Wikisage is op 1 na de grootste internet-encyclopedie in het Nederlands. Iedereen kan de hier verzamelde kennis gratis gebruiken, zonder storende advertenties. De Koninklijke Bibliotheek van Nederland heeft Wikisage in 2018 aangemerkt als digitaal erfgoed.
- Wilt u meehelpen om Wikisage te laten groeien? Maak dan een account aan. U bent van harte welkom. Zie: Portaal:Gebruikers.
- Bent u blij met Wikisage, of wilt u juist meer? Dan stellen we een bescheiden donatie om de kosten te bestrijden zeer op prijs. Zie: Portaal:Donaties.
Staalindustrie
De staalindustrie is de tak van industrie, waar ruwijzer en/of metaalschroot wordt omgezet in staal. De staalindustrie maakt onderdeel uit van de metallurgische industrie.
Het doel van de staalbereiding is om het koolstofgehalte in het ijzer omlaag te brengen, waardoor het andere eigenschappen krijgt. Het wordt taaier, verkrijgt een hogere treksterkte en kan warm worden vervormd. Dit in tegenstelling tot gietijzer, dat een hoger koolstofgehalte heeft en bros is, waarmee het voor een aantal toepassingen niet geschikt is. Staal wordt onder meer gebruikt in de bouwsector, de machine-industrie, de auto-industrie, en de verpakkingsindustrie.
Geschiedenis
IJzer werd aanvankelijk verkregen door laagovens en later door hoogovens te gebruiken. Deze processen vereisten houtskool als reductiemiddel. Als resultaat verkreeg men ijzer met een relatief hoog koolstofgehalte. De voorloper van staal is in wezen het smeedijzer, dat door hameren van verhit ijzer werd verkregen. Hierbij werden slakken verwijderd en kon een deel van de in het ijzer aanwezige koolstof aan de lucht verbranden.
In een vroeg stadium werd voor de staalbereiding de frisoven aangewend. Hierin werd een deel van het koolstof verbrand, doch daarna was smeden nog noodzakelijk. Een verdere ontwikkeling was de puddeloven, welke vanaf 1784 in zwang kwam. Ook nu was acheteraf smeden nog noodzakelijk. Vanaf 0mstreeks 1850 kwam puddelstaal industrieel op grote schaal beschikbaar.
In 1855 werd echter het Bessemerprocedé gepatenteerd, waarbij men gebruik maakte van een convertor (Bessemerpeer) waarin lucht door het gloeiende ijzer werd geblazen. Het was deze vinding die de industriële staalbereiding, en daarmee de ruime beschikbaarheid van staal, in een stroomversnelling bracht. Niet lang daarna (vanaf 1865) kwam ook de Siemens-Martinoven in gebruik, een vlamoven waarbij een toeslag aan het ijzer werd toegevoegd, bestaande uit schroot, ijzererts en kalksteen.
Om ook fosforrijke ertsen te kunnen verwerken kwam werd, vanaf 1879, het Cilchrist-Thomasproces toegepast. Dit was in wezen een verbeterde Bessemerconverter. Aan het vloeibaar ijzer werd kalksteen toegevoegd, waaraan het fosfor zich bond. De vuurvaste steen in de converter werd uit dolomiet samengesteld, was dus basisch. De ontstane slak werd als Thomasslakkenmeel verkocht en werd gebruikt als kunstmeststof.
In 1900 werd de vlamboogoven uitgevonden, waarmee uit schroot het zogeheten elektrostaal werd vervaardigd. Deze ovens werden vanaf 1906 industrieel ingezet.
Vanaf de jaren '50 van de 20e eeuw werd het oxystaalproces geïntroduceerd. Dit was opnieuw een convertorproces, doch nu werd zuivere zuurstof ingeblazen. Door de invoering van deze technologie werden met name de Siemens-Martinovens verdrongen.
Het vloeibare staal werd aanvankelijk direct in blokken gegoten, de zogenaamde ingots. Deze moesten aanvankelijk opnieuw worden verhit alvorens gewalst te kunnen worden in een warmbandwalserij. In de jaren '50 van de 20e eeuw werd echter het continugieten ontwikkeld. Hierbij ontstaat een ononderbroken strang gloeiend, maar gestold, staal. Deze strang wordt met behulp van branders in plakken geknipt, welke in de warmbandwalserij verder worden bewerkt. Voordelen van deze methode zijn: een beter beheersbare kwaliteit en een verminderd energieverbruik.
Heden
Geschiedenis van de staalbereiding
Oudheid
Uit opgravingen blijkt dat rond 4000 v.Chr. ijzer al werd gebruikt in Sumer en het Oude Egypte voor speerpunten en ornamenten. Veelal was het ijzer hiervoor afkomstig van ingeslagen meteorieten (het zogenaamde meteoorijzer). In de daarop volgende eeuwen werd het gebruik van ijzer verspreid naar Mesopotamië, Anatolië, Midden-Oosten en andere gebieden. Nadat men ontdekte hoe men ijzer uit zijn ertsen kon winnen en vervolgens smeden, nam het gebruik een grote vlucht. Het eerste door mensen vervaardigde ijzer werd omstreeks 1500 v.Chr. in Klein-Azië in laagovens gemaakt. Een tijdlang was deze techniek een zorgvuldig gekoesterd geheim van het Hettitische Rijk, maar na de val van dit rijk verspreidde deze metallurgische kennis zich betrekkelijk snel over grote delen van de Oude Wereld.
Tussen de 12e eeuw v.Chr. en de 10e eeuw v.Chr. nam ijzer de plaats van brons over bij de productie van gereedschappen en wapens. Deze overgang van brons naar ijzer, die de ijzertijd inluidde, werd niet zozeer veroorzaakt door betere eigenschappen van ijzer, maar meer door sterk geslonken beschikbaarheid van tin, een hoofdbestanddeel van brons. In het Midden-Oosten ontdekte men dat de kwaliteit kon worden verbeterd door het ruwe ijzererts te verhitten in een bed van houtskool. Later werd dit procedé bekend als carbonisatie. In China werd het principe van de hoogoven bedacht en kon de kwaliteit van het ijzer verder worden verbeterd. Er kwam dan meer koolstof in het ijzer waardoor al een soort staal ontstond, een legering van ijzer en koolstof.
Al in de Romeinse tijd werd in Oost-Nederland, bijvoorbeeld bij het huidige Colmschate bij Deventer ijzer geproduceerd. Moerasijzererts, ijzeroer genoemd, werd bij beekdalen of andere laag gelegen plaatsen in het landschap gedolven. Vervolgens werd het soms verhit om het te reinigen, waarna het in kleinere brokken werd geslagen. De smid haalde vervolgens door herverhitten de restjes houtskool en andere verontreinigingen uit het ruwijzer dat dan gereed was om tot allerlei gereedschappen en gebruiksvoorwerpen te worden gesmeed.
Middeleeuwen
De metaalindustrie ontwikkelde zich in Europa in eerste instantie op plaatsen waar ijzererts in de grond werd gevonden. Zo de omgeving van Neurenberg in Beieren, het graafschap Vianden, de omgeving van Luik en de Engelse Midlands. Pas door het treinvervoer kon de metaalindustrie zich op andere plaatsen vestigen.
Voordat de grootschalig werkende ijzerindustrie er was werd in de middeleeuwen vaak ijzer gewonnen uit de zogenaamde klapperstenen. Met name op de Veluwe, maar ook elders op de zandgronden in Nederland (Drenthe, Noord-Brabant) zijn vele ijzerfabriekjes geweest, die in de lokale ijzerbehoefte moeten hebben voorzien. Tussen 700 en 1100 moeten hier tonnen ijzer zijn geproduceerd, waarvan het grootste deel voor de export bedoeld was. De afvalbergen (ijzerslakken) zijn her en der nog te vinden, maar de aftapovens, de ijzerfabriekjes, zelf niet meer. Door concurrentie uit het buitenland kwam rond 1100 aan deze kwalitatief mindere ijzerproductie een eind.[1]
Nieuwe tijd
Pas met de uitvinding van de hoogoven werd staal in grotere hoeveelheden geproduceerd. Dit proces werd reeds in de 1ste eeuw voor Christus in China toegepast, in Europa ontdekte men dit pas in de 15e eeuw.
In Oost-Nederland zijn er maximaal ijzergieterijen geweest geïnteresseerden in ijzeroer. In de omgeving werd vaak een beek opgestuwd, om meer verval te krijgen voor de watermolens waarmee de blaasbalgen van deze ijzergieterijen werden aangedreven. In Duitsland waren dergelijke 'ijzermolens' er al eerder, maar in Doetinchem staat de oudste van Nederland. Deze werd in 1691 gesticht door Josias Olmius, naar Duits voorbeeld. Andere namen voor deze ijzermolens zijn ijzerhutten, hoogovens en oerijzergieterijen. Er zijn slechts vier productieve oerijzergieterijen geweest in Nederland. Ulft (aan de Oude Meulenbeek, start 1754), Deventer (aan de Schipbeek, 1756), Laag Keppel (1794) en Terborg (Akkermansbeek, 1821). Die in Deventer was de grootste oerijzergieterij/hoogoven.
In Duitsland, vlak over de grens stonden nog twee ijzerhutten, in Bocholt en Isselburg. Er zijn wel meer ijzermolens geweest, maar die waren niet echt productief en werden snel weer gesloten. Hiertoe behoren die in Doetinchem en één in Zwolle. In de literatuur is sprake van nog enkele andere ijzergieterijen, maar volgens onderzoeker Dekker waren dat slechts vestigingsplannen.[2]
Het ijzerverbruik steeg in de meeste landen daarom niet ver boven het traditionele pre-industriële niveau van ongeveer 1 à 2 kilo per hoofd per jaar. Als gevolg van verbeteringen in de winning van ijzer kwam er in Engeland in 1755 zo'n 10 kg ijzer per hoofd van de bevolking per jaar beschikbaar.[3]
Industriële revolutie
De grootste ontwikkeling werd vanaf de 18e eeuw doorgemaakt in Groot-Brittannië. Hier vond de industriële revolutie plaats die mede tot gevolg had dat metalen sneller en verfijnder technische toepassingen kregen. Met name de textielindustrie was de eerste die hier van profiteerde.
In de jaren-1790 haalde de Belgische lakenwever Iwan Simonis de Engelse machinebouwer William Cockerill naar Verviers om er zijn fabriek te moderniseren. De Engelsman zag echter meer mogelijkheden in het kolenrijke gebied, en zijn zonen John en James bouwden er met steun van koning Willem I der Nederlanden in Luik een complex van hoogovens, mijnen en fabrieken. Ook in de haven van Antwerpen kwam de metaalindustrie op.
De metaalindustrie als zelfstandige industrie nam een grote vlucht tijdens de industriële revolutie. Dankzij het gebruik van stoomkracht werd het gemakkelijker grote industrieën draaiende te houden. Het was in deze tijd dat de grote metaalindustrieën in de wereld opkwamen. Bijvoorbeeld de Deventer ijzerindustrie is gesticht in 1756 door Hendrik Lindeman. Hij mocht pas beginnen met het uitvoeren van zijn plannen nadat hij het gemeentebestuur had toegezegd dat hij de Schipbeek zou kanaliseren. De ijzermolen en de blaasbalgen voor de hoogoven werden van energie voorzien door een watermolen of, bij een te kleine water toevoer van de beek, een rosmolen. Al vanaf 1831 werd ook stoomkracht toegepast. In 1800 werd in Deventer tot 500.000 kg/j gietijzer geproduceerd. In 1826 nam de Duitser Nering Bögel de hoogoven over. Door zijn connecties met Duitsland, waar de hoogoven-kennis vandaan kwam, en de Schipbeek die voor een goede verbinding zorgde met de Achterhoekse en Overijsselse gebieden waar veel ijzeroer werd gedolven is het de grootste oerijzergieterij van Nederland geworden. De Raambuurt in Deventer heeft tot in de jaren '50 vele hallen van deze ijzerindustrie gekend. Stoommachines, locomotieven, wielen, brievenbussen, hekken, grafmonumenten, vuurtorens en complete suikerfabrieken voor Nederlands-Indië zijn in Deventer gemaakt, getuige een catalogus uit de jaren '30. Vanaf de 19e eeuw is hier overigens niet alleen ijzeroer, maar ook ijzererts uit het buitenland gebruikt. In 1902 werd de grens van 5 miljoen kg gegoten ijzer gepasseerd. In 1920 werkten er 1000 man in deze fabrieken. In 1932 (de crisisjaren) ging de Deventer gieterij echter failliet omdat ze de concurrentie met andere hoogovens niet meer aankon.
Heden
Pas de laatste 200 jaar is men door verbetering van het productieproces (bijvoorbeeld het Bessemerprocedé) erin geslaagd het ijzer betrekkelijk gemakkelijk te zuiveren tot een zodanig lager koolstofgehalte (minder dan 2%) dat het ductiel genoeg was om te kunnen bewerken (bijvoorbeeld: walsen).
In 1960 produceerden de Verenigde Staten, de toenmalige Sovjet-Unie en West-Europa 85% van de totale gietijzer- en staalproductie. De Verenigde Staten alleen leverden 65% van de auto's en de helft van de machinebouw in de wereld. De Canadese metaalindustrie kwam in ontwikkeling en enkele staten in Zuid-Amerika kwamen na de laatste wereldoorlog in opmars.
West-Europa bezat heel lang de eerste plaats in de metaalindustrie, dankzij Engeland dat op het einde van de 19e eeuw 45% van het gietijzer in de wereld produceerde. Tijdens de Eerste Wereldoorlog verdween de heerschappij van Europa op dit gebied. De na de Tweede Wereldoorlog ontstane Europese Gemeenschap voor Kolen en Staal (EGKS) streefde ernaar, het evenwicht tussen Europa, de Verenigde Staten en Rusland te herstellen.
landen naar staalproductie
 Lijst van landen naar staalproductie |
| Rang | Productie (t × miljoen) | Land |
|---|---|---|
| - | 1244,2 | wereld |
| 1 | 422,7 |  China
|
| 2 | 116,2 |  Japan
|
| 3 | 98,6 |  Verenigde Staten
|
| 4 | 70,8 |  Rusland
|
| 5 | 48,5 |  Zuid-Korea
|
| 6 | 47,2 |  Duitsland |
| 7 | 44 |  India
|
| 8 | 40,9 |  Oekraïne
|
| 9 | 31,6 |  Italië
|
| 10 | 30,9 |  Brazilië
|
Staalproducenten
| Lijst van staalproducenten naar productie |
| Rang | Productie (t × miljoen) | Bedrijf | Land |
|---|---|---|---|
| - | 1239,5 | - | wereld |
| 1 | 117,2 | ArcelorMittal |  Luxemburg
|
| 2 | 32,7 | Nippon Steel | Japan
|
| 3 | 32,0 | JFE | Japan
|
| 4 | 30,1 | POSCO | Zuid-Korea
|
| 5 | 22,5 | Baosteel | China
|
| 6 | 21,2 | U.S. Steel | Verenigde Staten
|
| 7 | 20,3 | Nucor | Verenigde Staten
|
| 8 | 19,1 | Tangsteel | China
|
| 9 | 18,3 | Corus |  Verenigd Koninkrijk
|
| 10 | 18,2 | Riva Group | Italië
|
Zie ook
Zie ook de categorie met mediabestanden in verband met Steel industry op Wikimedia Commons.
Bronnen, noten en/of referenties
|
| IJzer en staal |
|---|
|
IJzer · IJzererts · IJzeroer · Gietijzer · Smeedijzer · Welijzer · Verbindingen van ijzer |