La produzione di acciaio comporta la rimozione del carbonio dal ferro
Secondo la World Steel Association, alcuni dei maggiori paesi produttori di acciaio sono Cina, Giappone, Stati Uniti e India. La Cina rappresenta circa il 50 percento di questa produzione.
I maggiori produttori mondiali di acciaio comprendono ArcelorMittal, Hebei Steel Group, Baosteel, POSCO e Nippon Steel.
Il processo di produzione dell'acciaio moderno
I metodi per la produzione di acciaio si sono evoluti in modo significativo da quando la produzione industriale è iniziata alla fine del XIX secolo. I metodi moderni, tuttavia, si basano ancora sulla stessa premessa del processo originale di Bessemer, che utilizza l'ossigeno per abbassare il contenuto di carbonio nel ferro.
Oggi la produzione di acciaio utilizza materiali riciclati e materie prime tradizionali, come il minerale di ferro, il carbone e il calcare. Due processi, l'ossitaglio di ossigeno di base (BOS) e i forni elettrici ad arco (EAF), rappresentano praticamente tutta la produzione di acciaio.
La moderna fabbricazione dell'acciaio può essere suddivisa in sei fasi:
La lavorazione del ferro, che è il primo passo, coinvolge gli input grezzi di minerale di ferro, coke e calce che vengono fusi in un altoforno. Il ferro fuso risultante, indicato anche come metallo caldo, contiene ancora dal 4 al 4,5% di carbonio e altre impurità che lo rendono fragile.
L'acciaio primario ha due metodi principali: BOS (Basic Oxygen Furnace) e i più moderni metodi EAF (Electric Arc Furnace).
I metodi BOS aggiungono l'acciaio riciclato al ferro fuso in un convertitore.
A temperature elevate, l'ossigeno viene soffiato attraverso il metallo, che riduce il contenuto di carbonio tra lo 0 e l'1,5%. I metodi EAF, tuttavia, alimentano i rottami di acciaio riciclato utilizzando archi elettrici ad alta potenza (temperature fino a 1650 C) per fondere il metallo e convertirlo in acciaio di alta qualità.
La produzione di acciaio secondario riguarda il trattamento dell'acciaio fuso prodotto da entrambe le vie BOS ed EAF per regolare la composizione dell'acciaio. Questo viene fatto aggiungendo o rimuovendo alcuni elementi e / o manipolando la temperatura e l'ambiente di produzione. A seconda del tipo di acciaio richiesto, è possibile utilizzare i seguenti processi secondari di produzione dell'acciaio:
- mescolando
- Fornello siviera
- Iniezione di siviera
- degasaggio
- CAS-OB (regolazione della composizione con argon sigillato che bolle con ossigeno soffiato)
La colata continua vede il getto di acciaio fuso in uno stampo raffreddato, causando la solidificazione di un sottile guscio d'acciaio. Il filo di conchiglia viene ritirato usando rulli guidati e completamente raffreddato e solidificato. Il filo viene tagliato nelle lunghezze desiderate a seconda dell'applicazione; lastre per prodotti piatti (lastre e strisce), fioriture per sezioni (travi), billette per prodotti lunghi (fili) o strisce sottili.
Nella formatura primaria, l'acciaio che viene colato viene quindi formato in varie forme, spesso mediante laminazione a caldo, un processo che elimina i difetti di fusione e raggiunge la forma e la qualità superficiale richieste. I prodotti laminati a caldo sono suddivisi in prodotti piatti, prodotti lunghi, tubi senza saldatura e prodotti speciali.
Infine, è tempo di produzione, fabbricazione e finitura.
Le tecniche di formatura secondaria conferiscono all'acciaio la sua forma e proprietà finali. Queste tecniche includono:
- Modellatura (laminazione a freddo)
- Lavorazione meccanica (foratura)
- Unione (saldatura)
- Rivestimento (zincatura)
- Trattamento termico (rinvenimento)
- Trattamento superficiale (cementazione)