Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Сплав железа
Iron alloy
Чугун, также известный как сырое железо, является полуфабрикатом, используемым в черной металлургии для производства стали. Он получается путем доменного плавления железной руды. Чугун содержит высокое количество углерода, обычно от 3,8 до 4,7%, а также кремнезем и другие шлаки, что делает его хрупким и непригодным для непосредственного использования в качестве материала, за исключением ограниченного числа применений.
Pig iron, also known as crude iron, is an intermediate good used by the iron industry in the production of steel. It is developed by smelting iron ore in a blast furnace. Pig iron has a high carbon content, typically 3.8–4.7%, along with silica and other dross, which makes it brittle and not useful directly as a material except for limited applications.
Этимология
Традиционная форма форм для чугунных слитков представляет собой разветвленную структуру, отлитую в песке, с множеством отдельных слитков, расположенных под прямым углом к центральному каналу или "бегунку", напоминающую выводок поросят, сосащих свиноматку. Когда металл остывал и затвердевал, мелкие слитки ("свиньи") просто отламывались от "свиноматки" (центрального канала), отсюда и название "чугун". Поскольку чугун предназначен для переплавки, неравномерный размер слитков и небольшое количество песка в них не имеют существенного значения по сравнению с простотой литья и транспортировки.
The traditional shape of the molds used for pig iron ingots is a branching structure formed in sand, with many individual ingots at right angles to a central channel or "runner", resembling a litter of piglets being nursed by a sow. When the metal had cooled and hardened, the smaller ingots (the "pigs") were simply broken from the runner (the "sow"), hence the name "pig iron". As pig iron is intended for remelting, the uneven size of the ingots and the inclusion of small amounts of sand are insignificant issues when compared to the ease of casting and handling.
История
Плавление и производство кованого железа были известны в древней Европе и на Ближнем Востоке, но оно осуществлялось в кричных печах методом прямого восстановления. Во всех доменных печах образуются небольшие гранулы чугуна, рассеянные в шлаке, однако переход железа в жидкое состояние в печи считался нежелательным явлением: эти гранулы не обладают пластичностью и не могут быть выкованы в единое целое, а превращение чугуна в сталь посредством обезуглероживания было чрезвычайно трудоемким процессом с использованием средневековых технологий. Поэтому в Европе до Средневековья эти гранулы выбрасывались вместе со шлаком. Китайцы начали выплавлять чугун еще в период Поздней династии Чжоу (которая завершилась в 256 г. до н.э.). Печи, подобные Лаппиттану в Швеции, могут датироваться XII веком, а некоторые в графстве Марк (ныне часть Вестфалии, Германия) – XIII веком. Остается выяснить, связаны ли эти североевропейские разработки с китайскими. Вагнер предположил возможную связь через персидские контакты с Китаем по Шелковому пути и контакты викингов с Персией. В этих процессах чугун расплавляют, и над ним направляют мощный поток воздуха во время перемешивания или взбалтывания. Это приводит к полному окислению растворенных примесей (например, кремния). Промежуточный продукт пудлингования известен как рафинированный чугун, рафинированный металл или очищенное железо. Чугун также можно использовать для производства серого чугуна. Это достигается путем переплавки чугуна, часто вместе со значительным количеством стали и металлолома, удаления нежелательных загрязнений, добавления сплавов и регулировки содержания углерода. Также возможно производство ковкого чугуна с использованием определенных марок чугуна высокой чистоты; в зависимости от марки производимого ковкого чугуна, выбранные чугуны могут содержать низкое количество кремния, марганца, серы и фосфора. Чугун высокой чистоты используется для разбавления любых элементов в заряде для ковкого чугуна, которые могут быть вредны для процесса производства ковкого чугуна (за исключением углерода).
Smelting and producing wrought iron were known in ancient Europe and the Middle East, but it was produced in bloomeries by direct reduction. Small prills of pig iron dispersed in slag are produced in all iron furnaces, but the phase transition of the iron into liquid in the furnace was an avoided phenomenon: these globules are not malleable so can't be hammered in a single piece, and decarburizing the pig iron into steel was an extremely tedious process using medieval technology, so in Europe before the Middle Ages the prills were discarded with the slag. The Chinese were making pig iron by the later Zhou dynasty (which ended in 256 BC). Furnaces such as Lapphyttan in Sweden may date back to the 12th century; and some in the County of Mark dating to the 13th century, which is now part of Westphalia, Germany. It remains to be established whether these northern European developments derive from Chinese ones. Wagner has postulated a possible link via Persian contacts with China along the Silk Road and Viking contacts with Persia, In these processes, pig iron is melted and a strong current of air is directed over it while it is stirred or agitated. This causes the dissolved impurities (such as silicon) to be thoroughly oxidized. An intermediate product of puddling is known as refined pig iron, finers metal, or refined iron. Pig iron can also be used to produce gray iron. This is achieved by remelting pig iron, often along with substantial quantities of steel and scrap iron, removing undesirable contaminants, adding alloys, and adjusting the carbon content. Ductile iron can also be produced using certain high purity grades of pig iron; depending on the grade of ductile iron being produced, the pig irons chosen may be low in the elements silicon, manganese, sulfur and phosphorus. High purity pig iron is used to dilute any elements in a ductile iron charge which may be harmful to the ductile iron process (except carbon).
Современное использование
Исторически чугун выливался непосредственно из горна доменной печи через разливочный желоб в ковш для транспортировки на сталелитейный завод преимущественно в жидком состоянии; в таком состоянии чугун назывался "горячим металлом". Затем "горячий металл" заливался в сталеплавильный сосуд для производства стали, как правило, в электрическую дуговую печь, индукционную печь или кислородно-конвертерный процесс, где избыток углерода выжигается и контролируется состав сплава. Более ранние процессы включали кричное горно, пудлинговую печь, бессемеровский процесс и мартеновскую печь. Современные сталелитейные заводы и заводы прямого восстановления железа транспортируют расплавленное железо в ковш для немедленного использования в сталеплавильных печах или отливают его в чушки на литейной машине для чушек для повторного использования или перепродажи. Современные литейные машины для чушек производят чушки-прутки, которые при выгрузке ломаются на более мелкие чушки весом 4–10 кг.
Pig iron was historically poured directly out of the bottom of the blast furnace through a trough into a ladle car for transfer to the steel mill in mostly liquid form; in this state, the pig iron was referred to as hot metal. The hot metal was then poured into a steelmaking vessel to produce steel, typically an electric arc furnace, induction furnace or basic oxygen furnace, where the excess carbon is burned off and the alloy composition controlled. Earlier processes for this included the finery forge, the puddling furnace, the Bessemer process, and the open hearth furnace. Modern steel mills and direct reduction iron plants transfer the molten iron to a ladle for immediate use in the steel making furnaces or cast it into pigs on a pig casting machine for reuse or resale. Modern pig casting machines produce stick pigs, which break into smaller 4–10 kg piglets at discharge.