Wytwarzanie stali – krok po kroku

Jeżeli rozejrzymy się wokół siebie, dostrzeżemy, że prawie wszędzie mamy do czynienia z różnego rodzaju stalą. Jak jest produkowany ten materiał? Metody produkcji stali bardzo się rozwinęły od czasu, gdy w połowie XIX wieku rozpoczęła się rewolucja przemysłowa. Jednak współczesne metody nadal opierają się na procesie Bessemera, który był stosowany ponad 150 lat temu. Był to sposób na wprowadzenie tlenu do roztopionego żelaza w celu zmniejszenia ilości zawartego w nim węgla. Współczesna produkcja stali wykorzystuje zarówno tradycyjne surowce (żelazo), jak i materiały pochodzące z recyklingu w celu przekształcenia ich w stal. Proces przekształcania surowego produktu w gotową stal nierdzewną jest długi, ale można go uprościć do sześciu kroków. Przyjrzyjmy się temu procesowi.

1. Przygotowanie żelaza

Aby stworzyć czystą stal, produkty, które idą do niego - wapno, koks i rudy żelaza - muszą być wykonane z żelaza. Wszystkie te produkty umieszcza się w wielkim piecu i topi, tworząc coś, co nazywa się stopionym żelazem lub gorącym metalem. Na tym etapie żelazo nadal zawiera wiele zanieczyszczeń, które muszą zostać usunięte, aby metal nie był kruchy.

2. Produkcja pierwotna stali

Żeby pozbyć się zanieczyszczeń, do stopionego metalu dodaje się złom stalowy. Do pieca wtłaczany jest również tlen, który usuwa wiele węgla i innych zanieczyszczeń. W przypadku pieców elektrycznych, przez piec przepływa prąd elektryczny, co pozwala osiągnąć takie same rezultaty. Po zakończeniu tego procesu otrzymujemy surową stal.

3. Produkcja stali wtórnej

Różne gatunki stali są wykorzystywane do różnych zadań. Klasyfikacja opiera się na tym, które elementy, takie jak dwutlenek węgla, nadal znajdują się w metalu. Duża część węgla zostanie usunięta, ale jego miejsce zajmie aluminium, tworząc stal o jakości rysunkowej. Aby stworzyć stal konstrukcyjną, w środku pozostaje więcej węgla, który nadaje stali większą wytrzymałość na rozciąganie. Można zastosować pewne techniki, aby zmienić poziom pozostałych zanieczyszczeń, w tym:

• Mieszanie
• Podnoszenie lub obniżanie temperatury
• Usuwanie gazów
• Wstrzykiwanie do kadzi

Po zakończeniu procesu i uzyskaniu odpowiedniego gatunku można przystąpić do kolejnego etapu.

4. Ciągłe odlewanie

Następnie stal w roztopionej formie jest odlewana do form chłodzących. Dzięki temu stal staje się twarda, a następnie jest z nich wyciągana, gdy jest jeszcze gorąca. Do jej wyciągnięcia stosuje się rolki prowadzące, a następnie stal jest cięta na żądane długości. Może to być wykorzystane do produkcji belek, kęsów, płyt lub innych elementów, a po całkowitym schłodzeniu części są one wysyłane do wstępnej obróbki.

5. Wstępna obróbka

W tym kroku, zgrubnie odlane elementy są formowane w kształty w procesie zwanym walcowanie na gorąco. To pozbywa się wad kształtu i tworzy pożądaną jakość stali. Proces ten może być stosowany do produkcji rur bezszwowych, długich i płaskich produktów oraz różnych elementów na zamówienie.

6. Obróbka wtórna

Aby nadać stali ostateczny kształt, można skorzystać z szeregu technik wtórnych, takich jak:

• Powlekanie
• Obróbka termiczna
• Łączenie
• Prasowanie
• Wiercenie
• Obróbka mechaniczna
• Nitowanie