Historia stali: od starożytności po nowoczesność

Stal to materiał, który kształtował cywilizację przez tysiąclecia. Poznaj jego fascynującą historię, metody produkcji i znaczenie dla współczesnego świata.

Początki stali w starożytności

Historia stali sięga około 4000 lat wstecz. Rozwój stali zaczął się wraz z epoką żelaza. Najstarsze ślady wytwarzania stali pochodzą z XII wieku przed naszą erą. Pierwsze dowody na produkcję stali sięgają XII wieku przed naszą erą. Około 1800 roku przed naszą erą pojawiają się pierwsze ślady użycia stali. Celtowie eksploatowali złoża żelaza od około 500 roku przed naszą erą. W starożytnej Sparcie wytwarzano stal już w VII wieku przed naszą erą. Wytwarzanie stali wymagało dużych ilości węgla drzewnego.

Rozwój technologii produkcji stali

W średniowieczu i renesansie rozwijały się technologie hutnicze. W wieku XIV pojawiły się pierwsze piece fryszerskie. W 1702 roku wytop surówki z użyciem koksu zmniejszył wycinkę drzew. Henry Cort opracował proces pudlarski. Ten proces pozwalał na wytwarzanie lepszej jakości żelaza. Piec pudlarski wytwarzał do 500 kilogramów w kilka godzin.

Przełom w XIX wieku: Rewolucja przemysłowa

XIX wiek przyniósł rewolucję w produkcji stali. Pierwszy proces masowej produkcji stali na Zachodzie opracowano w tym wieku. Henry Bessemer wynalazł konwertor w 1855 roku. Proces Bessemera umożliwił masową produkcję stali. G.F. Göransson udowodnił modyfikację dawki powietrza w 1858 roku. Robert Forester Mushet opracował pierwszą stal narzędziową w 1868 roku. Stal Bessemera była tania i miała doskonałe właściwości. Proces Thomasa-Gilchrista pojawił się w 1878 roku.

„Chyba żaden materiał w historii nie był równie istotny dla rozwoju ludzkości, jak żelazo i tworzona z niego stal.”

Nowoczesne metody produkcji stali

W XX wieku pojawiły się nowoczesne technologie produkcji stali. Elektryczne piece łukowe zrewolucjonizowały wytop. Elektryczne piece łukowe osiągają temperaturę 1800 stopni Celsjusza (3272 °F). Produkcja stali tlenowej stanowi około 66% światowej produkcji. Produkcja stali z elektrycznych pieców łukowych to około 33%. Zastosowanie tlenu do zmniejszenia zawartości węgla wprowadziło nowoczesny przemysł. Odlewanie stali w sposób ciągły (COS) zwiększyło wydajność. Nowoczesne technologie obejmują procesy wytapiania w próżni. Stosuje się także procesy ciągłego odlewania.

Technologie produkcji stali obejmują:

• Proces Bessemera
• Elektryczny piec łukowy
• Proces otwartego paleniska
• Metoda Bessemera
• Piec z otwartym paleniskiem
• Elektroniczne piece łukowe (EAF)
• Wielkie piece zasadowe
• Konwerter tlenowy (BF-BOF)
• Piecz fryszerski
• Proces pudlarski
• Konwertor Bessemera
• Odlewanie stali w sposób ciągły (COS)
• Proces Thomasa-Gilchrista
• Procesy wytapiania w próżni

Stal damasceńska i inne odmiany historyczne

Określenie „stal damasceńska” pochodzi od nazwy Damaszku. Damaszek był centrum wytwarzania najlepszej średniowiecznej stali. Stal damasceńska krystaliczna powstawała z żelaza dymarkowego. Dodawano do niej materiał zawierający węgiel. Dostarczenie stali tyglowej na Bliski Wschód miało miejsce w IX-XIII wieku naszej ery. Tyglowa stal damasceńska służyła do produkcji ostrzy mieczy. Używano jej około XI wieku naszej ery. Dziwer to stal damasceńska skuwana. Była znana w Europie od początku okresu wpływów rzymskich. Stal wootz była wysoko ceniona za swoje właściwości. 1,5% domieszki węgla w żelazie zwiększa twardość. Zwiększa także wytrzymałość materiału.

Warto zobaczyć książkę Igora D. Górewicza. Tytuł to „Miecze Europy”.

Globalna produkcja stali i kluczowi gracze

Produkcję stali na świecie zdominowała Azja. W pierwszej trójce największych wytwórców są Chiny, Japonia i Indie. Aż 9 z 10 firm z pierwszej dziesiątki ma siedzibę w Azji. Sześć z tych firm znajduje się w Chinach. Obecnie największym producentem jest China Baowu Steel Group Corp., Ltd. W 2020 roku wyprodukowano 1,864 miliarda ton stali na całym świecie. W 2020 roku produkcja aluminium wyniosła 80 milionów ton.

Oto 10 krajów z największą produkcją stali w 2018 roku:

1. Chiny (920 000 000 ton)
2. Indie (109 300 000 ton)
3. Japonia (104 300 000 ton)
4. Stany Zjednoczone (86 600 000 ton)
5. Rosja (72 000 000 ton)
6. Korea Południowa (72 500 000 ton)
7. Niemcy (42 400 000 ton)
8. Turcja (37 300 000 ton)
9. Brazylia (35 400 000 ton)
10. Iran (24 500 000 ton)

Produkcja stali w milionach ton w 2018 roku dla 10 największych krajów producentów.

Największe firmy produkujące stal to między innymi:

• China Baowu Steel Group (95,5 mln ton w 2019)
• ArcelorMittal (97,1 mln ton w 2019)
• Nippon Steel (51,7 mln ton w 2019)
• Hesteel Group (46,6 mln ton w 2019)
• Posco (43 mln ton w 2019)
• Jiangsu Shagang (41,1 mln ton w 2019)
• Ansteel Group (39 mln ton w 2019)
• Jianlong Steel (31 mln ton w 2019)
• Tata Steel Group (30 mln ton w 2019, 600.000 pracowników)
• Shougang (29,3 mln ton w 2019)
• Metinvest Holding (7,6 mln ton w 2019, zdolności 15 mln ton)

Londyńska Giełda Metali (LME) to największa na świecie giełda metali nieżelaznych. Ustalają tam ceny globalne dla metali. Commercial Metals Company (CMC) to amerykańskie przedsiębiorstwo. Specjalizuje się w produkcji i recyklingu stali. U. S. Steel Košice (USSK) jest kluczową częścią przemysłu w Europie Środkowo-Wschodniej.

Stal w Polsce: COP i Stalowa Wola

Polska ma swoje „stalowe miasta”. Stalowa Wola jest przykładem miasta związanego z przemysłem stalowym. Powstała w ramach Centralnego Okręgu Przemysłowego (COP). Eugeniusz Kwiatkowski był wizjonerem COP. 20 marca 1937 roku rozpoczęto budowę Zakładów Południowych. Zakłady specjalizowały się w produkcji sprzętu artyleryjskiego. Otwarcie Zakładów Południowych nastąpiło 14 czerwca 1939 roku. W 1939 roku poświęcono Zakłady Południowe. Był obecny prezydent Mościcki. Huta Stalowa Wola była jednym z największych zakładów w Polsce. W szczytowym okresie Huta zatrudniała około 35 tysięcy pracowników. Huta dała pracę dla około 3500 osób na początku. Zakłady Południowe powstały w 625 dni.

„Tempo pracy było zdumiewające.” – Melchior Wańkowicz o budowie COP.

Stalowa Wola powstała w 1938 roku. Miasto powstało na terenach wsi Pławo. Leży między miasteczkami Nisko i Rozwadów. Podstawą rozwoju była budowa Zakładów Południowych. Stalowa Wola była ważnym ośrodkiem produkcji zbrojeniowej. Działo się to podczas II wojny światowej. Lata 70. i 80. to czas rozwoju i kryzysów. Współczesna Stalowa Wola to miasto o nowoczesnym dziedzictwie. Nazwa „Stalowa Wola” pochodzi od słów generała Tadeusza Kasprzyckiego. Mówił o „stalowej woli narodu polskiego”.

Starachowice to inne miasto przemysłowe. Leży w województwie świętokrzyskim. Starachowice są ważnym ośrodkiem przemysłowym. Miasto produkuje różnorodne produkty. Fabryka Broni „Łucznik” produkuje różne rodzaje broni. Fabryka Mebli „Forte” oferuje szeroki wybór mebli. Fabryka Farb i Lakierów „Polifarb” produkuje farby i lakiery. MAN produkuje autobusy w Starachowicach.

Warto odwiedzić Muzeum Regionalne w Stalowej Woli. Park Miejski jest dobrym miejscem na spacer. Kościół Matki Bożej Królowej Polski to ważna świątynia. Browar Opat warto odwiedzić. Plac Piłsudskiego to centralne miejsce wydarzeń.

Zastosowanie stali we współczesnym świecie

Stal zrewolucjonizowała świat. Jest materiałem o wielorakim zastosowaniu. Stal jakościowa znajduje coraz to nowsze zastosowania. Używa się jej w zaawansowanych technologiach. Przykłady to druk 3D czy nanotechnologia.

Stal jest kluczowa dla wielu branż:

• Budownictwo (wieżowce, mosty)
• Motoryzacja (karoserie, silniki)
• Transport (kolejnictwo, statki)
• Sprzęt AGD
• Opakowania
• Przemysł samochodowy
• Przemysł petrochemiczny
• Energetyka (konwencjonalna i jądrowa)
• Metaloplastyka
• Wytwórnie maszyn
• Instrumenty elektroniczne
• Astronautyka
• Inżynieria lądowa
• Zasoby naturalne

Stalowy most Brooklyn Bridge uruchomiono w 1883 roku. Pierwszy stalowy wieżowiec powstał w Chicago. Stalowe miasta to miejsca związane z przemysłem stalowym. Stalowe Miasto przeszło drogę od fabrycznych dymów. Stało się nowoczesną metropolią. W latach 60. i 70. XX wieku Stalowe Miasto osiągnęło szczyt potęgi. Miasto stało się przykładem udanej rewitalizacji. Przemysł w Polsce kształtował oblicze wielkich miast.

Badania nad nowymi stopami wciąż trwają. Kontynuowana jest polityka wspierająca innowacyjność. Inwestuje się w kapitał ludzki. Współpraca uczelni z przemysłem jest ważna. Przywiązuje się uwagę do oszczędzania energii. Ogranicza się emisję szkodliwych substancji. Stal pozostaje kręgosłupem współczesnej cywilizacji.