Kaj je osnovno jeklo?

Osnovno jeklo se nanaša na jeklo, proizvedeno v peči, obloženi z bazično in ne kislo snovjo. Velika večina jekla, proizvedenega v industrijskih družbah, je narejena na ta način. Izolacija konstrukcije peči pred toploto peči je osrednji izziv v proizvodnji jekla. Odstranjevanje nečistoč iz zmesi železa je še en izziv pri proizvodnji jekla. Od petdesetih let prejšnjega stoletja se uporabljajo sodobne metode izolacije sten peči s snovmi z nizkim pH ali nizko kislino.

Jeklo je predvsem železo, vendar vsebuje majhno količino drugih elementov v mešanici. To je zaželeno, ker lahko izboljša materialne lastnosti snovi, in sicer trdoto. Ogljik je najpogostejši element, dodan jeklu, uporabljajo pa se tudi mangan, krom in volfram. Ti dodatki osnovnemu železu se imenujejo legirni materiali. Jeklo je veliko močnejše od čistega aluminija ali železa samo po sebi, vendar ga je treba izdelati na posebne načine.

Med drugo industrijsko revolucijo je bil odkrit in široko uporabljen Bessemerjev postopek za množično proizvodnjo jekla. Glavna inovacija v procesu je bila zmožnost odstranjevanja nečistoč iz staljenega železa s pihanjem zraka skozi njo. Presežek silicija, mangana in ogljika oksidira zrak in lahko nato uide iz snovi.

Da se struktura peči med izdelavo jekla, ki lahko vključuje zelo visoke temperature, ne stopi, je posoda obložena z ognjevzdržnim materialom. Ognjevzdržni materiali so snovi, ki ohranijo svoje fizikalne lastnosti pri temperaturah, višjih od 1,000 stopinj Fahrenheita (537.77 stopinj Celzija). Pri proizvodnji osnovnega jekla se uporabljajo ognjevzdržni materiali z nizkim pH. V Bessemerjevem postopku je bil mineral dolomit običajen ognjevzdržni material z nizkim pH, ki se uporablja za oblaganje posode pri izdelavi osnovnega jekla.

Leta 1952 je bil razvit nov postopek izdelave jekla, znan kot postopek Linz-Donawitz ali LD. Namesto uporabe Bessemerjeve tehnike pihanja zraka skozi staljeno železo, se uporablja čisti kisik. Povečana oksidacija železa omogoča učinkovitejše odstranjevanje nečistoč. Sodobne peči lahko v manj kot 350 minutah pretvorijo 40 ton železa v jeklo. LD postopek izdelave osnovnega jekla povzroča tudi manj onesnaženja zraka kot Bessemerjev postopek.

Osnovni ognjevzdržni materiali omogočajo učinkovitejše odstranjevanje žveplovih in fosforjevih nečistoč kot kisli ognjevzdržni materiali. Ko se kisik vpihne skozi železo, nečistoče bodisi zapustijo kot plin ali tvorijo žlindro, ki priplava na površje. Oksidirani ogljik uhaja kot ogljikov monoksid ali ogljikov dioksid. Druge nečistoče tvorijo nove spojine, ki se ločijo od mešanice in za seboj puščajo osnovno jeklo.