staal Frank van de Vreede M1BM1N Materialen 19-11-2013

INHOUD 1.1 De vervaardiging van het ijzer (Ruwijzer) 1.2 De vervaardiging van staal 1.3 Het vervaardigen van staalproducten 1.4 Staalkwaliteiten 1.5 Eigenschappen van staal 1.6 De corrosie van staal 19-11-2013 Frank van de Vreede Materialen

1.1 De vervaardiging van het ijzer (Ruwijzer) De vervaardiging ofwel het maken van het ijzer (ruwijzer) vind plaats in grote hoogovens. Het proces in deze hoogovens gaat 24/7 door. Benodigdheden: ijzererts Een brandstof Een toeslag die zich met de steendelen uit de erts bindt. 19-11-2013 Frank van de Vreede

1.1 De vervaardiging van het ijzer (Ruwijzer) Tijdens het proces vormen de ijzerverbindingen in het erts tot ijzer. Het proces is mogelijk doordat er cokes aanwezig zijn. Cokes is ontgaste steenkool en dit is de brandstof in de hoogoven. Er word ook een kalksteensoort toegevoegd om de niet- ijzerhoudende steenachtige delen van het erts te binden. Het product wat hieruit ontstaat noemt men hoogovenslak. Dit gebruikt men als grondstof voor bijv. asfalt of cement. Het overige deel in de hoogoven is het ruwijzer. De basis voor het staal. 19-11-2013 Frank van de Vreede

1.2 De vervaardiging van staal Een groot deel van het ruwijzer wordt in de fabriek omgezet in staal. Daarbij wordt het koolstofgehalte van het ruwijzer sterk verlaagd. De hoeveelheid koolstof in staal het aan hoe sterk het staal is. Staal is eigenlijk niets anders dan ijzer met een laag koolstofgehalte. 19-11-2013 Frank van de Vreede

1.2 De vervaardiging van staal Er zijn twee manieren om het teveel aan koolstof te verbranden bij de omzetting van ruwijzer in staal. In een zogenaamde convertor. Hierbij wordt zuivere zuurstof op het ijzer geblazen. Dit proces wordt het oxistaalproces genoemd. Voor speciale staalsoorten gebruiken we een proces in een elektro oven. Hiermee kun je zeer nauwkeurige staalsamenstelling bereiken. Onder speciale staalsoorten verstaan we metaal voor bijv. machineonderdelen en gereedschap. 19-11-2013 Frank van de Vreede

1.3 Het vervaardigen van staalproducten In de staalfabriek wordt het vloeibare staal in blokvormen gegoten. Deze worden uitgewalst tot dikke plakken of vierkante staven. Er zijn twee soorten bewerkingen: Walserijproducten in plaatvorm. Walserijproducten in geprofileerde vorm die worden gewalst in kaliberwalsen. 19-11-2013 Frank van de Vreede

1.3 Het vervaardigen van staalproducten H-profielen worden vervaardigd in kaliberwalsen. Hiernaast is de universeelwals voor H-profielen getekend. De producten die in de bouw van ‘ijzer’ worden toegepast zijn vrijwel allemaal van staal. 19-11-2013 Frank van de Vreede

1.4 Staalkwaliteiten Als staal geproduceerd is moet het aan bepaalde eisen voldoen. Bouwconstructies moeten in Nederland voldoen aan de TGB 1990. TGB betekend: Technische Grondslagen voor Bouwconstructies. Twee belangrijke plaatsen waarnaar in de TGB-staalconstructies wordt verwezen zijn: NEN-EN 10025: Warmgewalste producten van ongeleerd constructiestaal. NEN-EN 10113: Warmgewalste producten van lasbaar fijnkorrelig constructiestaal. Hierin worden ook de sterkteklassen van staal besproken. 19-11-2013 Frank van de Vreede

1.5 Eigenschappen van staal Er zijn veel verschillende eigenschappen. In de volgende dia’s wil ik er een paar benoemen. 19-11-2013 Frank van de Vreede

1.5 Eigenschappen van staal Treksterkte: De treksterkte wordt bepaald met de maximale trekkracht die een stalen staaf bij een beproeving kan weerstaan. De hoogte van de treksterkte geeft aan of een staalsoort sterk of minder sterk is. Bij staal is de treksterkte het belangrijkste. Druk- en buigsterkte: De druksterkte en de buigsterkte van staal zijn ongeveer gelijk aan de treksterkte. 19-11-2013 Frank van de Vreede

1.5 Eigenschappen van staal De sterkte tegen vermoeiing: Deze sterkte geeft de weerstand aan tegen het breken bij wisselende belasting, zoals vervoer over bruggen. Hiermee wordt bij constructieberekeningen rekening gehouden. Kruipsterkte: Alle materialen vervormen in de loop van de tijd onder voortdurende gelijke belasting. Dit wordt ‘kruip’ genoemd. Bij staal treedt de verlaging van de sterkte pas op bij temperaturen van 400 graden Celsius of hoger. 19-11-2013 Frank van de Vreede

1.5 Eigenschappen van staal Hardheid: De hardheid is de weerstand tegen een indrukking. De hardheid staat in directe relatie tot de treksterkte. Men kan dus met hardheid meters een indruk krijgen van de treksterkte. Kerfslagwaarde: De kerfslagwaarde is afhankelijk van de temperatuur. Is de temperatuur hoog dan is de waarde ook hoog. Zo is het ook bij lage temperaturen. Bij hoge waarden krijg je taaiheid en bij lage waarden krijg je brosheid. 19-11-2013 Frank van de Vreede

1.6 De corrosie van staal Aantasting van metalen noemt men corrosie. Bij staal is er voor corrosie water en zuurstof nodig. Deze stoffen zijn snel samen aanwezig dus is er een grote kans op corrosie. Corrosie kun je voorkomen door middel van oppervlaktebehandelingen. Kunststoffen als deklaag gebruiken Zink als deklaag gebruiken Met metaalverf het staal verven 19-11-2013 Frank van de Vreede

1.6 De corrosie van staal Corrosievormen: Er zijn twee milieuomstandigheden als het over corrosievormen gaat. Zuur milieu en neutraal milieu. In beide gevallen treedt deze corrosie op bij onbehandeld of slecht onderhouden staal. Verder zijn er nog drie verschillende soorten corrosie. Spleetcorrosie Contactcorrosie Spanningscorrosie 19-11-2013 Frank van de Vreede