Koraci u suvremenom procesu proizvodnje čelika

Čelik je najpopularniji građevinski materijal na svijetu zbog svoje jedinstvene kombinacije trajnosti, obradivosti i trošenja. To je legura željeza koja sadrži masu od 0,2 do 2 posto ugljika.

Prema World Steel Associationu, neke od najvećih zemalja koje proizvode čelik su Kina, Japan, SAD i Indija. Kina čini otprilike 50 posto ove proizvodnje.

Najveći svjetski proizvođači čelika uključuju ArcelorMittal, Hebei Steel Group, Baosteel, POSCO i Nippon Steel.

Suvremeni proces proizvodnje čelika

Postupci za proizvodnju čelika znatno su se razvili od početka industrijske proizvodnje krajem 19. stoljeća. Suvremene metode, međutim, još uvijek se temelje na istoj pretpostavci kao izvorni Bessemerov proces, koji koristi kisik kako bi se smanjio sadržaj ugljika u željezo.

Danas se proizvodnja čelika koristi recikliranim materijalima, kao i tradicionalnim sirovinama poput željezne rude, ugljena i vapnenca. Dva procesa, osnovni proizvodnja kisika (BOS) i električni lukni peći (EAF), čine gotovo svu proizvodnju čelika.

Moderna proizvodnja čelika može se podijeliti u šest koraka:

Izradu željeza, što je prvi korak, uključuje sirove sirovine od željezne rude, koksa i vapna koji se rastopi u visokoj peći. Nastalo rastaljeno željezo, također poznat kao vrući metal, još uvijek sadrži 4 do 4,5 posto ugljika i drugih nečistoća koje ga čine krhkim.

Primarna proizvodnja čelika ima dvije osnovne metode: BOS (Basic Oxygen Furnace) i modernije EAF (Electric Arc Furnace) metode. BOS metode dodaju reciklirani čelični otpad u rastaljeno željezo u pretvaraču.

Na visokim temperaturama, kisik se upuhuje kroz metal, što smanjuje sadržaj ugljika na između 0 i 1,5 posto. Metode EAF-a, međutim, hrane se recikliranim čeličnim otpadom upotrebom električnih lukova visoke snage (temperatura do 1650 C) kako bi se rastopio metal i pretvorio u čelik visoke kakvoće.

Sekundarni čelarni postupak uključuje obradu rastaljenog čelika proizvedenog iz oba BOS i EAF ruta kako bi se prilagodio sastav čelika. To se postiže dodavanjem ili uklanjanjem određenih elemenata i / ili manipulacijom temperature i proizvodne okoline. Ovisno o potrebnim vrstama čelika, mogu se koristiti sljedeći sekundarni postupci proizvodnje čelika:

• miješanjem
• Peć za mlin
• Ubrizgavanje lonaca
• otplinjavanje
• CAS-OB (prilagodba kompozicije pomoću zabrtvljenog argona mjehurića s puhanjem kisika)

Kontinuirano lijevanje vidi rastaljenog čelika lijevanog u ohlađeni kalup, uzrokujući da se tanka čelična ljuska skrutne. Limenka ljuske se povlači pomoću vođenih valjaka i potpuno hladi i skrutne. Cjedilo se izrezuje na željenu duljinu ovisno o primjeni; ploče za ravne proizvode (ploče i trake), cvjetanje za sekcije (grede), šipke za dugi proizvodi (žice) ili tanke trake.

U primarnom oblikovanju čelični sloj se zatim oblikuje u različite oblike, često vrućim valjanjem, procesom koji uklanja bojenje i postiže potrebni oblik i kvalitetu površine. Vrući valjani proizvodi podijeljeni su na ravne proizvode, duge proizvode, bešavne cijevi i specijalne proizvode.

Konačno, vrijeme je za proizvodnju, izradbu i doradu. Tehnike sekundarnog oblikovanja daju čelik čvrsti oblik i svojstva. Te tehnike uključuju:

• Oblikovanje (hladno valjanje)
• Obrada (bušenje)
• Spajanje (zavarivanje)
• Premazivanje (pocinčavanje)
• Toplinska obrada (kaljenje)
• Obrada površine (carburizing)