Mūsdienu tērauda ražošanas process

Oglekļa noņemšana no dzelzs rada tēraudu

sdlgzps / Getty Images

Tērauds ir pasaulē populārākais celtniecības materiāls, pateicoties tā unikālajai izturības, apstrādājamības un izmaksu kombinācijai. Tas ir dzelzs sakausējums, kas satur 0,2-2% oglekļa.

Saskaņā ar Pasaules tērauda asociācijas datiem , dažas no lielākajām tērauda ražotājvalstīm ir Ķīna, Indija, Japāna, un ASV Ķīna veido aptuveni 50% no šīs produkcijas. Pasaulē lielākie tērauda ražotāji ir ArcelorMittal, China Baowu Group, Nippon Steel Corporation un HBIS Group.

Mūsdienu tērauda ražošanas process

Ražošanas metodes tērauda ir ievērojami attīstījušies kopš rūpnieciskās ražošanas sākuma 19. gadsimta beigās. Tomēr mūsdienu metodes joprojām ir balstītas uz to pašu priekšnoteikumu kā sākotnējais Bessemer process, kas izmanto skābekli, lai samazinātu oglekļa saturu dzelzē.

Šodien tērauda ražošana izmanto pārstrādātus materiālus, kā arī tradicionālās izejvielas, piemēram, dzelzsrūdu, ogles un kaļķakmeni. Divi procesi, pamata skābekļa tērauda ražošana (BOS) un elektriskās loka krāsnis (EAF), veido gandrīz visu tērauda ražošanu.

Dzelzs ražošana, pirmais solis tērauda ražošanā, ietver neapstrādātu dzelzsrūdas, koksa un kaļķa izejvielu kausēšanu domnā. Iegūtais kausētais dzelzs, saukts arī par karsto metālu, joprojām satur 4–4,5% oglekļa un citus piemaisījumus, kas padara to trauslu.

Primārajā tērauda ražošanā ir divas metodes: BOS (Basic Oxygen Furnace) un modernākās EAF (Elektriskās loka krāsns) metodes. Izmantojot BOS metodi, pārveidotājā izkausētajam dzelzs tiek pievienots otrreizēji pārstrādāts tērauds. Augstās temperatūrās caur metālu tiek izpūsts skābeklis, kas samazina oglekļa saturu līdz 0-1,5%.

Tomēr EAF metode pārstrādā tērauda lūžņus padod caur lieljaudas elektriskiem lokiem (ar temperatūru līdz 1650 grādiem pēc Celsija), lai metāls izkausētu un pārvērstu to augstas kvalitātes tēraudā.

Sekundārā tērauda ražošana ietver izkausētā tērauda apstrādi, kas ražots gan no BOS, gan EAF maršrutiem, lai pielāgotu tērauda sastāvu. To veic, pievienojot vai noņemot noteiktus elementus un/vai manipulējot ar temperatūru un ražošanas vidi. Atkarībā no nepieciešamajiem tērauda veidiem var izmantot šādus sekundāros tērauda ražošanas procesus:

• Maisot
• Kausu krāsns
• Kausa injekcija
• Degasēšana
• CAS-OB (sastāva regulēšana ar noslēgta argona burbuļošanu ar skābekļa pūšanu)

Nepārtrauktā liešanā izkausētais tērauds tiek ieliets atdzesētā veidnē, izraisot plānas tērauda apvalka sacietēšanu. Apvalka šķipsnu izvelk, izmantojot vadāmus ruļļus, pēc tam to pilnībā atdzesē un sacietē. Pēc tam dzīslas tiek nogrieztas atkarībā no pielietojuma - plātnes plakaniem izstrādājumiem (plāksnēm un sloksnēm), ziedi sekcijām (sijām), sagataves gariem izstrādājumiem (stieplēm) vai plānās sloksnes.

Sākotnējā formēšanā atlietais tērauds tiek veidots dažādās formās, bieži vien ar karsto velmēšanu, kas novērš liešanas defektus un sasniedz vajadzīgo formu un virsmas kvalitāti. Karsti velmētos izstrādājumus iedala plakanos izstrādājumos, garos izstrādājumos, bezšuvju caurulēs un speciālos izstrādājumos.

Visbeidzot, ir pienācis laiks ražošanai, izgatavošanai un apdarei. Sekundārās formēšanas metodes piešķir tēraudam galīgo formu un īpašības . Šīs metodes ietver:

• Veidošana ( aukstā velmēšana ), kas tiek veikts zem metāla pārkristalizācijas punkta, kas nozīmē mehānisko spriegumu, nevis siltumu, ietekmē izmaiņas
• Apstrāde (urbšana)
• Savienošana (metināšana)
• Pārklājums (cinkošana)
• Termiskā apstrāde (rūdīšana)
• Virsmas apstrāde (karburēšana)