Produksjon av stål

Kort fortalt

Ved produksjon av stål styres karboninnholdet og andre legeringselementer i jernet for å gi materialet de ønskede egenskapene. Stål kan fremstilles via masovn og oksygenkonverter eller i elektrisk lysbueovn, som smelter blant annet stålskrap og andre jernholdige råvarer. Smeltens sammensetning og temperatur kontrolleres før støping. Deretter kan stålet valses til plater og få et beskyttende belegg. Stålsort, varmebehandling og videre forming påvirker styrke, formbarhet og bruksegenskaper. Denne oversikten skiller Bessemer-prosessens historiske rolle fra dagens stålproduksjon og viser veien mot takplater og andre tynnplateprodukter. Dokumentasjonen for det konkrete materialet og produktet avgjør likevel om det passer til bruken.

Sammensetning og legeringselementer

Stål er en jernbasert legering der karboninnhold og andre bestanddeler tilpasses stålsorten som skal produseres. Fremstillingen omfatter kontrollert fjerning av uønskede stoffer og justering av sammensetningen. Det betyr ikke at alt karbon alltid fjernes før en fast mengde tilsettes på nytt.

Mangan, krom, nikkel og vanadium er eksempler på mulige legeringselementer. Avhengig av stålsorten påvirker de blant annet styrke, hardhet, seighet, formbarhet og motstand mot korrosjon eller høye temperaturer. Karboninnholdet påvirker også hvordan stålet reagerer på varmebehandling. At ett bestemt grunnstoff finnes i stålet, er ikke i seg selv en garanti for rustfrihet eller en bestemt temperaturbestandighet.

Bessemer-prosessen som industrielt gjennombrudd

Henry Bessemer presenterte i 1856 en metode som bidro til industriell masseproduksjon av stål. Stål hadde vært fremstilt lenge før dette. Årstallet beskriver derfor en viktig industriell utvikling, ikke oppfinnelsen av stål.

I den historiske Bessemer-konverteren ble luft blåst gjennom flytende råjern. Oksygenet reagerte blant annet med karbon, silisium og mangan. Reaksjonene dannet gasser og oksider og frigjorde varme som bidro til å holde smelten varm. Sammensetningen ble justert som del av prosessen. Konverterens foring, råvarene og prosessvarianten påvirket hvilke urenheter som kunne fjernes. Én forenklet oppskrift kan derfor ikke beskrive alle konverterprosesser.

To hovedruter i dagens produksjon

I masovnsruten omdannes jernmalm først til råjern. I oksygenkonverteren reduseres karboninnholdet og stålets sammensetning justeres; stålskrap kan også inngå i prosessen. En elektrisk lysbueovn bruker elektrisk energi til å smelte råvarene. I tillegg til stålskrap kan disse omfatte direkte redusert jern eller råjern.

Videre behandling av smelten styrer blant annet legering, oksygeninnhold og temperatur før støping. Prosess og kontroll tilpasses kravene til stålsorten. Oversikten er ikke en driftsinstruks for et stålverk eller et materialsertifikat for et bestemt produkt fra SteelProfil.

Valsing og beskyttende belegg

Det støpte stålet videreforedles gjennom blant annet varmvalsing og eventuelt kaldvalsing til ønsket tykkelse og overflate. Tynnplater kan beskyttes med sink eller et annet metallisk belegg, og med et organisk belegg tilpasset bruken. Materialet kan deretter brukes til takplater, fasader og profiler. Se aktuelle stålplateprodukter, og kontroller stålsort, tykkelse og belegg for det produktet du vurderer.