Thép cacbon là vật liệu được sử dụng rộng rãi, thiết yếu cho nhiều ngành công nghiệp do các đặc tính độc đáo của nó, bao gồm độ bền cao, độ dẻo tốt và khả năng gia công tuyệt vời. Có nhiều phương pháp khác nhau để sản xuất thép cacbon, nhưng một trong những cách phổ biến nhất để sản xuất thép cacbon là sử dụng thép nguyên chất.
Thép nguyên chất được sản xuất bằng cách kết hợp quặng sắt, than cốc và vôi trong lò cao. Quá trình bắt đầu bằng cách nghiền quặng sắt thành những mảnh nhỏ và trộn với than cốc và đá vôi. Than cốc được sử dụng làm nhiên liệu và cháy trong lò, tạo ra nhiệt cần thiết để quá trình diễn ra. Đá vôi hoạt động như một chất trợ dung và giúp loại bỏ tạp chất khỏi quặng sắt trong quá trình nấu chảy.
Khi vật liệu đã vào lò cao, chúng được nung nóng đến nhiệt độ khoảng 1650 độ. Ở nhiệt độ cao này, than cốc phản ứng với oxy trong không khí để tạo ra carbon monoxide. Sau đó, carbon monoxide này phản ứng với quặng sắt, khử nó thành sắt nóng chảy. Sau đó, sắt nóng chảy được làm giàu bằng carbon từ than cốc đang cháy để tạo ra thép nóng chảy, thường chứa khoảng 4 wt.% carbon.
Để sản xuất thép cacbon với hàm lượng cacbon mong muốn, thép nóng chảy phải trải qua một quá trình gọi là khử cacbon. Trong quá trình khử cacbon, oxy được đưa vào hỗn hợp nóng chảy, oxy hóa cacbon trong thép và tạo ra cacbon monoxit và cacbon dioxit. Quá trình này làm giảm hàm lượng cacbon trong thép xuống mức mong muốn, thường là dưới 2 wt.%.
Nhìn chung, sản xuất thép nguyên chất là một quá trình quan trọng cho phép sản xuất thép cacbon chất lượng cao với nhiều đặc tính khác nhau, khiến nó trở thành vật liệu đa năng được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.
