Wist u? Hoe staal van ijzer wordt gemaakt

Staal is een van 's werelds meest veelzijdige materialen. Gedefinieerd als een legering van ijzer en koolstof, is het zowel sterk als duurzaam. Bovendien wordt volgens het American Iron and Steel Institute jaarlijks meer dan tweederde van al het staal dat in Noord-Amerika wordt geproduceerd, gerecycled. Om staal te maken, moeten metaalverwerkende bedrijven echter verschillende stappen uitvoeren waarbij ruw ijzer wordt gebruikt.

Waarom staal ruw ijzer nodig heeft

Al het staal is gemaakt van ruw ijzer. Zoals eerder vermeld, wordt staal gekenmerkt door de aanwezigheid van ijzer en koolstof. De verhouding van deze twee elementen varieert afhankelijk van het specifieke type staal dat wordt gemaakt. Dat gezegd hebbende, bevatten de meeste staalsoorten ongeveer 1% koolstof en 97% ijzer, terwijl de resterende 2% bestaat uit sporenelementen en onzuiverheden.

De hoeveelheid koolstof zal de fysieke eigenschappen van het staal beïnvloeden. Over het algemeen geldt:hoe groter de concentratie koolstof, hoe sterker en harder het staal. Dat gezegd hebbende, kan het toevoegen van te veel koolstof aan staal het vatbaar maken voor roest en corrosie, terwijl het ook moeilijk te lassen en te vormen is.

Ruw ijzer smelten

Of het nu gaat om koolstofarme, medium-carbon of high-carbon, de eerste stap bij het produceren van staal is het smelten van ruw ijzer. Nadat het ijzererts is gedolven en geoogst, wordt het gesmolten in een grote oven. Het is niet ongebruikelijk dat deze ovens temperaturen van meer dan 3000 graden Fahrenheit bereiken. Naarmate het ijzer opwarmt en vloeibaar wordt, scheidt het zich van zijn onzuiverheden, waardoor schoner ijzer ontstaat dat beter geschikt is voor de productie van staal.

Koolstof toevoegen

Bij het smelten van ruw ijzer met als doel staal te produceren, zullen metaalverwerkende bedrijven deze mogelijkheid ook gebruiken om koolstof toe te voegen. Koolstof is natuurlijk essentieel voor het proces. Het onderscheidt staal van ruw ijzer, wat resulteert in een grotere sterkte en duurzaamheid. Terwijl het ruwe ijzer van vast in vloeibaar verandert, wordt een bepaalde hoeveelheid koolstof toegevoegd.

Kalksteen toevoegen

Naast koolstof zullen metaalverwerkende bedrijven ook kalksteen in de oven voeren bij de productie van staal. Zowel koolstof als kalksteen zijn essentieel voor het staalproductieproces. Kalksteen wordt gebruikt om onzuiverheden, inclusief vloeimiddel, te verwijderen door het ijzer te helpen scheiden van de onzuiverheden.

In het verleden was het produceren van staal een uiterst moeizaam en moeilijk - maar ook gevaarlijk - proces. Dankzij recente ontwikkelingen op het gebied van metaalbewerking kunnen bedrijven echter aanzienlijk meer staal produceren in minder tijd. Een typische hoogoven kan in slechts 40 minuten bijna 400 ton ijzer en koolstof omzetten in staal. Haardovens kunnen vergelijkbare hoeveelheden staal produceren, maar hebben meer tijd nodig.