Staalproductieproces - Volledig overzicht met stroomdiagram

In dit artikel zullen we leren over de verschillende methoden van het staalproductieproces stappen en het Stroomdiagram beter te begrijpen. Afhankelijk van het type en de samenstelling van het staal zijn er verschillende processen. Laten we eens kijken naar de verschillende processen om staal te maken.

Staal is in wezen een legering van ijzer en koolstof, waarbij het koolstofgehalte varieert tot 1,5 procent. De koolstof wordt door de massa van het metaal verdeeld, niet als elementaire of vrije koolstof maar als een verbinding (chemische combinatie) met ijzer.

Als de koolstof echter wordt verhoogd tot boven de 1,5 procent, komt er al snel een stadium waarin geen koolstof meer in de gecombineerde toestand kan worden opgenomen en een eventuele overmaat als vrije koolstof (grafiet) aanwezig moet zijn. Het is in dit stadium dat het metaal overgaat in de groep die gietijzer wordt genoemd . Daarom mag een materiaal, om als staal te worden geclassificeerd, geen vrije koolstof in zijn samenstelling bevatten; onmiddellijk vrijkomen grafiet gaat over in de categorie gietijzer.

Naast koolstof zijn er andere elementen in het staal aanwezig, bijvoorbeeld zwavel, silicium, fosfor, mangaan, enz.; maar koolstof is verreweg het belangrijkste modificerende element. IJzer vormt de massa van de legering; het is de kwantiteitspartner, terwijl op koolstof de plicht valt om de kwaliteit van het staal te bepalen om aan de vraag te voldoen waaraan ijzer alleen niet kan voldoen. Het belang van koolstof in staal ligt niet in het relatieve volume, maar in zijn opmerkelijke invloed op de interne structurele veranderingen en vervolgens gekoeld door verschillende methoden.

Staalproductieproces

De commerciële processen voor het maken van staal zijn:

(1) Bessemer-proces, (2) L-D-proces, (3) Openhaardproces, (4) Smeltkroesproces, (5) Elektrisch proces, (6) Duplex proces.

Het Bessemer-, openhaard- en elektrisch proces zijn onder te verdelen in (a) zuurproces en (b) basisproces , afhankelijk van het type voering dat in de oven wordt gebruikt. Bij elk van deze processen wordt het staal geproduceerd door ofwel koolstof toe te voegen aan smeedijzer of door het juiste deel van de koolstof uit ruwijzer te verwijderen door eerst ruwijzer volledig te ontkolen en vervolgens de juiste hoeveelheid koolstof toe te voegen. Laten we de stappen van het staalproductieproces in detail begrijpen.

1. Het Bessemer-proces

Het Bessemer-staalproductieproces bestaat uit het blazen van lucht door gesmolten ruwijzer in een speciale oven die bekend staat als een converter die de vorm had van een enorme betonmixer (Fig. 4.2). De converter is gemaakt van stalen platen die aan de binnenkant zijn bekleed met vuurvast materiaal. Het type vuurvaste bekleding dat wordt gebruikt, hangt af van het karakter van het staalproductieproces, d.w.z. van het zure proces of het basische proces.

In het zuurproces wordt de converter bekleed met silica baksteen dat in de vuurvaste handel bekend staat als "zuur". Het zure proces verwijdert geen fosfor of zwavel uit het metaal. In het basisproces is de converter bekleed met dolomiet , die bekend staat als "basis". Het verwijdert fosfor en tot op zekere hoogte zwavel.

2. Het L-D-proces

De nieuwste ontwikkeling in het staalproductieproces is de naam van dit proces, dat afkomstig is van de initialen van twee afzonderlijke fabrieken in Oostenrijk, in Linz en Donawitz. Het lokale Oostenrijkse erts is te arm aan fosfor om de luchtgeblazen basis Bessemer-methode te kunnen gebruiken. Omdat lucht, een mengsel van stikstof en zuurstof, wordt gebruikt, bevat het resulterende staal stikstof waardoor staal onder bepaalde omstandigheden bros kan worden.

Verder voert het grootste deel van de stikstof die niet is opgelost zoveel warmte af dat alleen een metaal met een hoog fosforgehalte voldoende warmte zal genereren om de vereiste temperatuur van het vloeibare staal te geven. De remedie was om de luchtstoot te vervangen door zuurstof of een gasmengsel dat geen stikstof bevat.

3. Het Open Haard Proces

In het open haardproces voor de productie van staal, ruwijzer, staalschroot en ijzeroxide in de vorm van ijzererts of kalk worden gesmolten in een Siemens-Martin openhaardoven (Fig. 4.4), zo genoemd omdat het gesmolten metaal in een relatief ondiepe poel op de ovenbodem of haard ligt. De haard is omgeven door een dak en muren van vuurvaste bakstenen. De lading wordt door een laaddeur gevoerd en verwarmd tot 1.600°C tot 1.650°C, voornamelijk door warmtestraling van de verbranding van gasvormige brandstoffen erboven. Het is niet de hoeveelheid warmte, maar eerder de hitte op hoge temperatuur die essentieel is voor het doel.

4. Het proces voor het maken van smeltkroes

In het proces voor het maken van smeltkroes In een luchtdichte kroes worden mengsels van smeedijzer, staalschroot en ferromangaan met houtskool omgesmolten. Andere ferrolegeringen kunnen worden toegevoegd wanneer gelegeerd staal door dit proces wordt geproduceerd. In het smeltkroesproces wordt koolstof aan het ijzer toegevoegd omdat het koolstofgehalte van smeedijzer laag is.

De benodigde koolstof wordt tijdens het smelten door het metaal uit de houtskool opgenomen. Nadat de materialen zijn gesmolten en grondig gelegeerd, worden de smeltkroezen uit de oven gehaald die bekend staat als regeneratieve oven die wordt verwarmd door een gasvormige brandstof zoals in de open haardoven, en tenslotte wordt het staal in de mal gegoten. De tijdsduur tussen het plaatsen van de kroes in de oven en het terugtrekken van de kroes is ongeveer vier uur.

Het proces is in de eerste plaats een smelt- en legeringsproces en er vindt geen raffinage van het metaal in de smeltkroes plaats.

5. Het elektrische proces

In de afgelopen jaren heeft het smelten van staal door elektrische ovens zich snel ontwikkeld voor de beschikbaarheid van goedkope elektrische stroom. Elektriciteit wordt uitsluitend gebruikt voor de productie van warmte en geeft geen bijzondere eigenschappen aan het staal. Desalniettemin heeft de elektrische oven de volgende voordelige eigenschappen.

1. Het genereert extreem hoge temperaturen, ongeveer 2.000 ° C, in de smeltkamer zonder zuurstof of stikstof uit de lucht of onzuiverheden uit de brandstof te introduceren. Dit vergemakkelijkt de verwijdering van de schadelijke onzuiverheden zoals zuurstof, zwavel en fosfor, en ook niet-metalen insluitsels.

2. De temperatuur kan te allen tijde gemakkelijk worden gecontroleerd en geregeld

3. Het maakt de toevoeging van dure legeringselementen zoals chroom, nikkel, wolfraam, enz. mogelijk zonder verlies door oxidatie.

4. Er kan een grote verscheidenheid aan staalsoorten worden vervaardigd, die verschillen in koolstofgehalte en met elk gehalte aan legeringselementen.

6. Dubbelzijdige processen

Combinatiemethoden van staalproductieprocessen bekend als duplexprocessen worden uitgevoerd in twee staalfabrieken. De volgende combinaties worden meestal gedaan.

1. Basische en zure openhaard

2. Een basis open haard en een basis elektrische oven.

3. Een Bessemer-converter en een eenvoudige open haard.

Stroomdiagram voor het maken van staal

Veelgestelde vragen

Wat is staalproces?

Staal wordt doorgaans in twee fasen geproduceerd. Het basiszuurstofovenproces (BOF) of het smelten van staalschroot of direct gereduceerd ijzer (DRI) in een vlamboogoven worden gebruikt om vloeibaar ijzer om te zetten in staal in de belangrijkste staalproductiefase. Secundaire staalproductie is een raffinageproces waarbij legeringsmetalen worden toegevoegd en onzuiverheden worden verwijderd.

Welk gas wordt gebruikt voor de vervaardiging van staal?

Industriële gassen die gewoonlijk in de staalindustrie worden gebruikt, zijn zuurstof, stikstof, argon en waterstof .

Wat deed het staalproces?

Het Bessemer-staalproductieproces bestaat uit het blazen van lucht door gesmolten ruwijzer in een speciale oven die bekend staat als een converter die de vorm had van een enorme betonmixer.

Wie heeft het staalproces gemaakt?

Sir Henry Bessemer

Hoe wordt koolstof aan staal toegevoegd?

IJzererts, cokes (gemaakt van steenkool) en kalk worden gebruikt om nieuw staal te maken in een hoogoven. De grondstoffen worden bovenop de oven geplaatst, die een temperatuur heeft van 3000 graden Fahrenheit. Koolstof komt vrij in het gesmolten product terwijl het ijzererts smelt en interageert met de brandende cokes .

Dit waren de verschillende soorten Steel Making Process gedetailleerde stappen inclusief het stroomschema . Ik hoop dat je dit artikel leuk vond. Geef uw beoordelingen in de opmerkingen hieronder.