Prezentare generală a cunoștințelor industriei materialelor siderurgice
I. Definiția și starea miezului de fier și oțel
Fierul și oțelul sunt termeni generali pentru aliajele compuse în principal din fier (Fe) și carbon (C), împreună cu alte elemente precum mangan (Mn), siliciu (Si), fosfor (P) și sulf (S). Ele sunt cele mai utilizate și cele mai importante materiale metalice în industria modernă, adesea numite „coloana vertebrală a industriei”. Proprietățile lor pot fi variate într-o gamă extrem de largă prin ajustarea compoziției chimice și a proceselor de tratament termic pentru a satisface cerințe diferite.
II. Clasificare de bază: fontă brută, oțel și produse din oțel
Fontă: High carbon content (>2,11%), dure și casante, produse în principal prin topirea în furnal. Cea mai mare parte este folosită ca materie primă pentru fabricarea oțelului, o mică parte fiind folosită pentru turnare (fontă brută).
Oţel: În general, conține 0,02% până la 2,11% carbon, caracterizat printr-o combinație bună de rezistență, tenacitate și plasticitate. Oțelul este produs din fontă prin oxidare pentru a îndepărta carbonul și impuritățile într-un cuptor de fabricare a oțelului; este materialul de bază pentru produsele din oțel.
Produse din oțel: produse finite sau semi-facute prin prelucrarea plastică a oțelului prin laminare, forjare, trefilare etc., cum ar fi plăci, țevi, secțiuni și sârmă.
III. Sisteme de clasificare a miezurilor pentru oțel
Clasificarea oțelului este complexă; sistemele comune includ:
După compoziția chimică:
Oțel carbon: compus în principal din fier și carbon. Subdivizat după conținutul de carbon în oțel-cu conținut scăzut de carbon (C<0.25%), medium-carbon steel (0.25%≤C≤0.60%), and high-carbon steel (C>0,60%). Cost mai mic, cel mai utilizat.
Oțel aliat: Pe baza de oțel carbon, unul sau mai multe elemente de aliere (de exemplu, crom Cr, nichel Ni, molibden Mo, vanadiu V) sunt adăugate intenționat pentru a obține proprietăți specifice. Poate fi împărțit înoțel{0}scăzut aliat, oțel aliat mediu{0}, șioţel{0}aliat înalt.
Prin calitate(pe baza în principal pe conținutul de impurități nocive, fosfor și sulf):
Oțel obișnuit(P mai mic sau egal cu 0,045%, S mai mic sau egal cu 0,050%)
Oțel de calitate(P, S ambele mai mici sau egale cu 0,035%)
Oțel{0}}de înaltă calitate(P mai mic sau egal cu 0,035%, S mai mic sau egal cu 0,030%)
Prin metoda de topire și gradul de dezoxidare:
Deschide-Hearth Steel(în mare parte învechit)
Oțel pentru cuptor cu oxigen de bază (BOF).(procesul de producție principal)
Oțel pentru cuptor cu arc electric (EAF). (folosit adesea pentru producerea de-oțel aliat de înaltă calitate)
În funcție de gradul de dezoxidare: oțel cu bordură (F), oțel ucis (Z), oțel semi-ucit (b) și oțel ucis special (TZ).
După Structura Metalografică(referitor la starea de tratament termic):
Stare recoaptă: oțel hipoeutectoid, oțel eutectoid, oțel hipereutectoid.
Stare normalizată: oțel perlitic, oțel bainitic, oțel martensitic, oțel austenitic.
Prin Aplicație(cea mai comună metodă de clasificare):
Oțel structural: Folosit pentru construcții, poduri, nave, vehicule, vase sub presiune, etc. Subliniază rezistența și duritatea.
Oțel pentru scule: Folosit pentru fabricarea sculelor de tăiere, matrițe, instrumente de măsurare. Subliniază duritatea ridicată, rezistența la uzură și duritatea la cald.
Oțel cu destinație specială: Posedă proprietăți fizice/chimice speciale, de ex.Oţel inoxidabil (rezistent-la coroziune),Oțel-rezistent la căldură, Oțel-rezistent la abraziune.
IV. Fluxul principal al procesului de producție
Complexele moderne integrate de fier și oțel urmează în principal două modele: „Proces lung” și „Proces scurt”:
Proces lung: Sinterizare/Peletizare → Fabricarea fierului în furnal → Fabricarea oțelului în cuptorul cu oxigen de bază → Rafinare secundară → Turnare continuă → Laminare. Utilizează minereu de fier și cărbune ca materii prime principale. Capacitate mare, proces mainstream.
Proces scurt: Cuptor cu arc electric Fabricarea oțelului → Rafinare secundară → Turnare continuă → Laminare. Folosește fier vechi de oțel ca materie primă principală. Consum de energie și emisii relativ mai mici, mai ecologice. O direcție cheie pentru transformarea verde.
V. Indicatori cheie de performanță
Proprietăți mecanice: Rezistență (rezistență la curgere, rezistență la tracțiune), plasticitate (alungire, reducerea suprafeței), tenacitate (energie de impact), duritate.
Proprietăți fizice și chimice: Rezistenta la coroziune, rezistenta la caldura, rezistenta la uzura, sudabilitate, lucrabilitate la cald/rece.
VI. Domenii principale de aplicare
Constructii: Bare de armare (bara de armare), bare de sârmă, grinzi H-pentru structuri din beton armat.
Fabricarea: Tablă de oțel pentru automobile (panouri de caroserie, oțel pentru roți dințate), oțel pentru fabricarea de mașini, oțel pentru rulmenți, oțel pentru arc.
Energie și transport: Oțel pentru conducte pentru transportul petrolului/gazului, oțel pentru turnuri de turbine eoliene, oțel pentru nave și platforme offshore, șine și roți pentru căi ferate.
Aparate de uz casnic și bunuri de larg consum: Carcase pentru diverse aparate, tacâmuri (oțel inoxidabil).
VII. Tendințe curente de dezvoltare a industriei
Tranziție verde și cu emisii reduse de-carbon: Dezvoltarea metalurgiei bazate pe hidrogen-, captarea, utilizarea și stocarea carbonului (CCUS) și creșterea proporției de oțel EAF pentru a aborda schimbările climatice.
Upgrade de produs la high-end: Concentrându-se pe cercetare și dezvoltare și producția de oțeluri speciale cu rezistență ridicată, duritate ridicată, rezistență la coroziune și rezistență la medii extreme (temperatură ridicată/joasă) pentru a obține înlocuirea importurilor.
Fabricare inteligentă: Utilizarea internetului industrial, a datelor mari și a inteligenței artificiale pentru a optimiza producția, obținând reducerea costurilor, îmbunătățirea eficienței și stabilitatea calității.
Aprovizionare cu materiale orientate{0}}servicii: Evoluție de la simpla vânzare a oțelului la furnizarea de soluții de materiale și servicii pe tot parcursul vieții.