Oceľ

OCEĽ

Minulosť

V 19. storočí sa začala oceľ vyrábať pudlovaním. Tento postup bol ale veľmi drahý a vyrobilo sa málo ocele. V roku 1856 bola vynájdená Bessemerova metóda, ktorou sa dalo vyrábať oveľa viac ocele ako dovtedy. Tiež sa začali používať vysoké pece a koks namiesto drahého dreva. V roku 1867 sa objavili prvé Siemens-Martinove pece (martinské pece), kde sa dal dokonca merať obsah uhlíka v tavenine, čo zvýšilo výstupnú kvalitu pri desaťnásobnom zvýšení výroby.


Schéma bessemerovej hrušky

Okolo roku 1850 sa začali prvé delá vyrábať z ocele, ktorá bola pevnejšia a ľahšia ako bronz. V roku 1860 bola postavená prvá čisto pancierová vojnová loď HMS Warrior. Tým bol vyriešený problém vysokého obsahu uhlíka. Ostával ešte jeden problém: fosfor. Iba železné rudy s nízkym obsahom fosforu sa dali použiť. Ale roku 1878 sa podarilo pomocou vápencovej výmurovky (aj pridávaním vápenca do taveniny) vyriešiť aj tento problém, a tak oceľ zlacnela ešte viac (ešte zhruba 3×).
Okolo roku 1880 už boli ceny ocele také nízke, že sa bežne stavali celooceľové mosty.
Nárast výroby ocele:
•1867 - 22 000 ton
•1870 - 500 000 ton
•1880 - 1 000 000 ton
•1900 - 28 000 000 ton

Samozrejme toto úplne zmenilo výzbroj vtedajších armád. V roku 1900 už boli prakticky všetky vojnové lode z ocele, ako aj pušky a delá. Mnohé nové zbrane, ako napr. guľomety alebo ponorky, sa nedali vyrobiť inak ako z ocele. V roku 1915 sa objavil prvý tank.


Súčasnosť

Výroba

V súčasnosti sa oceľ vyrába dvojako - buď sa ako prvotná oceľ (len jej základ) vyrába vo vysokých peciach. Vlastne len surové železo - to sa potom zkujňuje a upokojuje a potom sa pridávajú legúry. Tu sa používa LD-Konvertor alebo v poslednej dobe Corex. Siemens-Martinské pece sú dnes už beznádejne zastaralé. Alebo sa oceľ presne namieša v elektrických peciach. Táto metóda je malo- a strednosériovej produkcii dosť často používaná pre svoju ekonomickú flexibilitu.

Corex

Najnovšia metóda výroby ocele, nepotrebuje koks, ale stačí obyčajné neskoksované uhlie. Ultravysokokapacitná a supervýhodná (od 500 000t/deň).

Elektrická pec

Pec môže byť buď oblúková alebo indukčná. Výhoda je, že sa dajú vytvoriť teploty do 3 500 °C, takže sa dajú taviť aj také ťažko taviteľné materiály ako napr. volfrám a molybdén. Používa sa na tavenie a výrobu vysokočistých zliatin. Ako suroviny sa používa väčšinou šrot plus prípadné legovacie prvky. Je veľmi výhodná z hľadiska flexibility, lebo takto vyrobená oceľ je taká čistá, že sa dá priamo použiť na odliatky. Nevýhodná je ale na výrobu surového železa, kde by bol prúd nekonkurencieschopne drahý.
Pri oblúkových peciach sa na tavenie používa striedavý prúd, pretože jednosmerný má skin efekt. Teplota sa vytvára jednak od samotného elektrického oblúka a tiež aj od prúdu čo prechádza dávkou.

Prirovnať sa dá elektrická pec k laserovej tlačiarni (rýchlo a všetko ale draho pre veľa), kde vysoká pec a LD-Konvertor je rotačka (lacno pre veľa, draho pre málo). Nejmenšie elektrické pece sú pre rádove kilogramy ocele a najväčšie pre rádove desiatky ton.

Dodatočné spracovanie (spracovanie vo vákuu)

Kvalita ocele sa dá enormne zvýšiť spracovaním vo vákuu - vákuovaním:
•Nasávacia trubica sa nasaje tavenina z panvy a časť taveniny sa nasaje do vákuovej nádoby - pritom sa za necelých 30 sekúnd oceľ zbaví všetkých plynov. Prečistená oceľ natečie späť do nádoby. Toto sa opakuje pokiaľ oceľ nie je prečistená podľa normy. Nakoniec sa dajú presne pridávkovať legúry. Vákuovanie sa používa na zníženie obsahu Uhlíka pre nízkouhlíkové ocele až na 0,001% obsahu Uhlíka.