Глоссарий

А

Агломерат
Определение: продукт агломерационного процесса, начиная со 2-ой половины XIX века, основной вид железорудных материалов, используемых при производстве чугуна. Различают офлюсованный и неофлюсованный агломерат. Первый производится с использованием в аглошихте больших количеств известняка или доломита, в его составе соотношение CaO/SiO2 значительно больше.
Использование офлюсованного агломерата в доменных печах позволяет отказаться от загрузки в них известняка и доломита «в сыром виде», что даёт возможность существенно улучшить показатели доменного процесса.

Агломерационная машина
Определение: установка ленточного (конвеерного) типа, предназначенная для производства агломерата. Первая ленточная агломерационная машина конструкции А. Дуайта и Р. Ллойда (США) была введена в эксплуатацию в 1911 г.
Ленточная агломерационная машина представляет собой замкнутую цепь движущихся спекательных тележек-паллет, перемещающихся по специально установленным рельсам.
На стальной раме каждой паллеты монтируются три ряда колосников. Таким образом, паллета представляется собой движущуюся колосниковую решётку. На неё укладывается агломерационная шихта. Топливо, входящее в состав шихты, воспламеняется с помощью газового горна, расположенного в начале аглоленты. Процесс горения топлива и спекания агломерата происходит вследствие просасывания воздуха через спекаемый слой в результате работы вентилятора (эксгаустера), создающего разрежение под колосниковой решёткой.

Агломерация
Определение: Агломерация железорудных материалов (от франц., англ. «agglomeration» – спекание, слипание) – начиная с первой половины XX века, основной способ окускования мелкодисперсных железорудных материалов и железосодержащих отходов производства. Разработанный в 1887 г. Ф. Геберлейном и Т. Хантингтоном (Англия) процесс первоначально использовался в цветной металлургии для окускования сульфидных руд. Для обработки железных руд он был внедрён в 1906 г. А. Дуайтом и Р. Ллойдом (США).
В шихту агломерационного процесса, помимо железорудных материалов, входят флюсующие добавки (как правило, известняк и доломит) и твёрдое топливо (коксовая мелочь и плотный каменный уголь – антрацитовый «штыб»). В процессе агломерации достигаются температуры 1500-1600 °С, при которых шихтовые материалы плавятся, а затем в ходе охлаждения кристаллизуются (затвердевают) с образованием агломерационного «пирога». Для получения кусков размером 10-40 мм агломерационный пирог подвергают дроблению. Содержание железа в агломерате составляет от 55 до 65 %.

Антикоррозионная защита металлов
Определение: комплекс средств защиты металлов и сплавов, металлических изделий и сооружений от коррозии. А. з. предусматривается на всех стадиях производства и эксплуатации металлических изделий — от проектирования объекта и выплавки металла до транспортировки, хранения готовых изделий, монтажа металлических сооружений и их эксплуатации. Коррозия металлов приводит не только к безвозвратным их потерям, но и к преждевременному выходу из строя дорогостоящих и ответственных изделий и сооружений, к нарушению технологических процессов и простоям оборудования.
К. бывает самых разнообразных видов, но начинается она чаще всего на поверхности металлических изделий и постепенно проникает внутрь. Нет ни одного металла, который обладал бы абсолютной коррозионной стойкостью. Можно говорить лишь о стойкости при данных условиях окружающей среды.
Необходимость защиты металлов от коррозии возникла вместе с появлением первых металлических изделий из меди и железа. Для защиты меди ещё в древние времена применялось горячее лужение, растительные масла, коррозионностойкие сплавы (оловянная бронза, латунь), для защиты железных и стальных изделий – полирование, воронение, лужение. В начале XIX в. был открыт электрохимический метод А. з. с помощью протекторов. Наиболее интенсивно А. з. развивается начиная с XX в. в связи с широким внедрением нержавеющих сталей, новых коррозионностойких сплавов, полимерных покрытий и др. По механизму действия все методы А. з. можно разделить на 2 основные группы: электрохимические, оказывающие влияние на потенциал металла; механические, изолирующие металл от воздействия окружающей среды созданием защитной плёнки и покрытий.
Простейшим средством защиты от коррозии служат лакокрасочные покрытия. Они защищают поверхность металлических изделий от непосредственного контакта с окружающей средой и другими металлами. Главный недостаток такого способа заключается в том, что слой краски постепенно нарушается, и его требуется восстанавливать.
Во второй половине XX в. распространение получили покрытия из сложных неорганических соединений (фторидов, фосфатов, хроматов и пр.). К неорганическим покрытиям, получаемым горячим способом, относится эмалирование, широко применяемое в бытовой технике и для защиты металлов от газовой коррозии при высоких температурах.
Очень широкие и разнообразные возможности нанесения металлических покрытий даёт гальванотехника. Однако наиболее эффективным способом А. з. является легирование металлов.
Легированием при электрохимической коррозии достигается перевод металла из активного состояния в пассивное, при этом образуется пассивная плёнка с высокими защитными свойствами. Например, легирование железа хромом позволило перевести железо в устойчивое пассивное состояние и создать целый класс сплавов, называемых нержавеющими сталями. Дополнительное легирование нержавеющих сталей молибденом устраняет их склонность к точечной коррозии в морских условиях.
Для предотвращения коррозии морских судов, подземных и гидротехнических сооружений, а также химической аппаратуры, работающей с агрессивными электропроводными средами, применяют электрохимические методы защиты.

Б

Безвозвратные отходы
Определение: (потери)отходы производства, которые невозможно, или нецелесообразно использовать повторно.

Безвредные примеси
Определение: примеси, которые не оказывают влияние на качество выплавляемой стали.

Блюминг
Определение: (англ. blooming) – высокопроизводительный прокатный стан для обжатия стального слитка в блюм, сляб или заготовку для сортопрокатных станов. На металлургических предприятиях блюминг – промежуточное звено между сталеплавильными и прокатными цехами, выпускающими готовую продукцию. Применение технологии непрерывной разливки исключает блюминг из структуры предприятия чёрной металлургии.

Брикетирование
Определение: процесс прессования мелкодисперсных железорудных материалов в куски геометрически правильной и однообразной формы – брикеты (франц. briquette). После прессования в большинстве случаев применяется термическая или химическая обработка брикетов.
Брикетирование – исторически первый способ окускования железорудного сырья, получивший распространение в Швеции и Германии 1880-1920 гг. Во второй четверти XX в. брикетные фабрики были довольно быстро вытеснены агломерационными. В 1990-х годах интерес к брикетированию возродился в связи с накоплением большого количества железосодержащих отходов, переработка которых в агломерационном процессе затруднена по различным причинам, главным образом экологическим.

В

Вакуумная металлургия
Определение: металлургические процессы, при проведении которых используется вакуумное оборудование. Идея помещения расплавленного металла в вакуум для удаления из него газов высказывалась неоднократно ещё в XIX столетии, однако тогда невозможно было построить необходимое оборудование. Быстрое развитие вакуумной металлургии началось во второй половине XX века.
Различают операцию вакуумной обработки и собственно процесс вакуумной плавки. В первом случае выплавленный обычным способом металл подвергают вакуумной обработке во время вы-пуска из печи или в разливочном ковше и, таким образом очищают его от газов – дегазируют. Во втором случае и плавку, и разливку металла проводят, сохраняя вакуум. Применяются индукционные, дуговые и электронно-лучевые печи.
Электронно-лучевой способ вакуумной плавки обладает рядом преимуществ по сравнению с другими: плавка проводится в медном тигле, охлаждаемом водой, что позволяет избежать реакций расплава со стенками тигля. В электронно-лучевой печи можно переплавлять все без исключения металлы и сплавы, в т.ч. тугоплавкие и быстро окисляющиеся.

Внедоменное получение железа
Определение: процессы получения железа и стали непосредственно из рудных материалов, минуя стадию выплавки чугуна в доменных печах. Развитие внедоменного получения железа связано с сокращением запасов коксующихся углей, необходимых для производства кокса, служащего главным топливным материалом для доменной плавки. Из многочисленных методов, предложенных, разработанных и осуществленные в промышленных масштабах в разных странах, наибольшее распространение получила технология производства металлизованных окатышей.
Сырьём для производства окисленных окатышей в этом случае служит суперконцентрат глубокого обогащения железных руд, содержащий 68,5-69,5 % железа. Окисленные окатыши обрабатываются специально подготовленным восстановительным газом температурой около 800 °С в печах шахтного типа. Металлизованные окатыши переплавляются в электропечах для производства стали высокого качества.

Волочильный стан
Определение: машина для производства металлической проволоки и труб малого диаметра. В. с. состоит из рабочего инструмента – волоки и тянущего устройства, сообщающего обрабатываемому металлу движение через волоку. В зависимости от принципа работы тянущего устройства волочильные станы подразделяются на станы с прямолинейным движением обрабатываемого металла и станы с наматыванием обрабатываемого металла (барабанные). Первые применяются для получения труб, вторые – для проволоки.

Вредные примеси
Определение: примеси отрицательно влияющие на качество выплавляемой стали.

Вскрытие руды
Определение: дробление руды до такого состояния, что частицы рудного минерала отделяются от частиц породы и их становится возможным разделить тем или иным способом. Извлечение мелких рудных частиц, находящихся в виде включений в сплошном массиве породы.

Г

Гальванотехника
Определение: область прикладной электрохимии, охватывающая процессы электролитического осаждения металлов на поверхность металлических и неметаллических изделий. Г. включает: гальваностегию – получение на поверхности изделий прочно связанных ней тонких металлических покрытий и гальванопластику – получение легко отделяющихся, относительно толстых, точных копий с различных предметов, т. н. матриц. Открытие и техническая разработка Г. принадлежат русскому учёному Б. С. Якоби, о чём он доложил 5 октября 1838 г. на заседании Петербургской АН.
Принцип гальванического процесса проиллюстрируем конкретным примером. Для никелирования стального изделия его помещают в ванну с раствором никелевой соли, например сернокислого никеля, и включают в электрическую цепь как катод. Анодом служит никелевая пластина приблизительно такой же площади, как и само стальное изделие. Оба электрода подключают к источнику постоянного тока.
При протекании тока положительные ионы никеля движутся к отрицательному полюсу, т.е. стальному изделию, получают на его поверхности недостающие электроны и осаждаются уже в виде нейтральных атомов. Одновременно на катоде новые атомы никеля превращаются в ионы и переходят в раствор.
Таким образом, в гальванотехнических процессах важную роль играют аноды, основное назначение которых – восполнять в электролите ионы, разряжающиеся на покрываемых изделиях. Аноды не должны содержать примесей, отрицательно влияющих на внешний вид и структуру покрытий.
Все процессы, как гальванопластики, так и гальваностегии протекают в гальванических ваннах. Гальванической ванной называют также состав находящегося в ней электролита. Материалом ванны в зависимости от её размеров и степени агрессивности электролита могут служить: керамика, эмалированный чугун, сталь, футерованная свинцом, органическое стекло и др. Ёмкость ванн колеблется от долей м3 (для золочения) до 10 м3 и более.
Гальваностегия применяется шире, чем гальванопластика; её цель придать готовым изделиям или полуфабрикатам определённые свойства: повышенную коррозионную стойкость (цинковани-ем, кадмированием, лужением, свинцеванием), износостойкость трущихся поверхностей (хромированием). Г. применяется для защитно-декоративной отделки поверхности (достигается никелированием, хромированием, покрытием драгоценными металлами). По сравнению с издавна применявшимися методами нанесения покрытий (например, погружением в расплавленный металл) гальвано-стегический метод имеет ряд преимуществ, особенно в тех случаях, когда можно ограничиться незначительной толщиной покрытия.
Технологический прогресс в гальваностегии развивается по пути получения блестящих покрытий, не требующих дополнительной полировки; прогресс в области оборудования заключается разработке и внедрении агрегатов для механической подготовки поверхности и нанесения покрытий, включая все вспомогательные операции, вплоть до нанесения покрытий на непрерывно движущуюся полосу с последующей штамповкой изделий (например, автомобильные кузова, консервная тара и др.). Отраслями промышленности, в которых гальваностегия имеет значительный удельный вес, являются автомобилестроение, авиационная, электронная промышленность и др.
Гальванопластика отличается от гальваностегии главным образом методами подготовки поверхности предметов-матриц и большей толщиной наращиваемого металла (в десятки и сотни раз). Матрицы бывают металлические и неметаллические. Преимущества металлических матриц заключаются в более лёгкой подготовке поверхности (чаще методом оксидирования) и возможности снятия большего количества копий. Наиболее распространена медная гальванопластика, меньше – железная и никелевая. Основная область применения гальванопластики – полиграфия.

Д

Доменный процесс
Определение: основной способ переработки природного железорудного сырья с получением чугуна (иногда ферро-сплавов и лигатур). Доменная плавка как процесс и доменная печь как агрегат сформировались в конце раннего Средневековья и уже в течение более 500 лет не изменяют своей сущности, сохраняя следующие технические и технологические особенности:
• шахтный принцип конструкции;
• непрерывный характер процесса;
• противоточное движение шихты и газа;
• наличие в одном агрегате зон твердого, пластичного и жидкого состояния.
Сущность доменного процесса состоит в восстановлении железа из оксидов и получении расплавленного науглероженного металла (чугуна) и шлака, которые легко отделяются друг от друга вследствие различия в плотностях (плотность чугуна примерно в 2,5 раза превышает плотность шлака).
В любой момент времени доменная печь заполнена железосодержащими материалами: твердыми (в шахте, распаре и на колошнике), размягченными (в заплечиках, распаре и нижней части шахты), жидкими (в горне и металлоприемнике) и коксом, который остается твердым во всем объеме печи. В нижней части печи кокс формирует своеобразную «насадку», которая обеспечивает необходимый газодинамический режим плавки, полноту протекания процессов восстановления железа и науглероживания металла.
В горне печи располагаются отверстия для выпуска жидких продуктов плавки (летки) и для ввода во внутреннее пространство печи дутья (фурмы). Доменное дутье в общем случае представляет собой воздух (иногда обогащенный кислородом), нагретый до 1000-1350°С, и топливно-восстановительные добавки - природный газ, пылеугольное топливо (ПУТ), мазут и т.п., которые подаются в печь под давлением до 500 кПа (изб.). В горне печи формируется окислительная зона, в которой происходят реакции горения кокса и топливно-восстановительных добавок к дутью, в результате чего получается газ, состоящий из азота, оксида углерода и водорода. В окислительной зоне достигается самый высокий в печи уровень температур (2000-2500°С). Образовавшийся в окислительной зоне газ направляется вверх навстречу опускающимся шихтовым материалам и проходит печь в течение 3-12 сек. По мере продвижения газа наверх печи его температура, количество и состав изменяются. В наиболее значительном количестве к газу добавляется оксид углерода, образующийся в результате реакций восстановления оксидов железа, кремния, фосфора, марганца и др. элементов углеродом коксовой насадки. Состав газа меняется прежде всего вследствие протекания реакций восстановления, в результате чего СО превращается в СО2, а Н2 – в Н2О. Нагревая шихту, газ охлаждается до температуры 100-300°С.
Выходящий из доменной печи газ является важным энергетическим сырьем, применяемым в различных металлургических печах и ТЭС.
Опускание шихтовых материалов происходит вследствие освобождения пространства в нижней части печи в результате сгорания кокса у фурм, плавления железорудных материалов и естественной «уминки» шихты.
Шихтовые материалы загружаются в доменную печь периодически и время их пребывания в печи составляет 5-8 часов. Воспринимая тепло от газов, шихтовые материалы постепенно нагреваются, при этом протекают процессы удаления влаги, разложения карбонатов и восстановления оксидов железа оксидом углерода и водородом.
При температурах около 1200°С начинается размягчение, а затем плавление материалов с образованием чугуна и шлака. Шлак формируется из пустой породы железорудных материалов, золы кокса и флюса (если он используется при плавке), он является главным регулятором химического состава чугуна.
Формирование состава чугуна происходит в процессе стекания капель металлического расплава по коксовой насадке и взаимодействия со шлаком. Температура чугуна на выпуске составляет обычно 1380-1420°С, шлака – 1450-1500°С.
Жидкие продукты плавки выпускают из печи периодически (по мере накопления). Доменная печь является одним из наиболее эффективных материалосберегающих агрегатов; коэффициент извлечения железа в чугун составляет 99,5-99,8 %.
Доменная печь занимает головное положение в структуре металлургического предприятия. Качество производимого в доменной плавке чугуна определяет параметры последующего сталеплавильного передела, доменный газ служит основой энергетического хозяйства предприятия, в доменной печи утилизируется (через агломерационное производство) большая часть собственных отходов металлургического производства. Доменное производство является практически безотходным, т.к. доменный шлак представляет собой самостоятельную готовую продукцию, пользующуюся спросом не меньшим, чем чугун, а доменные шламы и пыли являются постоянным компонентом шихты агломерационного процесса.

Ж

Жаропрочность
Определение: способность конструкционных материалов (металлических, керамических, полимерных и др.) выдерживать механические нагрузки при высоких температурах. Для характеристики Ж. наиболее часто используют время до разрушения стандартного образца материала при заданных параметрах механической нагрузки, температуры и газовой среды, в которой проводят испытания.

Жаростойкость (окалиностойкость)
Определение: способность металлических материалов противостоять химическому разрушению поверхности. Разрушение происходит в результате воздействия газообразной среды при высоких температурах. Ж. металла (сплава) в окислительной атмосфере определяется свойствами образующегося на поверхности металла слоя оксидов – окалины. Окалина затрудняет проникновение газа в глубь металла и препятствующей развитию газовой коррозии. Количественной характеристикой Ж. является увеличение массы испытуемого образца за счёт поглощения металлом кислорода.

Жила
Определение: минеральное тело, заполняющее трещину в горной породе. Длина жил полезных ископаемых колеблется от 1 м и менее до 200 км.

З

Закалка
Определение: термическая обработка материалов, заключающаяся в их нагреве и последующем быстром охлаждении. В результате закалки происходит фиксация высокотемпературного состояния материала и подавляются нежелательные процессы, происходящие при его медленном охлаждении. Закалённая сталь отличается хрупкостью, поэтому после З. её обычно подвергают отпуску. При одной и той же твёрдости сталь, подвергнутая З. с последующим отпуском, более пластична, чем сталь, подвергнутая медленному охлаждению. Это определяет чрезвычайно широкое использование З. стали в технике.

И

Изложница
Определение: металлическая форма для отливки металла в виде слитка. По конструкции И. подразделяют на глуходонные и сквозные, по способу заливки металла – на заполняемые сверху и заполняемые снизу (сифонная разливка). Для извлечения остывших слитков из изложниц применяют специальные устройства – стрипперы. Для разливки чугуна на разливочных машинах применяют изложницы горизонтального типа – мульды, а для разливки ферросплавов и некоторых цветных металлов используют изложницы в виде невысоких ванн.

Индукционная печь
Определение: электротермическая установка для плавки материалов с использованием индукционного нагрева. В промышленности применяют в основном индукционные тигельные печи.
Тигельная индукционная печь состоит из индуктора, представляющего собой медную водоохлаждаемую трубку, и тигля. В зависимости от свойств расплава тигель изготовляется из различных керамических материалов, графита, стали и др. В тигельных индукционных печах выплавляют сталь, чугун, драгоценные металлы, медь, алюминий, магний.

К

Кислородно-конвертерный процесс
Определение: основной, начиная со второй половины XX века, вид передела жидкого чугуна в сталь путём продувки в конвертере технически чистым кислородом. Использовать чистый кислород при производстве стали в 1856 г. предложил Г. Бессемер. Первые в мире заводы по производству стали кислородно-конвертерным способом были построены в 1953 г. в Линце и Донавице (Австрия). Во многих странах к.-к. п. называют «ЛД-процессом» – по первым буквам названий городов.
Кислородно-конвертерный процесс осуществляется в конвертере, футерованном доломитом, смешанным со смолой, и с глухим дном. Кислород под давлением более 1 МН/м2 подаётся водо-охлаждаемой фурмой через горловину конвертера. С целью образования шлака, связывающего фосфор, в конвертер в начале плавки добавляют известь.
Взаимодействуя с кислородом дутья, примеси чугуна (кремний, марганец, фосфор, углерод и др.) окисляются, выделяя значительное количество тепла, поэтому одновременно со снижением содержания примесей повышается температура металла, и он остаётся в жидком состоянии в течение всей плавки. Требуемое содержание углерода определяется по времени от начала продувки и по количеству израсходованного кислорода. Продувка обычно длится 15-22 мин. После её завершения фурму извлекают из конвертера.
Кислородный конвертер обеспечивает экономичный способ получения стали повышенной прочности. Полученная сталь отличается низким содержанием азота, серы и фосфора, высокой чистотой по содержанию примесей и однородностью.

Кокс
Определение: (нем. Koks, от англ. Cоkе) – искусственное твёрдое топливо повышенной прочности. Получается при нагревании до высоких температур (950–1150 °С) без доступа воздуха природных топлив или продуктов их переработки. В зависимости от вида сырья различают каменноугольный, электродный пековый и нефтяной К. Основное количество К. производится из каменного угля.
Процесс коксования каменного угля был разработан отцом и сыном Абрахамом I и Абрахамом II Дерби в начале XVIII в. в Англии. Первая доменная плавка чугуна на К. была осуществлена Абрахамом II Дерби в 1735 г. в Коулбрукдейле. Данное событие имеет важнейшее значение в истории металлургии железа, поскольку с него берёт начало вся современная технологическая структура чёрной металлургии.
Каменноугольный К. применяют главным образом в доменном процессе. Однако он также используется в литейном производстве (литейный К.), для агломерации руд, в химической промышленности, цветной металлургии и др. В составе каменноугольного К. выделяют: нелетучий углерод (85-92 %), золу (6-14 %), летучие вещества (0,8-1,5 %) и серу (0,4-2,0 %). Влажность К. зависит от способа его тушения и составляет: для «мокрого» (водой) тушения 3-6 %, а для «сухого» (азотом) – 0,4-0,8 %.
Электродный пековый и нефтяной К. имеют по сравнению с каменноугольным очень низкую зольность, как правило, не выше 0,3% (до 0,8% у нефтяного К.). Они служат основным сырьём для производства электродов.

Коксовая печь (батарея)
Определение: агрегат, в котором осуществляется коксование каменного угля. Первые коксовые печи («стойловые») стали применять в начале XIX в. Они состояли из кирпичных стенок высотой до 1,5 м и длиной до 15 м, расположенных друг от друга на расстоянии 2-2,5 м. Загруженный в пространство между стенками уголь покрывали сверху и с торцов землёй и поджигали. Коксование продолжалось 8-10 дней. В середине XIX в. были сконструированы пламенные коксовые печи с внешним обогревом.
В 70-х гг. XIX в. коксовые печи стали оборудовать устройствами для улавливания химических продуктов из коксового газа. Коксовые печи состоят из камеры коксования, обогревательных простенков, расположенных по обе стороны камеры, регенераторов. На верху камеры коксования предусмотрены загрузочные люки, с торцов камера закрыта съёмными дверями. Обогрев камер осуществляется за счёт сжигания в вертикальных каналах простенков коксового, доменного или др. горючего газа. Период коксования одной угольной загрузки составляет 13-18 ч. По окончании коксования раскалённый кокс выталкивают из камеры через дверные проёмы коксовыталкивателем и тушат. Для компактности коксового цеха коксовые печи объединяют в батареи (до 80 коксовых печей в каждой) с общими для всех печей системами подвода отопительного газа, подачи угля, отвода коксового газа.

Колошник
Определение: верхняя часть шахтной печи, куда загружают рудные материалы, флюсы, топливо.

Красноломкость

Определение: свойство стали давать трещины в ходе обработки давлением (ковка, штамповка, прокатка) при температурах красного или жёлтого каления (850–1150°С). К. вызывается неравномерным распределением в объеме металла некоторых примесей, главным образом, серы и меди. Для ослабления вредного влияния и устранения К. в сталь вводят элементы (алюминий, титан, цирконий и др.), образующие тугоплавкие сульфиды.

Красностойкость (теплостойкость)

Определение: способность стали сохранять при нагреве до температур красного каления высокую твёрдость и износостойкость. К. достигается легированием стали вольфрамом, молибденом, ванадием, хромом, а также высокотемпературной закалкой. К. определяют по максимальной температуре, при нагреве до которой сталь сохраняет определённую твёрдость.

Крица
Определение: твёрдая губчатая масса железа со шлаковыми включениями, заполняющими поры и полости. Крица может быть получена либо непосредственно из руды путём её восстановления при 1250–1350°С, либо путём кричного передела чугуна.
Крица, формировавшаяся в результате сыродутного процесса, была первым продуктом переработки железной руд, полученным человеком. Кричное железо эпохи Древнего Мира и Средневековья отличалось крайне неравномерным химическим составом и требовало длительной трудоёмкой специальной обработки для придания ему необходимых потребительских свойств.

Кричнорудный процесс
Определение: одна из современных модификаций сыродутного процесса. Предназначен для переработки бедных труднообогатимых или комплексных железных руд с целью получения железной крицы. Впервые осуществлен на заводе фирмы Крупп в Магдебурге (Германия) в 1931-1933 гг. В связи с неэкономичностью и невысоким качеством продукции кричнорудный процесс во второй половине XX века утратил промышленное значение.

Л

Легирование
Определение: Легирование (нем. legieren – сплавлять, от лат. ligo – связываю, соединяю), введение в состав металлических сплавов химических элементов для придания определённых физических, химических или механических свойств.
Легирование применялось ещё в глубокой древности (об этом свидетельствуют исследования образцов холодного оружия, найденного при археологических раскопках). Широкое промышленное распространение легирование получило во второй половине XX в., когда для изготовления военной техники требовалось большое количество высококачественных сталей.
Легирование осуществляется путём введения легирующих элементов (в составе специальных материалов, например, при легировании стали ферросплавов) в расплав легируемого металла.

Лётка
Определение: отверстие в некоторых металлургических печах (главным образом шахтных) для выпуска металла или шлака.

М

Мартеновский процесс
Определение: основной в конце XIX и первой половине XX вв. способ выплавки литой стали заданного химического состава. Сущность мартеновского процесса заключается в ведении плавки на поду пламенной отражательной печи, оборудованной регенератором для предварительного подогрева воздуха (иногда и газа). Сталь получается в результате окислительной плавки загруженных в печь железосодержащих материалов – чугуна, стального лома, железной руды и флюсов и сложных процессов взаимодействия между металлом, шлаком и газовой средой.
Идеи организации передела железного лома и чугуна в сталь на поду пламенной печи высказывались неоднократно многими учёными (например, в 1722 г. А. де Реомюром), однако осуществить процесс на практике долгое время не удавалось, потому что температура факела (менее 1500 °С) основного газообразного топлива XVIII-XIX вв. – генераторного газа – была недостаточной для получения жидкой стали. В 1856 г. Братья Ф. и В. Сименс (Германия) предложили использовать для подогрева расходуемого для сжигания воздуха тепло горячих отходящих газов, устанавливая для этого регенераторы. В 1864 П. Мартен (Франция) ввел в эксплуатацию первую регенеративную отражательную печь для плавки литой стали. В России первая мартеновская печь была построена С.И. Мальцевым в 1867 г. на Ивано-Сергиевском железоделательном заводе. Во Франции, России и других странах процесс получил название «мартеновского», в Германии – «сименс-мартеновского», в США – «Open hearth process» (процесс на открытом поду).
Главными преимуществами, которыми мартеновский процесс отличался от других способов массового получения стали в конце XIX века и 1-й половине XX века были возможность использования в шихте больших количеств металлолома и возможность выплавки высоколегированных сталей практически любого состава. Однако в связи с интенсивным развитием в 60-х годах XX века кислородно-конвертерного производства строительство мартеновских цехов прекратилось.

Металлизация
Определение: нанесение на поверхность изделия слоя металла или сплава для придания ему физико-химических и механических свойств, отличных от свойств металлизируемого (исходного) материала. М. Применяют, главным образом, для защиты изделий от коррозии, износа и в декоративных целях.
М. может подвергаться изделие холодное или нагретое до относительно низких температур. Главными способами М. являются: электролитические (гальванотехника), химические, напыление и плакирование.

Металлический фонд
Определение: количество металла, содержащегося во всех основных и оборотных фондах народного хозяйства и в предметах личной собственности населения. Формирование металлического фонда страны (фонда черных металлов) происходит в основном за счет выплавки чугуна. На его формирование влияет также импорт черных металлов и металлоизделий, если общий объем импорта превышает экспорт черных металлов.

Металлография
Определение: наука о структуре металлов и сплавов. М. исследует макроструктуру и микроструктуру металла, изучает закономерности изменения механических, электрических, магнитных, тепловых и др. физических свойств металла в зависимости от изменения его структуры. Основы металлографии были заложены А. де Реомюром, который в начале XVIII в. впервые применил микроскоп для исследования поверхности стальных изделий, предложил подразделение чугуна по виду излома его образцов и способ измерения твёрдости чугуна и стали с помощью семиступенчатой склерометрической шкалы (греч. «склерос» – твёрдый).
Макроструктура характеризуется формой и расположением в объёме металла крупных кристаллитов (зёрен), распределением примесей и неметаллических включений. Микроструктура металлического материала определяется формой, размерами, относительным количеством и взаимным расположением кристаллов, имеющих однообразный вид.

Металлолом
Определение: начиная с XX века, один из важнейших металлургических ресурсов. Лом благородных и редких металлов рассматривается в индустриально развитых странах мира в качестве национального стратегического резерва. Из лома в настоящее время производится почти 30% всего получаемого в мире свинца и до 25% – алюминия. Особое значение имеет стальной металлолом. Уровень переработки стального лома достиг в 1995-2000 гг. в среднем 40-43%, а в отдельных странах (Япония, США) превысил 50% от общего объема производимой из железа продукции.
Металлолом принято подразделять на оборотный, амортизационный и лом металлообработки.
Оборотный лом (скрап) – образуется на металлургических предприятиях в ходе производства стального проката и других видов стальных полупродуктов в виде отходов. Количество оборотного лома непрерывно снижается за счет внедрения новых способов производства стали. Наиболее значительное снижение образования оборотного лома (в среднем с 250 до 100 кг скрапа/т проката) было достигнуто в результате внедрения в период 1960-1980 гг. технологии непрерывного литья стальных заготовок для проката.
Лом металлообработки – образуется в процессах переработки стального проката в товарную продукцию. Объем образования этого вида лома также непрерывно снижается за счет совершенствования процессов металлообработки.
Амортизационный лом – состоит из стальных, чугунных, железных продуктов, выработавших срок их использования (списанных после окончания срока службы). Спектр амортизационного лома чрезвычайно широк, он включает в себя металлические приборы, автомобили, металлическую тару, электроприборы и т.д. Химический состав амортизационного лома сильно разнится в зависимости от его происхождения и способа обработки. Средний срок службы стальных конструкций в развитых индустриальных странах оценивается в 15 лет, а автомобилей и электрооборудования в 3-5 лет. Поэтому количество амортизационного лома непрерывно возрастает.
В 2002 году в мире из лома было получено 374 млн. тонн стали при общем уровне ее производства 828,5 млн. тонн.

Н

Нагревательная печь
Определение: промышленная печь для нагрева металлических слитков и заготовок перед обработкой давлением (прокатка, ковка, штамповка и т.д.). Нагревательные печи отличаются большим разнообразием конструкций и подразделяют по методу работы: периодические (например, нагревательный колодец, камерная печь) и непрерывные (например, методическая печь, кольцевая печь, карусельная печь).

Никелирование
Определение: нанесение на поверхность изделий никелевого покрытия (толщиной от 1 до 50 мкм). Н. подвергаются преимущественно изделия из стали и сплавов на основе Cu, Zn и Al, керамика, пластмассы, фарфор, стекло и др. Н. применяется для защиты изделий от коррозии, повышения износостойкости деталей, а также в декоративных целях.

О

Окатыши железорудные
Определение: продукт окускования железорудных концентратов. Увлажнённая смесь концентрата обогащения железной руды с флюсом (известняком или доломитом) и связующими добавками (доломитом) окомковывается в тарельчатых грануляторах или барабанах-окомкователях.
Получаемые при этом сырые окатыши на конвейерных машинах, конструкция которых аналогична агломерационным, или в шахтных печах обрабатываются продуктами сжигания природного газа при температуре 1100-1150 °С. Обожжённые о.ж. обладают высокой прочностью и идеально подходят для транспортировки на большие расстояния к металлургическим комбинатам, где они перерабатываются в доменных печах или установках внедоменного получения железа. Размеры окатышей составляют 10-30 мм, содержание железа – 60-68 % (масс.).

Оксидирование
Определение: (нем. oxydieren – окислять), целенаправленное промышленное окисление поверхности металлических изделий. Образующаяся в результате О. окалина предохраняет изделия от коррозии, служит в качестве электроизоляции, является основой для нанесения защитных покрытий – лаков, красок, смазки и т.д. Некоторые виды О. имеют декоративное значение, например, воронение, патина. О. осуществляется химическими (в результате контакта с воздухом или щелочами, кислотами) или электрохимическими (анодирование) методами. О. подвергают изделия из стали, чугуна, алюминиевых, медных, цинковых и др. сплавов.

Отпуск металлов
Определение: способ термической обработки, включающий нагрев закалённого сплава до заданной температуры, выдержку и последующее охлаждение. Главная цель О. заключается в достижении оптимального сочетания прочности, пластичности и ударной вязкости сплава. С повышением температуры О. твёрдость и прочность понижаются, пластичность и ударная вязкость повышаются.

П

Патентирование
Определение: вид термической обработки стали, включающий её закалку, выдержку в расплаве соли или свинца при температуре 450-550 °С и последующее охлаждение. П., часто применяется для обработки проволоки, которой придают высокую прочность и пластичность.

Плазматрон
Определение: плазменный генератор – газоразрядное устройство для получения «низкотемпературной» (Т ~ 104 К) плазмы. Плазматроны используются главным образом в промышленности в качестве нагревательных устройств. Но их также применяют и в конструкции плазменных двигателей. Начало использования плазматронов в промышленности относится к середине XX в. Широкое распространение получили дуговые и высокочастотные (ВЧ) плазматроны.
Дуговой плазматрон постоянного тока состоит из одного (катода) или двух (катода и анода) электродов, разрядной камеры и узла подачи плазмообразующего вещества.
ВЧ П. включает: электромагнитную катушку-индуктор или электроды, подключенные к источнику высокочастотной энергии, разрядную камеру, узел ввода плазмообразующего вещества. С помощью индукционных плазматронов получают особо чистые порошковые материалы.

Подготовка железных руд к плавке
Определение: обработка железных руд или железосодержащих материалов, предшествующая их использованию в металлургических агрегатах. Подготовка железных руд к плавке необходима в связи с высоким уровнем требований к качеству материалов, используемых в доменных печах и агрегатах внедоменного получения железа.
Подготовка железных руд к плавке применялась уже в эпоху Древнего Мира при использовании сыродутного процесса. В это время она заключалась в механической обработке и сортировке железной руды с выделением кусков (фракций) размером от 10 до 40 мм. Иногда подготовка железных руд к плавке включала обжиг кусковой железной руды с целью удаления из неё влаги и некоторых летучих соединений.
К концу XIX в. основная часть месторождений железных руд, обеспечивающая потребности металлургии в кусковых материалах, была выработана. Для обеспечения промышленности сырьём с высоким содержанием железа стали широко использовать процессы обогащения (в основном, магнитную сепарацию). Получаемый при этом концентрат с содержанием железа от 60 до 70 % и крупностью частиц менее 74 мкм нельзя использовать непосредственно в доменных печах. Его необходимо подвергать окускованию для получения материалов фракции от 10 до 40 мм.
Основными способами окускования в настоящее время являются процессы агломерации и производства обожжённых железо-рудных окатышей.

Прокатка стали
Определение: обработка стальной заготовки давлением между вращающимися валками. Получение стального проката на металлургическом предприятии осуществляется двумя способами. При первом исходным материалом служат слитки, которые перерабатываются в готовый прокат в 2 стадии.
Сначала слитки нагревают и прокатывают на обжимных станах в заготовку. Размеры и форма заготовки зависят от её назначения: для прокатки листового и полосового металла применяют заготовки прямоугольного сечения шириной 400-2500 мм и толщиной 75-600 мм, называемые слябами; для сортового металла – заготовки квадратного сечения размером от 60×60 см до 400×400 мм, а для цельнокатаных труб – круглого сечения диаметром 80-350 мм.
При втором способе, применяемом с середины XX века, прокатка исходной заготовки заменяется непрерывным литьём (разливкой) на специальных машинах. Благодаря применению непрерывно-литой заготовки упраздняются слябинги и блюминги, повышается качество проката, устраняются потери, связанные с обработкой слитка, достигающие 15-20 %.
Полученная заготовка прокатывается в товарный стальной прокат на станах трёх основных видов: листовых, сортовых и трубных.
Листы толщиной от 4 до 50 мм и плиты толщиной до 350 мм прокатываются на толстолистовых или броневых станах, а листы толщиной от 1,2 до 20 мм – на непрерывных станах, на которых они получаются в виде длинных (более 500 м) полос, которые сматываются в рулоны. Листы толщиной менее 1,5-3 мм прокатывают в холодном состоянии.
Прокатка сортового металла включает нагрев до 1100-1250 °С и последовательную прокатку в нескольких клетях для постепенного приближения сечения исходной заготовки к сечению готового профиля.
Прокатка труб включает 3 основные операции и проводится, как правило, в горячем состоянии. Первая операция (прошивка) – образование отверстия в заготовке или слитке. В результате получается толстостенная труба, называемая гильзой. Вторая операция (раскатка) – удлинение гильзы и уменьшение толщины её стенки. Первая операция выполняется на прошивных станах винтовой прокатки, вторая – на различных прокатных станах: непрерывных, пилигримовых, винтовой прокатки и др. Третья операция – калибровка (или редуцирование) труб после раскатки, осуществляется на калибровочных станах. С целью уменьшения толщины стенки и диаметра, получения более высоких механических свойств, гладкой поверхности и точных размеров трубы после горячей прокатки подвергаются холодной прокатке на специальных станах.
После завершения п. с. осуществляется резка проката на части требуемой длины, отжиг (при необходимости), охлаждение, контроль и упаковка готовой продукции.

Прокатный профиль
Определение: металлическое изделие, полученное прокаткой. Различают П. п. с постоянным и переменным поперечным сечением по длине и специальные. К 1-му виду относятся П. п. сортовой стали, имеющие простую геометрическую форму (например, круг, прямоугольник, квадрат) и т. н. фасонные профили, представляющие собой сочетания простых профилей (например, угловые П. п., двутавровые балки) листы, трубы. Ко 2-му виду относятся т. н. периодические профили, к 3-му – колёса, шестерни, шары, ребристые трубы и др. изделия.

Прокатный стан
Определение: машина для осуществления процесса прокатки. Время и место появления первого П. с. неизвестны. Наиболее ранний документ (рисунок с описанием), характеризующий устройство для прокатки олова, оставлен Леонардо да Винчи (1495 г.). До конца XVII в. привод П. с. был ручным, в XVIII в. – водяным. Электродвигатель для привода П.с. впервые был применён в 1897 г. в Германии.
В конце XVIII в., когда для привода П. с. стали применять паровые машины, прокатка превратилась в один из трёх основных этапов производственного цикла металлургического производства, вытеснив менее производительный способ ковки. П. с. с калиброванными валками был сконструирован в 1783 г. Г. Кортом (Великобритания). В 30-40-х гг. XIX в. в связи с интенсивным развитием железнодорожного транспорта широкое распространение получила прокатка рельсов.
Развитие конструкций и специализация П. с. привели к появлению в США в конце XIX в. блюмингов и слябингов. В 1867 г. Г. Бедсон (Великобритания) построил первый проволочный стан. В 1885 г. братья М. и Р. Маннесман (Германия) изобрели способ винтовой прокатки бесшовных труб.
Главный признак, определяющий устройство П. с., – его назначение в зависимости от сортамента продукции. П. с. подразделяют на заготовочные, в том числе блюминги и слябинги, листовые и полосовые, сортовые, трубопрокатные и деталепрокатные.
Оборудование П. с., служащее для деформации металла между вращающимися валками, называют основным, а для выполнения прочих операций – вспомогательным. Основное оборудование состоит из одной или нескольких главных линий, в каждой из которых располагается 3 вида устройств: рабочие клети (одна или несколько); электродвигатели для вращения валков и передаточные устройства от электродвигателей к прокатным валкам. Наибольшее распространение получили станы с горизонтальными валками: двухвалковые (дуо), трёхвалковые (трио), четырёхвалковые (кварто) и многовалковые. Для обжатия металла по боковым поверхностям используют клети с вертикальными валками, называемые эджерами. Станы, у которых вблизи горизонтальных валков расположены вертикальные, называются универсальными. В станах винтовой прокатки валки располагаются в рабочей клети косо. Такие станы применяют для прокатки труб, осей, шаров и т.д.
Толстолистовые, листовые и полосовые станы горячей прокатки предназначены для получения плит толщиной 50-350 мм, листов толщиной 3-50 мм и полос (сматываемых в рулоны массой 15-50 т) толщиной 1,2–20 мм.
Сортовые станы разнообразны по своей характеристике и расположению оборудования. Основные типы: универсальные, рельсобалочные, крупносортные, среднесортные, мелкосортные и проволочные.
Трубопрокатные агрегаты состоят обычно из 3 станов. Первый стан производит прошивку отверстия в заготовке или слитке методом винтовой прокатки, второй служит для вытяжки прошитой заготовки в трубу и третий – для калибровки (редуцирования), т. е. уменьшения диаметра прокатанной трубы.
Деталепрокатные станы работают используя винтовую прокатку и служат для производства точных заготовок деталей машиностроения: круглых валов, шаров, винтов, зубчатых колёс, фрез, свёрл и др.
Конструкция главных деталей и механизмов П. с., несмотря на их различное назначение и многообразие, в основном одинакова. Она включает валки прокатные, подшипниковые узлы, механизмы для установки валков, станину, муфты.

Р

Разливка металла
Определение: процесс наполнения жидким металлом форм, в которых металл кристаллизуется, образуя слитки. Разливка металла отличают от литья, при котором металл, затвердевая, образует готовые изделия или заготовки для механической обработки. Разливка металла – важный этап технологического цикла производства металла, т.к. в ходе разливки и кристаллизации слитка формируются многие физико-механические свойства металла. Из плавильного агрегата расплавленный металл обычно выпускают в разливочный ковш, из которого и осуществляется разливка металла.
В сталеплавильном производстве жидкую сталь из ковша разливают либо в изложницы, либо на установках непрерывной разливки стали. Существует 2 способа разливки стали в изложницы – сверху и сифоном (снизу). В первом случае сталь поступает непосредственно из ковша в изложницу. При сифонной разливке одновременно заполняют сталью несколько изложниц (от 2 до 60), установленных на одном поддоне. В поддоне имеются каналы, по которым сталь поступает в изложницы снизу. Для повышения качества стали в процессе разливки её иногда подвергают различным видам обработки, например, в вакуумных установках или синтетическими шлаками.
Для разливки чугуна, цветных металлов и ферросплавов широко применяют разливочные машины.

Разливочная машина
Определение: устройство для механизированной разливки жидкого металла (с целью получения слитков), а также штейна и некоторых шлаков. Ленточная Р. м., используемая для разливки чугуна, представляет собой наклонный конвейер из двух параллельных бесконечных цепей. К цепям прикреплены чугунные изложницы-мульды, причём каждая мульда одним своим краем немного перекрывает соседнюю, чтобы жидкий металл не проливался в зазоры между ними.
К нижнему концу машины подаётся ковш с металлом, который при наклоне ковша заливается в мульды. Чугун в мульдах обрызгивается водой и охлаждается. В верхней части конвейера мульды переворачиваются, чушки (слитки затвердевшего чугуна) вываливаются из них и попадают по жёлобу на ж.-д. платформу или в вагонетку. Опрокинутые пустые мульды движутся в обратном направлении, при этом они обдуваются паром и обрызгиваются известковым молоком. Масса одной чушки чугуна составляет от 8 до 55 кг. Подобного типа машины используют и для разливки ферросплавов, цветных металлов, шлаков цветной металлургии. Кроме того, в цветной металлургии применяют карусельные Р. м. – вращающиеся столы с мульдами, в которые по жёлобу заливается жидкий металл.

Раскисление металлов
Определение: процесс удаления из расплавленных металлов (главным образом стали) растворённого в них кислорода, который является вредной примесью, ухудшающей механические свойства металла. Для раскисления металлов применяют элементы, характеризующиеся большим сродством к кислороду, чем основной металл. Продукты раскисления в виде неметаллических включений ассимилируются жидким шлаком.

Руда железная
Определение: горная порода, переработка которой экономически выгодна на данной стадии развития техники. Слагающие руду минералы подразделяются на рудные, несущие в себе главную массу всего железа руды, и пустую породу – минералы, содержащие железо в незначительных количествах.
До конца XIX в. кусковые (размером более 10 мм) р. ж. С содержанием железа свыше 50 % (масс.) непосредственно использовались в металлургическом производстве. Однако к началу XX века они были практически полностью выработаны и началось использование р. ж. с содержанием железа 25-35 % (масс.) и большим количеством кварцевой пустой породы (т. е. железистых кварцитов). Переработка железистых кварцитов требует обязательного обогащения р. ж. и применения металлургических флюсов, содержащих CaO и MgO.

С

Скрап
Определение: в широком смысле – весь оборотный лом, образующийся на металлургическом предприятии; в узком смысле – остатки в ковшах, канавах и т.п. и выплески жидкого металла (например, при осуществлении процесса разливки). У потребление термина в узком смысле подчёркивает высокую засорённость материала включениями шлака, футеровки и других огнеупорных материалов и т.п.

Слиток
Определение: литая металлическая заготовка, предназначенная для дальнейшей переработки путём пластической деформации (прокатка, ковка, прессование), переплава или электролиза. С. получают разливкой жидкого металла в изложницы или методом непрерывного литья в водоохлаждаемом кристаллизаторе.
С., отлитые в изложницы, как правило, имеют форму усечённых пирамиды или конуса. С., отлитые методом непрерывного литья, имеют форму призм многоугольного сечения или цилиндров. Иногда отливают С. более сложной формы, например полые.
Масса С., предназначенных для обработки давлением составляет от нескольких килограммов до 250 т и более. Наиболее употребительны стальные С. массой от 0,5 до 20 т.
С. чугуна и некоторых цветных металлов, предназначенные для переплава, имеют обычно форму небольших усечённых пирамид. Такие С. называются чушками. Их масса не превышает, как правило, 30-50 кг.

Сляб
Определение: (англ. slab, – плита, пластина), полупродукт металлургического производства, представляющий собой стальную заготовку прямоугольного сечения. Ширина С. 400-2500 мм, высота (толщина) 75-600 мм. С. получают из слитков прокаткой на обжимных станах (слябингах и блюмингах) или непосредственно из жидкого металла на установках непрерывного литья. Предназначены С. для прокатки листовой стали.

Сталь
Определение: (нем. Stahl) – ковкий сплав железа с углеродом (до 2,2 % (масс.)) и другими элементами, начиная со 2-ой половины XIX в. – основной конструкционный материал цивилизации. По химическому составу с. подразделяют на углеродистые и легированные, по назначению: на конструкционные, инструментальные и специальные (например, жаропрочные, нержавеющие и т.д.).

Старение металлов

Определение: способ термической обработки, обеспечивающий получение комплекса требуемых механических и физических свойств изделий из металлов и сплавов. Старение является основным способом упрочнения сплавов на основе Al, Mg, Cu, Ni.

Сыродутный процесс
Определение: процесс получение тестообразного железа непосредственно из руды в сыродутных горнах или небольших печах шахтного типа. Сыродутный процесс — древнейший способ производства железа, возникший во 2-м тысячелетии до н. э. Первоначально Сыродутный процесс осуществлялся в сыродутных горнах, работавших на естественной тяге, для чего в нижней части устраивалась открытая фурма. Горн наполовину заполняли древесным углём, а затем поочерёдно небольшими слоями загружали железную руду и древесный уголь в кусках размером от 10 до 40 мм.
Розжиг древесного угля осуществляли через отверстие в нижней части горна, служившее также для вытекания из печи шлака. Температура в рабочем пространстве горна (1100–1350 °С) была недостаточной для расплавления железа, поэтому продуктом процесса была железная крица. Её извлекали из горна (часто в раскалённом состоянии) и проковывали для уплотнения (сваривания) и освобождения от шлака и включений несгоревшего угля. Совершенствование конструкции сыродутного горна происходило в направлении увеличения его высоты и поперечных размеров. Уже в эпоху Древнего Мира высота горна достигла человеческого роста, а для дутья стали применять специальные устройства – меха. В Средневековье высота сыродутных горнов достигла 4-5 м, при этом условия плавки изменились таким образом, что в печах стало возможным производить жидкий продукт – чугун. С этого момента (около XI-XII вв.) горны превратились в шахтные печи (сначала домницы, а потом – доменные печи).

Т

Твёрдость металлов
Определение: сопротивление металлов вдавливанию, определяется их прочностью и пластичностью. Для измерения Т. м., как правило, пользуются методом вдавливания. Величина твёрдости измеряется числами твёрдости и характеризуется отношением нагрузки к поверхности отпечатков, специально используемых для этой цели предметов. Отпечатки обычно производят шариком из закалённой стали (методы Бринелля, Роквелла), алмазным конусом (метод Роквелла) или алмазной пирамидой (метод Виккерса). Числа твёрдости указываются в единицах НВ (метод Бринелля), HV (метод Виккерса), HR (метод Роквелла), где Н от английского hardness — твёрдость.

Термическая обработка металлов
Определение: процесс обработки изделий из металлов и сплавов путём теплового воздействия с целью изменения их структуры и свойств в заданном направлении.
В эпоху энеолита при применении холодной ковки самородной меди первобытный человек столкнулся с явлением наклёпа, затрудняющим изготовление изделий с тонкими лезвиями и острыми наконечниками. Для восстановления пластичности необходимо было нагревать холоднокованую медь в очаге. Наиболее ранние свидетельства о применении смягчающего отжига наклёпанного металла относятся к 6-му тысячелетию до н. э. Такой отжиг стал первой операцией Т. о. металлов. При обработке предметов из железа, полученного с использованием сыродутного процесса, кузнец нагревал железную заготовку для горячей ковки в древесноугольном горне. При этом железо науглероживалось, то есть происходила цементация – одна из разновидностей химико-термической обработки. При охлаждении кованого изделия из науглероженного железа в воде происходило резкое повышение его твёрдости и улучшение эксплуатационных характеристик. Закалка в воде высокооловянной, свинцовой бронзы и науглероженного железа широко применялась уже во 2-ом тысячелетии до н. э. Цементацию железа в древесном угле или органическом веществе, закалку и отпуск стали повсеместно применяли в эпохи Древнего Мира и Средневековье. До середины XIX в. знания человека о Т. о. металлов представляли собой совокупность рецептов, выработанных на основе многовекового опыта. Потребности развития техники, и в первую очередь развития сталепушечного производства обусловили превращение Т. о. металлов из искусства в науку. Д. К. Чернов на Обуховском сталелитейном заводе в Петербурге, изучая под микроскопом протравленные шлифы, приготовленные из дул орудий, и наблюдая строение изломов в месте разрыва, сделал вывод, что сталь тем прочнее, чем мельче её структура. В 1868 Чернов открыл внутренние структурные превращения в охлаждающейся стали, происходящие при определённых температурах. которые он назвал критическими точками а и b. Если сталь нагревать до температур ниже точки а, то её невозможно закалить, а для получения мелкозернистой структуры сталь следует нагревать до температур выше точки b. Открытие Черновым критических точек структурных превращений в стали позволило научно обоснованно выбирать режим Т. о. для получения необходимых свойств стальных изделий.
В 1906 А. Вильм (Германия) на изобретённом им дуралюмине открыл эффект «старения» металлов после закалки – важнейший способ упрочения сплавов (алюминиевых, медных, никелевых, железных и др.). В 30-е гг. XX в. была разработана технология термомеханической обработки стареющих медных сплавов, а в 50-е – термомеханическая обработка сталей, позволившая значительно повысить прочность изделий.
Т. о. металлов подразделяется на собственно термическую, заключающуюся только в тепловом воздействии на металл, химико-термическую, сочетающую тепловое и химическое воздействия, и термомеханическую, сочетающую тепловое воздействие и пластическую деформацию. Собственно термическая обработка включает: отжиг, закалку, старение и отпуск.

Термическая печь
Определение: промышленная печь для проведения различных операций термической или химико-термической обработки металлических изделий. Т. п. подразделяют по методу работы: периодические и непрерывные.
Для термической обработки проката из черных и цветных металов в металлургической промышленности, как правило, применяют непрерывные Т. п. разнообразной конструкции: с роликовым подом, протяжные, конвейерные.
В машиностроительной промышленности при индивидуальном или мелкосерийном производстве применяют периодические Т. п., из которых наиболее распространены печи: с выкатным подом, ямные и индукционные.

Термомеханическая обработка металлов
Определение: ТМО – совокупность операций деформации, нагрева и охлаждения, применяемых в различной последовательности, в результате которой формируется окончательная структура металла или сплава, обеспечивающая необходимые потребительские свойства и качественные характеристики изделий.

У

Уклад
Определение: железные заготовки, полуфабрикаты для последующего кузнечного передела в изделия.

Усталость материалов
Определение: изменение механических и физических свойств материала под длительным действием циклически изменяющихся нагрузок. Изменение состояния материала при усталостном процессе отражается, прежде всего, на его механических свойствах. Эти изменения зависят от исходных свойств, истории нагружения и влияния среды. На определённой стадии начинаются необратимые явления снижения сопротивления материала разрушению, называемые усталостным повреждением. Сначала в структурных составляющих металла или сплава образуются микротрещины, которые на дальнейших стадиях перерастают в макротрещины, что в итоге приводит к окончательному разрушению конструкции или изделия.
Количественно усталостный процесс описывается зависимостью между размером накопленного повреждения и числом циклов или длительностью нагрузок. Соответствующая зависимость между числом циклов и стадией повреждения (возникновением трещины или окончательным повреждением) называется кривой усталости. Эта кривая – основная характеристика У. м.

Ф

Факел
Определение: поток топлива, воздуха и раскаленных продуктов сгорания, в котором протекают процессы горения.

Ферросплавы
Определение: полупродукты металлургического производства – сплавы железа с ванадием, кремнием, марганцем, хромом и др. элементами, используемые при выплавке стали для раскисления и легирования жидкого металла, связывания вредных примесей, придания металлу требуемой структуры и свойств, а также при получении других Ф. (т. н. передельные Ф.).

Флюс металлургический
Определение: материал, вводимый в шихту для понижения температуры плавления пустой породы, ошлакования золы твёрдого топлива, придания металлургическому шлаку необходимого химического состава и физических свойств. Ф. м. подразделяют на основные (известняк и доломит), кислые (кварцит) и нейтральные (глинозём). Поскольку пустая порода железных руд преимущественно крмнезёмистая (кислая), то в большинстве процессов чёрной металлургии роль флюса обычно выполняют материалы, содержащие основные оксиды кальция и магния.

Фурма
Определение: (от нем. Form, буквально – форма) – устройство для подачи дутья (газообразных компонентов процесса, например, воздуха, кислорода, природного газа и т.п.) в металлургические печи или для продувки металлической ванны при выплавке стали или цветных металлов. В доменных печах Ф. представляет собой сопло с водоохлаждаемой рубашкой, а в вагранках и других шахтных печах – отверстие щелевидного сечения в стенке агрегата. В конвертерах и мартеновских печах Ф. – труба для подачи кислорода с наконечником специальной конструкции и водоохлаждаемой рубашкой, снабженная механизмом для подъёма, опускания и замены. Кроме дутья различного состава, через Ф. могут подаваться (вдуваться) порошкообразные и жидкие материалы (например, пылеугольное топливо и мазут в доменном процессе).

Футеровка
Определение: (от нем. Futter – подкладка, подбой), защитная внутренняя облицовка металлургических и тепловых агрегатов и их частей (печей, топок, ковшей, боровов, труб и др.), а также химических аппаратов, травильных ванн и т.п. Выполняется из кирпичей, плит, блоков, бетонов, набивных масс и т. н. торкретмасс. В зависимости от назначения и вида материала Ф. может быть огнеупорной, кислотоупорной, теплоизоляционной.

Х

Химико-термическая обработка металлов
Определение: совокупность технологических процессов, приводящих к изменению химического состава, структуры и свойств поверхности металла без изменения состава, структуры и свойств его внутренних зон. Осуществляется с помощью насыщения поверхности различными элементами при повышенных температурах. Насыщение поверхности изделий из железа чаще всего производят углеродом (цементация), азотом (азотирование), азотом и углеродом (цианирование), металлами, кремнием (силицирование) и т.д.

Хромирование
Определение: – нанесение хрома или его сплавов на металлическое изделие для придания поверхности комплекса физико-химических свойств: сопротивления коррозии, износостойкости, жаростойкости, высоких механических и электромагнитных свойств. В зависимости от характера взаимодействия поверхности изделия с хромом процесс Х. осуществляется различными способами, среди которых наиболее распространен электролитический.
Электролитическое Х. – гальванический процесс, вошедший в промышленную практику в 20-х гг. XX в. Х. подвергают преимущественно изделия из стали и чугуна, а также из сплавов на основе меди, цинка, никеля и алюминия. Хромовое покрытие характеризуется высокой химической стойкостью, обусловленной способностью хрома пассивироваться. Осажденный на предварительно отполированную поверхность хром имеет зеркальный блеск и серебристый с синеватым отливом цвет.

Ц

Цвета каления стали
Определение: окраска металла при нагреве свыше 500 °С. При температурах свыше 1200 °С переходит в свечение («белое каление») (см. табл.). До появления пирометров по ц. к. определяли температуры термической (закалка, отпуск), химико-термической (цементация, цианирование) и термомеханической обработки стали.

Цвета побежалости стали
Определение: радужная окраска, появляющаяся на чистой поверхности нагретой стали в результате образования на ней тончайшей оксидной плёнки. Толщина плёнки зависит от температуры нагрева стали; плёнки разной толщины по-разному отражают световые лучи, чем и обусловлены те или иные Ц. п. (см. табл.). На легированных (особенно высоколегированных) сталях те же Ц. п. появляются при более высоких температурах. До появления пирометров по Ц. п. судили о температуре нагрева стали.

Цех
Определение: производственное подразделение промышленного предприятия, выполняющее определенные технологические процессы, либо производящееопределенную продукцию:
•    Бессемеровский цех - цех по производству стали в бессемеровских конверторах;
•    Доменный цех - цех по производству чугуна в доменных печах;
•    Кислородно-конверторный цех - цех по производству стали в кислородных конверторах;
•    Мартеновский цех - цех по производству стали в мартеновских печах;
•    Электросталеплавильный цех - цех по производству стали в электрических печах;
•    Копровый цех - цех по приемке и подготовке вторичных черных металлов к их дальнейшему использованию в сталеплавильных агрегатах

Ш

Шлак
Определение: (от нем. Schlacke) металлургический – расплав, формирующийся из пустой породы металлсодержащих шихтовых материалов, золы топлива, металлургических флюсов и, в некоторых случаях, футеровки металлургических агрегатов. Синтетический Ш. готовится до плавки и вводится в агрегат для ускорения шлакообразования или применяется для специальной обработки металла.
После затвердевания Ш. представляет собой камневидное или стекловидное вещество. В составе металлургических Ш. выделяют главные компоненты, как правило, оксиды алюминия (Al2O3), кальция (CaO), кремния (SiO2) и магния (MgO). Ш. играют важную роль в физико-химических процессах металлургического производства: они очищают металл от нежелательных примесей и предохраняют от вредного воздействия газовой среды печи (т. е. от окисления и газонасыщения).
До середины XX века металлургические шлаки рассматривались, в основном, как отходы производства и складировались специальных отвалах. Но во второй половине столетия Ш. чёрной металлургии превратились в самостоятельный продукт металлургического производства. Наиболее широко они используются при получении цемента, в дорожном строительстве, в качестве сельскохозяйственных удобрений. Из доменного Ш. изготовляются: гранулированный Ш., применяемый в производстве цемента и шлакоблоков; пемза – лёгкий заполнитель бетонов; щебень; литые изделия; шлаковая вата. Из сталеплавильных Ш. получают щебень для дорожного строительства. Ферросплавные Ш. перерабатываются на известковую муку, щебень и шлаковый песок для строительства. Из природнолегированного чугуна получают конвертерный шлак, служащий сырьём для производства ванадия.
В цветной металлургии различают Ш. передельные и отвальные. Передельные содержат повышенные количества ценных металлов (например, конвертерные шлаки никелевого и медного производств). Выход Ш. в цветной металлургии очень велик (при переработке бедных руд до 100—120 т на 1 т извлечённого металла). Для извлечения металлов из передельных Ш. их повторно используют в технологической схеме производства или применяют в качестве шихтового материала для извлечения других цветных металлов. В отвальных Ш. концентрируются оксиды металлов, которые невозможно переработать в данном металлургическом переделе, а также различные примеси и остаточные небольшие количества ценных металлов, доизвлечение которых при данном уровне технологии экономически невыгодно. Отвальные Ш. лишь незначительно используют для производства строительных материалов.

Шлиф в технике
Определение: образец для макро- или микроскопического исследования (соответственно макрошлиф или микрошлиф). Для получения Ш. подготовленную плоскую поверхность исследуемого образца шлифуют, полируют, а затем подвергают травлению. В результате на Ш. образуется макро- или микрорельеф, который исследуется невооруженным глазом или под микроскопом.

Штольня
Определение: (от нем. Stollen), горизонтальная или наклонная выработка, имеющая выход на земную поверхность и предназначенная для обслуживания горных работ.

Э

Экологическая безопасность отходов
Определение: отсутствие недопустимого риска для окружающей среды со стороны отхода на этапах его утилизации.

Экологический аудит
Определение: систематически документально оформленный процесс проверки объективно получаемых и оцениваемых аудиторских данных, с тем чтобы определить, соответствует ли критериям аудита определенные виды экологической деятельности, события, условия, системы административного управления или информация об этих объектах, а также сообщение результатов, полученных в ходе этого процесса, клиенту.

Экологический контроль
Определение: система мер, направленная на предотвращение, выявление и пресечение нарушения законодательства в области охраны окружающей среды, обеспечения соблюдения субъектами хозяйственной или иной деятельности требований, в том числе нормативов и нормативных документов, в области охраны окружающей среды.

Экологическое аудирование
Определение: вид деятельности включающий в себя комплекс организационных, научных, методических мероприятий (действий), обеcпечивающих проведение
экологического аудита.

Электрометаллургия
Определение: металлургические процессы получения металлов и сплавов с помощью электрического тока. В Э. применяются электротермические и электрохимические процессы. Электротермические процессы включают получение стали в дуговых и индукционных печах, спецэлектрометаллургию, рудовосстановительную плавку. Электрохимические процессы наиболее широко распространены в производстве цветных металлов на основе электролиза водных растворов и расплавленных сред.
Электросталеплавильное производство основано на использовании электротермических процессов. Электросталь выплавляется главным образом в дуговых печах. Преимущества этих печей перед другими сталеплавильными агрегатами заключаются в возможности нагрева металла до высоких температур, создания в печи атмосферы любого состава, формирования шлаков, обеспечивающих удаление вредных примесей. Поэтому дуговые печи широко используются для производства легированных высококачественных сталей и сплавов.
Плавка стали в индукционной печи, осуществляется методом переплава. Это обусловливает высокие требования к шихтовым материалам по содержанию вредных примесей (прежде всего, фосфора и серы).
Спецэлектрометаллургия охватывает процессы плавки и рафинирования металлов и сплавов, получившие развитие во второй половине XX века для удовлетворения потребностей высокоточной техники (космической, реактивной, атомной, химического машиностроения и др.). Спецэлектрометаллургия включает вакуумную дуговую плавку, электроннолучевую плавку, электрошлаковый переплав и плазменно-дуговую плавку. Этими методами переплавляют стали и сплавы ответственного назначения, тугоплавкие металлы – вольфрам, молибден, ниобий и их сплавы, высокореакционные металлы – титан, ванадий, цирконий, сплавы на их основе и др.
Рудовосстановительная плавка включает производство ферросплавов, медных и никелевых штейнов, свинца, цинка, титанистых шлаков и др. Процесс заключается в восстановлении металлов из природных руд и концентратов углеродом, кремнием и другими восстановителями при высоких температурах, создаваемых с помощью мощной электрической дуги.

Ю

Юбка конвертера
Определение: подвижный конус над горловиной конвертера, служащий для отвода отходящих газов.

Яндекс.Метрика