2023 Autor: Jake Johnson | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-05-24 23:12
Industrija čelika je proces obrade gvožđa u cilju dobijanja različitih vrsta navedene rude, kao i proizvoda iz njene mešavine sa drugim materijalima ili legurama.
Gvožđe koje je proizvedeno u visokoj peći nije pogodno za mnoge primene koje bi trebalo da ima, pošto je prilično krhko, zbog svog sastava jer se sastoji od količine ugljenika koja je obično između 3,5 i 4,4%, i drugi elementi kao što su silicijum, fosfor, sumpor, itd., elementi koji uglavnom potiču iz same željezne rude ili također iz uglja.
Da bi se poboljšale osobine gvožđa, potrebno je modifikovati sastav, podvrgavajući sirovo gvožđe (livanje materijala redukcijom gvožđa, u visokoj peći) oksidaciji koja smanjuje procenat elemenata koji ih sastoje, posebno od ugljenika. Na ovaj način dobijaju se različiti proizvodi od gvožđa i čelika koje grupišemo u tri grupe: Livnice, meko gvožđe i čelik.
Ljevaonice:
Da bi se postigle livnice, sirovo gvožđe se obrađuje u različitim pećima da bi se ponovo rastopilo i izazvalo dekarbonizaciju, koja se postiže oksidacijom kiseonikom, snižavajući sadržaj ugljenika na manje-više 2,5%.
Odlivci su lomljivi, ali su ipak upotrebljivi za izradu kalupnih delova, kako bi se koristili u delovima motora, rasveti, kanalizaciji,itd
bijeli liveni gvožđe, nazvani po svojoj boji, otporni su na habanje, tvrdi i lomljivi, dok su oni poznati kao sivi liveni gvožđe, imaju zrnast izgled, mekani su, ali manje krhki od bijelog livenog gvožđa, takođe su lakše savitljivi i, kao što im ime kaže, sivi su.
Meko gvožđe:
Meko gvožđe, ili takođe kovano gvožđe, poznato je kao gvožđe u svom skoro čistom stanju, sa veoma niskim sadržajem ugljenika (oko 0,1-0,2%). Ovo se dobija dubokom oksidacijom sirovog gvožđa, na način da se eliminišu praktično svi elementi koji prate gvožđe.
Meko željezo se koristi u komadima koji moraju imati veliku žilavost i otpornost na udarce ili koroziju. Takođe se koristi u proizvodnji gvozdenih jezgara za elektromagnete.
Čelik:
Čelik je možda najvažniji čelični proizvod, zbog svoje višestruke upotrebe u konstrukciji mašina, u dijelovima vozila i mašinama općenito, u hemijskoj industriji, u medicinskim instrumentima, u nuklearnoj industriji, itd
Postiže se smanjenjem količine ugljika u sirovom gvožđu, do 0,2 ili 1,5%, čime se gotovo u potpunosti eliminišu elementi kao što su silicijum, mangan, fosfor ili sumpor, što se postiže oksidacijom kiseonika pod kontrolom.
Čelik ima širok spektar fizičkih, hemijskih i mehaničkih svojstava, što ga čini izuzetno korisnim materijalom. Količina ugljika koju sadrži ima odlučujući utjecaj na njegovu strukturu, kao i na druge elemente ili toplinsku obradu kojoj je podvrgnut.
Generalno, čelik je tvrd, elastičan, žilav i vrlo otporan na koroziju. I ova i druga svojstva mogu se poboljšati dodavanjem preciznih količina drugih elemenata, kao što su hrom, nikl, volfram, vanadij, itd., čime se dobijaju oni koji su poznati kao specijalni čelici.
Većina čelika se dobija izlivanjem sirovog gvožđa (iz visoke peći) u posudu velikog kapaciteta, obloženu iznutra vatrostalnim materijalom koji se zove konverter. U donjem dijelu se dodaje zrak pod pritiskom koji uzrokuje oksidaciju elemenata koji se nalaze sa željezom u sirovom željezu. Proizvedena toplina uzrokuje da cjelokupna masa ostane rastopljena.
Neisparljivi oksidi koji su nastali oksidacijom će formirati ostatke sa oblogom konvertera i aditivima koji su dodati u topionik.
Kada se postigne željeni sastav, čelik se uklanja iz konvertera, da bi se naknadno očvrsnuo u obliku ingota. Konvertor ima prosječan kapacitet od oko 100 tona i proces traje oko dvadeset minuta.
Pretvarač je izumeo H. Bessemer 1856. godine da brzo pretvori gvožđe u čelik. Iako je možda manje poznat, ovaj izum uspoređivan je s drugima kao što su štamparska mašina ili parna mašina. Hvala zakonverter, čelik, u svim svojim varijantama, proizvodi se u velikim količinama, prilično jeftino i brzo.
Druga korišćena metoda je LD-konverter. U ovom slučaju, čisti kiseonik se ubrizgava u kontejner, snažno ga udarajući o površinu taline. Temperatura koja se postiže je viša nego kod klasičnog konvertera, jer je LD konverter, još brži proces, uspeva da proizvede čelik boljeg kvaliteta, može proizvesti oko 300 tona čelika u svakom procesu.
