Технологии производства нержавеющей стали в промышленности

Нержавеющая сталь - уникальный материал, который активно используется в самых разных отраслях промышленности. В чем секрет ее популярности и как производят этот сплав? Давайте разберемся!

История возникновения нержавеющей стали

В 1912 году немецкий металлург Эдуард Маурер получил первый патент на хромоникелевую сталь, устойчивую к коррозии. Он обнаружил, что добавление 12-13% хрома и 6-7% никеля к железу значительно улучшает антикоррозионные свойства сплава.

Однако промышленное производство нержавейки началось позднее, в 1930-х годах, когда были разработаны оптимальные составы на основе хромоникелевых сталей:

Сталь марки 18/8 (18% хрома, 8% никеля)
Сталь марки 18/10 (18% хрома, 10% никеля)

Эти марки стали и по сей день широко используются для производства нержавеющей посуды и других изделий бытового назначения.

Свойства и марки нержавеющей стали

Нержавеющая сталь обладает уникальным комплексом свойств, которые определяются ее легирующими элементами:

Хром обеспечивает стойкость к коррозии
Никель придает пластичность
Молибден повышает прочность при высоких температурах

В зависимости от содержания легирующих элементов нержавейки делят на несколько классов:

Аустенитные (серия 300)
Ферритные (серия 400)
Мартенситные (серия 400)
Двухфазные (дуплексные)

Каждая группа нержавеющих сталей имеет свои уникальные свойства и особенности применения.

Например, аустенитная нержавейка серии 300 хорошо сопротивляется коррозии и имеет высокую пластичность. Ее часто используют в пищевой промышленности для оборудования и посуды.

А ферритные стали серии 400, наоборот, обладают повышенной прочностью, поэтому применяются в автомобилестроении и для производства деталей машин.

Способы производства нержавеющей стали

Существует несколько основных способов производства нержавеющей стали:

Мартеновский
Конвертерный
Электродуговой

Рассмотрим их подробнее.

Мартеновский способ

При мартеновском способе выплавка стали происходит в специальных регенеративных печах. Процесс длится 8-12 часов и включает несколько стадий:

Расплавление шихты (смеси чугуна и металлолома)
Окисление примесей
Легирование расплава
Разливка стали

Главный недостаток мартеновского способа - большая длительность процесса и высокий расход топлива. Однако он позволяет получать качественную нержавеющую сталь различных марок.

Конвертерный способ

Этот способ основан на продувке расплавленного чугуна кислородом в специальном агрегате - конвертере. Преимущества конвертерного производства:

Высокая производительность
Низкий расход топлива
Возможность полной автоматизации

За счет использования чистого кислорода вместо воздуха процесс выплавки сокращается до 40-60 минут. Это позволяет производить до 5 млн тонн стали в год на одном агрегате.

Таким образом, кислородно-конвертерный способ является наиболее экономичным и производительным методом выплавки нержавеющей стали.

Далее идет прокатка, формовка, резка - это уже следующие этапы производства готовых изделий. В зависимости от способа прокатки различают горячекатаный и холоднокатаный прокат. После всех операций сталь подвергается термообработке для придания нужных свойств. Так из расплавленного металла получаются прочные и коррозионностойкие детали, трубы, листы.

Нержавеющая сталь нашла широкое применение во многих отраслях - от бытовой техники до космических кораблей. Узнать подробнее об использовании нержавейки можно в следующих разделах статьи.

Прокатное производство

После выплавки слитки нержавеющей стали поступают на прокатные станы. Здесь происходит преобразование расплавленного металла в листы, полосы, прутки нужного профиля.

Подготовка слитков

Перед прокаткой слитки подвергаются следующим операциям:

Нагрев до температуры 1200-1250°C
Удаление окалины и загрязнений
Осмотр и маркировка

Подготовленные слитки поступают в прокатный стан.

Горячая прокатка

При горячей прокатке заготовка пропускается между вращающимися валками при высокой температуре. Это позволяет деформировать металл и придать ему нужную форму.

Особенности горячей прокатки: