Железо

Прогресс в металлургии чугуна и стали продолжался. Были внедрены новые способы получения стали. И хотя еще Бессемер предлагал использовать чистый кислород для окисления примесей чугуна, понадобилось много лет, чтобы технически осуществить процесс вдувания кислорода в конвертор сверху, получивший название ЛД-процесс. Это произошло на сталеплавильных заводах в Линце и Донавице в 1949 году. Вскоре ЛД-процесс широко вошел в практику сталеварения, и сегодня значительную долю стали получают продувкой чугуна кислородом, а не воздухом. Вакуумная плавка при помощи электронного или плазменного луча, а также изобретенный в, СССР электрошлаковый переплав позволили значительно улучшить качество стали. В настоящее время идет дальнейшая разработка способов выплавки и обработки стали. Металлурги не отказались от идеи прямого получения стали из руды, минуя процесс выплавки чугуна, как делали это когда-то, но с той разницей, что сегодня для этого используются совершенно иные технические средства. Проблема непрерывного получения стали, над решением которой работают во всех промышленно развитых странах, подтверждает мысль о том, что развитие черной металлургии продолжается.

Следует ясно себе представлять, что в течение двух с половиной тысячелетий процесс производства железа и стали был прерывным и что сегодня такими еще являются все сталеплавильные процессы. И если однажды, а этот день не за горами, об этом свидетельствуют технические достижения и уровень научных знаний, сталь будут получать в промышленных масштабах иным, непрерывным способом, то это окажется равнозначным промышленной революции и даст громадный экономический выигрыш народному хозяйству.

Одна из японских опытных установок с закрытым трехкамерным реактором работает по принципу кислородной продувки. В направлении потока расплава располагается последовательно несколько кислородных фурм. Производительность установки, по опубликованным данным, невелика и составляет менее 10 тонн стали в час, но это связано с небольшими размерами установки.

На объединенных австрийских сталеплавильных заводах (фирма VOEST) создан метод окисления чугуна впрыскиванием. Производительность этой опытной установки выше, чем японской, примерно в десять раз. Правда, эти цифры ничего не говорят о технологическом совершенстве способа, так как сопоставление возможно лишь на основе единых критериев, а для этого отсутствуют объективные данные.

В различных странах имеются экспериментальные установки, весьма экономичные с точки зрения расхода энергии, что связано с особой транспортировкой материалов. Имеются в виду установки, работающие по принципу противотока, то есть шлак и отходящие газы в них перемещаются навстречу расплавленному чугуну. Наряду с более полным использованием энергии, благодаря противотоку достигается и значительное улучшение качества стали.

Железо сегодня — важнейший металл цивилизации. Сохранится ли такое положение впредь или керамические и прежде всего высокополимарные материалы постепенно вытеснят этот металл? Не являемся ли мы свидетелями конца «железного века»?

Растущие объемы производства чугуна и стали говорят нам о другом — о том, что железо еще очень длительное время будет материалом номер один. Железо, как— никакой другой металл, используемый в технике, обладает удивительной способностью к изменению свойств, и не случайно поэтому на его основе создано более десяти тысяч сплавов.

В будущем предпочтение будет отдано технологическим процессам получения стали непосредственно из руд, а не из промежуточного продукта — чугуна. Значительное место в металлургии железа займут высокопроизводительные переплавные процессы. Нельзя точно сказать, когда именно принципиально новые технологические способы, например биотехнические, начнут в значительной степени вытеснять, заменять или хотя бы дополнять традиционные, однако, несомненно, что в ближайшие десятилетия в технике легирования и обработки стали произойдет значительный прогресс. Разработанная в последние годы термомеханическая обработка, предусматривающая проведение пластической деформации совместно с фазовыми превращениями, дала поразительные результаты. Не будет преувеличением сказать, что это первые шаги совершенно нового направления в обработке стали. Можно себе представить, что и другие научные направления в технологии обработки откроют совершенно новые аспекты, например путем направленного изменения структуры можно будет обеспечить совершенно новые по своей природе комплексы свойств. Дальнейшее развитие процессов получения и обработки стали прогнозировать пока затруднительно.

ЖЕЛЕЗО СЕГОДНЯ И ЗАВТРА

Студент проспал лекцию, прочитанную в актовом зеле. — Железо с Луны не ржавеет. — О металлургии высоких давлений и эпсилон-железе. — Поиски новых путей развития материалов на основе железа.