Hvad er basisstål?

Grundstål refererer til stål produceret i en ovn foret med et basalt, snarere end surt stof. Langt de fleste stål produceret i industrisamfund fremstilles på denne måde. Isolering af ovnstrukturen fra ovnvarmen er en central udfordring i stålproduktionen. Fjernelse af urenheder fra jernblandinger er en anden udfordring ved produktion af stål. Siden 1950'erne er moderne metoder til isolering af ovnvægge med lav pH-værdi eller lav-syre stoffer blevet anvendt.

Stål er primært jern, men indeholder en lille mængde andre elementer i blandingen. Dette ønskes, fordi det kan forbedre stoffets materialegenskaber, nemlig hårdheden. Carbon er det mest almindelige element tilsat stål, men mangan, krom og wolfram bruges også. Disse tilføjelser til basisjernet kaldes legeringsmaterialer. Stål er i sig selv meget stærkere end rent aluminium eller jern, men det skal fremstilles på særlige måder.

Under den anden industrielle revolution blev Bessemer-processen til masseproducerende stål opdaget og anvendt bredt. Den vigtigste nyskabelse i processen var evnen til at fjerne urenheder fra smeltet jern ved at blæse luft gennem det. Overskydende silicium, mangan og kulstof oxideres af luften og kan derefter undslippe stoffet.

For at forhindre, at ovnstrukturen smelter under stålfremstilling, hvilket kan medføre meget høje temperaturer, er beholderen foret med et ildfast materiale. Ildfaste stoffer er stoffer, der bevarer deres fysiske egenskaber ved temperaturer over 1.000 grader Fahrenheit (537,77 grader Celsius). I grundlæggende stålproduktion anvendes ildfaste materialer med lav pH. I Bessemer-processen var mineraldolomit en almindelig ildfast lav-pH-værdi, der blev brugt til at linere beholderen, når man fremstiller basisstål.

I 1952 blev der udviklet en ny stålfremstillingsprocedure kendt som Linz-Donawitz eller LD-processen. I stedet for at bruge Bessemer-teknikken til at blæse luft gennem det smeltede jern, anvendes i stedet ren ilt. Forøget oxidation af jernet gør det muligt at fjerne urenheder mere effektivt. Moderne ovne kan omdanne 350 ton jern til stål på mindre end 40 minutter. LD-processen til fremstilling af basisstål producerer også mindre luftforurening end Bessemer-processen.

Grundlæggende ildfaste stoffer tillader fjernelse af svovl og fosforforurening mere effektivt end sure ildfaste materialer. Når ilt er sprængt gennem jernet, forlades urenheder enten som en gas eller danner et slagge, der flyder til overfladen. Oxideret kulstof slipper ud som enten kulilte eller kuldioxid. Andre urenheder danner nye forbindelser, der adskiller sig fra blandingen og efterlader basisstål.