Stålproduksjon

I dag blir det i all hovudsak brukt to metodar i stålproduksjonen: BOS (kort for "basic oxygen furnace") og EAF (kort for "electric arc furnace").

Ved BOS-metoden blir metallet smelta i ein masomn. Så blir det blåst oksygen gjennom det smelta metallet, noko som reduserer karboninnhaldet til mellom 0 og 1,5 %. Masomnar bruker koks som energikjelde.

Ved EAF-metoden blir metallet smelta i ein elektrisk lysbogeomn med høg effekt (temperaturar opptil 1650 °C) og blir konvertert til høgkvalitetsstål. Lysbogeomnar bruker elektrisitet som energikjelde.

BOS-metoden blir brukt til såkalla primær stålproduksjon. I denne typen produksjon er råmaterialet jernmalm som blir smelta saman med koks og kalk. Råjernet inneheld opptil 10 % forureiningar og 4–4,5 % karbon som gjer det sprøtt. Derfor blåser ein oksygen gjennom det glødande stålet for å redusere karboninnhaldet. Rundt 60 % av stålproduksjonen i Europa er primær stålproduksjon.

Omtrent 40 % av stålproduksjonen i Europa er sekundær stålproduksjon, det vil seie gjenvinning av jern- og stålskrap. Skrapet blir smelta om i elektriske lysbogeomnar (EAF-metoden).

Det smelta stålet blir støypt i ei avkjølt form. Når stålet har fått eit tynt størkna skal, men er flytande innvendig, er det veldig enkelt å forme. Då blir det valsa ved hjelp av tilpassa ruller til det er heilt avkjølt og størkna. Deretter blir stålet kutta i ulike lengder, avhengig av kva det seinare skal brukast til – plater, bjelkar, akslingar osb.

Deretter bruker ein sekundære formingsteknikkar for å gi stålet forma og eigenskapane det skal ha. Desse teknikkane inkluderer

• forming (t.d. varmvalsing og kaldvalsing)

• maskinering (t.d. boring)

• samanføying (t.d. sveising)

• belegging (t.d. galvanisering)

• varmebehandling (t.d. herding)

• overflatebehandling (t.d. karburering)

Valsing er ein metallformingsprosess der eit metallemne blir ført gjennom ruller for å gi det ønskt form og tjukkleik. Ofte blir stålet forma til lange plater på rull, eller til spesielle profilar.

Valsing kan også gjere stålet sterkare og meir duktilt.

Varmvalsing

Varmvalsing er ein prosess der stålet blir varma opp til over omdanningstemperatur (vanlegvis over 600 $$°C). Så blir det pressa mellom ruller under høgt trykk slik at det får nye former og mål.

Ved å bruke fleire ruller i ulike konfigurasjonar kan ein forme stålet til flate produkt (stålplater), lange produkt, saumlause røyr, ulike profilar (H-bjelke, I-bjelke, L-form, etc.) og spesialprodukt.

Under varmvalsing blir danna ei spesiell form for jernoksid på ståloverflata. Dette belegget kallar vi glødeskal. Glødeskalet er blåsvart i fargen og dannar i utgangspunktet ein barriere mot korrosjon.

Men glødeskalet er sprøtt og vil til slutt sprekke og flase av. I tillegg er det katodisk til grunnmetallet (stål). Det betyr at dersom metalldelen blir utsett for korrosjon, vil stålet korrodere før dei gjenverande glødeskalfragmenta.

Kaldvalsing

Med kaldvalsing meiner vi valsing av metall ved lågare temperatur enn omdanningstemperatur. Vanlegvis skjer kaldvalsing ved romtemperatur. Kaldvalsa stål har ikkje noko glødeskal. Det er både sterkare og tynnare enn varmvalsa stål, vanlegvis mindre enn 4 mm tjukt.