Rohstoffe, die bei der Herstellung von Edelstahl benötigt werden
Edelstahl besteht aus einigen der in der Erde vorkommenden Grundelemente: Eisenerz, Chrom, Silizium, Nickel, Kohlenstoff, Stickstoff und Mangan. Die Eigenschaften der endgültigen Legierung werden durch Variation der Mengen dieser Elemente angepasst.
Herstellungsprozess: Wie wird Edelstahl hergestellt?
Sobald die Rohstoffe gesammelt sind, kann der Rest des Edelstahlherstellungsprozesses beginnen. Im Allgemeinen umfasst es eine Reihe von Prozessen.
Schritt 1: Schmelzen
Zunächst werden die Rohstoffe Eisenerz, Chrom, Silizium, Nickel usw. in einem Elektroofen zusammengeschmolzen. Dieser Schritt erfordert normalerweise 8 bis 12 Stunden intensive Hitze. Sobald das Metall geschmolzen ist, kann die Edelstahlherstellung mit dem nächsten Schritt fortfahren.
Schritt 2: Entfernen des Kohlenstoffgehalts
Kohlenstoff trägt dazu bei, die Härte und Festigkeit von Eisen zu erhöhen. Zu viel Kohlenstoff kann jedoch zu Problemen führen, beispielsweise zu Karbidausfällungen beim Schweißen. Vor dem Gießen von geschmolzenem Edelstahl ist eine Kalibrierung und Reduzierung des Kohlenstoffgehalts auf das richtige Niveau unerlässlich.
Es gibt zwei Möglichkeiten, wie Gießereien den Kohlenstoffgehalt kontrollieren können.
Die erste erfolgt durch Argon-Sauerstoff-Entkohlung (AOD). Das Einspritzen einer Argongasmischung in die Stahlschmelze reduziert den Kohlenstoffgehalt bei minimalem Verlust anderer wesentlicher Elemente.
Die andere verwendete Methode ist die Vakuum-Sauerstoff-Entkohlung (VOD). Bei diesem Verfahren wird geschmolzener Stahl in eine andere Kammer überführt, wo unter Hitzeeinwirkung Sauerstoff in den Stahl injiziert wird. Ein Vakuum entfernt dann entlüftete Gase aus der Kammer, wodurch der Kohlenstoffgehalt weiter reduziert wird.
Beide Methoden ermöglichen eine präzise Kontrolle des Kohlenstoffgehalts, um eine richtige Mischung und exakte Eigenschaften im Endprodukt aus rostfreiem Stahl sicherzustellen.
Schritt 3: Stimmen
Um die Qualität des Endprodukts zu optimieren, kann der geschmolzene Stahl gerührt werden, um bestimmte Edelstahlkomponenten in der Mischung zu verteilen und/oder zu entfernen. Dies trägt dazu bei, dass der Edelstahl eine einheitliche Qualität aufweist und die vom Endverbraucher geforderten Spezifikationen erfüllt.
Schritt 4: Formen oder Gießen
Nun wird der geschmolzene Stahl in Formen gegossen. Diese Formen können wie folgt geformt werden:
Blüten (rechteckige Formen)
Billets (runde oder quadratische Formen)
Platten
Rods
Röhren
Von hier aus unterscheiden sich die Schritte je nach beabsichtigter Qualität und Endprodukt oder Funktion. Einige dieser Schritte werden möglicherweise mehrmals durchlaufen, um das gewünschte Erscheinungsbild oder die gewünschten Eigenschaften zu erzielen.
Schritt 5: Warmwalzen
Das Warmwalzen erfolgt bei einer Temperatur oberhalb der Rekristallisationstemperatur des Stahls, was dabei hilft, die groben physikalischen Abmessungen des Stahls festzulegen. Die genaue Temperatur hängt von der gewünschten Edelstahlsorte ab. In den meisten Fällen muss das Material im Laufe der Zeit durch mehrere Walzwerke gewalzt werden, um die gewünschte Dicke zu erreichen.
Schritt 6: Kaltwalzen
Kaltwalzen wird häufig eingesetzt, wenn Präzision erforderlich ist, und erfolgt unterhalb der Rekristallisationstemperatur des Stahls. Dies geschieht mit Walzen mit kleinem Durchmesser und einer Reihe von Stützwalzen. Dieses Verfahren ermöglicht die Herstellung breiter Bleche mit verbesserter Oberflächengüte.
Möchten Sie den Unterschied zwischen Warmwalzen und Kaltwalzen erfahren, schauen Sie sich unseren Blog an: Was sind die Unterschiede zwischen Warmwalzen und Kaltwalzen?
Schritt 7: Glühen
Nach dem Walzen wird der meiste Edelstahl einem Glühprozess unterzogen. Dabei handelt es sich um kontrollierte Heiz- und Kühlzyklen. Diese Zyklen tragen dazu bei, Stahl weicher zu machen und innere Spannungen abzubauen.
Die genauen Temperaturen und Zeiten hängen von der Stahlsorte ab, wobei sich sowohl die Aufheiz- als auch die Abkühlgeschwindigkeit auf das Endprodukt auswirken.
Schritt 8: Entzundern oder Beizen
Durch das Glühen bilden sich Ablagerungen oder Ablagerungen auf dem Edelstahl. Der Zunder kann mit mehreren Verfahren entfernt werden. Bei einer der gebräuchlichsten Methoden, dem Beizen, wird der Stahl mit einem Salpeter-Flusssäure-Bad entzundert. Bei einer anderen Methode, der Elektroreinigung, wird mithilfe einer Kathode und Phosphorsäure ein elektrischer Strom an die Oberfläche angelegt und der Zunder entfernt.
Die Glüh- und Entzunderungsschritte finden je nach verarbeiteter Stahlsorte in unterschiedlichen Phasen statt. Beispielsweise durchlaufen Stangen und Drähte nach dem ersten Warmwalzen weitere Umformschritte (weiteres Warmwalzen, Schmieden oder Extrudieren), bevor sie geglüht und entzundert werden. Bleche und Bänder durchlaufen hingegen unmittelbar nach dem Warmwalzen einen ersten Glüh- und Entzunderungsschritt. Nach dem Kaltwalzen (Durchlauf durch Walzen bei relativ niedriger Temperatur), was zu einer weiteren Dickenreduzierung führt, werden Blech und Band erneut geglüht und entzundert. Ein abschließender Kaltwalzschritt bereitet den Stahl dann für die Endverarbeitung vor.
Schritt 9: Schneiden
Der Edelstahl kann nun auf die gewünschte Größe zugeschnitten werden.
Die gebräuchlichsten Methoden sind mechanische Methoden wie das Schneiden mit Guillotinemessern, Kreismessern, Hochgeschwindigkeitsmessern oder das Stanzen mit Matrizen. Für komplexe Formen können jedoch auch Brennschneiden oder Plasmastrahlschneiden eingesetzt werden.
Die beste Option hängt sowohl von der gewünschten Stahlsorte als auch von der gewünschten Form des gelieferten Produkts ab.
Schritt 10: Fertigstellung
Die Endbearbeitung ist einer der letzten Schritte im Herstellungsprozess. Edelstahl ist in verschiedenen Ausführungen von matt bis spiegelnd erhältlich.
Zu den gängigen Techniken gehören Säure- oder Sandätzen, Sandstrahlen, Bandschleifen, Bandpolieren und Bandpolieren.
Schritt 11: Inspektion
Vor dem Versand muss jede Charge Edelstahl einer chemischen und mechanischen Prüfung unterzogen werden, um sicherzustellen, dass sie den gewünschten Spezifikationen entspricht. Hier sind zwei Inspektionsmethoden:
1. Mechanisch truhen. Bei der mechanischen Prüfung wird die physikalische Fähigkeit von Edelstahl gemessen, Belastungen, Belastungen und Stößen standzuhalten. Zu den mechanischen Tests gehören die oben in den mechanischen Eigenschaften beschriebenen Zug-, Brinell- und Zähigkeitstests.
2. Chemisch truhen. Chemische Tests überprüfen die genaue Chemie einer Probe, bevor die Edelstahlsorte zertifiziert wird. Chemische Tests werden in der Regel durch zerstörungsfreie spektrochemische Analyse durchgeführt. Bei Edelstahl ist die Korrosionsbeständigkeit von besonderer Bedeutung. Stahlwerke testen und messen die Korrosionsbeständigkeit mit Salzsprühtests – je länger der Stahl nach Einwirkung von Salzsprühnebel korrosionsfrei bleibt, desto höher ist die Korrosionsbeständigkeit.
An diesem Punkt wird der Edelstahl in seiner endgültigen Form gesammelt und für den Versand an den Kunden vorbereitet.
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