производство, производство стали из чугуна и стального лома в сталеплавильных агрегатах металлургических заводов. С. п. - второе звено в общем производственном цикле чёрной металлургии ; другие главные звенья - получение чугуна в доменных печах (см. Доменное производство ) и прокатка стальных слитков или заготовок (см. Прокатное производство ). С. п. включает 2 основных технологических процесса - выплавку и разливку стали.
В современной металлургии важнейшие способы выплавки стали - кислородно-конвертерный процесс (см. также Конвертерное производство ), мартеновский процесс (см. Мартеновское производство ) и электросталеплавильный процесс (см. Электросталеплавильное производство .) Соотношение между этими видами С. п. меняется: если в начале 50-х гг. 20 в. в мартеновских печах выплавлялось около 80% производимой в мире стали, то уже к середине 70-х гг. главенствующее положение занял кислородно-конвертерный процесс, на долю которого приходится более половины мировой выплавки стали.
Полученную в сталеплавильном агрегате сталь выпускают в разливочный ковш, а затем либо разливают в металлические формы - изложницы , либо направляют на установки непрерывной разливки стали (машины непрерывного литья); лишь около 2% всей производимой стали идёт на фасонное литьё. В результате затвердевания металла получаются стальные слитки или заготовки, которые в дальнейшем подвергают обработке давлением (прокатке, ковке). Непрерывный способ разливки стали имеет неоспоримые преимущества перед разливкой в изложницы. Однако пока преобладающее количество металла разливается в изложницы. Разливка стали - ответственный этап С. п. Технология и организация разливки в значительной мере определяют качество готового металла и количество отходов при последующем переделе стальных слитков.
В кислородно-конвертерном производстве преобладают конвертеры ёмкостью 100-350 т . Сортамент стали, получаемой этим способом, непрерывно расширяется, причём по качеству кислородно-конвертерная легированная сталь не уступает мартеновской стали и электростали соответствующих марок. Выплавка некоторых низколегированных сталей в кислородных конвертерах считается наиболее целесообразной не только по экономическим причинам, но и с точки зрения качества металла. Так, сталь, предназначенную для холодной деформации (особенно для производства автолиста), на металлургических заводах всего мира выплавляют главным образом в кислородных конвертерах. Осваивается выплавка высоколегированной стали. Главные направления развития кислородно-конвертерного процесса: интенсификация плавки (в первую очередь продувки), повышение стойкости футеровки, применение современных средств контроля и управления с использованием ЭВМ, разработка новых технологических вариантов. Большие перспективы открывает перед кислородно-конвертерным процессом сочетание его с методами внепечного рафинирования металла.
Несмотря на резкое сокращение доли мартеновского металла в общем объёме производства стали, роль мартеновского процесса в чёрной металлургии многих стран ещё достаточно высока. Использование кислорода, природного газа, огнеупоров высокого качества позволяет значительно интенсифицировать мартеновский процесс. Вместе с тем строительство новых мартеновских печей повсеместно прекращено. Перспективной считается перестройка действующих мартеновских печей на высокопроизводительные двухванные печи .
Во 2-й половине 20 в. наблюдается заметное развитие электросталеплавильного производства, обусловленное рядом его преимуществ перед др. способами получения стали. В СССР действуют 200- т дуговые печи ; проектируются печи номинальной ёмкостью 400 т . В США находится в эксплуатации самая крупная в мире 360- т электропечь (1975). Ведутся работы по созданию 500-600- т электропечей (с шестью электродами). Важная тенденция электросталеплавильного производства - значительное увеличение удельной мощности электропечей (с 250-300 до 500-600 ква/т и более). На металлургических предприятиях некоторых стран внедрён предварительный подогрев шихты, позволяющий сократить продолжительность плавки, снизить расход электроэнергии и электродов. Технико-экономические показатели современных дуговых печей свидетельствуют о целесообразности их использования для выплавки не только легированной, но и рядовой стали. Так, в электросталеплавильных цехах США доля рядового металла достигает 70%, в ФРГ - 50%. Положительное влияние на развитие электрометаллургии стали окажет широкое промышленное освоение способов прямого получения железа , позволяющих производить высококачественное сырьё для электропечей. Использование металлизованной шихты для электроплавки (например, металлизованных окатышей ) позволит сократить капитальные вложения на сооружение новых электросталеплавильных цехов и повысить производительность дуговых печей.
Одно из перспективных направлений развития С. п. - повышение качества стали путём внепечного рафинирования. Наибольшее промышленное значение имеют следующие методы: продувка металла в ковше или специальном агрегате инертными газами или окислительными смесями; вакуумная обработка стали (см. Дегазация стали ); обработка стали синтетическими шлаками.
Примерно в середине 60-х гг. начала интенсивно развиваться т. н. спецэлектрометаллургия, которая включает различные виды рафинирующих переплавов заготовки, полученной в обычных сталеплавильных агрегатах (чаще всего в дуговых или индукционных печах). К ним относятся плавка в дуговых вакуумных печах и в индукционных вакуумных печах, электрошлаковый переплав , электроннолучевая плавка , плазменная плавка (см. Плазменная металлургия ). В результате рафинирующего переплава исходный металл эффективно очищается от неметаллических включений и др. нежелательных примесей, повышаются плотность и однородность его структуры, улучшаются многие свойства стали.
В области разливки стали наблюдается постоянное увеличение доли непрерывно-литого металла. В середине 70-х гг. в мире работает свыше 500 машин непрерывного литья (МНЛ) стали. Крупнейшая в мире МНЛ, производительностью 1,9 млн. т стали в год, действует в США (1975). Наиболее широкое распространение получают МНЛ радиального типа. Выход готового продукта на лучших МНЛ мира достигает 96-99%. Как при непрерывном литье, так и при разливке стали в изложницы высокие технико-экономические результаты даёт замена стопорных устройств бесстопорными (шиберными) затворами - надёжными и безопасными в работе, позволяющими точно регулировать скорость разливки металла. Применение экзотермических шлакообразующих смесей позволяет улучшить поверхность получаемых слитков. Благодаря использованию теплоизолирующих и экзотермических прибыльных надставок удаётся значительно сократить потери металла.
К тенденциям С. п., как и чёрной металлургии в целом, следует отнести дальнейшую концентрацию производства, повышение степени непрерывности всего технологического цикла, специализацию отдельных цехов и предприятий, что создаёт благоприятные условия для снижения себестоимости и повышения качества стали, для достижения высокой степени механизации и автоматизации всего металлургического процесса, внедрения электронно-вычислительных машин и автоматизированных систем управления. Большое значение для развития С. п. имеют ведущиеся в ряде стран работы по созданию непрерывного сталеплавильного процесса и агрегата длящего проведения (см. Сталеплавильный агрегат непрерывного действия ).
Мировое производство стали в 1974 превысило 700 млн. т , причём 136 млн. т было выплавлено в СССР. В промышленно развитых странах на душу населения приходится 400-600 кг стали (в СССР более 500 кг ). По некоторым прогнозам, к 2000 мировое производство важнейшего металла современности может достичь 2 млрд. т .
Лит.: Сталеплавильное производство. Справочник, под ред. А. М. Самарина, т. 1-2, М., 1964; Явойский В. И., Теория процессов производства стали, 2 изд., М., 1967; Лемпицкий В. В., Голиков И. Н., Склокин Н. Ф., Прогрессивные способы повышения качества стали, М., 1968; Перспективы развития технологии черной металлургии, М., 1973; Электрометаллургия стали и ферросплавов, М., 1974; Калинников Е. С., Черная металлургия: реальность и тенденции, М., 1975; Баптизманский В. И., Теория кислородно-конверторного процесса, М., 1975.
С. И. Венецкий.