Tērauds ir pasaulē populārākais celtniecības materiāls, pateicoties tā unikālajai izturības, apstrādājamības un izmaksu kombinācijai. Tas ir dzelzs sakausējums, kas satur 0,2-2% oglekļa pēc svara.
Saskaņā ar Pasaules tērauda asociācijas datiem, dažas no lielākajām tērauda ražošanas valstīm ir Ķīna, Indija, Japāna un ASV Ķīna veido aptuveni 50% no šīs produkcijas. Pasaulē lielākie tērauda ražotāji ir ArcelorMittal, China Baowu Group, Nippon Steel Corporation un HBIS Group.
Mūsdienu tērauda ražošanas process
Metodes ražošanai tērauds kopš rūpnieciskās ražošanas sākuma 19. gadsimta beigās ir ievērojami attīstījušies. Mūsdienu metodes tomēr joprojām balstās uz to pašu pieņēmumu kā sākotnējais Besemera process, kas izmanto skābekli, lai samazinātu oglekļa saturu dzelzs.
Šodien tērauda ražošana izmanto pārstrādātus materiālus, kā arī tradicionālās izejvielas, piemēram, dzelzs rūdu, ogles un kaļķakmeni. Praktiski visu tērauda ražošanu veido divi procesi, skābekļa tērauda izgatavošana (BOS) un elektriskā loka krāsnis (EAF).
Dzelzs ražošana, kas ir pirmais solis tērauda ražošanā, ietver domnas neapstrādātas izejvielas no dzelzs rūdas, koksa un kaļķa. Iegūtais kausētais dzelzs - saukts arī par karstu metālu - joprojām satur 4-4,5% oglekļa un citus piemaisījumus, kas padara to trauslu.
Primārajai tērauda izgatavošanai ir divas metodes: BOS (pamata skābekļa krāsns) un modernākas EAF (elektriskā loka krāsns) metodes. BOS metode pārveidotājā izkausētajam dzelzim pievieno pārstrādātu tērauda lūžņus. Augstā temperatūrā skābeklis tiek izpūsts caur metālu, kas samazina oglekļa saturu līdz 0-1,5%.
Tomēr EAF metode pārstrādāta tērauda lūžņus baro caur lieljaudas elektriskām lokiem (ar temperatūru līdz 1650 grādiem pēc Celsija), lai metālu izkausētu un pārvērstu par augstas kvalitātes tēraudu.
Sekundārā tērauda ražošana ietver izkausētā tērauda apstrādi, kas ražota gan no BOS, gan no EAF, lai pielāgotu tērauda sastāvu. Tas tiek darīts, pievienojot vai noņemot dažus elementus un / vai manipulējot ar temperatūru un ražošanas vidi. Atkarībā no nepieciešamā tērauda veida var izmantot šādus sekundāros tērauda ražošanas procesus:
- Maisot
- Kausa krāsns
- Kausi injekcija
- Degazēšana
- CAS-OB (sastāva pielāgošana ar noslēgtu argona burbuļošanu ar skābekļa izpūšanu)
Nepārtrauktā liešanā redzams, ka izkausētais tērauds tiek izliets atdzesētā veidnē, izraisot plāna tērauda apvalka sacietēšanu.Korpusa pavediens tiek izvilkts, izmantojot virzītus ruļļus, pēc tam tas ir pilnībā atdzisis un sacietējis. Pēc tam pavediens tiek sagriezts atkarībā no pielietojuma - plātnes plakaniem izstrādājumiem (plāksnēm un sloksnēm), ziedēšana sekcijām (sijām), sagataves gariem izstrādājumiem (stieplēm) vai plānas sloksnes.
Sākotnējā formā tērauds, kas tiek liets, pēc tam tiek veidots dažādās formās, bieži vien ar karsto velmēšanu - procesu, kas novērš liešanas defektus un sasniedz vajadzīgo formu un virsmas kvalitāti. Karsti velmēti izstrādājumi tiek sadalīti plakanos izstrādājumos, garos izstrādājumos, bezšuvju caurulēs un speciālos izstrādājumos.
Visbeidzot, ir pienācis laiks ražošanai, izgatavošanai un apdarei. Sekundārās formēšanas metodes dod tēraudam tā galīgo formu un īpašības. Šīs metodes ietver:
- Formēšana (aukstā velmēšana), kas tiek veikts zem metāla pārkristalizācijas punkta, tas nozīmē, ka izmaiņas ietekmē mehāniskais spriegums, nevis siltums
- Mehāniskā apstrāde (urbšana)
- Pievienošanās (metināšana)
- Pārklājums (cinkošana)
- Termiskā apstrāde (atlaidināšana)
- Virsmas apstrāde (karburizācija)