Katere so različne surovine za jeklo?

Jeklo je zaradi svoje vsestranskosti kot gradbenega materiala pomemben del gradnje že od 1800. stoletja. Njegova priljubljenost je v veliki meri posledica njegove moči in enostavnosti izdelave. Surovine za jeklo se razlikujejo, ker je mogoče izdelati različna jekla, ki ustrezajo njihovi končni uporabi, vključno z mehkejšim jeklom za strojno obdelavo do zelo trdega jekla za varnostne naprave ali sefe. Vsi jekleni izdelki so cenjeni zaradi svoje trdnosti, vzdržljivosti in enostavnosti recikliranja, ko niso več potrebni.

Ključna sestavina jekla je železo, ki se nahaja v tleh kot oksid, kemična mešanica železa in kisika, pomešana s kamnino. Oksidirano železo je pogosto v jeklenih izdelkih, ko se starajo, ker je ista molekula znana kot rja, ki se pojavi, ko se železo in kisik sčasoma ponovno združita. Za pripravo čiste kovine iz surove rude se uporablja visokotemperaturna posoda, imenovana plavž. Preden lahko železo damo v peč, gre običajno skozi več korakov predelave, da odstranimo odpadne kamnine in koncentriramo odstotek železa v rudi.

V plavžu dodajajo železovo rudo in druge surovine za jeklo in jih segrevajo na zelo visoke temperature. Ko se zmes stopi, se kisik injicira z votlo cevjo, imenovano sulko, kar povzroči, da se zmes še bolj segreje. Pri zelo visokih temperaturah se kisik loči od železovega oksida, kar povzroči čisto kovino. Nečistoče, imenovane žlindra, se dvignejo na vrh peči in se odstranijo, kar povzroči staljeno mešanico železa in drugih dodatkov.

Obstaja na stotine različnih jeklenih sestavkov ali zlitin, vendar obstaja nekaj običajnih surovin za jeklo. Ogljik je ključna sestavina vseh jekel, vendar je prisoten v nizkih koncentracijah. Kisik v rudi reagira z ogljikom, ki je dodan v peč, in ga odstrani iz molekule železovega oksida. Čista oblika ogljika, imenovana koks, je potrebna v plavžu in je pripravljena s segrevanjem premoga na visoke temperature, da se odstranijo vse organske spojine.

Železo z odstotki ogljika, višjimi od dveh odstotkov, se imenuje lito železo, ki je trdo, a bolj krhko. Druge surovine za jeklo vključujejo različne kovine, silicij in apnenec. Apnenec, ki je kalcijev karbonat, se imenuje fluks in se v rednih presledkih dodaja v peč, da nastane žlindra in odstrani nečistoče. Silicij odstranjuje kisik v peči in naredi jeklo bolj obdelovalno ali ga je lažje upogniti ali obdelati.

Plavž lahko uporabi nekaj recikliranega jekla, vendar je običajno omejen na približno 30 masnih odstotkov. Jeklo je enostavno reciklirati, vendar se za višje odstotke recikliranega jekla uporablja drugačna peč, imenovana električna obločna peč. Električna obločna peč uporablja dve elektrodi, obešeni v notranjosti peči, med njima pa prehaja visok električni tok, ki ustvarja visoke temperature. Surovine za jeklo so že vsebovane v recikliranem materialu in za ustvarjanje želene sestave jekla bodo morda potrebne le majhne količine dodatkov.