Главная Статьи Как и из чего получают сталь?

Как и из чего получают сталь?

20.03.2026

Валерий Гуляев

Ведущий инженер-технолог завода

Проверенный автор

Дата обновления: 2 апреля, 2026

Время чтения: 12 минут

В статье расскажем

Что такое сталь
Из каких металлов состоит сталь
Как компоненты сплава влияют на свойства стали
Как получают сталь: современные способы и технологии
Этапы производства стали на металлургическом заводе
Дополнительная обработка стали
Принципы маркировки стали по химическому составу
Где применяется сталь и почему она так востребована

Получить консультацию инженера

Поможем выбрать оптимальный способ изготовления и рассчитаем сроки!

Получить консультацию

Сталь — это основа мировой промышленности. Ежегодный объём её производства в мире превышает 1,8 млрд тонн. Несмотря на развитие полимеров, именно стальные сплавы остаются незаменимыми в строительстве, энергетике и машиностроении благодаря уникальному сочетанию вязкости, твердости и технологичности. В этой статье рассказываем, как производят сталь, из каких компонентов она состоит и какие физико-химические процессы происходят внутри плавильных агрегатов.

Что такое сталь

Сталь — это деформируемый (ковкий) сплав железа с углеродом и другими элементами. Главное отличие стали от чугуна — содержание углерода: от 0,02% до 2,14%. Углерод внедряется в кристаллическую решетку железа, препятствуя скольжению атомных слоев, повышая предел прочности и твердость материала. Однако при превышении порога в 2,14% сплав становится хрупким, теряет ковкость и переходит в категорию чугунов.

Из каких металлов состоит сталь

Хотя железо является основой, современное производство стали невозможно без сложной шихты (смеси сырых материалов), включающую различные добавки и легирующие элементы:

Железная руда

Это первичное сырье, содержащее железо в виде оксидов: магнетита, гематита или лимонита, которое затем восстанавливается до металлического железа. Перед добычей стали в виде готового изделия, руда проходит обогащение. На выходе получают концентрат, где содержание железа достигает 60–70%. В доменной печи из этой руды выплавляют чугун, который служит «полуфабрикатом» для стали.

Чугун

Для сталеварения используют так называемый «передельный чугун». В его составе содержится 3,5–4,5% углерода, а также значительные примеси кремния (0,5–1,2%) и марганца (0,3–1,0%). Он служит основой для дальнейшего сталеплавильного процесса, где его углерод и примеси (кремний, марганец, фосфор, сера) уменьшаются до требуемых уровней.

Лом

Стальной лом (скрап) — важное вторичное сырьё. Использование вторичного сырья снижает энергозатраты на 75% по сравнению с производством из руды. Современный сплав стали часто на треть состоит из переработанных конструкций.

Как компоненты сплава влияют на свойства стали

Сталь — это конструкционный сплав: углерод до 0,2 % делает сталь мягкой и пластичной; до 0,6 % — средней прочности; более 0,6 % — высокопрочной. Даже сотые доли процента примесей меняют поведение материала:

Марганец (до 0,3–0,8%) связывает серу, повышает износостойкость и прокаливаемость.
Кремний (до 0,15–0,35%) необходим для удаления кислорода (раскисления).
Хром (до 18%) увеличивает коррозионную стойкость (например, в нержавеющей стали).
Никель (до 10%) улучшает пластичность и ударную вязкость.

Существуют и вредные примеси, например, сера, которая вызывает красноломкость. В качественных сталях ее содержание не должно превышать 0,035%. Фосфор же может провоцировать хладноломкость (хрупкость на морозе); его лимит составляет 0,03%.

Как получают сталь: современные способы и технологии

Современные технологии позволяют получать сталь различными методами: кислородно-конвертерным, электродуговым, мартеновским. Кроме того, из стали производят изделия методом литья — стальное литьё широко используется для деталей сложной формы, турбин, механизмов и декоративных элементов.

Кислородно-конвертерный

Самый производительный метод — около 70–73% мировой стали производится именно так. В конвертер заливают жидкий чугун и подают через фурму чистый кислород. Скорость окисления примесей колоссальна: плавка весом 300 тонн завершается за 40–50 минут. Температура в зоне реакции достигает 2000–2500°C.

Электродуговой

Лидер в производстве спецсталей. Нагрев происходит за счет электрической дуги между графитовыми электродами и металлом. Это позволяет плавить тугоплавкие металлы (вольфрам, молибден) и поддерживать восстановительную атмосферу. Именно так создаются высоколегированные и нержавеющие марки стали. Например, в 2023 году на электродуговой метод приходилось около 30 % мирового производства стали.

Мартеновский

Сегодня этот способ считается экологически грязным и энергоемким. Исторически он использовался для сталей с точно заданным составом. В мартеновской печи тепло подается извне (сжигание газа). Процесс длится 6–12 часов, что позволяет получать сталь очень точного состава, но крайне медленно. В России и мире такие печи планомерно выводятся из эксплуатации.

Этапы производства стали на металлургическом заводе

Процесс того, как делают сталь, строго регламентирован по времени и температуре.

Расплавление. Исходные материалы (чугун, лом, шихта) плавятся в печах — доменных или электродуговых. Температура контролируется в диапазоне 1400–1500 °C
Кипение ванны металла. При взаимодействии углерода с растворённым кислородом образуется газ CO, и расплав интенсивно «кипит», выравнивая температуру и удаляя примеси
Раскисление стали. В конце плавки металл перенасыщен кислородом. Если его не удалить, при застывании образуются поры. В ковш вводят ферросплавы (ферросилиций, ферромарганец) или алюминий. Они «отнимают» кислород у железа, превращаясь в твердые оксиды, которые уходят в шлак.

Дополнительная обработка стали

После выпуска из печи металл попадает на агрегат «печь-ковш». Здесь происходит окончательная доводка.

Рафинирование

Очистка от серы (десульфурация) путем продувки порошкообразными реагентами или обработки синтетическими шлаками. Это критично для сталей, работающих под высоким давлением.

Легирование

Ввод ценных добавок. Например, добавление 13% хрома превращает обычную сталь в нержавеющую (создается защитная оксидная пленка). Добавление никеля повышает вязкость, а ванадия — прочность при высоких температурах.

Контроль качества

С помощью спектрального анализа за 2 минуты определяется полный химический состав. Также проверяются макроструктура и механические свойства (предел текучести, относительное удлинение).

Принципы маркировки стали по химическому составу

В России для стали принята буквенно-цифровая система маркировки, которая позволяет быстро определить её химический состав, назначение и свойства.

Легированные

В легированных кроме железа и углерода присутствуют дополнительные элементы (хром, никель, молибден, ванадий и др.). Они обладают повышенной прочностью, устойчивостью к коррозии и износу. В стандарте EN 10027 классификация легированных сталей зависит от назначения и химсостава:

S — конструкционные стали, применяются для несущих и строительных элементов;
P — стали для сосудов высокого давления;
L — низколегированные стали, используемые в машиностроении;
X — стали с высоким содержанием легирующих элементов для специальных конструкций.

Углеродистые

Углеродистые стали содержат только железо и углерод, иногда с небольшими добавками кремния или марганца. Они делятся на:

Мягкую углеродистую сталь (низкое содержание углерода) — легко обрабатывается, применяется в строительстве и изготовлении профилей;
Среднеуглеродистую сталь — более прочная, используется для изготовления деталей машин и автомобильных компонентов;
Высокоуглеродистую сталь — особенно прочная и износостойкая, применяется в производстве режущих инструментов, пружин и высоконагруженных деталей.

Система AISI использует четырехзначные коды, где первые две цифры обозначают группу стали, а последние две — содержание углерода. Это позволяет понять свойства материала и подобрать подходящий сплав.

Где применяется сталь и почему она так востребована

Производство стали остаётся одной из крупнейших отраслей тяжёлой промышленности мира — каждый год выплавляется почти 2 млрд тонн металла, а спрос стабильно растёт. Этот материал используется практически во всех сферах жизни и промышленности благодаря своей прочности, долговечности и универсальности. В строительстве и инфраструктуре сталь идёт на балки, колонны, арматуру, мостовые конструкции и каркасы зданий. В машиностроении она служит основой для деталей двигателей, шестерен, осей и различных механизмов. Также сталь применяется в трубопроводах и резервуарах для транспортировки воды, газа и химических веществ, а нержавеющая разновидность — в пищевой и химической промышленности, где важна коррозионная стойкость. Металлические конструкции из стали востребованы в энергетике для строительства электростанций, опор линий электропередачи и турбин. В транспортной сфере она используется при производстве вагонов, судов, автомобильных рам и кузовов. Кроме того, сталь остаётся незаменимой в бытовом и промышленном оборудовании — металлическая мебель, каркасы станков, контейнеры и емкости из неё служат десятилетиями.

Аргонодуговая сварка: технологические особенности, промышленное применение и стандарты качества

Узнайте всё о самом совершенном методе соединения металлов. В статье разбираем принцип работы аргонодуговой сварки, особенности работы с алюминием, нержавеющей сталью и титаном, а также преимущества технологии для изготовления металлических конструкций.

Валерий Гуляев

Ведущий инженер-технолог завода

18.03.2026