Τι είναι το Crucible Steel;

Ο όρος χάλυβας χωνευτηρίου μπορεί να είναι κάπως παραπλανητικός καθώς δεν αναφέρεται σε ένα συγκεκριμένο προϊόν χάλυβα αλλά σε μια συγκεκριμένη διαδικασία παραγωγής χάλυβα. Η διεργασία χάλυβα χωνευτηρίου περιλαμβάνει την τήξη αποθεμάτων όπως σφυρήλατος σίδηρος, χυτοσίδηρος και χάλυβας φυσαλίδων σε μικρά χωνευτήρια χυτηρίου για ενανθράκωση ή απανθράκωση. Κατά τη διάρκεια αυτών των διεργασιών, ο άνθρακας είτε διαχέεται είτε αφαιρείται από το απόθεμα για να παραχθούν βέλτιστες μεταλλουργικές ιδιότητες στο τελικό προϊόν. Μετά την τήξη, το χωνευτήριο αφαιρείται από τον κλίβανο και ο χάλυβας χύνεται σε καλούπια πλινθωμάτων. Η διεργασία χάλυβα με χωνευτήριο είναι μια από τις παλαιότερες τεκμηριωμένες μεθόδους παραγωγής χάλυβα και, αν και έχει αντικατασταθεί με πιο αποτελεσματικές μεθόδους, εξακολουθεί να χρησιμοποιείται για την παραγωγή μικρών ποσοτήτων υλικών υψηλής ποιότητας για εξειδικευμένες εφαρμογές.

Ο χάλυβας είναι ένας συνδυασμός σιδήρου και μικρών ποσοτήτων άνθρακα. Συνδυασμοί όπως αυτοί είναι γνωστοί ως κράματα με πρόσθετα, άνθρακα σε αυτή την περίπτωση, που βελτιώνουν την ποιότητα του βασικού υλικού και προσδίδουν συγκεκριμένα χαρακτηριστικά στο τελικό προϊόν. Ο χάλυβας, για παράδειγμα, είναι σκληρότερος από τον σφυρήλατο σίδηρο, λιγότερο εύθραυστος από τον χυτοσίδηρο και έχει καλύτερες ιδιότητες αντοχής στη φθορά και στη διάβρωση από το καθένα. Ο χάλυβας μπορεί να παραχθεί με διάφορους τρόπους, οι περισσότεροι από τους οποίους περιλαμβάνουν τήξη αποθέματος σιδήρου παρουσία πηγής άνθρακα. Αυτή η διαδικασία προκαλεί τη διάχυση μικρών ποσοτήτων άνθρακα στον λιωμένο σίδηρο με τυπικές τελικές συγκεντρώσεις άνθρακα που κυμαίνονται από 0.2% έως 2.1% ανάλογα με την προβλεπόμενη χρήση του κράματος.

Μία από τις παλαιότερες μορφές παραγωγής χάλυβα είναι η διεργασία χάλυβα με χωνευτήριο. η πρώτη αξιόπιστη τεκμηρίωση των χαλύβων που κατασκευάζονται από χωνευτήριο είναι μεσαιωνικά ισλαμικά αρχεία γύρω στο 1050. Η βασική αρχή του χάλυβα που παράγεται από χωνευτήριο επικεντρώνεται γύρω από την τήξη μεταλλικών αποθεμάτων σε δοχεία ή δοχεία κατασκευασμένα από διάφορα πυρίμαχα υλικά αρκετά μικρά ώστε να μπορούν να τα χειρίζονται ένα ή δύο άτομα. Τα δοχεία ή τα χωνευτήρια γεμίζονται με διάφορα μέταλλα, συμπεριλαμβανομένου του σφυρήλατος σιδήρου, του χυτοσιδήρου ή του χάλυβα με φουσκάλες και ψήνονται σε ειδικούς κλιβάνους για να λιώσει το φορτίο. Υλικά χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα όπως ο σφυρήλατος σίδηρος συμπληρώνονται με μια πηγή άνθρακα όπως ο άνθρακας που ανθρακώνει ή εμποτίζει το τήγμα με άνθρακα. Αντίθετα, τα υλικά στοκ με πολύ υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα για τη γενική κατασκευή χάλυβα απανθρακώνονται. Αυτό συνήθως γίνεται με την έκθεση του λιωμένου υλικού σε μια πηγή οξυγόνου.

Η διαδικασία αρχίζει γενικά με τα χωνευτήρια να θερμαίνονται σε λευκή θερμότητα σε κλίβανο οπτάνθρακα ή αερίου, οπότε αφαιρούνται από την πηγή θερμότητας, γεμίζονται με τις πρώτες ύλες και επιστρέφουν στον κλίβανο. Στη συνέχεια αφήνονται για αρκετές ώρες μέχρι να λιώσουν εντελώς οι πρώτες ύλες. Στη συνέχεια, τα χωνευτήρια αφαιρούνται από τον κλίβανο, τυχόν ακαθαρσίες στην επιφάνεια του τηγμένου χάλυβα αφαιρούνται και ο χάλυβας χύνεται σε καλούπια πλινθωμάτων. Αυτή η διαδικασία είναι χρονοβόρα και δαπανηρή και έχει αντικατασταθεί σε μεγάλο βαθμό από πιο οικονομικές διεργασίες υψηλής χωρητικότητας, όπως οι φούρνοι Bessemer. Η υψηλή ποιότητα του χάλυβα για χωνευτήριο, ωστόσο, σημαίνει ότι η διαδικασία εξακολουθεί να χρησιμοποιείται για την παραγωγή μικρών ποσοτήτων χάλυβα για εξειδικευμένες εξειδικευμένες αγορές.