Bei der Stahlherstellung wird Kohlenstoff aus Eisen entfernt
Nach Angaben der World Steel Association gehören China, Japan, die USA und Indien zu den größten stahlproduzierenden Ländern. China macht rund 50 Prozent dieser Produktion aus.
Zu den größten Stahlproduzenten der Welt zählen ArcelorMittal, die Hebei Steel Group, Baosteel, POSCO und Nippon Steel.
Der moderne Stahlproduktionsprozess
Die Verfahren zur Herstellung von Stahl haben sich seit Beginn der industriellen Produktion im späten 19. Jahrhundert erheblich weiterentwickelt. Moderne Methoden basieren jedoch immer noch auf der gleichen Prämisse wie der ursprüngliche Bessemer-Prozess, bei dem Sauerstoff verwendet wird, um den Kohlenstoffgehalt im Eisen zu senken.
Heute werden in der Stahlproduktion sowohl recycelte Materialien als auch traditionelle Rohstoffe wie Eisenerz, Kohle und Kalkstein verwendet. Zwei Prozesse, die Sauerstoff-Grundherstellung (BOS) und die Elektrolichtbogenöfen (EAF), machen nahezu die gesamte Stahlproduktion aus.
Die moderne Stahlerzeugung kann in sechs Schritte unterteilt werden:
Bei der Eisenherstellung, bei der es sich um den ersten Schritt handelt, werden die Roheinträge von Eisenerz, Koks und Kalk in einem Hochofen geschmolzen. Das resultierende geschmolzene Eisen, das auch als heißes Metall bezeichnet wird, enthält immer noch 4 bis 4,5 Prozent Kohlenstoff und andere Verunreinigungen, die es brüchig machen.
Die primäre Stahlerzeugung hat zwei Hauptmethoden: BOS (Basic Oxygen Furnace) und die moderneren EAF (Electric Arc Furnace) Methoden.
BOS-Verfahren fügen dem geschmolzenen Eisen in einem Konverter recycelten Stahlschrott hinzu.
Bei hohen Temperaturen wird Sauerstoff durch das Metall geblasen, was den Kohlenstoffgehalt auf zwischen 0 und 1,5 Prozent reduziert. Die EAF-Verfahren speisen jedoch recycelten Stahlschrott durch den Einsatz von Hochleistungs-Lichtbögen (Temperaturen bis 1650 ° C), um das Metall zu schmelzen und es in hochwertigen Stahl umzuwandeln.
Bei der Sekundärstahlerzeugung wird der geschmolzene Stahl, der sowohl auf BOS- als auch auf EAF-Strecken erzeugt wird, behandelt, um die Stahlzusammensetzung einzustellen. Dies geschieht durch Hinzufügen oder Entfernen bestimmter Elemente und / oder durch Manipulation der Temperatur- und Produktionsumgebung. Je nach den benötigten Stahlsorten können folgende sekundäre Stahlerzeugungsverfahren verwendet werden:
- Rühren
- Schöpfofen
- Schöpfkelle Injektion
- Entgasung
- CAS-OB (Einstellung der Zusammensetzung durch abgedichtete Argon-Blasenbildung mit Sauerstoffblasen)
Beim Stranggießen wird der geschmolzene Stahl in eine gekühlte Form gegossen, wodurch sich eine dünne Stahlschale verfestigt. Der Schalenstrang wird mit geführten Walzen abgezogen und vollständig abgekühlt und verfestigt. Der Strang wird je nach Anwendung in gewünschte Längen geschnitten; Platten für flache Produkte (Platte und Streifen), Blöcke für Abschnitte (Balken), Knüppel für lange Produkte (Drähte) oder dünne Streifen.
Beim primären Umformen wird der gegossene Stahl dann in verschiedene Formen gebracht, oft durch Warmwalzen, ein Verfahren, das Gussfehler beseitigt und die erforderliche Form und Oberflächenqualität erreicht. Warmgewalzte Produkte werden in flache Produkte, lange Produkte, nahtlose Rohre und Spezialprodukte unterteilt.
Endlich ist es Zeit für Herstellung, Fertigung und Endbearbeitung.
Sekundärformtechniken geben dem Stahl seine endgültige Form und Eigenschaften. Diese Techniken umfassen:
- Formen (Kaltwalzen)
- Bearbeitung (Bohren)
- Fügen (Schweißen)
- Beschichtung (Galvanisierung)
- Wärmebehandlung (Anlassen)
- Oberflächenbehandlung (Aufkohlung)