Стали является самым популярным строительным материалом в мире благодаря уникальному сочетанию долговечности, технологичности и стоимости. Это железный сплав, содержащий 0,2-2% углерода по весу.
По данным Всемирной ассоциации производителей стали, некоторыми из крупнейших стран-производителей стали являются Китай, Индия, Япония и США. На долю Китая приходится примерно 50% этого производства. К крупнейшим мировым производителям стали относятся ArcelorMittal, China Baowu Group, Nippon Steel Corporation и HBIS Group.
Современный процесс производства стали
Способы изготовления стали значительно эволюционировали с момента начала промышленного производства в конце 19 века. Однако современные методы все еще основаны на той же посылке, что и исходный Бессемеровский процесс, который использует кислород для снижения содержания углерода в железе.
Cегодня, производство стали использует переработанные материалы, а также традиционное сырье, такое как железная руда, уголь и известняк. Практически все производство стали приходится на два процесса: кислородное производство стали (BOS) и электродуговые печи (EAF).
Производство чугуна, первый шаг в производстве стали, включает сырье в виде железной руды, кокса и извести, плавящихся в доменной печи. Полученный расплавленный чугун, также называемый чугуном, по-прежнему содержит 4-4,5% углерода и других примесей, которые делают его хрупким.
Первичное производство стали осуществляется двумя способами: BOS (кислородная печь) и более современные методы EAF (электродуговая печь). Метод BOS добавляет переработанный стальной лом к чугуну в конвертере. При высоких температурах через металл продувается кислород, что снижает содержание углерода до 0-1,5%.
Однако при использовании метода EAF переработанный стальной лом подается через электрические дуги большой мощности (с температурой до 1650 градусов по Цельсию), чтобы расплавить металл и превратить его в высококачественную сталь.
Вторичное производство стали включает в себя обработку жидкой стали, полученной как из BOS, так и из EAF, для корректировки состава стали. Это делается путем добавления или удаления определенных элементов и / или изменения температуры и производственной среды. В зависимости от требуемых типов стали могут использоваться следующие вторичные процессы выплавки стали:
- Перемешивание
- Печь-ковш
- Ковш для впрыска
- Дегазация
- CAS-OB (регулировка состава путем продувки герметичным аргоном с продувкой кислородом)
При непрерывном литье расплавленная сталь заливается в охлажденную форму, в результате чего тонкая стальная оболочка затвердевает.Стренга оболочки снимается с помощью направляющих валков, затем она полностью охлаждается и затвердевает. Далее прядь разрезается в зависимости от области применения - плиты для плоских изделий (пластины и полосы), блюмы для профилей (балок), заготовки для длинномерных изделий (проволока) или тонкие полосы.
При первичной формовке литой стали затем придают различные формы, часто путем горячей прокатки - процесса, который устраняет дефекты литья и обеспечивает необходимую форму и качество поверхности. Горячекатаный прокат делится на плоский прокат, сортовой прокат, бесшовные трубы и специализированные изделия.
Наконец, пришло время для изготовления, изготовления и отделки. Вторичные методы формовки придают стали окончательную форму и свойства. Эти методы включают:
- Формирование (холодная прокатка), который выполняется ниже точки рекристаллизации металла, что означает, что механическое напряжение, а не тепло, влияет на изменение
- Обработка (сверление)
- Соединение (сварка)
- Покрытие (цинкование)
- Термическая обработка (отпуск)
- Обработка поверхности (цементация)