Oversikt over jern- og stålmaterialeindustriens kunnskap
I. Definisjon og kjernestatus for jern og stål
Jern og stål er generelle betegnelser for legeringer som hovedsakelig består av jern (Fe) og karbon (C), sammen med andre elementer som mangan (Mn), silisium (Si), fosfor (P) og svovel (S). De er de mest brukte og avgjørende metalliske materialene i moderne industri, ofte kalt "industriens ryggrad." Egenskapene deres kan varieres over et ekstremt bredt område ved å justere kjemisk sammensetning og varmebehandlingsprosesser for å møte ulike krav.
II. Kjerneklassifisering: Råjern, stål og stålprodukter
Råjern: High carbon content (>2,11 %), hard og sprø, primært produsert via masovnssmelting. Det meste brukes som råmateriale for stålproduksjon, med en liten del brukt til støping (støpejern).
Stål: Inneholder vanligvis 0,02 % til 2,11 % karbon, karakterisert ved en god kombinasjon av styrke, seighet og plastisitet. Stål produseres av råjern ved å oksidere for å fjerne karbon og urenheter i en stålproduksjonsovn; det er basismaterialet for stålprodukter.
Stålprodukter: Ferdige eller halvfabrikata-fremstilt ved plastisk bearbeiding av stål gjennom valsing, smiing, trekking osv., for eksempel plater, rør, seksjoner og wirestenger.
III. Kjerneklassifiseringssystemer for stål
Klassifiseringen av stål er kompleks; Vanlige systemer inkluderer:
Etter kjemisk sammensetning:
Karbonstål: Primært sammensatt av jern og karbon. Delt inn etter karboninnhold i lav-karbonstål (C<0.25%), medium-carbon steel (0.25%≤C≤0.60%), and high-carbon steel (C>0,60 %). Lavere pris, mest brukt.
Legert stål: Basert på karbonstål, tilsettes ett eller flere legeringselementer (f.eks. krom Cr, nikkel Ni, molybden Mo, vanadium V) for å oppnå spesifikke egenskaper. Kan deles inn ilavt-legert stål, middels-legert stål, oghøy-legert stål.
Etter kvalitet(hovedsakelig basert på innhold av skadelige urenheter, fosfor og svovel):
Vanlig stål (P Mindre enn eller lik 0,045 %, S Mindre enn eller lik 0,050 %)
Kvalitetsstål (P, S begge Mindre enn eller lik 0,035%)
Stål av høy-kvalitet (P Mindre enn eller lik 0,035 %, S Mindre enn eller lik 0,030 %)
Etter smeltemetode og deoksidasjonsgrad:
Åpne-Hearth Steel(stort sett foreldet)
Basic Oxygen Furnace (BOF) stål(vanlig produksjonsprosess)
Elektrisk lysbueovn (EAF) stål (ofte brukt til å produsere-legert stål av høy kvalitet)
Etter deoksidasjonsgrad: Rimmet stål (F), Killed Steel (Z), Semi-Killed Steel (b) og Special Killed Steel (TZ).
Etter metallografisk struktur(relatert til varmebehandlingstilstand):
Glødet tilstand: Hypoeutectoid stål, eutectoid stål, hypereutectoid stål.
Normalisert tilstand: Pearlittisk stål, bainitisk stål, martensittisk stål, austenittisk stål.
Etter søknad(mest vanlig klassifiseringsmetode):
Konstruksjonsstål: Brukes til konstruksjon, broer, skip, kjøretøy, trykkbeholdere osv. Fremhever styrke og seighet.
Verktøy stål: Brukes til å lage skjæreverktøy, former, måleverktøy. Legger vekt på høy hardhet, slitestyrke og varm hardhet.
Spesialstål: Har spesielle fysiske/kjemiske egenskaper, f.eks.Rustfritt stål (korrosjonsbestandig-),Varmebestandig-stål, Slitasjebestandig-stål.
IV. Hovedproduksjonsprosessflyt
Moderne integrerte jern- og stålkomplekser følger først og fremst to modeller: "Long Process" og "Short Process":
Lang prosess: Sintring/Pelletering → Masovn Jernfremstilling → Grunnleggende oksygenovn Stålproduksjon → Sekundær raffinering → Kontinuerlig støping → Valsing. Bruker jernmalm og kull som hovedråstoff. Stor kapasitet, mainstream prosess.
Kort prosess: Elektrisk lysbueovn Stålfremstilling → Sekundær raffinering → Kontinuerlig støping → Valsing. Bruker resirkulert skrapstål som hovedråstoff. Relativt lavere energiforbruk og utslipp, mer miljøvennlig. En nøkkelretning for grønn transformasjon.
V. Nøkkelytelsesindikatorer
Mekaniske egenskaper: Styrke (flytegrense, strekkfasthet), plastisitet (forlengelse, reduksjon av areal), seighet (slagenergi), hardhet.
Fysiske og kjemiske egenskaper: Korrosjonsbestandighet, varmebestandighet, slitestyrke, sveisbarhet, varm/kald bearbeidbarhet.
VI. Hovedbruksområder
Konstruksjon: Armeringsjern (armeringsjern), wirestenger, H-bjelker for armerte betongkonstruksjoner.
Produksjon: Stålplater til biler (karosseripaneler, stål for gir), stål for maskinproduksjon, lagerstål, fjærstål.
Energi og transport: Rørledningsstål for olje/gassoverføring, stål for vindturbintårn, stål for skip og offshoreplattformer, skinner og hjul for jernbane.
Husholdningsapparater og forbruksvarer: Hylser for diverse hvitevarer, bestikk (rustfritt stål).
VII. Aktuelle industriutviklingstrender
Grønn og lav-karbonovergang: Utvikle hydrogen-basert metallurgi, karbonfangst, utnyttelse og lagring (CCUS), og øke andelen EAF-stål for å møte klimaendringene.
Produktoppgradering til avansert-: Fokuserer på FoU og produksjon av spesialstål med høy styrke, høy seighet, korrosjonsbestandighet og motstand mot ekstreme miljøer (høy/lav temperatur) for å oppnå importsubstitusjon.
Intelligent produksjon: Bruker industrielt internett, big data og kunstig intelligens for å optimalisere produksjonen, oppnå kostnadsreduksjon, effektivitetsforbedring og kvalitetsstabilitet.
Tjeneste-orientert materialforsyning: Utvikler seg fra bare å selge stål til å tilby materialløsninger og full livssyklustjenester.