В нашей стране широко популярен рынок переработки вторичного сырья. Это касается в частности, черного и цветного металлолома. Как правило, вторичные черные металлы делятся на два класса. По содержанию углерода:
По наличию легирующих элементов:
Существует 28 видов качества металла и 67 групп, которые определяются содержанием легирующих элементов. В качестве примера можете обратиться на сайт компании «ПромИнвест» http://www.metalistgroup.ru/ и посмотреть существующие предложения. Распределение вторичных черных металлов по категориям, видам, обозначению и шифру распределяется согласно следующим стандартам.
Категория черного металла в соответствии с ГОСТ 2787-75:
1А – отходы кускового металла, который перерабатывают в плавильнях. За исключением проволоки. Есть ограничения по габаритам;
2А; 2Б – это лом в кусках, подлежащий переработке. Максимальный размер куска 60х35х25см. Но при определенных обстоятельствах могут принимать куски большего размера, если они обработаны соответствующим образом;
3А – это стальной кусковой металлолом, чьи размеры не превышают 1,5х0,5х0,5 метра с весом не больше 600 кг и не меньше 1 кг. Это могут быть и трубы, если диаметр больше 150 мм, а толщина металла не меньше 4 мм. Трубы должны быть распилены вдоль или сплющены;
3АБ – это тоже стальной лом с габаритами указанными выше. Только трубы в этой категории должны иметь толщину металла более 8 мм. Исключаются: части двигателей и механизмов, а также оси грузовых автомобилей;
3АР – это рельсовый кусковой металл длинной не более 1,5м, диски, а также оси размером не превышающий 1,5х0,5х0,5м. Включая рельсовые крепления: болты, костыли и другие элементы;
3АБТ – Стальной лом с габаритными параметрами не больше 1,5х0,5х0,5 м, с весом не более 600 кг и не менее 1 кг, трубы диаметром более 150 мм должны быть сплющены или разрезаны вдоль. Толщина не меньше 20 мм;
4А; 4Б – это мелкий металлолом, который часто встречается на производствах: ненужные гайки, болты, шайбы и так далее. Одним словом все, что подходит для переработки в плавильных агрегатах;
5А; 5Б – негабаритные куски отходов: стальной скрап и т.д;
6А; 6Б – брикетированная стальная стружка №1. Нет ограничений по размерам. Определенные условия по плотности вторичного сырья;
8А; 8Б – маловесные стальные чистые отходы в пакетах. Есть требования по габаритам. В определенных случаях габариты могут быть уменьшены по требованию;
9А; 9Б – это легковесные пакеты из отходов под шрифтом №2. Требования такие же, как и для пакета №1;
10А – металлолом и стальные отходы в пакетах №3. Минимальная масса составляет 40 кг.
11А; 11Б – это пакетируемый лом из отходов высококачественного металла: трубы, полосы и так далее;
12А – бытовой и промышленный металлолом в пакетах. Сортовые и прочие отходы.
13А; 13Б – стальная проволока и канаты. Диаметр мотка не превышает 100см с массой не более 20кг;
14А; 14Б – стружковые отходы №1 без присутствия кускового металла;
15А; 15Б – отходы стружки №2 без фрагментов вьюнообразной формы;
16А; 16Б – вьюнообразная стружка, предназначенная для переработки в соответствующих печах. Без каких-либо габаритных ограничений;
17А; 17Б – отходы от производства чугуна и лома. Массой до 20 кг;
18А; 18Б – чугунные и металлические отходы №2;
20А; 20Б – чугунные негабаритные отходы для переплавки. Нет требований по размеру и весу;
21А – чугун 2-ой категории и негабаритные отходы в виде поддонов;
22А – чугунный металлолом категории №3;
24А – очищенная чугунная стружка без присутствия кусков лома;
25А; 25Б – это куски эмалированного и оцинкованного металлолома;
26А; 26Б – безразмерный присад;
27А – производственная окалина, без частей и обрезов;
28А – печной шлак без определенных требований к размерам;
5Б22 – отходы марганцовистых сталей, предназначенные для переплавки.
Из этого списка можно выделить металлолом, который встречается нам в повседневной жизни каждый день и не подвергается никакой переработке. Из этого можно сделать вывод, что государство особо не заинтересовано в рынке вторичного сырья и как показывает практика, этим занимаются частные предприятия. Поэтому необходимо знать нормы ГОСТа по отношению черного металлолома.
Выводы
Благодаря приведенному выше списку классификации черного металлолома, специалистам будет легче разобраться в государственных стандартах. Это не развернутый пример, а краткое содержание основных позиций вторичного сырья, предназначенного для переработки в плавильных печах металлургических комбинатов.
Для людей, которые занимаются продажей вторичного металлолома, это очень полезная информация. Стоит более тщательно изучить положение регламента по переработке такого сырья, чтоб быть уверенным в правильности своих действий.
Статистика доходов от бизнеса по переработке свидетельствует о высоких доходах этого сектора экономики. Не удивительно, что основная часть таких предприятий сконцентрирована в руках большого бизнеса. Ведь после развала СССР все бездумно распродали. Но главное, это прибыльность данного направления.
Сталь 20 относится к группе высококачественных конструкционных сталей. Высококачественная означает более строгие требования к химическому составу шихты, процессам выплавки и разливки.
Сталь 20 включает в себя следующие химические элементы:
По уровню раскисления сталь марки 20 делится на 3 категории: спокойная, полуспокойная и кипящая.
Аналоги
Сталь 20 обладает большим количеством аналогов по всему миру. Среди них выделяются следующие марки:
Физические свойства
Проводит электрический ток. Удельное электрическое сопротивление составляет 220 МОм*мм. Парамагнитен.
Химические свойства
Сталь 20 не отличается высокой химической стойкостью к большинству кислот и щелочей. При взаимодействии с водой на ее поверхности начинают образовываться следы ржавчины, которые являются причиной резкого ухудшения внешнего вида и прочностных свойств.
Коррозионную стойкость повышают путем нанесения гальванических покрытий: цинка, хрома и т.д.
Механические свойства
Среди особенностей стали 20 выделяется высокая пластичность, умеренное значение твердости и прочности. Модуль упругости равен 200 МПа. Относительное удлинение при разрыве составляет 23-26%, а относительное сужение до 55%.
Прочностная характеристика стали может быть повышена проведением механического (наклеп и прокатывание роликами) или термического (нормализация и отжиг) упрочнения.
Технологические свойства
Сталь 20 является высокотехнологичным сплавом. Она хорошо поддается как обработке давлением так резанию. Штампуется как в горячем, так и в холодном состоянии. Не имеет предрасположенности к образованию трещин при обработке давлением.
Сплав относиться к первой группе свариваемости. Ее сварка не требует проведения предварительного нагрева и последующей термической обработки. Сварные швы получаются плотными и при сварке в стык по прочности не уступают цельному металлу.
Также сталь 20 относиться к цементируемой категории сплавов. Процесс цементации заключается в насыщение поверхности сплава частицами углерода. Для этого ее нагревают в специальной среде углекислого газа. Как результат, твердость цементируемого слоя получается до 62 HRC, а сердцевина при этом остается «мягкой» 20-35 HRC. Данная химикотермическая обработка сильно повышает долговечность изделия при воздействии переменных нагрузок.
Виды проката
Все вышеперечисленные описания делают марку стали 20 востребованной при изготовлении разного вида прокатного профиля. Прокат получают двумя основными способами:
Из стали 20 получают следующие изделия:
Область применения
Особенности стали 20 позволили ей получить широкое распространение в разных отраслях промышленности.
Стандарты производства изделий из марки 20:
Сталь 20 относится к черному металлолому. Она не содержит в себе никаких дорогостоящих химических элементов. Процесс выплавки давно отработан и не требует относительно крупных финансовых затрат. В связи с этим, цена на нее также не отличается высоким значением.
Одна тонна лома стоит ориентировочно 28 000 – 30 000 рублей. Значение цены зависит от двух факторов:
Во многом эксплуатационные качества металла зависят от концентрации углерода, так как с увеличением его концентрации повышается твердость поверхности, как и хрупкость. Довольно распространенным металлом можно назвать сталь 20. Применяется она в машиностроительной области на протяжении длительного периода. Марка стали 20 обладает эксплуатационными качествами, которые подходят для создания подшипников скольжения, труб, валов и многих других изделий. Государственные стандарты определяют химический состав Ст 20. Во много расшифровка определяет то, какие химические элементы включаются в состав. Сталь 20 ГОСТ применяется только при маркировке металлов, которые производятся на территории стран СНГ. В других странах применяются собственные стандарты, но химический состав и эксплуатационные качества остаются схожими.
Химический состав
Для обеспечения длительного срока службы химический состав оставляется сбалансированным. Кроме этого, в составе нет большого количества легирующих элементов, за счет чего обеспечивается простота производства. Состав стали 20 характеризуется следующим образом:
Несмотря на то, что процесс легирования существенно повышает стоимость металла, этот процесс позволяет существенно увеличить характеристики материала. Примером назовем добавление в состав хрома, за счет которого структура становится более устойчивой к воздействию влаги. Все нержавеющие стали имеют высокий показатель концентрации хрома в составе.
Основные характеристики и свойства
При выборе металла уделяется много внимания основным характеристикам. К ним отнесем:
Механические свойства стали 20 определяют довольно широкое распространение этой марки в машиностроительной и других область промышленности. Как ранее было отмечено, технические характеристики могут улучшаться при проведении термической обработки или легировании. Перестроение структуры металла позволяет повысить твердость поверхностного слоя, при добавлении других химических веществ могут придаваться особые качества, к примеру, коррозионная стойкость.
Термическая обработка предусматривает изменение структуры за счет оказания воздействия определенной температуры. Критические точки выбираются в зависимости от особенностей химического состава. К особенностям подобной процедуры отнесем следующие моменты:
Цвета закалки стали
Во многих случаях после термической обработки образуются поверхностные дефекты. Именно поэтому процедура применяется для заготовок или изделий, которые созданы с учетом припуска. После закалки часто проводится отпуск, который позволяет снять внутренние напряжения и снизить вероятность повреждения изделия при падении или возникновении ударной нагрузки.
Область применения
Низкая стоимость определяет то, что сталь 20, применение которой связано с изготовлением различных изделий, стали использовать для создания различного рода заготовок. Рассматривая особенности стали марки 20 и ее области применения, отметим следующие моменты:
Подобные стали применяются на протяжении длительного периода. Стоит учитывать, что температура применения довольно низкая. Другими словами, структура может быстро нагреваться, за счет чего существенно повышается пластичность. Также металл не может выдерживать воздействие низкой температуры, так как она делает структуру более хрупкой. Существенно увеличить область применения стали 20 смогли при правильном проведении термической обработки, а также легировании структуры.
Аналоги стали 20
Как ранее было отмечено, рассматриваемые стандарты маркировки применяются исключительно при производстве металла на территории стран СНГ. Зарубежные производители проводят выпуск большого количества аналогов, которые обладают схожими эксплуатационными характеристиками. Производство стали 20 налажено в США, Германии, Японии и многих других европейских странах. Зарубежные аналоги могут обладать несколько иным химическим составом, но эксплуатационные качества во многом схожи. Если рассматривать аналоги с другим химическим составом, то можно уделить внимание стали 30, 40Х и другим легированным сплавам. По своим основным качествам они несколько отличаются, но все же могут применяться при изготовлении идентичных изделий.
В заключение отметим, что низкая концентрация углерода определяет необходимость в проведении термической обработки. Очень часто выполняется закалка, а также отпуск, которые позволяют повысить твердость и износостойкость поверхности, но при этом снизить хрупкость. Проводится цементация и другие процедуры внесения химических веществ в поверхностный слой. К примеру, цементация позволяет существенно увеличить твердость изделия. Многие процессы предусматривают применение специального оборудования. Поэтому в домашних условиях провести улучшение металла не получится.
Сталь калиброванная: горячекатаная, кованая и серебрянка 2-й категории после нормализации 5-й категории после нагартовки 5-й категории после отжига или высокого отпуска
410 490 390
25 7 21
55 40 50
10702-78
Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой: после отпуска или отжига после сфероидизирующего отжига нагартованная без термообработки
390-490 340-440 490
50 50 40
163 163 207
1577-81
Полосы нормализованные или горячекатанные
410
25
55
4041-71
Лист термообработанный 1-2й категории
340-490
28
127
Механические свойства поковок из стали 20
Термообработка
КП
Сечение, мм
σ0,2, МПа
σВ, МПа
δ5, %
ψ, %
KCU, Дж/м 2
HB, не более
Нормализация
175
J-1 , МПа
n
δ5, МПа
σ0,2,МПа
Термообработка, состояние стали
206
1Е+7
500
320
245
520
310
225
490
280
205
127
Нормализация 910 С, отпуск 620 С.
193
420
280
255
451
Цементация 930 С, закалка 810 С, отпуск 190 С.
Механические свойства марки 20 при повышенных температурах
Температура испытания, °С
σ0,2, МПа
σВ, МПа
δ5, %
ψ, %
KCU, Дж/см 2
20
280
430
34
67
218
200
230
405
28
67
186
300
170
415
29
64
188
400
150
340
39
81
100
500
140
245
40
86
88
700
130
39
94
800
89
51
96
900
75
55
100
1000
47
63
100
1100
30
59
100
1200
20
64
100
Физические свойства стали 20
Температура испытания, °С
20
100
200
300
400
500
600
700
800
900
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа
212
208
203
197
189
177
163
140
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа
78
77
76
73
69
66
59
Плотность, pn, кг/м 3
7859
7834
7803
7770
7736
7699
7659
7917
7624
7600
Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м ·°С)
51
49
44
43
39
36
32
26
26
Уд. электросопротивление, R, (p, НОм · м)
219
292
381
487
601
758
925
1094
1135
Коэффициент линейного расширения, а, (10-6 1/°С)
12.3
13.1
13.8
14.3
14.8
15.1
15.2
Удельная теплоемкость, С, Дж/(кг · °С)
486
498
514
533
555
584
636
703
703
695
Описание стали 20: В целом сталь 20 находит широкое применение в котлостроении, для труб и нагревательных трубопроводов различного назначения, кроме того промышленность выпускает пруток, лист. После цементации и цианирования из этой стали можно изготавливать детали, от которых требуется высокая твердость поверхности и допускается невысокая прочность сердцевины: кулачковые валики, оси, крепежные детали, шпиндели, пальцы, звездочки, шпильки, вилки тяг и валики переключения передач, толкатели клапанов, валики масляных насосов, пальцы рессор, малонагруженные шестерни и другие детали автотракторного и сельскохозяйственного машиностроения.
Из стали 20 изготавливается богатый ассортимент проката, конечно при этом учитываются оссобености стали этой марки. Так поковки из этой марки могут быть изготовлены категории прочности только 175, 195, 215, 245 при толщине поковок от 100 до 300 мм, для получения поковок с большей категорией прочностью необходимо уже использовать другую сталь. Для изготовления поковок используют блюмсы или слитки стали, ккатаные или кованые заготовки, либо заготовки отлитые на линии непрерывной разливки стали и какие-либо другие виды проката.
Труба прямошовная из марки 20 создается методом электросварки из листов или рулонов стали, при этом при обозначении такой трубы пишется ее диаметр, толщина стенки, длина, класс точности, ГОСТ, например: труба прямошовная толщиной 89 мм, стенкой 4 мм, мерной длины 6 метров II класса точности, которая была изготовлена по группе Б ГОСТ 10507-80 обозначается следующим образом:
89х4х6000 II ГОСТ 10704-91
Методом горячего деформирования изготавливаются бесшовные трубы, при этом они должны обладать следующими свойствами: временное сопротивление разрыву 412 МПа, предел текучести 245 МПа, относительное удлинение 21%, твердость по Бринеллю 4,8.
Демонтаж подбункерного помещения доменной печи методом направленного взрыва
