Procedee moderne de fabricare a otelului

Metodele pentru producerea otelului au evoluat semnificativ odata cu inceperea productiei industriale la sfarsitul secolului 19. Cu toate acestea metodele moderne au la baza procedeul Bessemer.

Potrivit Asociatiei  Mondiale a Otelului in 2011 producerea otelului brut a atins un nou record de 1.527 miliarde tone metrice. Dintre acestea aproximativ doua treimi au fost produse utilizand procedeul  BOS  (basic oxygen steelmaking – cuptorul pe baza de oxigen ) si o treime realizata cu ajutorul EAF  (electric  arc furnace – cuptorul cu arc electric).

Producerea otelului – procedeul EAF

Spre deosebire de alte procedee, cel care foloseste cuptorul cu arc electric genereaza temperaturi ridicate cu ajutorul curentului electric. Primul astfel de cuptor fiind proiectat de catre Paul Heroult. Aceasta este o tehnologie care foloseste 100 % resturi de otel.

Cuptorul este impartit in trei sectiuni: carcasa, vatra si acoperisul. Procedeul incepe prin ridicarea acoperisului si a electrozilor, se incarca apoi  deseurile de otel, agentii de reducere precum si elementele de aliere, dupa care sunt introdusi electrozii si se aseaza acoperisul.

Cu ajutorul acestor trei electrozi din grafit se creeaza o temperatura de aproximativ 3500 grade Celsius si are loc procesul de topire. Odata ce intreaga incarcatura este topita, se ia o proba care va fi analizata pentru a determina cantitatea de oxigen ce va fi suflata in timpul rafinarii. Rafinare in cadrul careia compozitia chimica este ajustata pentru a indeplini cerintele produsulul. Cuptorul cu arc electric are o capacitate de 300 de tone, iar procesul de fabricare dureaza circa 40 – 60 de minute.

Acest procedeu are ca avantaj faptul ca procesul poate fi oprit si pornit fara mari costuri asociat. Alt avantaj este acela ca poate folosi doar materiale reciclate. Din aceste motive procedeul  EAF a crescut constant in ultimii 50 de ani, ajungand acum fie folosit la aproximativ 33 % din productia  de otel la nivel mondial.

Metoda de fabricare a otelului – BOF

Elaborarea unei metode de separare a oxigenului de azot la scara industriala in 1960, au permis progrese majore in dezvoltarea cuptorului pe baza de oxigen. Cea mai mare parte a productiei la scara larga se realizeaza prin procedeul de topire cu oxigen basic.

Fierul topit impreuna cu resturi reciclate se toarna intr-un convertizor mare, captusit cu caramizi termorezistente. Apoi este introdus un tub racit cu apa, pana ce varful sau ajunge deasupra metalului topit. Prin acest tub este suflat oxigen pur, care reactioneaza cu carbonul din fier, producand destula caldura pentru a mentine sarja topita.

Pentru a mentine o temperatura de 1600 grade Celsius se adauga treptat var nestins. De asemenea, si alte materiale fondante in functie de necesitate. Cand incepe suflarea oxigenului se degaja monoxid de carbon si alte gaze, formandu- se de asemenea si o zgura. Este necesar un timp de suflare de 20-30 de minute pentru un convertizor de 400 de tone.  Gazele emanate sunt aspirate de niste ventilatoare, iar la sfarsitul procedeului zgura este indepartata. Otelul astfel rezultat este fie turnat in matrite pentru fabricarea pieselor turnate, fie este turnat in lingouri care se lamineaza. Acesta pare a fi procedeul  cel mai avantajos, pe langa faptul ca este rapid, consumul de combustibil este foarte mic .

Articole similare:

Otel carbon

Principalii producatori de otel

Calirea otelului