У вуглецевих сталях корисними домішками можуть бути марганець (0,3…0,6%) і кремній (0,15..0,3%). Вміст шкідливих домішок таких як сірка, фосфор, азот і кисень, обмежуються сотими і тисячними долями відсотка.
Введення в сталь у певній кількості елементів, які називаються легуючими (хром, нікель та інші), покращує її як механічні, так і хімічні (антикорозійні) властивості. Такі сталі називають легованими.
Історична довідка. Металургія сталі, як виробництва, виникла приблизно 3,5 тис. років тому в районі Суецької затоки (Сірія, Єгипет). Шлях розвитку чорної металургії можна поділити на декілька етапів. Спочатку сталь виготовлялась прямим способом, тобто безпосередньо з залізної руди. Подалі в XII…XIV століттях почали виготовлять сталь шляхом рафінування чавуну в агрегатах періодичної (дискретної) дії без використання кисневого дуття.
Третій сучасний етап – переробка чавуну в рідку сталь в агрегатах періодичної дії з використанням кисневого дуття і покращанням якості сталі способом ковшової обробки синтетичними шлаками, вакуумом, інертними газами з доданням мікролегуючих порошків або без них.
В даний час чорні метали виробляють в 67 країнах світу. В
1994 році світовий об’єм випуску сталі становить 726,5 млн.т., в тому числі: Японія (97,2 млн.т), США (70,1 млн.т), Україна (25,9 млн.т).
На сучасному етапі сталь виготовляють двома способами: мартенівським та конверторним.
4.1.2.1. Мартенівський спосіб
Мартенівський процес здійснюється в печах, які називаються мартенівськими. Вихідним матеріалом для виплавлення сталі в печі є шихта. Але склад її відрізняється від тієї, що виготовляють для доменного процесу. Є два варіанта виготовлення шихти:
1) рідкий чавун (55..65%), залізосталевий брухт (35...45%), а також вапняк;
2) залізна руда, рідкий чавун і вапняк.
Найчастіше застосовують перший спосіб виготовлення шихти.
Одноканальна мартенівська піч (рис. 17) складається з верхньої будівлі (частина мартенівської печі, що знаходиться над робочим майданчиком) та нижньої будівлі (частина мартенівської печі, що знаходиться під мартенівським майданчиком).
Суть мартенівського процесу полягає в тому, що спочатку через вікна у ванну завантажують брухт і вапняк, а через жолоба ‑ рідкий чавун. Завалка триває 2…3 години. Одночасно із завалкою шихти