Proizvodnja čelika uključuje uklanjanje ugljenika od gvožđa
Prema Svetskoj asocijaciji čelika, neke od najvećih zemalja za proizvodnju čelika su Kina, Japan, SAD i Indija. Kina čini oko 50 procenata ove proizvodnje.
Najveći svjetski proizvođači čelika su ArcelorMittal, Hebei Steel Group, Baosteel, POSCO i Nippon Steel.
Proces proizvodnje modernog čelika
Metode za proizvodnju čelika značajno su se razvile, jer je industrijska proizvodnja počela krajem 19. veka. Moderne metode, ipak, i dalje se zasnivaju na istom premisu kao i originalni Bessemerov proces, koji koristi kiseonik za smanjenje sadržaja ugljenika u gvožđu.
Danas proizvodnja čelika koristi reciklirane materijale kao i tradicionalne sirovine, kao što su željeza, ugalj i krečnjak. Dva procesa, osnovna proizvodnja kiseonika (BOS) i elektrolučne peći (EAF), čine skoro svu proizvodnju čelika.
Moderno izrade čelika može se razdvojiti u šest koraka:
Proizvodnja gvožđa, što je prvi korak, uključuje sirove ulaze od željezne rude, koksa i kreča koji se rastopaju u visokoj peći. Nastalo rastopljeno gvožđe, takođe poznato kao vrući metal, i dalje sadrži 4 do 4,5 procenta ugljenika i druge nečistoće koje ga čine krhkim.
Primarna proizvodnja čelika ima dvije primarne metode: BOS (Basic Kisik Peć) i modernija metoda EAF (Electric Arc Peći).
Metode BOS-a dodaju reciklirani otpadni čelik stalnom gvožđu u pretvaraču.
Na visokim temperaturama, kiseonik se propušta kroz metal, što smanjuje sadržaj ugljenika na između 0 i 1,5 procenata. Metode EAF-a, međutim, koriste otpad od recikliranog čelika pomoću električnih luka visokih snage (temperatura do 1650 C) kako bi rastopili metal i pretvorili ga u visokokvalitetni čelik.
Sekundarno čišćenje podrazumeva tretiranje rastopljenog čelika proizvedenog sa BOS i EAF ruta za prilagođavanje čeličnog sastava. Ovo se radi dodavanjem ili uklanjanjem određenih elemenata i / ili manipulacijom temperature i okoline proizvodnje. U zavisnosti od vrste potrebnog čelika, mogu se koristiti sledeći sekundarni procesi čelika:
- Mešanje
- Pramčana peć
- Injekcija košenja
- Degassing
- CAS-OB (podešavanje kompozicije zapaljenim argonom koji puni kiseonikom)
Kontinuirano livenje vidi odlijepljeni čelični kalup u ohlađenu kalupu, čineći tanku čeličnu školjku da se stvrdne. Šupljina se povlači pomoću vođenih rolni i potpuno se ohladi i učvrsti. Presek se preseca u željene dužine u zavisnosti od primene; ploče za ravne proizvode (ploče i trake), cvijeće za dijelove (grede), gredice za duge proizvode (žice) ili tanke trake.
U primarnom formiranju, čelik koji se livuje zatim se oblikuje u različite oblike, često vrućim valjanjem, procesom kojim se eliminišu lijevani nedostaci i postiže potreban oblik i kvalitet površine. Vruće valjani proizvodi se dele na ravne proizvode, dugačke proizvode, bešavne cijevi i specijalitete.
Na kraju, vreme je za proizvodnju, izradu i završnu obradu.
Tehnike sekundarnog oblikovanja daju čeliku svoj konačni oblik i svojstva. Ove tehnike uključuju:
- Oblikovanje (hladno valjanje)
- Obrada (bušenje)
- Spajanje (zavarivanje)
- Premazivanje (pocinkovanje)
- Toplotna obrada (kaljenje)
- Površinski tretman (karburzing)