Månadens mineralresurs: järn och stål
Michael D. Fenton, mineralvaruspecialist för US Geological Survey, har sammanställt följande information om järn och stål, metaller som är kritiska för USA: s industriella bas.
järn är ett av de vanligaste elementen på jorden, men det förekommer inte i naturen i en användbar metallisk form. Även om forntida människor kan ha återhämtat sig lite järn från meteoriter, var det inte förrän smältning uppfanns att järnmetall kunde härledas från järnoxider. Efter början av järnåldern i omkring 1200 f.Kr., kunskap om järn – och ståltillverkning sprids från det antika Mellanöstern genom Grekland till det romerska riket, sedan till Europa och, i början av 17-talet, till Nordamerika. Den första framgångsrika ugnen i Nordamerika började fungera 1646 i det som nu är Saugus, Mass. Införandet av Bessemer converter i mitten av 19-talet gjorde den moderna stålåldern möjligt.
tackjärn är en högkollegering tillverkad genom smältning av järnmalm i en masugn med kolhaltigt material, vanligtvis koks, som reduktionsmedel. Kalksten läggs till järnmalm-koksladdningen som ett flussmedel för att avlägsna föroreningar. Stål framställs av tackjärn genom att avlägsna en del av kolet i en grundläggande syreomvandlare och tillsätta flera legeringselement, såsom mangan, krom, koppar, nickel, titan, molybden, volfram och vanadin. Stål tillverkas också genom återvinning av järnskrot i en elektrisk ljusbågsugn.
det finns många kvaliteter av stål, men de tre huvudtyperna av stål är kol, legering och rostfritt. Cirka 93 procent av det stål som tillverkas i USA är kolstål, som innehåller högst 2 procent kol. Applikationer finns i apparater, konstruktion, varvsindustri, containrar och förpackningar samt inom fordons -, maskin-och utrustningsindustrin. Legerat stål, cirka 5 procent av den årliga produktionen, innehåller så mycket som 4 procent legeringselement. Speciella applikationer för legerat stål inkluderar användning i maskinbearbetade delar och verktygstillverkning. Rostfritt stål, som står för cirka 2 procent av den årliga stålproduktionen, bildas genom att tillsätta krom och vanligtvis nickel till stål för att göra det mycket korrosionsbeständigt.sedan 2008 har ståltillverkningskapaciteten överskridit den uppenbara stålförbrukningen, främst till följd av Kinas snabba ekonomiska expansion och snabbt ökande kapacitet. Detta har resulterat i en tillströmning av stålprodukter till USA och andra ståltillverkningsländer som redan har överkapacitet. Efterfrågan från Kinas ståltillverkare har också drivit oöverträffade prisökningar på järnmalm och metallurgiskt kol. På kort sikt förväntas ståltillverkningskapaciteten, globalt och särskilt i Kina, fortsätta att överstiga stålförbrukningen, med stålpriser och produktionskostnader fortsatt stabila.
besök http://minerals.usgs.gov/minerals för mer information om järn och stål och andra mineralresurser.
järnproduktion och konsumtion
- cirka 89 miljoner ton stål producerades i USA 2012, mer än någon annan metall. Värdet av järn-och stålskrot som exporterades 2012, 9,43 miljarder dollar, var det högsta av metallskrot.
- världens råstålproduktion 2012 var 1,46 miljarder ton. Kina, med mer än 48 procent av världens ståltillverkningskapacitet, ledde världsproduktionen med 717 miljoner ton.
- världens skenbara stålförbrukning 2012 var cirka 1,41 miljarder ton, varav cirka 646 miljoner ton konsumerades av Kina och 97,8 miljoner ton av USA
roliga fakta
- ordet ”järn” härrör delvis från det fornnordiska ordet ”iarn.”
- den elementära symbolen för järn, Fe, kommer från det latinska ordet för järn, ”ferrum.”
- järn utgör nästan 6 procent av jordskorpan och nästan hela jordens kärna.
- järnet i berikade frukostflingor kan extraheras genom finmalning av spannmålen, blandning med vatten och omröring med en magnet.