Oţel este cel mai popular material de construcție din lume datorită combinației sale unice de durabilitate, lucrabilitate și cost. Este un aliaj de fier care conține 0,2-2% din greutate carbon.
Potrivit Asociației Mondiale a Oțelului, unele dintre cele mai mari țări producătoare de oțel sunt China, India, Japonia și SUA China reprezintă aproximativ 50% din această producție. Printre cei mai mari producători de oțel din lume se numără ArcelorMittal, China Baowu Group, Nippon Steel Corporation și HBIS Group.
Procesul modern de producție a oțelului
Metode de fabricare oţel au evoluat semnificativ de la începutul producției industriale la sfârșitul secolului al XIX-lea. Totuși, metodele moderne se bazează pe aceeași premisă ca și procesul original Bessemer, care folosește oxigenul pentru a reduce conținutul de carbon din fier.
Astăzi, producția de oțel folosește materiale reciclate, precum și materii prime tradiționale, cum ar fi minereu de fier, cărbune și calcar. Două procese, fabricarea oțelului cu oxigen de bază (BOS) și cuptoarele cu arc electric (EAF), reprezintă practic toată producția de oțel.
Fabricarea fierului, primul pas în fabricarea oțelului, implică intrarea brută a minereului de fier, a cocsului și a varului topite într-un furnal. Fierul topit rezultat - denumit și metal fierbinte - conține încă 4-4,5% carbon și alte impurități care îl fac fragil.
Siderurgia primară are două metode: BOS (Cuptor de bază cu oxigen) și metodele mai moderne EAF (Cuptor cu arc electric). Metoda BOS adaugă fier vechi reciclat la fierul topit într-un convertor. La temperaturi ridicate, oxigenul este suflat prin metal, ceea ce reduce conținutul de carbon între 0-1,5%.
Totuși, metoda EAF alimentează resturi de oțel reciclat prin arcuri electrice de mare putere (cu temperaturi de până la 1.650 grade Celsius) pentru a topi metalul și a-l transforma în oțel de înaltă calitate.
Fabricarea secundară a oțelului implică tratarea oțelului topit produs atât din căile BOS, cât și din cele EAF pentru a regla compoziția oțelului. Acest lucru se face prin adăugarea sau eliminarea anumitor elemente și / sau manipularea temperaturii și a mediului de producție. În funcție de tipurile de oțel necesare, pot fi utilizate următoarele procese secundare de fabricare a oțelului:
- Agitând
- Cuptor cu oala
- Injecție cu oală
- Degazare
- CAS-OB (reglarea compoziției prin barbotare cu argon sigilat cu suflare de oxigen)
Turnarea continuă vede oțelul topit turnat într-o matriță răcită, determinând solidificarea unei carcase subțiri de oțel.Suportul de coajă este retras folosind role ghidate, apoi este complet răcit și solidificat. Apoi, firul este tăiat în funcție de aplicare - plăci pentru produse plate (placă și bandă), flori pentru secțiuni (grinzi), plăci pentru produse lungi (fire) sau benzi subțiri.
În formarea primară, oțelul turnat este apoi format în diferite forme, adesea prin laminare la cald, un proces care elimină defectele turnate și atinge forma și calitatea suprafeței necesare. Produsele laminate la cald sunt împărțite în produse plate, produse lungi, tuburi fără sudură și produse de specialitate.
În cele din urmă, este timpul pentru fabricare, fabricare și finisare. Tehnicile de formare secundară conferă oțelului forma finală și proprietăți. Aceste tehnici includ:
- Modelare (rulare la rece), care se face sub punctul de recristalizare al metalului, adică stresul mecanic - nu căldura - afectează schimbarea
- Prelucrare (găurire)
- Imbinare (sudare)
- Acoperire (zincare)
- Tratament termic (călire)
- Tratarea suprafeței (carburare)