Loading...
Fremstilling av strukturelt stål er en prosess for å manipulere formen til et stål som et materiale for å generere forskjellige produkter for forskjellige formål. I de fleste brukstilfeller bruker produksjonsprosessen for strukturelt stål flere stålstykker for å danne forskjellige sluttprodukter som brukes til bygningsmontering, industrielt utstyr og mange andre brukstilfeller.
Historien om metallproduksjon
Metallproduksjon som helhet ble oppfunnet for lenge siden, så langt som i antikken da kobber ble deformert ved å bruke kombinasjonen av varme og råkraft for å lage alle slags nyttige gjenstander. En tid etter det ble kobber erstattet med bronse for å lage våpen, rustninger, metallpenger og så videre.
Rett etter det ble en såkalt “bronsealder” erstattet av “jernalderen”, for å feire populariseringen av jernbaserte innretninger. Selv om det er sant at masovner først ble opprettet så langt som på 600-tallet f.Kr., ble de bare relativt populære i middelalderen. For eksempel ble masovner mye brukt i Europa for å lage støpejern til våpen, verktøy og andre apparater.
Økningen av urbanisering i Europa, så vel som den industrielle revolusjonen, klarte å erstatte støpejern med fabrikkert stål som et bedre materiale i flere forskjellige forstander.
Hvordan konstruksjonsstål lages
Det strukturelle stålet kan lages ved å varme opp jern og tilsette spesifikke ingredienser til det – dette er den korte versjonen av denne prosessen. Den lange versjonen må inneholde flere forskjellige trinn – og starter med råjern som hovedingrediens.
Det er ganske vanskelig å finne rent jern i naturen som helhet – den vanligste kombinasjonen er jern og karbon. Denne prosessen må fjerne en del av karbonet, men ikke hele det – dette gjør hele prosessen litt mer komplisert enn den kunne ha vært.
Det første trinnet i denne prosessen bør være forberedelsen, der den rå jernmalmen blir knust. Deretter sorteres den aktuelle malmen ved hjelp av en av mange raffineringsprosesser. Hensikten med alle disse prosessene er mer eller mindre den samme – å sortere ut de beste jernkvalitetene, med den vanlige kvalitetsterskelen på rundt 60 %.
Masovnen blir deretter lastet med den sorterte delen av malmen (den lastes fra toppen), og den varme luften blåses deretter til den samme masovnen fra bunnen. Dette setter i gang en reaksjon, der urenhetene i jernet sakte fjernes, og det rene jernet beveger seg lavere inne i selve ovnen.
Når det smeltede jernet beveger seg mot bunnen av ovnen, blir det trukket av og oppvarmet enda mer for å tillate ulike stoffer som kan tilsettes for å endre egenskapene til sluttmaterialet – for eksempel mangan.
Etter at inntrengningsprosessen er fullført, formes stålet til en av mange former for videre produksjon – med de mer populære stålformene plate, kanal, vinkel, bjelke og hule stålrør.
Det kan være flere forskjellige konfigurasjoner av stål som legering, men det er relativt likt mesteparten av tiden – med de to hovedkomponentene karbon og jern. Den relative prosentandelen karbon bestemmer fleksibiliteten og styrken til det endelige materialet – mer karbon betyr lavere fleksibilitet, men høyere styrke, og omvendt.
Dette forholdet er viktig å huske på med tanke på hvordan den aktuelle stållegeringen vil bli brukt i fremtiden – med balansen som høyeste prioritet. For eksempel, hvis karbonkonsentrasjonen er lav, vil det aktuelle materialet være lettere å sveise – men vanskeligere å jobbe med som helhet.
Når det gjelder tilleggsmaterialene som kan legges til legeringen, er en av de mer vanlige mangan – brukt for å forbedre materialets bearbeidbarhet, slik at det kan være lettere å deformere uten å splitte eller sprekke under valseprosessen.
Produksjon av strukturelt stål – fordeler
Selv om det er tilfeller der det er en komplisert oppgave å inkorporere konstruksjonsstål i spesifikke prosjekter, er det også mange fordeler som produksjon av konstruksjonsstål kan gi på mange forskjellige felt. Her er noen eksempler på disse fordelene:
- Prefabrikasjon. Arbeidet som utføres på stedet reduseres kraftig når det gjelder konstruksjonsstål, siden stålkonstruksjoner i byggefeltet ofte kommer prefabrikkerte, noe som reduserer tiden som trengs for monteringen etter levering.
- Visuals. Stål gir en god kontrast når det gjelder det visuelle alene, også. Et av de mest åpenbare eksemplene her vil være byggebransjen – stål skiller seg ut mye sammenlignet med betong eller annet materiale.
- Opptreden. Konstruksjonsstål er mye mer holdbart enn mange andre metalltyper, samtidig som det veier flere ganger mindre.
- Pris. Sammenlignet med lignende alternativer innen samme felt, er stål også billigere i sammenligning, og gir mer verdi for en rekke bransjer.
- Lang levetid. Stål som konstruksjonsmateriale er også langt mer holdbart og krever mindre vedlikehold sammenlignet – selv om det fortsatt har sine svakheter, som korrosjon og relativt lav motstand mot intens varme som helhet.
- Formbarhet. Siden sveiseteknikker er i stadig utvikling, og selve stålet er ganske formbart, er det enkelt å tilpasse spesifikke strukturelle ståldeler til kjøperens krav. I tillegg er det til og med mulig å legge til flere egenskaper til selve stålet, siden det i utgangspunktet er en legering.
- Miljøeffekt. I de fleste tilfeller kan stål resirkuleres og gjenbrukes relativt enkelt, noe som gjør det til et miljøvennlig materiale.
Listen er selvfølgelig ikke komplett, men den gir et klart bilde av hvor nyttig produksjon av konstruksjonsstål er, fra flere forskjellige ståsteder.
Produksjon av strukturelt stål – applikasjoner
Selv om det mest åpenbare formålet med konstruksjonsstål er en stor del av dets brukstilfeller, er det ikke alt – det er flere forskjellige kategorier av industrier som også drar stor nytte av bruken av konstruksjonsstål som helhet.
For eksempel er skipsbygging sterkt avhengig av produksjon av strukturelt stål når det kommer til supertankere, fritidsbåter, ferger osv. Bilindustrien bruker derimot stål til å produsere både motorene selv, så vel som de fleste sikkerhetsfunksjonene for nevnte motorer.
Det er også gruveindustrien, som produserer en stor del av deres apparater ved hjelp av konstruksjonsstålproduksjon – det være seg rør, stenger, beslag, skinner, bjelker eller noe lignende. Energiindustrien er også der oppe når det gjelder produksjon av konstruksjonsstål, bestilling av oljeplattformer, vindturbiner, overføringstårn, rørledninger og så videre.
Selv romfartsindustrien drar stor nytte av produksjon av strukturelt stål, og lager alle typer flydeler med stållegeringer. Og selvfølgelig kan vi ikke glemme produksjonsindustrien, som tilbyr apparater som stålstiger, stålrekkverk, plattformer, industritrapper og så mye mer enn det.
Produksjon av konstruksjonsstål – stadier
Flertallet av operasjonene som utføres i prosessen med produksjon av strukturelt stål kan deles inn i tre forskjellige grupper – skjæring, bøying og sveising. Produksjon av konstruksjonsstål som prosess er heller ikke bare sveising – det er et mye bredere begrep som dekker hele den kompliserte prosessen med å transformere stål i form av et råmateriale til spesifikke produkter som oppfyller både standarder og forventninger.
Den aller første fasen av produksjon av strukturelt stål er kutting, som er en prosess for å separere deler av det originale stålstykket for å oppnå ønsket form. Det kan gjøres ved hjelp av flere forskjellige verktøy, enten det er plasmaskjæring, laserskjæring, vannstråleskjæring og så videre. Siden det er en ekstremt farlig prosess, må den gjøres med alle mulige forholdsregler i et lukket produksjonsanlegg.
Det neste trinnet i denne prosessen er bøying, utført på stålstykker som allerede er kuttet til bestemte størrelser. Bøying er en prosess for å endre et materiales form til en ønsket form ved å bruke enten manuelt arbeid eller spesifikke maskiner – valget mellom de to avhenger for det meste av mengden arbeid som må gjøres.
Det tredje og siste trinnet i produksjonsprosessen for strukturelt stål er sveising – combining multiple different steel parts into a single piece using the application of extreme heat to weld the pieces together. While it is possible to combine steel pieces using other methods – either with rivet construction or using adhesives – welding is still the preferred method due to a number of advantages that it can offer.
Welding is the sole reason for a lot of structural steel parts to be used in the first place, since it allows for various high-pressure applications (I-beams, columns, etc.) in construction. Welding is also used for the creation of a strong foundation, allows to create much more complex steel pieces as a whole, and is more cost-effective to perform when compared with other connection types.
Konklusjon
Produksjon av konstruksjonsstål er ikke en spesielt kompleks prosess etter metallbearbeidingsstandarder – og likevel har den mange nyanser, stadier og bruksområder. I denne artikkelen prøvde vi å dekke det grunnleggende om konstruksjonsstålproduksjon – hvor det kan brukes, hvordan det gjøres og hvorfor det er så utbredt i mange bransjer. Vi har også klart å dekke prosessen med å lage selve materialet, samt en kort historie om hvordan vi kom til å bruke stål i så mange apparater i utgangspunktet.
