إنتاج الصلب ينطوي على إزالة الكربون من الحديد
وفقًا لرابطة الفولاذ العالمية ، فإن بعض أكبر الدول المنتجة للصلب هي الصين واليابان والولايات المتحدة والهند. تمثل الصين ما يقرب من 50 في المائة من هذا الإنتاج.
وتشمل أكبر شركات إنتاج الصلب في العالم أرسيلورميتال ، ومجموعة هيبي للصلب ، وباوستيل ، وبوسكو ، ونيبون ستيل.
عملية إنتاج الصلب الحديثة
لقد تطورت طرق تصنيع الفولاذ بشكل ملحوظ منذ بدء الإنتاج الصناعي في أواخر القرن التاسع عشر. ومع ذلك ، لا تزال الأساليب الحديثة قائمة على نفس الفرضية مثل عملية بسمر الأصلية ، التي تستخدم الأكسجين لخفض محتوى الكربون في الحديد.
اليوم ، يستخدم إنتاج الصلب المواد المعاد تدويرها وكذلك المواد الخام التقليدية ، مثل خام الحديد والفحم والحجر الجيري. هناك عمليتان ، تصنيع الصلب الأكسجين الأساسي (BOS) وأفران القوس الكهربائي (EAF) ، تمثل تقريبا كل إنتاج الصلب.
يمكن تقسيم صناعة الفولاذ الحديثة إلى ست خطوات:
صناعة الحديد ، وهي الخطوة الأولى ، تتضمن المدخلات الأولية لخام الحديد وفحم الكوك والجير الذي يذوب في فرن صهر. لا يزال الحديد المصهور الناتج ، والمعروف أيضًا بالمعدن الساخن ، يحتوي على 4 إلى 4.5 في المائة من الكربون والشوائب الأخرى التي تجعله هشًا.
صناعة الصلب الأولي لها طريقتان أساسيتان: BOS (فرن أوكسجين أساسي) وطرق EFC (فرن القوس الكهربائي) الأكثر حداثة.
أساليب BOS إضافة الفولاذ الخردة المعاد تدويرها إلى الحديد المنصهر في محول.
في درجات الحرارة المرتفعة ، يتم نفخ الأكسجين عبر المعدن ، مما يقلل من نسبة الكربون إلى ما بين 0 و 1.5٪. ومع ذلك ، فإن أساليب EAF تغذي خردة الصلب المعاد تدويرها من خلال استخدام أقواس كهربائية عالية الطاقة (تصل درجات الحرارة إلى 1650 درجة مئوية) لإذابة المعدن وتحويله إلى فولاذ عالي الجودة.
صناعة الصلب الثانوية تنطوي على معالجة الفولاذ المنصهر المنتج من مسارات BOS و EAF لتعديل تركيبة الفولاذ. يتم ذلك عن طريق إضافة أو إزالة عناصر معينة و / أو التلاعب في درجة الحرارة وبيئة الإنتاج. اعتمادا على أنواع الصلب المطلوبة ، يمكن استخدام عمليات صناعة الصلب الثانوية التالية:
- التقليب
- فرن مغرفة
- حقن مغرفة
- التفريغ
- CAS-OB (تعديل التركيب بواسطة فقاعات الأرجون المختومة مع نفخ الأكسجين)
يلقي الصب المستمر الفولاذ المصهور المنصهر في قالب مبرد مما يتسبب في ترسيب قشرة رقيقة من الصلب. يتم سحب حبلا قذيفة باستخدام لفات موجهة ومبردة بالكامل ومجمدة. يتم قطع حبلا إلى الأطوال المطلوبة اعتمادا على التطبيق ؛ ألواح للمنتجات المسطحة (الصفائح والأشرطة) ، تزهر للأقسام (الحزم) ، قوالب للمنتجات الطويلة (الأسلاك) ، أو شرائح رقيقة.
في التشكيل الأساسي ، يتم تشكيل الفولاذ المصبوب في أشكال مختلفة ، غالباً بواسطة الدرفلة على الساخن ، وهي عملية تقضي على عيوب الصب وتحقق الشكل المطلوب وجودة السطح. وتنقسم المنتجات المدرفلة على الساخن إلى منتجات مسطحة ومنتجات طويلة وأنابيب غير ملحومة ومنتجات متخصصة.
أخيرا ، حان الوقت للتصنيع ، التصنيع ، والتشطيب.
تقنيات التشكيل الثانوي تعطي الفولاذ شكله النهائي وخصائصه. هذه التقنيات تشمل:
- تشكيل (المتداول الباردة)
- بالقطع (الحفر)
- الانضمام (اللحام)
- طلاء (جلفنة)
- المعالجة الحرارية (التقسية)
- المعالجة السطحية (كربنة)