Mineral Resource of the Month: Iron and Steel

Michael D. Fenton, mineral commodity specialist for the U. S. Geological Survey, opracował następujące informacje na temat żelaza i stali, metali krytycznych dla bazy przemysłowej Stanów Zjednoczonych.

pierwsza udana huta żelaza w Ameryce Północnej działała w latach 1646-1668 w Hammersmith nad rzeką Saugus w Massachusetts. Obecnie w Saugus Iron Works National Historic Site, wyznaczonym w 1968 roku, znajdują się rekonstrukcje wielkiego pieca napędzanego kołem wodnym, Kuźnia oraz Walcownia i rozdrabniacz, który masowo produkował żelazne gwoździe. Kredyt: Sara E. Pratt.

żelazo jest jednym z najliczniejszych pierwiastków na Ziemi, ale nie występuje w przyrodzie w użytecznej metalicznej formie. Chociaż starożytni ludzie mogli odzyskać żelazo z meteorytów, dopiero po wynalezieniu wytapiania metal żelaza mógł pochodzić z tlenków żelaza. Po rozpoczęciu epoki żelaza, około 1200 roku p. n. e., wiedza o hutnictwie żelaza i stali rozprzestrzeniła się od starożytnego Bliskiego Wschodu przez Grecję do Cesarstwa Rzymskiego, następnie do Europy, a na początku XVII wieku do Ameryki Północnej. Pierwszy udany piec w Ameryce Północnej rozpoczął pracę w 1646 roku na terenie dzisiejszego Saugus, Mass. Wprowadzenie konwertera Bessemera w połowie XIX wieku umożliwiło współczesną epokę stali.

Surówka jest stopem o wysokiej zawartości węgla wytwarzanym przez wytapianie rudy żelaza w wielkim piecu z materiałem węglowym, Zwykle koksem, jako środkiem redukującym. Wapień jest dodawany do ładunku rudy żelaza i koksu jako topnik w celu usunięcia zanieczyszczeń. Stal jest wytwarzana z surówki przez usunięcie części węgla w konwerterze podstawowego tlenu i dodanie kilku pierwiastków stopowych, takich jak mangan, chrom, miedź, nikiel, tytan, molibden, wolfram i wanad. Stal jest również wytwarzana przez recykling złomu żelaznego w elektrycznym piecu łukowym.

istnieje wiele gatunków stali, ale trzy główne rodzaje stali to węgiel, stop i stal nierdzewna. Około 93 procent stali wyprodukowanej w Stanach Zjednoczonych to Stal Węglowa, która zawiera maksymalnie 2 procent węgla. Zastosowania znajdują się w urządzeniach, budownictwie, przemyśle stoczniowym, kontenerach i opakowaniach, a także w przemyśle motoryzacyjnym, maszynowym i sprzętowym. Stal stopowa, około 5 procent rocznej produkcji, zawiera aż 4 procent pierwiastków stopowych. Specjalne zastosowania stali stopowej obejmują zastosowanie w obrabianych częściach i produkcji narzędzi. Stal nierdzewna, która stanowi około 2 procent rocznej produkcji stali, powstaje przez dodanie chromu i zwykle niklu do stali, aby była wysoce odporna na korozję.

od 2008 r.moce produkcyjne stali znacznie przekroczyły widoczne zużycie stali, głównie w wyniku szybkiej ekspansji gospodarczej Chin i szybkiego wzrostu mocy produkcyjnych. Doprowadziło to do napływu produktów stalowych do Stanów Zjednoczonych i innych krajów hutniczych, które już mają nadwyżki mocy produkcyjnych. Popyt ze strony chińskich producentów stali spowodował również bezprecedensowy wzrost cen rud żelaza i węgla metalurgicznego. W perspektywie krótkoterminowej oczekuje się, że moce produkcyjne w przemyśle stalowym, na całym świecie, a zwłaszcza w Chinach, będą nadal przewyższać konsumpcję stali, przy czym ceny stali i koszty produkcji pozostaną stabilne.

odwiedź http://minerals.usgs.gov/minerals, aby uzyskać więcej informacji na temat żelaza i stali oraz innych surowców mineralnych.

produkcja i konsumpcja żelaza

• w 2012 r.w Stanach Zjednoczonych wyprodukowano około 89 milionów ton stali, więcej niż jakikolwiek inny metal. Wartość złomu żelaznego i stalowego wyeksportowanego w 2012 r., wynosząca 9,43 mld USD, była najwyższa ze wszystkich złomów metalowych.

• światowa produkcja stali surowej w 2012 r.wyniosła 1,46 mld ton metrycznych. Chiny, z ponad 48 procentami światowych zdolności produkcyjnych stali, doprowadziły do światowej produkcji z 717 milionami ton metrycznych.

• światowe zużycie stali w 2012 r.wyniosło około 1,41 mld ton metrycznych, z czego Około 646 mln ton metrycznych zostało zużyte przez Chiny, a 97,8 mln ton metrycznych przez USA

ciekawostki

• słowo „żelazo” pochodzi częściowo od staronordyjskiego słowa „iarn.”

• elementarny symbol żelaza, Fe, pochodzi od łacińskiego słowa oznaczającego żelazo, ” ferrum.”

• żelazo stanowi prawie 6 procent skorupy ziemskiej i prawie całe jądro Ziemi.

• żelazo w wzbogaconych płatkach śniadaniowych może być ekstrahowane przez drobno zmielone płatki, zmieszane z wodą i wymieszane za pomocą magnesu.