Tillverkning av stål

I korthet

Vid ståltillverkning regleras järnets kolhalt och andra legeringsämnen för att materialet ska få önskade egenskaper. Stål kan framställas via masugn och syrgaskonverter eller i en elektrisk ljusbågsugn, där bland annat stålskrot och andra järnhaltiga råvaror smälts. Smältans sammansättning och temperatur kontrolleras före gjutningen. Stålet kan sedan valsas till plåt och förses med skyddande beläggningar. Stålsort, värmebehandling och efterföljande formning påverkar hållfasthet, formbarhet och användningsegenskaper. Här skiljer vi Bessemerprocessens historiska betydelse från dagens tillverkning och beskriver vägen till takplåt och andra tunnplåtsprodukter. Om materialet passar ett visst användningsområde måste däremot avgöras utifrån dokumentationen för det konkreta stålet och den färdiga produkten.

Sammansättning och legeringsämnen

Stål är en järnbaserad legering där kolhalten och övriga beståndsdelar anpassas till den stålsort som ska tillverkas. Processen omfattar kontrollerad borttagning av oönskade ämnen och justering av sammansättningen. Det innebär inte att allt kol alltid avlägsnas och därefter återförs i en bestämd mängd.

Mangan, krom, nickel och vanadin är exempel på möjliga legeringsämnen. Beroende på stålsorten påverkar de bland annat hållfasthet, hårdhet, seghet, formbarhet och motståndskraft mot korrosion eller höga temperaturer. Kolhalten påverkar också stålets reaktion vid värmebehandling. Förekomsten av ett visst grundämne garanterar inte i sig att plåten är rostfri eller tål en bestämd temperatur.

Bessemerprocessen var en industriell milstolpe

Henry Bessemer presenterade 1856 en metod som bidrog till industriell massproduktion av stål. Stål hade tillverkats långt tidigare. Årtalet ska därför inte uppfattas som året då stål uppfanns.

I den historiska Bessemerkonvertern blåstes luft genom flytande tackjärn. Syret reagerade bland annat med kol, kisel och mangan. Reaktionerna bildade gaser och oxider och frigjorde värme som hjälpte till att hålla smältan varm. Sammansättningen justerades under processen. Konverterns infodring, råvarorna och processvarianten påverkade vilka föroreningar som kunde avlägsnas. En förenklad arbetsbeskrivning kan därför inte gälla för alla konverterprocesser.

Moderna tillverkningsvägar

I masugnsprocessen omvandlas järnmalm först till tackjärn. I syrgaskonvertern sänks kolhalten och stålets sammansättning justeras; även stålskrot kan användas. En elektrisk ljusbågsugn smälter i stället sina råvaror med elektrisk energi. Förutom stålskrot kan råvarorna omfatta direktreducerat järn eller tackjärn.

Vid fortsatt behandling av smältan regleras exempelvis legeringsämnen, syrehalt och temperatur inför gjutningen. Process och styrning anpassas till stålsortens krav. Beskrivningen är en översikt, inte en driftinstruktion för ett stålverk eller ett materialintyg för en viss SteelProfil-produkt.

Valsning och ytbehandling

Det gjutna stålet vidareförädlas exempelvis genom varmvalsning och vid behov kallvalsning till önskad tjocklek och ytbeskaffenhet. Tunnplåt kan skyddas med zink eller en annan metallbeläggning och med en organisk beläggning som passar användningen. Materialet används bland annat till takplåt, fasader och profiler. Se tillgängliga stålplåtsprodukter och kontrollera stålsort, tjocklek och beläggning för den produkt du väljer.