Co je základní ocel?

Základní ocel se týká oceli vyrobené v peci obložené základní, spíše než kyselou látkou. Převážná většina oceli vyráběné v průmyslových společnostech se vyrábí tímto způsobem. Izolace struktury pece od tepla pece je ústřední výzvou při výrobě oceli. Odstraňování nečistot ze směsí železa je další výzvou při výrobě oceli. Od padesátých let minulého století se používají moderní metody izolace stěn pecí nízkými nebo nízkými kyselinami.

Ocel je primárně železo, ale obsahuje malé množství dalších prvků ve směsi. To je žádoucí, protože to může zlepšit materiálové vlastnosti látky, konkrétně tvrdost. Uhlík je nejčastějším prvkem přidávaným do oceli, ale používá se také mangan, chrom a wolfram. Tyto přísady do základního železa se nazývají legující materiály. Ocel je sama o sobě mnohem silnější než čistý hliník nebo železo, ale musí být vyrobena zvláštním způsobem.

Během druhé průmyslové revoluce byl objeven a široce aplikován Bessemerův proces pro masovou výrobu oceli. Hlavní inovací v tomto procesu byla schopnost odstranit nečistoty z roztaveného železa foukáním vzduchu skrz něj. Přebytek křemíku, manganu a uhlíku je oxidován vzduchem a může z látky uniknout.

Aby se zabránilo tavení struktury pece během výroby oceli, která může vyžadovat velmi vysoké teploty, je nádoba potažena žáruvzdorným materiálem. Žáruvzdorné materiály jsou látky, které si zachovávají své fyzikální vlastnosti při teplotách vyšších než 1 000 stupňů Fahrenheita (537,77 stupňů Celsia). Při výrobě základní oceli se používají žáruvzdorné materiály s nízkým pH. V Bessemerově procesu byl minerální dolomit běžným žáruvzdorným materiálem s nízkým pH, který se používal k vyrovnání nádoby při výrobě základní oceli.

V roce 1952 byl vyvinut nový postup výroby oceli známý jako Linz-Donawitz nebo LD. Namísto použití Bessemerovy techniky foukání vzduchu roztaveným železem se místo toho používá čistý kyslík. Zvýšená oxidace železa umožňuje účinnější odstraňování nečistot. Moderní pece dokáží přeměnit 350 tun železa na ocel za méně než 40 minut. LD proces výroby základní oceli také produkuje méně znečištění vzduchu než Bessemer proces.

Základní žáruvzdorné materiály umožňují odstranění síry a fosforových nečistot účinněji než kyselé žáruvzdorné materiály. Jakmile je kyslík vháněn do železa, nečistoty buď odcházejí jako plyn nebo tvoří strusku, která se vznáší na povrch. Oxidovaný uhlík uniká jako oxid uhelnatý nebo oxid uhličitý. Další nečistoty tvoří nové sloučeniny, které se oddělují od směsi a zanechávají za sebou základní ocel.