ВВЕДЕНИЕ. Металлургия стали — это наука о спо­собах получения стали в количествах, имеющих промышленное значение

Металлургия стали — это наука о спо­собах получения стали в количествах, имеющих промышленное значение. Сталью называют деформируемый сплав железа с углеродом и другими элементами (марганцем, кремнием, серой, фосфором). Для получения стали со специальными свойствами в металл вводят легирующие элементы: хром, никель, молибден, вольфрам, медь, ниобий, ванадий и др., а также в увеличенных количествах марганец и кремний. Получение железа в чистом виде является трудоемким и дорогос­тоящим процессом. Механические свойства стали, в частности проч­ность, значительно выше, чем у чис­того железа. В связи с этим чистое железо используют только для специ­альных целей; в технике и в быту обычно применяют сталь.

Основной примесью стали, в зна­чительной мере определяющей ее свойства, является углерод. По содер­жанию углерода сплавы Fe-C делят на сталь и чугун. При содержании ниже 1,7—2% С сплав Fe-C называют ста­лью, а при > 1,7 % С —чугуном. Раз­личают сталистые чугуны (от 1,7 до 2,8-3 % С) и обычные чугуны (> 3 % С). При высоких температурах сталь обладает высокой пластичнос­тью, способностью коваться и прока­тываться. Чугун этими свойствами не обладает. Чугун имеет температуру плавления, значительно более низкую, чем сталь, поэтому обладает хороши­ми литейными качествами и широко применяется в литейном производ­стве. В настоящее время выплавляют стали, содержащие, как правило, < 1,2 % С, и чугуны с 3,5-4,5 % С.

Техническое название железа и же­лезных сплавов — черные металлы. Значение черных металлов вообще и стали в частности в народном хозяйстве огромно. Без использования ста­ли не могли бы развиваться ни горная промышленность, ни транспорт, ни машиностроение, ни сельское хозяй­ство. За последние 60—100 лет во мно­го раз увеличилось производство цвет­ных металлов, особенно алюминия, однако доля черных металлов в миро­вом производстве продолжает оста­ваться преобладающей и почти неиз­менной — около 95 % общего произ­водства металлов. В течение многих столетий уровень экономической мощи того или иного государства оп­ределялся в первую очередь количе­ством выплавленной стали. При этом основную массу составляли так назы­ваемые рядовые марки стали; доля ка­чественных и высококачественных марок была невелика.

Настоящий период развития ме­таллургии характеризуется коренным изменением как масштабов производ­ства качественной и высококачествен­ной стали, так и ее доли в общем про­изводстве и методов получения. Это связано с рядом обстоятельств: 1) для производства стали требуются добыча угля и получение из него кокса, добы­ча добавочных материалов, сооруже­ние металлургических заводов, что связано с огромными и всевозрастаю­щими (в связи с истощением запасов богатых руд и дефицитом коксующих­ся углей) затратами материальных, энергетических и трудовых ресурсов; 2) развитие техники позволяет непре­рывно повышать эффективность ме­таллургического производства, т. е. из того же количества руды и угля полу­чать все больше металлоизделий; 3) непрерывное и осуществляемое все­возрастающими темпами перевоору­жение промышленности связано с вы­водом из строя устаревшего оборудо­вания и соответственно с получением большого количества металлолома металлолом (а не железная руда) все в большей степени становится основ­ным сырьем для производства стал (это относится прежде всего к разви­тым в промышленном отношении странам, т. е. к странам с большой «металлоемкостью» народного хозяй­ства); 4) высокие требования к каче­ству стали привели к разработке боль­шого числа новых технологий, что су­щественно изменило в последние годы положение дел в сталеплавиль­ной промышленности. Требования новых отраслей техники к качеству многих марок стали резко возросли 20-30 лет назад и продолжают возрас­тать. В результате увеличились масш­табы производства стали и сплавов, содержащих ничтожно малое коли­чество газов, неметаллических вклю­чений и других нежелательных при­месей; разработаны новые способы обработки металла как в самом агрега­те, так и вне его. Возможность получе­ния стали с гарантированно низким содержанием вредных примесей при минимальном развитии ликвации обеспечивает возможность роста про­мышленного производства без суще­ственного увеличения количества выплавляемой стали.

Все это, вместе взятое, определяет новую ситуацию в промышленности, при которой масштабы выплавки стали уже не характеризуют про­мышленную мощь. Главным стано­вятся высокое качество, чистота и надежность металлопродукции. Не­избежное при этом усложнение тех­нологии оправдывается достигаемым результатом.

На прошедшем в октябре 2000 г. в Московском Кремле Всероссийском съезде металлургов были отмечены определенные успехи отечественных сталеплавильщиков. Добрые словапрозвучали и в адрес нашей высшей школы, на выпускников которой страна возлагает большие надежды. Сегодня в металлургическом произ­водстве страны работают тысячи вы­сококвалифицированных специалис­тов. Эффективность их работы под­держивается должным уровнем теоретической подготовки и общего металлургического образования.

На протяжении многих лет, по мере развития науки и техники, наши специалисты имели возмож­ность пользоваться трудами ведущих отечественных ученых с мировым име­нем, находивших время и силы для своевременного создания соответству­ющих монографий, учебников. Приме­ром таких фундаментальных работ яв­ляются книги: «Производство стали», В. Е. Грум-Гржимайло (Гостехиздат, 1933); «Металлургия стали», т. 1—3, М. М. Карнаухов (ОНТИ, 1934); «Электрометаллургия», А. М. Сама­рин (Металлургиздат, 1943); «Элект­рометаллургия стали и ферросплавов», Ф. П. Еднерал (Металлургиздат, 1950; 1955); «Металлургия стали», К. Г. Тру-бин и Г. Н. Ойкс (Металлургиздат, 1951); «Физическая химия пирометал-лургических процессов», О. А. Есин и П. В. Гельд (Металлургиздат, 1954); «Теория процессов производства ста­ли», В. И. Явойский (Металлургиздат, 1963) и др. В этих работах отражены многие важнейшие вопросы произ­водства стали, представляющие боль­шой научный интерес и в настоящее время.

Современная металлургия пережи­вает сложнейший период ускоренной модернизации. Отрасль должна осво­ить самые современные и перспектив­ные технологии. В этих условиях очень важна память о тех, кто в свое время заложил прочный фундамент отечественной металлургии.