строили завод комсомольцы-энтузиасты и заключенные, переброшенные из Соловецкого лагеря. Норильский завод был построен в предельно сжатые сроки, а уже после войны из заводского рабочего поселка вырос город.

Надеждинский металлургический завод горно-металлургической компании «Норильский никель»

Надеждинский металлургический завод горно-металлургической компании «Норильский никель»

Фото: Александр Кряжев / РИА Новости

Завод уже тогда стал одним из пионеров по производству сплавов цветных металлов. В годы войны норильский никель использовали в производстве сплавов для выделки брони, на подводных лодках и в авиационной промышленности.

Сейчас литье чугуна и стали играет уже не такую большую роль в экономике, если судить исключительно по процентным показателям. Доля металлургии в ВВП России в последние годы составляет около пяти процентов. Однако сталелитейная промышленность обслуживает потребности отраслей, которые вместе составляют почти половину нашей экономики.

Готовая продукция в цехе комплекса по производству оцинкованного проката на Магнитогорском металлургическом комбинате

Готовая продукция в цехе комплекса по производству оцинкованного проката на Магнитогорском металлургическом комбинате

Фото: Александр Кондратюк / РИА Новости

Читайте так же:
Механизм натяжения цепи электропилы

Да и не только в цифрах дело. В свое время металлургия стала основой возвышения России во время петровских реформ, сделала страну обороноспособной, независимой и предопределила ее внешнеполитические успехи. С металлургией связано освоение Урала; экспедиции старателей, искавших цветные и драгоценные металлы, наносили на карты леса и реки Сибири; за редкими металлами мы пришли и на Крайний Север. Так что российские металлургические заводы — это не только часть экономики. Это памятник подвигу и энтузиазму тех, кто строил их, и тех, кто на них работал.

Покупка металлопроката для строительства дома

В погоне за низкой ценой металлопроката мы объездили множество операторов рынка и посетили практически все металлобазы Украины. Вывод сделан- стоимость проката из стали зависит от химического состава и механических свойств железа.

Где купить металлопрокат чтобы не ошибится с ценой и качеством?

Купить металлопрокат на металлобазе может показатся довольно простым занятием, но это только на первый взгляд. Прежде всего нужно ответить на главный вопрос- что собираемся строить при помощи металла? Этот популярный материал для строительства достаточно широко используется сегодня но следует учитывать его технические характеристики и механические свойства. Они зависят от марки стали из которой и изготавливают плоский и фасонный прокат. Марок сталей огромное множество, но в строительстве используют спокойные и полуспокойные стали СТ-3Сп или Пс. Маркировка зависит от наличия углерода, способа производства и химического состава. Итак стали бывают;

а) Углеродистые стали Ст-1Сп, Ст-3Пс, Ст-3Сп, и Ст1-Кп. Углеродистые стали чаще всего используются в гражданском строительстве. Из этих заготовок обычно на прокатных станах катают уголки стальные равнополочные, швеллеры и балку. Листовой прокат имеет более широкую область применения и может быть конструкционных, легированных и высоколегированных марок.

б) Легированные стали — это металл при плавке которого в него добавляют цветные металлы и легирующие добавки. Лист стали для производства железных дверей не требует повышенных механических свойств, а вот в кораблестроении или машиностроении на металлическую конструкцию возлагаются гораздо более высокие требования как по коррозионным свойствам, так и по нагрузкам. Добавка в сплавы хрома, никеля, марганца и других компанентов позволяет полулить листовой прокат нужного качества.

в) Нержавеющие стали — это сплавы с таким колличеством добавок что коррозия металла уже не властна над изделиями из такого профиля. Они бывают пищевыми и техническими. Техническая нержавейка применяется в промышленности, а из пищевой делают различную посуду подвергая ее обработке методом штамповки.

Как купить профильную трубу и сэкономить, не потеряв в качестве?

Приобретая стальной профиль или как его еще называют строители «квабратную трубу», следует учитывать нюансы применения этого строительного материала. Если из профильных труб планируете изготавливать навес, то изучите для начала его размеры и нагрузку на пролеты конструкции. Цена профильной трубы за погонный метр в розницу, может показаться вам более высокой на одной металлобазе и вы решите, что лучше купить у другого оператора рынка стали, но дело не в стоимости погонного метра! Толщина стенки стального профиля сильно повлияет на стоимость. Ведь прокат любая металлобаза в Украине продает в тоннах, а вот в розницу купить стальной профиль вам скорее всего придется по цене за метр. В одной тонне трубы со стенкой 1,5мм будет на 25% больше чем такого-же профиля со стенкой 2мм. Это второй секрет с помощью которого торговцы манипулируют сознанием покупателей! Удачных вам покупок и не ошибится с выбором.

Автор: Администрация

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Производство алюминия

Производство металла делится на три основных этапа: добыча бокситов – алюминийсодержащей руды, их переработка в глинозем – оксид алюминия, и, наконец, получение чистого металла с использованием процесса электролиза – распада оксида алюминия на составные части под воздействием электрического тока. Из 4-5 тонн бокситов получается 2 тонны глинозема, из которого производят 1 тонну алюминия.

В мире существуют несколько видов алюминиевых руд, но основным сырьем для производства этого металла являются именно бокситы. Это горная порода, состоящая, в основном, из оксида алюминия с примесью других минералов. Боксит считается качественным, если он содержит более 50% оксида алюминия.

Бокситы могут сильно отличаться друг от друга. По структуре они бывают твердые и плотные либо рыхлые и рассыпчатые. По цвету – как правило, кирпично-красные, рыжеватые или коричневые из-за примеси оксида железа. При небольшом содержании железа бокситы имеют белый или серый цвет. Но иногда встречаются руды желтого, темно-зеленого цвета и даже пестрые – с голубыми, красно-фиолетовыми или черными прожилками.

Читайте так же:
Дроссель обозначение на схеме

Около 90% мировых запасов бокситов сосредоточено в странах тропического и субтропического поясов – из них 73% приходится на пять стран: Гвинею, Бразилию, Ямайку, Австралию и Индию. В Гвинее бокситов больше всего – 5,3 миллиарда тонн (28,4%), при этом они высокого качества, содержат минимальное количество примесей и залегают практически на поверхности.

Следующим этапом является производственной цепочки является переработка бокситов в глинозем – это оксид алюминия Al2O3, который представляет собой белый рассыпчатый порошок. Основным способом получения глинозема в мире является метод Байера, открытый более ста лет назад, но актуальный до сих пор – около 90% глинозема в мире производятся именно так. Этот способ весьма экономичен, но использовать его можно только при переработке высококачественных бокситов со сравнительно низким содержанием примесей – в первую очередь кремнезема.

Метод Байера основан на следующем: кристаллическая гидроокись алюминия, входящая в состав боксита, хорошо растворяется при высокой температуре в растворе едкого натра (каустической щёлочи, NaOH) высокой концентрации, а при понижении температуры и концентрации раствора вновь кристаллизуется. Посторонние, входящие в состав боксита (так называемый балласт), не переходят при этом в растворимую форму или перекристаллизовываются и выпадают в осадок до того, как производится кристаллизация гидроокиси алюминия. Поэтому после растворения гидроокиси алюминия балласт легко может быть отделен – он называется красный шлам.

Это густая масса красно-бурого цвета, состоящая из соединений кремния, железа, титана и других элементов. Его складируют на тщательно изолированных территориях – шламохранилищах. Их обустраивают таким образом, чтобы содержащиеся в отходах щёлочи не проникали в грунтовые воды. Как только хранилище отрабатывает свой потенциал, территорию можно вернуть в первоначальный вид, покрыв её песком, золой или дёрном и посадив определённые виды деревьев и трав. На полное восстановление могут уйти годы, но в итоге местность возвращается в изначальное состояние.

Многие специалисты не считают красный шлам отходом, так как он может служить сырьем для переработки. Например, из него извлекают скандий для дальнейшего производства алюминиево-скандиевых сплавов. Скандий придает таким сплавом особую прочность, сферы использования – автомобиле- и ракетостроение, спортивная экипировка, производство электропроводов.

Также красный шлам может использоваться для производства чугуна, бетона, получения редкоземельных металлов.

У глинозема нет срока годности, но хранить его непросто, так как при малейшей он возможности активно впитывает влагу – поэтому производители предпочитают как можно быстрее отправлять его на алюминиевое производство. Сначала глинозем складывают в штабели весом до 30 тысяч тонн – получается своеобразный слоеный пирог высотой до 10-12 метров. Потом пирог «нарезают» и грузят для отправки в железнодорожные вагоны – в среднем, в один вагон от 60 до 75 тонн (зависит от вида самого вагона).

Существует еще один, гораздо менее распространенный способ получения глинозема – метод спекания. Его суть заключается в получения твердых материалов из порошкообразных при повышенной температуре. Бокситы спекают с содой и известняком – они связывают кремнезем в нерастворимые в воде силикаты, которые легко отделить от глинозема. Этот способ требует больших затрат, чем способ Байера, но в то же время дает возможность перерабатывать бокситы с высоким содержанием вредных примесей кремнезема.

Глинозем выступает непосредственным источником металла в процессе производства алюминия. Но для создания среды, в которой этот процесс будет происходить, необходим еще один компонент – криолит.

Это редкий минерал из группы природных фторидов состава Na3AlF6. Обычно он образует бесцветные, белые или дымчато-серые кристаллические скопления со стеклянным блеском, иногда – почти черные или красновато-коричневые. Криолит хрупкий и легко плавится.

Природных месторождений этого минерала крайне мало, поэтому в промышленности используется искусственный криолит. В современной металлургии его получают взаимодействием плавиковой кислоты с гидроксидом алюминия и содой.

Ток для производства алюминия

Для запуска двигателя автомобильный аккумулятор должен обеспечить электрический ток в 300-350 А в течение 30 секунд. То есть в 1000 раз меньше, чем нужно одному электролизеру для постоянной работы.

В каждой ванне происходит процесс электролиза алюминия. Емкость ванны заполняется расплавленным криолитом, который создает электролитическую (токопроводящую) среду при температуре 950°С. Роль катода выполняет дно ванны, а анода – погружаемые в криолит угольные блоки длиной около 1,5 метров и шириной 0,5 метра, со стороны они выглядят как впечатляющих размеров молот.

Каждые полчаса при помощи автоматической системы подачи глинозема в ванну загружается новая порция сырья. Под воздействием электрического тока связь между алюминием и кислородом разрывается – алюминий осаждается на дне ванны, образуя слой в 10-15 см, а кислород соединяется с углеродом, входящим в состав анодных блоков, и образует углекислый газ.

Читайте так же:
Бесконтактное измерение температуры тела человека

Примерно раз в 2-4 суток алюминий извлекают из ванны при помощи вакуумных ковшей. В застывшей на поверхности ванны корке электролита пробивают отверстие, в которое опускают трубу. Жидкий алюминий по ней засасывается в ковш, из которого предварительно откачан воздух. В среднем, из одной ванны откачивается около 1 тонны металла, а в один ковш вмещается около 4 тонн расплавленного алюминия. Далее этот ковш отправляется в литейное производство.

При производстве каждой тонны алюминия выделяется 280 000 м 3 газов. Поэтому каждый электролизер независимо от его конструкции оснащен системой газосбора, которая улавливает выделяющиеся при электролизе газы и направляет их в систему газоочистки. Современные «сухие» системы газоочистки для улавливания вредных фтористых соединений используют ни что иное, а глинозем. Поэтому перед тем как использоваться для производства алюминия, глинозем на самом деле сначала участвует в очистке газов, которые образовались в процессе производства металла ранее. Вот такой замкнутый цикл.

Для процесса электролиза алюминия требуется огромное количество электроэнергии, поэтому важно использовать возобновляемые и не загрязняющие окружающую среду источники этой энергии. Чаще всего для этого используются гидроэлектростанции – они обладают достаточной мощностью и не имеют выбросов в атмосферу. Например, в России 95% алюминиевого мощностей обеспечены гидрогенерацией. Однако есть в места в мире, где угольная генерация пока доминирует – в частности, в Китае на нее приходится 93% производства алюминия. В результате для производства 1 тонны алюминия с использованием гидрогенерации в атмосферу выделяется чуть более 4 тонн углекислого газа, а при использовании угольной генерации – в пять раз больше – 21,6 тонны.

Анализ углерода, серы и фосфора

Сталь — наиболее распространенный сплав железа с углеродом, в который входит ряд неизбежных примесей (Мп, Si, S, Р, О, N, Н и др.). Все они оказывают влияние на свойства стали, поэтому химический анализ — обязательный элемент системы качества на предприятии.

  • Анализ на углерод. Углерод — основной компонент стали, который представлен в ней в разных формах, и определяет его марку и основные свойства.
  • Анализ на серу и фосфор. Сера и фосфор трудноудаляемые элементы, которые попадают при выплавке стали в основном из чугуна. Они считаются вредными примесями, так как ухудшают качество стали. Максимально допустимое содержание серы не более 0,06%, а фосфора — 0,05%. В ходе плавки металла стараются провести мероприятия по десульфурации и дефосфорации, чтобы снизить влияние этих элементов.

Влияние углерода, серы и фосфора на качество стали

Определение углерода, серы и фосфора в стали для металлургов, литейщиков и машиностроителей имеет первоочередную важность. Это позволяет получить качественную продукцию и исключить неисправимый брак. Государственные стандарты регламентируют содержание примесей в стали и методы определения их содержания.

Углерод в стали

Углерод — полиморфный неметаллический элемент, который способен растворяться в железе в жидком и твердом состоянии с образованием твердых растворов — феррита и аустенита. Кроме этого, он создает с железом химическое соединение — цементит (Fe3C), и может быть представлен в высокоуглеродистых сталях в виде графита.

В зависимости от содержания углерода стали классифицируются на:

  • низкоуглеродистые (до 0,3% С);
  • среднеуглеродистые (0,3-0,6% С);
  • высокоуглеродистые (более 0,6% С).

Содержание углерода оказывает влияние на структуру стали, количество и соотношение фаз, поэтому определяет показатели твердости и пластичности металла. При повышении содержания углерода происходит снижение ударной вязкости, и повышается порог хладноломкости. Увеличение концентрации C приводит к изменению и электрических свойств: растет сопротивление и коэрцитивная сила, уменьшается магнитная проницаемость и плотность магнитной индукции.

С ростом углерода происходит ухудшение литейных свойств, обрабатываемость давлением, резанием и свариваемость. Обработка резанием низкоуглеродистых сталей также затрудняется.

Сера в стали

Сера — вредная примесь, основными источниками которой служат передельный чугун и руда, используемые при выплавке стали. Она способна растворяться в жидком железе, а в процессе кристаллизации образует FeS. Сульфид железа образует с железом эвтектику с низкой температурой плавления, которая располагается по границам зерен. При технологическом нагреве до температуры обработки металла давлением она оплавляется, а при деформировании становится причиной надрывов и трещин. Это явление называется красноломкостью, так как сталь при температуре 900-1000℃ становится ярко-красного цвета.

Повышение содержания серы нелинейно влияет на порог хладноломкости: сначала происходит его повышение, а при повышении содержания MnS он понижается. Негативное влияние сера оказывает на свариваемость и коррозионную стойкость.

Фосфор в стали

Фосфор относится к вредным примесям стали, источником которой служат шихтовые материалы, в основном — чугун. Он способен в значительных количествах растворяться в феррите, что приводит к искажению кристаллической решетки. Одновременно с этим происходит увеличение временного сопротивления и предела текучести, уменьшение пластичности и вязкости. Увеличение содержания фосфора становится причиной повышения порога хладноломкости и уменьшения работы развития трещины.

Читайте так же:
Чем отличается прямая и обратная полярность

Фосфор в значительной мере подвержен ликвации, что приводит к резкому снижению вязкости в центральной части слитка. В настоящее время технологии глубокой очистки стали от фосфора не существует.

Оптико-эмиссионный спектральный анализ C, S, P.

Оптико-эмиссионные спектрометры — универсальные приборы, которые способны решать широкий круг аналитических задач. В основу их работы лежат принципы атомно-эмиссионного спектрального анализа элементного состава вещества:

  • спектр возбужденных атомов и ионов индивидуален для каждого элемента;
  • интенсивность спектральной линии находится в зависимости от концентрации элемента в исследуемой пробе.

Эмиссионные спектральные приборы находят широкое применение в металлургии, что обусловлено следующими преимуществами метода:

  • Возможность исследования проб в различном агрегатном состоянии.
  • Анализ носит неразрушающий характер.
  • Количество исследуемых элементов практически не ограничено. В их число входят углерод, сера и фосфор, которые представляют особый интерес для металлургов.
  • Для проведения исследования в качестве пробы достаточно малого количества вещества.
  • Высокая чувствительность и точность.
  • Экспрессность.
  • Возможность проведения сертификационного анализа.

Для анализа углерода, серы и фосфора с использованием эмиссионных спектрометров должны быть созданы в приборе определенные условия, а именно: бескислородная атмосфера. В противном случае определить элементы, длина волны которых короче 185 нм, не представляется возможным. В настоящее время удаление кислорода в приборе осуществляется двумя способами:

  • путем прокачки инертным газом;
  • вакуумированием.

Каждая из систем декислородизации имеет определенные особенности эксплуатации и обслуживания, поэтому при выборе прибора для анализа углерода, серы и фосфора следует учитывать их преимущества и недостатки. Это позволит подобрать спектрометр, который оптимально соответствует аналитической задаче, требованиям к точности результатов исследований и имеет удовлетворительные экономические показатели.

Оптико-эмиссионные приборы, предусматривающие прокачку инертным газом

В спектральных приборах для декислородизации используют чаще всего аргон. Для удаления кислорода предусматривается одна из следующих систем:

  • Открытая. В результате продувки происходит вытеснение кислорода, а инертный газ удаляется из прибора в окружающую атмосферу.
  • Замкнутая. При прохождении инертного газа происходит захват кислорода, который в дальнейшем очищается с помощью фильтра. Газ продолжает движение по замкнутой системе, давление в которой обеспечивает насос.

Приборы с открытой системой декислородизации отличаются простотой конструкции и меньшей стоимостью. Однако в этом случае степень очистки находится на низком уровне, а аргон расходуется безвозвратно. Применение подобных спектрометров целесообразно при пониженных требованиях к аналитическим характеристикам, как со стороны потребителя, так и со стороны производителя.

Конструкция приборов с замкнутой системой декислодизации усложняется, так как для обеспечения функциональности необходимы дополнительные компоненты и их обслуживание:

  • Насос с блоком питания.
  • Баллон с газом для компенсации потерь.
  • Дополнительный фильтрующий элемент.

Каждый из этих компонентов прибора требует обслуживания, а расходные материалы — замены, что связано с дополнительными расходами. Кроме этого, в результате непрофессиональных действий обслуживающего персонала возникает риск завоздушить систему при замене фильтра. Ликвидация последствий этого требует не только с дополнительных материальных затрат, но и времени.

Оптико-эмиссионные приборы с системой вакуумирования

Система вакуумирования позволяет получить низкую остаточную концентрацию кислорода, которая во много раз ниже, чем в открытой системе декислородизации, и сопоставима с лучшими результатами, полученными в замкнутых. Следует отметить, что при этом нет необходимости использования инертного газа.

Такая система удаления кислорода применяется в наиболее совершенных спектральных приборах. В них установлен масляный насос, который дополняется специальными ловушками для масла. Кроме этого, предусмотрен клапан, который при аварийном отключении электропитания, не допускает повреждения спектрометра маслом в результате его проникновения в вакуумную магистраль.

Двухступенчатые масляные форвакуумные насосы — наиболее предпочтительное оборудование по сравнению безмасляными мембранными моделями. Они имеют сопоставимую стоимость, но при этом в десятки раз превосходят последние по степени удаления кислорода, а также обладают значительным ресурсом и намного проще в обслуживании.

Универсальные настольные и стационарные спектрометры Искролайн 100/300 — отличные образцы приборов, в которых для удаление кислорода реализована система вакуумирования. Они способны определять более 70 элементов, в число которых входят углерод, сера и фосфор, с пределом детектирования до 0,0001% Приборы позволяют быстро и точно проводить спектральный анализ сталей, и отличаются высоким спектральным разрешением, высокой сходимостью результатов измерений и высоким качеством изготовления.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector