Mis on Basic Steel?

Põhiteras viitab terasele, mis on toodetud ahjus, mis on vooderdatud aluselise, mitte happelise ainega. Valdav enamus tööstusühiskondades toodetud terasest on valmistatud sel viisil. Ahju konstruktsiooni isoleerimine ahju kuumuse eest on terase tootmisel keskne väljakutse. Lisandite eemaldamine raua segudest on terase tootmisel veel üks väljakutse. Alates 1950. aastatest on kasutatud kaasaegseid meetodeid ahju seinte isoleerimiseks madala pH-ga ehk madala happesisaldusega ainetega.

Teras on peamiselt raud, kuid sisaldab segus vähesel määral muid elemente. Seda soovitatakse, kuna see võib parandada aine materjali omadusi, nimelt kõvadust. Terasele lisatakse kõige sagedamini süsinikku, kuid kasutatakse ka mangaani, kroomi ja volframi. Neid põhiraua lisandeid nimetatakse legeermaterjalideks. Teras on palju tugevam kui puhas alumiinium või raud iseenesest, kuid seda tuleb valmistada teatud viisil.

Teise tööstusrevolutsiooni ajal avastati terase masstootmise Bessemeri protsess ja seda rakendati laialdaselt. Protsessi peamine uuendus oli võime eemaldada sularauast lisandeid, puhudes sellest läbi õhku. Liigne räni, mangaan ja süsinik oksüdeeritakse õhu toimel ja võivad seejärel ainest välja pääseda.

Vältimaks ahju konstruktsiooni sulamist terase valmistamisel, mis võib hõlmata väga kõrgeid temperatuure, on anum vooderdatud tulekindla materjaliga. Tulekindlad ained on ained, mis säilitavad oma füüsikalised omadused temperatuuril üle 1,000 kraadi Fahrenheiti (537.77 kraadi Celsiuse järgi). Terase põhitootmises kasutatakse madala pH-ga tulekindlaid aineid. Bessemeri protsessis oli mineraaldolomiit tavaline madala pH-ga tulekindel, mida kasutati põhiterase valmistamisel anuma vooderdamiseks.

1952. aastal töötati välja uus terase valmistamise protseduur, mida tuntakse Linz-Donawitzi ehk LD protsessina. Selle asemel, et kasutada Bessemeri tehnikat õhu läbi sularaua puhumiseks, kasutatakse selle asemel puhast hapnikku. Raua suurenenud oksüdatsioon võimaldab lisandeid tõhusamalt eemaldada. Kaasaegsed ahjud suudavad 350 tonni rauda teraseks muuta vähem kui 40 minutiga. Põhiterase valmistamise LD-protsess tekitab ka vähem õhusaastet kui Bessemeri protsess.

Aluselised tulekindlad materjalid võimaldavad väävli- ja fosforilisandite eemaldamist tõhusamalt kui happelised tulekindlad. Kui hapnik on läbi raua puhutud, lahkuvad lisandid kas gaasina või moodustavad pinnale hõljuva räbu. Oksüdeeritud süsinik väljub kas süsinikmonooksiidi või süsinikdioksiidina. Muud lisandid moodustavad uusi ühendeid, mis segust eralduvad, jättes maha aluselise terase.