آهن با حذف اکسیژن و سایر ناخالصی ها از سنگ آهن ساخته می شود. هنگامی که آهن با کربن، فولاد بازیافتی و مقادیر کمی از عناصر دیگر ترکیب می شود به فولاد تبدیل می شود.

فولاد آلیاژی از آهن و کربن است که حاوی کمتر از ۲ درصد کربن و ۱ درصد منگنز و مقادیر کمی سیلیکون، فسفر، گوگرد و اکسیژن است.

فولاد مهمترین ماده مهندسی و ساختمانی جهان است. در هر جنبه ای از زندگی ما استفاده می شود. در اتومبیل ها و محصولات ساختمانی، یخچال و ماشین لباسشویی، کشتی های باری و چاقوی جراحی.

فولاد چگونه ساخته می شود؟

فولاد از دو مسیر اصلی تولید می شود: مسیر کوره بلند-کوره اکسیژن پایه (BF-BOF) و مسیر کوره قوس الکتریکی (EAF). تنوع و ترکیبی از مسیرهای تولید نیز وجود دارد.

تفاوت اصلی بین مسیرها در نوع مواد اولیه مصرفی آنها است. برای مسیر BF-BOF اینها عمدتاً سنگ آهن، زغال سنگ و فولاد بازیافتی هستند، در حالی که مسیر EAF فولاد را با استفاده از فولاد بازیافتی و برق تولید می کند. بسته به پیکربندی کارخانه و در دسترس بودن فولاد بازیافتی، سایر منابع آهن فلزی مانند آهن احیا شده مستقیم (DRI) یا فلز داغ نیز می توانند در مسیر EAF استفاده شوند.

در مجموع حدود 70 درصد فولاد با استفاده از مسیر BF-BOF تولید می شود. ابتدا سنگ آهن به آهن تبدیل می شود که به آن فلز داغ یا چدن نیز می گویند. سپس آهن در BOF به فولاد تبدیل می شود. پس از ریخته گری و نورد، فولاد به صورت کلاف، صفحه، مقاطع یا میله تحویل داده می شود.

فولاد ساخته شده در EAF از برق برای ذوب فولاد بازیافتی استفاده می کند. برای تنظیم ترکیب شیمیایی مورد نظر از مواد افزودنی مانند آلیاژها استفاده می شود. انرژی الکتریکی را می توان با اکسیژن تزریق شده به EAF تکمیل کرد. مراحل فرآیند پایین دستی، مانند ریخته‌گری، گرم کردن مجدد و نورد، مشابه مواردی هستند که در مسیر BF-BOF یافت می‌شوند. حدود 30 درصد فولاد از طریق مسیر EAF تولید می شود.

یکی دیگر از فن‌آوری‌های فولادسازی، کوره روباز (OHF)، حدود 0.4 درصد از تولید جهانی فولاد را تشکیل می‌دهد. فرآیند OHF بسیار انرژی بر است و به دلیل مضرات زیست محیطی و اقتصادی در حال کاهش است.

بیشتر محصولات فولادی چندین دهه طول می کشد تا به چرخه بازیافت برسند و مورد استفاده مجدد قرار گیرند. بنابراین، فولاد بازیافتی کافی برای پاسخگویی به تقاضای رو به رشد با استفاده از روش فولادسازی EAF به تنهایی وجود ندارد. نیاز تولید  از طریق استفاده ترکیبی از روش های تولید BF-BOF و EAF برآورده می شود.

همه این روش های تولید می توانند از ضایعات فولاد بازیافتی به عنوان ورودی استفاده کنند. اکثر فولادهای جدید حاوی فولاد بازیافتی هستند.

فولاد یک محصول واحد نیست. بیش از 3500 گرید مختلف فولاد با خواص فیزیکی، شیمیایی و محیطی متفاوت وجود دارد.

تقریباً 75 درصد فولادهای مدرن در 20 سال گذشته توسعه یافته اند. اگر امروز برج ایفل بازسازی می شد، مهندسان تنها به یک سوم فولادی که در ابتدا استفاده می شد نیاز داشتند.

خودروهای مدرن با فولادهای جدید ساخته می شوند که قوی تر اما تا 35 درصد سبک تر از گذشته هستند

تولید جهانی فولاد خام در سال 2023 به 1849.7 میلیون تن (میلیون تن) رسید. بیانیه های مطبوعاتی ما حاوی به روزترین اطلاعات اخیر مربوط به تولید فولاد است.

تولید هوشمند  فقط به معنای داشتن یک کارخانه هوشمند نیست. این یک تحول مهم در روشی است که ما مواد خام، تولید و بازاریابی محصولات خود را از طریق یکپارچه سازی زنجیره تامین افقی و عمودی تامین می کنیم. این یک مفهوم عمیقا مشتری محور است.

این تغییر یک فرآیند یک مرحله‌ای نیست، زیرا چالش‌های آشکار اعتماد و امنیت داده‌ها برای غلبه بر طرف‌های مختلف در زنجیره تامین وجود دارد. تعدادی نمونه از پذیرندگان اولیه در صنعت فولاد وجود دارد. به ویژه در ادغام عمودی در بخش های تجاری که بلوک های ساختمانی کارخانه های هوشمند در کنار هم قرار می گیرند

1. فولاد کاملاً قابل بازیافت است، دوام زیادی دارد و در مقایسه با سایر مواد، برای تولید به انرژی نسبتاً کمی نیاز دارد. فولادهای سبک وزن نوآورانه (مانند فولادهای مورد استفاده در خودروها و ساختمان ها) به صرفه جویی در انرژی و منابع کمک می کنند. صنعت فولاد در دهه‌های گذشته تلاش‌های زیادی برای محدود کردن آلودگی‌های محیطی انجام داده است. تولید یک تن فولاد امروزی تنها به 40 درصد انرژی در سال 1960 نیاز دارد. انتشار گرد و غبار حتی بیش از این کاهش یافته است

بله خواص مغناطیسی منحصر به فرد فولاد آن را به یک ماده آسان برای بازیابی از جریان زباله ( قراضه آهن) برای بازیافت تبدیل می کند. خواص فولاد بدون توجه به اینکه چند بار بازیافت می شود، بدون تغییر باقی می ماند.

روش تولید فولاد کوره قوس الکتریکی (EAF) می تواند منحصراً از فولاد بازیافتی استفاده کند. مسیر کوره اکسیژن پایه کوره بلند (BF-BOF) می تواند تا 30 درصد از فولاد بازیافتی استفاده کند

لیست بزرگترین تولید کنندگان فولاد جهان

یک مخترع بریتانیایی، هنری بسمر، عموماً با اختراع اولین تکنیک برای تولید انبوه فولاد در اواسط دهه 1850 شناخته می شود. فولاد همچنان با استفاده از فناوری مبتنی بر فرآیند بسمر دمیدن هوا از طریق ذوب آهن برای اکسید شدن مواد و جداسازی ناخالصی ها تولید می شود

بسیاری از عناصر و مواد از طریق واکنش های شیمیایی با عناصر دیگر شکل می گیرند هنگامی که فولاد با آب و اکسیژن تماس پیدا می کند یک واکنش شیمیایی رخ می دهد و فولاد شروع به بازگشت به شکل اولیه خود – اکسید آهن می کند.

در اکثر کاربردهای فولادی مدرن، این مشکل به راحتی با پوشش دهی برطرف می شود. بسیاری از مواد پوششی مختلف را می توان روی فولاد اعمال کرد. از رنگ برای پوشش اتومبیل و مینا روی یخچال و سایر لوازم خانگی استفاده می شود. در موارد دیگر، عناصری مانند نیکل و کروم برای ساخت فولاد ضد زنگ اضافه می شود که می تواند به جلوگیری از زنگ زدگی کمک کند