Çelik benzersiz dayanıklılık, işlenebilirlik ve maliyet kombinasyonu nedeniyle dünyanın en popüler yapı malzemesidir. Ağırlıkça% 0,2-2 karbon içeren bir demir alaşımıdır.
Dünya Çelik Birliği'ne göreen büyük çelik üreten ülkelerden bazıları Çin, Hindistan, Japonya ve ABD, bu üretimin yaklaşık% 50'sini oluşturuyor. Dünyanın en büyük çelik üreticileri arasında ArcelorMittal, China Baowu Group, Nippon Steel Corporation ve HBIS Group bulunmaktadır.
Modern Çelik Üretim Süreci
Üretim yöntemleri çelik 19. yüzyılın sonlarında endüstriyel üretim başladığından beri önemli ölçüde gelişti. Bununla birlikte, modern yöntemler, demirdeki karbon içeriğini düşürmek için oksijen kullanan orijinal Bessemer Prosesi ile aynı önermeye dayanmaktadır.
Bugün, çelik üretimi geri dönüştürülmüş malzemelerin yanı sıra demir cevheri, kömür ve kireçtaşı gibi geleneksel hammaddelerden yararlanır. İki işlem, temel oksijenli çelik üretimi (BOS) ve elektrik ark fırınları (EAF), neredeyse tüm çelik üretimini oluşturur.
Çelik yapımının ilk adımı olan demir yapımı, demir cevheri, kok kömürü ve kirecin ham girdilerinin yüksek fırında eritilmesini içerir. Elde edilen erimiş demir - aynı zamanda sıcak metal olarak da adlandırılır - hala% 4-4,5 karbon ve onu kırılgan yapan diğer safsızlıkları içerir.
Birincil çelik yapımının iki yöntemi vardır: BOS (Temel Oksijen Fırını) ve daha modern EAF (Elektrik Ark Ocağı) yöntemleri. BOS yöntemi, bir dönüştürücüdeki erimiş demire geri dönüştürülmüş hurda çelik ekler. Yüksek sıcaklıklarda metale oksijen üflenir ve bu da karbon içeriğini% 0-1,5 arasına düşürür.
Bununla birlikte, EAF yöntemi, geri dönüştürülmüş çelik hurdayı, metali eritmek ve yüksek kaliteli çeliğe dönüştürmek için yüksek güçlü elektrik arkları (1.650 santigrat dereceye kadar sıcaklıklarda) yoluyla besler.
İkincil çelik yapımı, çelik bileşimini ayarlamak için hem BOS hem de EAF rotalarından üretilen erimiş çeliğin işlenmesini içerir. Bu, belirli unsurların eklenmesi veya çıkarılmasıyla ve / veya sıcaklık ve üretim ortamının değiştirilmesiyle yapılır. Gerekli çelik türlerine bağlı olarak, aşağıdaki ikincil çelik üretim süreçleri kullanılabilir:
- Karıştırma
- Pota fırını
- Pota enjeksiyonu
- Gaz giderme
- CAS-OB (oksijen üflemeli kapalı argon köpürmesi ile bileşim ayarı)
Sürekli döküm, erimiş çeliği soğutulmuş bir kalıba dökerek ince bir çelik kabuğun katılaşmasına neden olur.Kabuk ipi, kılavuzlu rulolar kullanılarak çekilir, ardından tamamen soğutulur ve katılaştırılır. Daha sonra, şerit uygulamaya bağlı olarak kesilir - yassı ürünler için levhalar (levha ve şerit), bölümler için çiçek açar (kirişler), uzun ürünler için kütükler (teller) veya ince şeritler.
Birincil biçimlendirmede, dökülen çelik daha sonra, döküm kusurlarını ortadan kaldıran ve gerekli şekil ve yüzey kalitesini sağlayan bir işlem olan, genellikle sıcak haddeleme ile çeşitli şekillerde oluşturulur. Sıcak haddelenmiş ürünler, yassı ürünler, uzun ürünler, dikişsiz borular ve özel ürünler olarak ikiye ayrılır.
Son olarak, üretim, imalat ve terbiye zamanı. İkincil şekillendirme teknikleri çeliğe son şeklini verir ve özellikleri. Bu teknikler şunları içerir:
- Şekillendirme (soğuk haddeleme), metalin yeniden kristalleşme noktasının altında yapılır, yani mekanik stres - ısı değil - değişimi etkiler
- İşleme (delme)
- Birleştirme (kaynak)
- Kaplama (galvanizleme)
- Isıl işlem (tavlama)
- Yüzey işleme (karbonlama)