Technisch Werken

Wat is oxystaal en hoe verloopt het oxystaalproces?

Oxystaal en het oxystaalproces hebben te maken met de productie van staal uit ruwijzer. Voordat men staal heeft moet men ruwijzer zuiveren. Ruwijzer komt uit hoogovens. Dit is echter nog niet geschikt op producten van te vervaardigen. De reden hiervoor is dat ruwijzer een te hoog koolstofgehalte heeft. Het koolstofpercentage van ruwijzer ligt tussen de 3 tot 4,5 procent. Dit hoge koolstofpercentage zorgt er voor dat ruwijzer veel te breekbaar en te bros is om in constructies te verwerken. Daarnaast bevat ruwijzer nog andere elementen die de kwaliteit van dit ijzer nadelig beïnvloeden. Voorbeelden van deze elementen zijn magnesium, zwavel, silicium en fosfor. Deze ongunstige elementen moeten uit het ruwijzer worden verwijdert daarnaast moet het koolstofpercentage omlaag worden gebracht.

Toevoegen van zuurstof
Voor het reduceren van het koolstofpercentage en het verwijderen van ongunstige elementen laat men zuurstof op het vloeibare en hete ruwijzer inwerken. De toevoeging van zuurstof kan op twee verschillende manieren gebeuren.

  • De eerste manier is het toevoegen van zuurstof in een reactievat. Dit vat wordt ook wel convector genoemd. Bij deze zuurstoftoevoeging vind geen warmtetoevoer plaats van buitenaf.
  • De tweede manier waarop zuurstof kan worden toegevoerd is in een oven. Hierbij wordt wel uitwendige warmte toegevoerd.

De eerste methode van zuurstoftoevoeging wordt gebruikt voor de vervaardiging van oxystaal.

Hoe verloopt het oxystaalproces?
Oxystaal wordt ook wel geschreven als oxistaal en is het product dat ontstaat na de toepassing van het oxystaalprocedé. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een convector. Deze convector wordt gevuld met vloeibaar ruwijzer en staalschroot. De verhouding die hierbij wordt toegepast is 75 procent vloeibaar ruwijzer en 25 procent schroot. Na het vullen en rechtzetten van de convector wordt de volgende stap in het oxystaalproces uitgevoerd. Dit is het toevoegen van zuurstof. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een watergekoelde holle lans. Met deze lans wordt aan de bovenkant van de convector zuivere zuurstof geblazen op het mengsel dat zich in de convector bevind. Hierdoor oxideert en verbrand een groot deel van het koolstof dat zich in het mengsel bevindt. Ook het magnesium en het silicium verbranden door de toevoeging van zuiver zuurstof. Bij het oxystaalproces komt door de toevoeging van zuiver zuurstof zeer veel warmte vrij. De temperatuur is zo hoog dat het niet nodig is om van buitenaf warmte toe te voegen om het mengsel in de convector vloeibaar te houden. Het schroot wat is toegevoegd zorgt er tevens voor dat de temperatuur in de convector niet te hoog wordt.

Wat is staal
Staal wat vervaardigt is volgens het oxystaalproces wordt oxystaal genoemd. Staal heeft betere eigenschappen dan ruwijzer. Er zitten minder ongunstige elementen in omdat deze door het oxystaalproces zijn verwijdert. Daarnaast is het koolstofpercentage gereduceerd waardoor de mechanische eigenschappen zijn verbetert. Staal bevat in tegenstelling tot ruwijzer een laag koolstofpercentage. Het koolstofpercentage van staal is 0,1 tot maximaal 1,7 procent. Hierdoor is staal sterk, goed smeedbaar en taai. Staal wordt in de werktuigbouwkunde en metaaltechniek veel toegepast in uiteenlopende constructies, machines en werktuigen. Staal bevat ijzer (ferro)  daardoor kan staal wel oxideren. Vaak wordt op staalprofielen en staalproducten een beschermlaag aangebracht die het staal beschermen zodat het geen reactie kan aangaan met zuurstof. Dit zorgt er voor dat staal niet oxideert en de levensduur van staalproducten aanzienlijk langer wordt.

Oxystaalovengas
Het oxystaalproces wordt gebruikt voor het produceren van staal. Het belangrijkste product is staal. Daarnaast komt tijdens het oxystaalproces veel koolmonoxide vrij. Dit komt doordat de aanwezige koolstof in het vloeibare ruwijzer slechts gedeeltelijk kan worden geoxideerd en verbrand. De koolstofmonoxide die vrijkomt tijdens het oxystaalproces wordt ook wel oxystaalovengas genoemd. Dit gas kan worden teruggewonnen. Het oxystaalovengas wordt verstookt en kan daarbij worden gebruikt voor het opwekken van elektriciteit of proceswarmte. Daarbij wordt oxystaalovengas meestal gemengd met hoogovengas en cokesovengas.

Voordeel van het oxystaalproces
Het oxystaalproces heeft een belangrijk voordeel. Het proces verloopt zeer snel. In een tijdsbestek van 20 minuten kan 200 ton oxystaal worden geproduceerd. Wanneer men echter ook het inladen en het aftappen van de convector meerekent kan men in minder dan een uur tijd ongeveer 250 ton staal van goede kwaliteit produceren via het oxystaalproces. In 1958 ging in Nederland bij de Koninklijke Hoogovens de eerste oxystaalfabriek in productie. Daarna heeft het oxystaalproces het gebruikelijke Siemens-Martinprocedé vervangen. Tegenwoordig wordt ongeveer 70 procent van al het staal dat wordt gefabriceerd via het oxystaalproces gedaan.

Deel dit artikel!

Als senior intercedent bij een groot technisch uitzendbureau is Pieter Geertsma verantwoordelijk voor het bemiddelen van personeel in het marktsegment werktuigbouwkunde. Daarnaast is hij landelijk aanspreekpunt voor vragen over dit marktsegment en de ontwikkelingen die daarin plaatsvinden. Door intensieve samenwerking met interne en externe collega’s heeft hij een goed beeld van de totale technische markt. Hierdoor krijgt hij naast nieuws over techniek, innovaties en arbeidsmarkt ook actuele vacatures binnen.

Getagd met , , , , , , , , , , , , ,
Geplaatst in Techniek
Like ons op Facebook!