Kas ir pamata tērauds?

Tērauds galvenokārt ir dzelzs, bet maisījumā satur nelielu daudzumu citu elementu. Tas ir vēlams, jo tas var uzlabot vielas materiālās īpašības, proti, cietību. Ogleklis ir visizplatītākais tēraudam pievienotais elements, taču tiek izmantots arī mangāns, hroms un volframs. Šos pamata dzelzs papildinājumus sauc par leģējošiem materiāliem. Tērauds pats par sevi ir daudz stiprāks par tīru alumīniju vai dzelzi, taču tas ir jāražo īpaši.

Otrās rūpnieciskās revolūcijas laikā tika atklāts un plaši izmantots Bessemer process tērauda masveida ražošanai. Galvenais jauninājums šajā procesā bija spēja noņemt piemaisījumus no izkausētā dzelzs, pūšot caur to gaisu. Silīcija, mangāna un oglekļa pārpalikums tiek oksidēts ar gaisu un pēc tam var izplūst no vielas.

Lai neļautu krāsns konstrukcijai kūst tērauda ražošanas laikā, kas var būt saistīta ar ļoti augstu temperatūru, tvertne ir izklāta ar ugunsizturīgu materiālu. Ugunsizturīgie materiāli ir vielas, kas saglabā savas fizikālās īpašības temperatūrā, kas augstāka par 538 °C. Pamata tērauda ražošanā izmanto ugunsizturīgos materiālus ar zemu pH līmeni. Bessemer procesā dolomīta minerāls bija parasts ugunsizturīgs materiāls ar zemu pH līmeni, ko izmantoja tvertnes apšuvumam, ražojot pamata tēraudu.

1952. gadā tika izstrādāta jauna tērauda ražošanas procedūra, kas pazīstama kā Lincas-Donawitz jeb LD process. Tā vietā, lai izmantotu Bessemer tehniku, pūšot gaisu caur izkausētu dzelzi, tiek izmantots tīrs skābeklis. Paaugstināta dzelzs oksidēšanās ļauj efektīvāk noņemt piemaisījumus. Mūsdienu krāsnis var pārvērst 350 tonnas dzelzs tēraudā mazāk nekā 40 minūtēs. LD pamattērauda ražošanas process arī rada mazāk gaisa piesārņojuma nekā Bessemer process.

Pamata ugunsizturīgie materiāli ļauj efektīvāk noņemt sēra un fosfora piemaisījumus nekā skābie ugunsizturīgie materiāli. Kad skābeklis tiek izpūsts caur dzelzi, piemaisījumi vai nu atstāj kā gāzi, vai veido izdedžus, kas peld uz virsmu. Oksidēts ogleklis izplūst kā oglekļa monoksīds vai oglekļa dioksīds. Citi piemaisījumi veido jaunus savienojumus, kas atdalās no maisījuma, atstājot aiz sevis pamata tēraudu.