Proces produkcji i uszlachetniania stali

W literaturze fachowej często pojawiają się pojęcia stali uspokojonej i nieuspokojonej. Dla osób niewtajemniczonych w procesy technologiczne są to terminy niezrozumiałe. Dla fachowca stanowią zaś wyraźną informację na temat konstrukcyjnej przydatności materiału. Na czym polega proces uspokajania stali?

Produkcja stali to proces polegający na wytapianiu rudy żelaza. W celu podtrzymania wysokiej temperatury wytopu do pieca dodaje się też różne domieszki, które powodują swobodne wydzielanie gazów. Nowe pierwiastki mają zazwyczaj szkodliwy wpływ na gotowy produkt. Aby się ich pozbyć stosuje się specjalne dodatki do surówki, które mają na celu związanie tych pierwiastków i rozpuszczenie ich w żużlu.

Jednym z procesów uszlachetniania stali jest tzw. świeżenie, czyli natlenianie surówki. Przebiega ono w temperaturze poniżej 1700 st. C, a jego celem jest właśnie zmniejszenie zawartości szkodliwych pierwiastków takich jak: siarka, fosfor, krzem i mangan. Wykorzystany w procesie świeżenia tlen w konsekwencji obniża wartość konstrukcyjną stali, dlatego konieczne jest usunięcie go na ostatnim etapie produkcji. Takie działanie nazywane jest uspokajaniem stali.

Trzy rodzaje stali

Zależnie od zawartości tlenu w surówce wyróżnia się trzy rodzaje stali.

• Stal uspokojona to ta, która została całkowicie pozbawiona cząsteczek tlenu. Jej struktura jest zwarta, a brak pęcherzyków gazu zapewnia jej wysoką trwałość. To stal najwyższej jakości i o bardzo dużej wytrzymałości.
• Stal półuspokojona to taka, w której zachowała się część tlenu, a w związku z tym w strukturze występują nieliczne pęcherzyki. To materiał o średnich parametrach wytrzymałości.
• Stal nieuspokojona nie jest pozbawiona tlenu, w związku z tym jest również najsłabsza pod względem wytrzymałości. W jej strukturze znajdują się liczne pęcherzyki gazów.

Mogłoby się wydawać, że do budowy różnych konstrukcji niezbędna jest najsilniejsza stal uspokojona. W rzeczywistości najtańsza jest produkcja tej ostatniej, dlatego to właśnie tę odmianę stosuje się w budownictwie najczęściej. Wyroby hutnicze ze stali uspokojonej wykorzystywane są w wyjątkowych sytuacjach, kiedy budowle mają spełnić szczególnie wysokie normy wytrzymałościowe.