فولاد چیست

فولاد چیست

فولاد به انواع بیشمار از آلیاژهایی گفته می شود که عنصر اصلی آن ها را آهن تشکیل می دهد و کربن به عنوان مهمترین ماده آلیاژی فولاد محسوب می گردد. هرچند که ممکن است در انواع مختلف فولاد مواد آلیاژی دیگری نیز به میزان کم و زیادتر یافت شود. میزان کربن موجود در فولاد ممکن است بین ۳ درصد تا ۵/۱ درصد در تغییر باشد و در موارد محدودی نیز به ۲۵/۲ درصد برسد. آلیاژهای آهنی که کمتر از ۳ درصد کربن دارند آهن نامیده می شوند. آلیاژهایی که بیش از ۵/۱ درصد کربن دارند عموما چدن نامیده می شوند و فرم خام آن را نیز آهن خام می نامند. آلیاژی که کمتر از ۵۰ درصد آهن داشته باشد فولاد نامیده نمی شود. فولاد را می توان از نظر ترکیبات شیمیایی و شکل ظاهری طبقه بندی کرد که به طور مختصر به آن ها اشاره می شود.

ماشین سازی به آفرین طراح و سازنده ماشین آلات فرآوری بسته بندی مایعات و پودری

طبقه بندی فولادها براساس ترکیبات شیمیایی

طبقه بندی فولادها براساس ترکیبات شیمیایی

 فولادهای کربنی

این نوع فولاد که پر مصرف ترین فولاد نیز به شمار می رود، شامل آهن و حداکثر یک درصد کربن است. اختلاف این نوع فولادها عمدتا به دلیل متفاوت بودن و مقدار کربن موجود در آن است. فولاد کربن با توجه به درصد کربن موجود در آن به سه گروه زیر طبقه بندی می شود:

فولاد کم کربن : فولادی است که حداکثر ۲۵/۰ درصد کربن دارد و به مقیاس وسیعی در کارهای مهندسی و سازه مورد استفاده قرار می گیرد.

فولاد با کربن متوسط : فولادی است که بین ۲۵/۰ تا ۷/۰ درصد کربن دارد. بیشتر در اجزا قطعات متحرک مورد استفاده قرار می گیرد

فولاد پر کربن : فولادی است که بین ۷/۰ تا ۱ درصد و به ندرت تا ۵/۱ درصد کربن دارد و در تولید ابزار مهندسی و تولید سکه مورد استفاده قرار می گیرد. تفاوت اصلی این نوع از فولادها در سهولت ماشین کاری، جوشکاری، مقاومت در برابر پاره شدن، سختی و از این گونه ویژگی ها است.

فولادهای آلیاژی

این نوع فولادها حاوی مقادیری کربن می باشد اما خصوصیات آن را معمولا سایر عناصر شیمیایی اضافه شده به فولاد تعیین می کند. بعضی از این عناصر باعث سختی فولاد، معمولا باعث استحکام و تعدادی موجب افزایش مقاومت در مقابل خوردگی می شود.

میکسر صنعتی

فولاد آلیاژی نیز انواع مختلفی دارد نظیر

فولاد آلیاژی منگنز دار
فولاد آلیاژی کرم دار
فولاد آلیاژی کرم- مولیبدن
فولاد آلیاژی نیکل – کرم مولیبدن

فرآورده های طولی

این فرآورده ها عموما شامل قطعات سبک و سنگین فولادی از قبیل تیرآهن ، نبشی ، سپری ، میلگرد ، ریل راه آهن و انواع میله و مفتول می باشد.

فولادهای آلیاژی

فرآورده های تخت

این فرآورده ها عموما شامل انواع صفحه، انواع ورق فولادی، کویل حاصل از نورد سرد، تسمه حاصل از نورد گرم و تسمه حاصل از نورد سرد است که مجتمع فولاد مبارکه چنین محصولاتی را تولید می کند.

در حال حاضر در ایران طولی از نظر نوع و کاربرد به تیرآهن ، میلگرد، مفتول ، نبشی ، ناودانی ، تسمه و سایر قطعات کم مصرف تر مانند ریل راه آهن قطعات طولی می گویند که می توان آن ها را به سه گروه زیر تقسیم بندی کرد:

مقاطع سبک
مقاطع متوسط
مقاطع سنگین

ورق فولادی

اسیاب پودری

روش های تولید آهن آلات

اطلاعات کلی در مورد مراحل مختلف تولید در صنعت آهن آلات در حال حاضر عمدتا دو روش برای تولید آهن آلات در کشورهای مختلف جهان مورد استفاده قرار می گیرد:

  • کوره بلند، کنورتور یا روش سنتی
  • احیا مستقیم یا کوره الکتریکی

انتخاب یکی از دو روش فوق برای تولید آهن آلات بستگی به شرایط خاص هر کشور متفاوت و عمدتا بستگی زیادی به نوع مواد اولیه و انرژی قابل دسترس دارد. مثلا کشوری که دارای منابع ذغال سنگ مرغوب است روش کوره بلند مطلوب و اقتصادی و کشور دیگری که دارای منابع سرشار گاز طبیعی است روش احیا مستقیم مقرون به صرفه می باشد. ضمنا روش کوره بلند اکنون در کارخانه ذوب آهن اصفهان برای تولید آهن آلات به کار می رود و روش احیا مستقیم طریقه تولید در مجتمع های فولاد مبارکه و اهواز می باشد.

تولید فولاد با استفاده از روش کوره بلند

تولید فولاد

تولید آهن آلات با استفاده از روش سنتی دارای سابقه طولانی است. اولین کوره بلند در سال ۱۶۰۰ میلادی در انگلستان ساخته شد و استفاده تجارتی با روش گرم کردن هوای ورودی از سال ۱۸۰۰ میلادی آغاز گردید. در روش تولید فولاد با استفاده از روش سنتی (کوره بلند) سنگ آهن پس از استخراج از معدن، خرد و به اندازه مورد نظر الک گردیده و به انبار سنگ آهن حمل می شود.

سنگ آهن خرد شده معمولا به همراه مقداری پودر کک به قسمت آلگومداسیون حمل و از آنجا وارد کوره بلند می گردد. شارژ کوره بلند به صورت لایه هایی از سنگ آهن ، کک و سنگ آهک انجام شده و سپس هوای داغ توسط لوله های دمش به داخل کوره دمیده می شود.

بدین ترتیب سنگ آهن احیا شده و در حین سرازیر شدن از کوره به علت گرمای زیاد ذوب می شود و در قسمت تحتانی کوره جمع می گردد. بعد از مدت زمانی ثابت آهن خام مذاب از کوره تخلیه و به همراه آهن قراضه به کنورتور حمل می گردد. در داخل کنورتور آهن خام مذاب در اثر دمیدن اکسیژن، درجه حرارت و ترکیبات لازم را به دست می آورد. فولادی که بدین ترتیب به دست می آید در قالب ریخته شده و به صورت شمش، بیلت و یا بلوم به کارخانه نورد حمل می گردد تا به شکل محصول نهایی در آید.

تولید فولاد با استفاده از روش احیا مستقیم (کوره الکتریکی)

تولید فولاد با استفاده از روش احیا مستقیم

در روش احیا مستقیم سنگ آهن در کنار ذغال احیا می شود و به صورت آهن اسفنجی در می آید. در گذشته آهن اسفنجی حاصله را چکش کاری کرده و فرم می دادند تا آهن آلات مورد نظر به دست آید. این روش همان طور که قبلا اشاره شد اولین روش تولید آهن از سنگ آهن می باشد و استفاده از روش احیا مستقیم در مقیاس وسیع و با استفاده از تکنولوژی پیشرفته امروزی در حقیقت از توجه به این روش قدیمی نشات می گیرد.

استفاده از کوره احیا مستقیم برای اولین بار در سال ۱۸۶۹ میلادی صورت گرفت و استفاده تجارتی از آن با استفاده از گاز طبیعی از سال ۱۹۵۲ آغاز گردید. برای تولید فولاد با استفاده از روش احیا مستقیم سنگ معدن تغلیظ شده را از ابتدا به گندله تبدیل می نمایند و پس از جدا نمودن گندله های ریز از آن بقیه را به واحد را به واحد احیا مستقیم منتقل می کنند. در آنجا بدون آنکه حالت جامد گندله تغییر کند آن را احیا نموده به عبارت دیگر اکسیژن اکسیدهای آهن را از آن جدا می نمایند.

آهن اسفنجی حاصله از احیا مستقیم با درصدی از آهن قراضه جهت ذوب وارد کوره های قوس الکتریکی می گردد. در این مرحله ناخالصی موجود در آهن اسفنجی که در حقیقت در سنگ معدن تغلیظ شده موجود بوده است همراه با مقدار کمی اکسید آهن به صورت سرباره از فولاد مذاب جدا می گردد. فولاد به دست آمده را می توان نظیر تولید فولاد از طریق کوره بلند با ماشین های ریخته گری مداوم و یا با روش ریخته گری با قالب به صورت مناسب برای ارسال به کارخانه نورد به صورت مناسب در آورد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *