สถานะการพัฒนาเหล็กตัดอิสระ
2024-07-18 13:33เหล็กตัดฟรีได้รับการพัฒนาอย่างประสบความสำเร็จครั้งแรกในสหรัฐอเมริกาในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 ในศตวรรษที่ 20 และมีประวัติยาวนานกว่า 90 ปี นับตั้งแต่การกำเนิดของเหล็กตัดอิสระ ประเทศต่างๆ เช่น สหรัฐอเมริกา สหราชอาณาจักร อดีตสหภาพโซเวียต และญี่ปุ่น ก็ได้ผลิตและใช้งานอย่างต่อเนื่อง ในทศวรรษที่ผ่านมา เหล็กตัดอิสระได้พัฒนาไปอย่างรวดเร็วอย่างน่าประหลาดใจ ปัจจุบัน โลกใช้เหล็กตัดอิสระมากกว่า 4 ล้านตันต่อปี แต่ส่วนใหญ่ผลิตและบริโภคโดยประเทศที่พัฒนาแล้ว โดยมากกว่าครึ่งหนึ่งอยู่ในสหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่น
ยกตัวอย่างที่ญี่ปุ่น การผลิตและการใช้เหล็กตัดอิสระเริ่มขึ้นในปี พ.ศ. 2483 การผลิตเหล็กตัดฟรีในปี พ.ศ. 2497 อยู่ที่ 12,000 ตัน เพิ่มขึ้นเป็น 430,000 ตันในปี พ.ศ. 2513 สูงถึง 822,000 ตันในปี พ.ศ. 2523 1.023 ล้านตันในปี พ.ศ. 2525 และเกิน 2 ล้านตันในปี 1990 โดยมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยประมาณ 10% ต่อปี ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการผลิตเหล็กเฉลี่ย 100 ล้านตันต่อปี การผลิตเหล็กตัดอิสระยังคงอยู่ระหว่าง 1 ล้านตันถึง 1.3 ล้านตัน ในปี 2556 การผลิตเหล็กตัดอิสระมีจำนวน 1.037 ล้านตัน คิดเป็น 6.6% ของการผลิตเหล็กชนิดพิเศษ
หลังจากใช้ความพยายามมานานหลายปี ประเทศอุตสาหกรรมที่พัฒนาแล้วได้สร้างระบบมาตรฐานของตนเองสำหรับการตัดเหล็กแบบอิสระ ในมาตรฐาน เอไอเอส ของอเมริกา มีเกรดเหล็กตัดอิสระ 31 เกรด ซึ่งรวมถึง 18 เกรดสำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ และ 19 เกรดสำหรับสแตนเลส ในมาตรฐาน JIS G4808-83 ของญี่ปุ่น มีเหล็กโครงสร้างตัดฟรี 14 เกรด (รวมถึงเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ 9 เกรด) และสแตนเลสตัดฟรี 9 เกรด ในอดีตสหภาพโซเวียต ในมาตรฐาน ทีคที1441-75 จำนวนเกรดสำหรับเหล็กตัดง่ายเพิ่มขึ้นจาก 7 เป็น 20 นอกจากการรักษาเกรดซัลเฟอร์ 6 รายการแล้ว ยังเพิ่มเกรดซีลีเนียม 3 รายการ และเกรดตะกั่วกำมะถัน 11 รายการอีกด้วย ปัจจุบัน ประเทศต่างๆ ทั่วโลกพยายามอย่างต่อเนื่องในการพัฒนาเหล็กตัดง่ายที่ตรงตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม ตัวอย่างเช่น บริษัทเหล็กแห่งหนึ่งในสหรัฐอเมริกาและ โกเบ เหล็ก ในญี่ปุ่นได้พัฒนาเหล็กตัดอิสระรูปแบบใหม่ที่ใช้บิสมัทแทนตะกั่ว องค์ประกอบทางเคมีหลักของเหล็กตัดอิสระในสหรัฐอเมริกาที่ใช้บิสมัทแทนตะกั่วคือ (%): C 0.09, มน 1.25,P 0.09,S 0.46,บี 0.17, หลังจากการศึกษาอย่างเป็นระบบโดยโกเบ ประเทศญี่ปุ่น เกี่ยวกับการทดแทนบิสมัท ตะกั่วในเหล็กตัดฟรี พบว่าปริมาณบิสมัทที่เติมน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของปริมาณตะกั่วที่เติม แต่ให้ประสิทธิภาพการตัดและการตัดเฉือนเท่าเดิม ยูเอส/โกเบ ประสบความสำเร็จในการพัฒนาและผลิตเตาเผาดีบุก 1 เตาที่มีปริมาณ 200 ตัน แทนการใช้เหล็กตัดไร้สารตะกั่วเต็มกำลังการผลิต นอกจากนี้ บริษัทไอจิ สตีล แห่งประเทศญี่ปุ่นยังประสบความสำเร็จในการพัฒนาเหล็กตัดแบบไตรภาคแบบไม่มีแมกนีเซียม ซัลเฟอร์ แคลเซียมอีกด้วย จากผลการใช้งานพบว่าทั้งหมดมีประสิทธิภาพการตัดและการตัดเฉือนที่ยอดเยี่ยม
ประเทศจีนผลิตเหล็กตัดแบบไร้ซัลเฟอร์มาตั้งแต่ปี 1953 เนื่องจากความต้องการคุณภาพสูงและความยากลำบากในการผลิตสูงของเหล็กตัดแบบอิสระ จึงทำให้โรงงานเหล็กพิเศษไม่เต็มใจที่จะผลิต และโรงงานเหล็กธรรมดาไม่สามารถผลิตได้ ส่งผลให้ ต้องการเหล็กตัดอิสระนำเข้าจำนวนมากในประเทศจีน ตามข้อมูลทางสถิติที่เกี่ยวข้อง ในปี 2545 จีนนำเข้าเหล็กตัดฟรีจำนวน 163,700 ตัน ในขณะที่การผลิตต่อปีในประเทศของจีนอยู่ที่ประมาณ 30,000 ตันเท่านั้น ด้วยการพัฒนาของอุตสาหกรรมแปรรูปเครื่องจักรกล โดยเฉพาะอุตสาหกรรมยานยนต์ ความต้องการเหล็กตัดฟรีในประเทศจีนจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว จากการเพิ่มขึ้นของการผลิตรถยนต์ของจีนต่อปีและสัดส่วนของความต้องการเหล็กตัดฟรีในอุตสาหกรรมยานยนต์ของญี่ปุ่น คาดว่าในปี 2558 การผลิตรถยนต์ของจีนมีประมาณ 24 ล้านคัน และความต้องการเหล็กตัดฟรีต่อปีในจีนจะ ถึง 400,000-500,000 ตัน นี่แสดงให้เห็นว่ายังมีพื้นที่การพัฒนาอีกมากสำหรับการตัดเหล็กแบบอิสระในประเทศจีน