Stål är världens mest populära byggmaterial på grund av dess unika kombination av hållbarhet, bearbetbarhet och kostnad. Det är en järnlegering som innehåller 0,2-2 vikt-% kol.
Enligt World Steel Association, några av de största stålproducerande länderna är Kina, Indien, Japan och USA. Kina står för ungefär 50% av denna produktion. Världens största stålproducenter inkluderar ArcelorMittal, China Baowu Group, Nippon Steel Corporation och HBIS Group.
Den moderna stålproduktionsprocessen
Metoder för tillverkning stål har utvecklats avsevärt sedan industriproduktionen började i slutet av 1800-talet. Moderna metoder baseras dock fortfarande på samma förutsättning som den ursprungliga Bessemer-processen, som använder syre för att sänka kolhalten i järn.
I dag, stålproduktion använder återvunna material såväl som traditionella råvaror, såsom järnmalm, kol och kalksten. Två processer, grundläggande syrgasframställning (BOS) och ljusbågsugnar (EAF), står för så gott som all stålproduktion.
Järntillverkning, det första steget i tillverkning av stål, innebär att råvarorna av järnmalm, koks och kalk smälts i en masugn. Det resulterande smälta järnet - även kallat het metall - innehåller fortfarande 4-4,5% kol och andra föroreningar som gör det sprött.
Primär ståltillverkning har två metoder: BOS (Basic Oxygen Furnace) och de modernare EAF-metoderna (Electric Arc Furnace). BOS-metoden lägger till återvunnet skrotstål till det smälta järnet i en omvandlare. Vid höga temperaturer blåses syre genom metallen, vilket minskar kolhalten till mellan 0-1,5%.
EAF-metoden matar dock återvunnet stålskrot genom elektriska bågar med hög effekt (med temperaturer upp till 1 650 grader Celsius) för att smälta metallen och omvandla den till högkvalitativt stål.
Sekundär ståltillverkning innebär behandling av det smälta stålet som produceras från både BOS- och EAF-vägar för att justera stålsammansättningen. Detta görs genom att lägga till eller ta bort vissa element och / eller manipulera temperaturen och produktionsmiljön. Beroende på vilka typer av stål som krävs kan följande sekundära ståltillverkningsprocesser användas:
- Omrörning
- Skänkugn
- Skänkinjektion
- Avgasning
- CAS-OB (sammansättningsjustering genom förseglad argon som bubblar med syrgasblåsning)
Kontinuerlig gjutning ser det smälta stålet gjutas i en kyld form, vilket gör att ett tunt stålskal stelnar.Skalsträngen dras ut med hjälp av styrda rullar, sedan kyls den helt och stelnar. Därefter skärs strängen beroende på applikation - plattor för platta produkter (plåt och remsa), blommor för sektioner (balkar), plåtar för långa produkter (trådar) eller tunna remsor.
Vid primärformning formas sedan det gjutna stålet i olika former, ofta genom varmvalsning, en process som eliminerar gjutfel och uppnår den önskade formen och ytkvaliteten. Varmvalsade produkter delas in i platta produkter, långa produkter, sömlösa rör och specialprodukter.
Slutligen är det dags för tillverkning, tillverkning och efterbehandling. Sekundär formningsteknik ger stålet sin slutliga form och egenskaper. Dessa tekniker inkluderar:
- Forma (kallvalsning), vilket görs under metallens omkristalliseringspunkt, vilket betyder att mekanisk spänning - inte värme - påverkar förändring
- Bearbetning (borrning)
- Anslutning (svetsning)
- Beläggning (galvanisering)
- Värmebehandling (anlöpning)
- Ytbehandling (karburisering)