Jeklo je najbolj priljubljen gradbeni material na svetu zaradi svoje edinstvene kombinacije trajnosti, uporabnosti in stroškov. To je zlitina železa, ki vsebuje 0,2-2 mas.% Ogljika.
Po navedbah Svetovnega združenja za jeklo, nekatere največje države proizvajalke jekla so Kitajska, Indija, Japonska, ZDA pa približno 50% te proizvodnje predstavlja Kitajska. Med največje svetovne proizvajalce jekla spadajo ArcelorMittal, China Baowu Group, Nippon Steel Corporation in HBIS Group.
Sodobni postopek proizvodnje jekla
Metode izdelave jeklo so se znatno razvile od začetka industrijske proizvodnje konec 19. stoletja. Sodobne metode pa še vedno temeljijo na isti predpostavki kot prvotni Bessemerjev postopek, ki s kisikom znižuje vsebnost ogljika v železu.
Danes proizvodnja jekla uporablja reciklirane materiale in tradicionalne surovine, kot so železova ruda, premog in apnenec. Dva procesa, osnovno pridobivanje kisikovega jekla (BOS) in elektroobločne peči (EAF), predstavljata tako rekoč vso proizvodnjo jekla.
Izdelava železa, prvi korak pri izdelavi jekla, vključuje surove vložke železove rude, koksa in apna, ki se topijo v plavži. Nastalo staljeno železo - imenovano tudi vroča kovina - še vedno vsebuje 4-4,5% ogljika in drugih nečistoč, zaradi katerih je krhko.
Primarno jeklarstvo ima dve metodi: BOS (osnovna kisikova peč) in sodobnejše metode EAF (električna obločna peč). Metoda BOS staljenemu železu v pretvorniku doda reciklirano odpadno jeklo. Pri visokih temperaturah skozi kovino piha kisik, kar zmanjša vsebnost ogljika na med 0-1,5%.
Metoda EAF pa reciklirani ostanki jekla dovaja skozi močne električne obloke (s temperaturami do 1.650 stopinj Celzija), da se kovina stopi in pretvori v visokokakovostno jeklo.
Sekundarno jeklarstvo vključuje obdelavo staljenega jekla, proizvedenega tako iz BOS kot iz EAF poti, da prilagodimo sestavo jekla. To se naredi z dodajanjem ali odstranjevanjem določenih elementov in / ali manipulacijo s temperaturo in proizvodnim okoljem. Glede na zahtevane vrste jekla se lahko uporabijo naslednji sekundarni postopki izdelave jekla:
- Mešati
- Peč za zajemalke
- Injekcija z zajemalko
- Razplinjanje
- CAS-OB (prilagoditev sestave z zapečatenim mehurčkom argona s pihanjem kisika)
Pri neprekinjenem litju se staljeno jeklo vlije v ohlajen kalup, zaradi česar se tanka jeklena lupina strdi.Pramen lupine se s pomočjo vodenih zvitkov umakne, nato se popolnoma ohladi in strdi. Nato se pramen razreže glede na uporabo - plošče za ravne izdelke (plošče in trakovi), cveti za odseke (nosilce), gredice za dolge izdelke (žice) ali tanke trakove.
Pri primarnem oblikovanju se jeklo, ki se ulije, nato oblikuje v različne oblike, pogosto z vročim valjanjem, s čimer se odpravijo napake v litju in doseže zahtevana oblika in kakovost površine. Vroče valjani izdelki so razdeljeni na ploščate izdelke, dolge izdelke, brezšivne cevi in posebne izdelke.
Končno je čas za izdelavo, izdelavo in dodelavo. Sekundarne tehnike oblikovanja dajejo jeklu končno obliko in lastnosti. Te tehnike vključujejo:
- Oblikovanje (hladno valjanje), ki se izvaja pod točko rekristalizacije kovine, kar pomeni, da mehanski stres - ne toplota - vpliva na spremembe
- Obdelava (vrtanje)
- Spajanje (varjenje)
- Premaz (pocinkanje)
- Termična obdelava (kaljenje)
- Površinska obdelava (uplinjanje)