ایران شهرساز را در تلگرام دنبال کنید

[-]
[-]

پشتیبانی 09120592515 ایمیل: iranshahrsaz@yahoo.com

[-]
[-]
امتیاز موضوع:
  • 40 رأی - میانگین امتیازات: 2.9
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
1
فولاد و انواع آن
حصول کوره ذوب آهن، چدن است که معمولاً دارای ناخالصیکربن و مقادیر جزیی ناخالصی*های دیگر است که به نوع سنگ معدن و ناخالصی*های همراهآن و همچنین به چگونگی کار کوره بلند ذوب آهن بستگی دارد. از آنجایی که مصرف عمده آهن در صنعت بصورت فولاد است، از این رو، باید به روش مناسب چدن را به فولاد تبدیلکرد که در این عمل ناخالصی*های کربن و دیگر ناخالصی*ها به مقدار ممکن کاهش *یابند.
روشهای تهیه فولاد روش بسمه:

در این روش ناخالصی*های موجود در چدن مذابرا به کمک سوزاندن در اکسیژن کاهش داده و آن را به فولاد تبدیل می*کنند. پوشش جدارداخلی کوره بسمه از سیلیس یا اکسید منیزیم و گنجایش آن در حدود 15 تن است. نحوه کارکوره به این ترتیب است که جریانی از هوا را به داخل چدن مذاب هدایت می*کنند، تاناخالصی*های کربن و گوگرد به صورت گازهای SO2 و CO2 از محیط خارج شود و ناخالصی*هایفسفر و سیلیس موجود در چدن مذاب در واکنش با اکسیژن موجود در هوا به صورت اکسیدهایغیر فرار P4O10) و (SiO2 جذب جدارهای داخلی کوره شوند و بهترکیبات زودگداز Mg3(PO4)2 و MgSiO3 تبدیل و سپس به صورت سرباره خارج شوند. سرعت عمل این روش زیاداست، به همین دلیل کنترل مقدار اکسیژن مورد نیاز برای حذف دلخواه ناخالصی*های چدنغیرممکن است و در نتیجه فولاد با کیفیت مطلوب و دلخواه را نمی*توان به این روش بدستآورد.

روش کوره باز (یا روش مارتن) : در این روش برای جدا کردن ناخالصی*هایموجود در چدن، از اکسیژن موجود در زنگ آهن یا اکسید آهن به جای اکسیژن موجود در هوادر روش بسمه (به منظور سوزاندن ناخالصی*هایی مانند کربن، گوگرد و غیره) استفادهمی*شود. برای این منظور از کوره باز استفاده می*شود که پوشش جدار داخلی آن از MgO و CaO تشکیل شده است و گنجایش آن نیز بین 50 تا 150 تن چدن مذاب است. حرارت لازم برایگرم کردن کوره از گازهای خروجی کوره و یا مواد نفتی تأمین می*شود. برای تکمیل عملاکسیداسیون، هوای گرم نیز به چدن مذاب دمیده می*شود. زمان عملکرد این کورهطولانی*تر از روش بسمه است. از این نظر می*توان با دقت بیشتری عمل حذف ناخالصی*هارا کنترل کرد و در نتیجه محصول مرغوب*تری به دست آورد.

روش الکتریکی : ازاین روش در تهیه فولادهای ویژه*ای که برای مصارف علمی *و صنعتی بسیار دقیق لازماست، استفاده می*شود که در کوره الکتریکی با الکترودهای گرافیت صورت می*گیرد. ازویژگی*های این روش این است که احتیاج به ماده سوختنی و اکسیژن ندارد و دما رامی*توان نسبت به دو روش قبلی، بالاتر برد. این روش برای تصفیه مجدد فولادی که ازروش بسمه و یا روش کوره باز بدست آمده است، به منظور تبدیل آن به محصول مرغوبتر،بکار می*رود. برای این کار مقدار محاسبه شده*ای از زنگ آهن را به فولاد به دست آمدهاز روشهای دیگر، در کوره الکتریکی اضافه کرده و حرارت می*دهند. در این روش، برایجذب و حذف گوگرد موجود در فولاد مقدار محاسبه شده*ای اکسید کلسیم و برای جذب اکسیژنمحلول در فولاد مقدار محاسبه شده*ای آلیاژ فروسیلیسیم (آلیاژ آهن و سیلیسیم) اضافهمی*کنند.

انواع فولاد و کاربرد آنها

از نظر محتوای کربن، فولاد بهسه نوع تقسیم می*شود:

فولاد نرم : این نوع فولاد کمتر از 2/0 درصد کربن داردو بیشتر در تهیه پیچ و مهره، سیم خاردار و چرخ دنده ساعت و... بکار می*رود.

فولاد متوسط : این فولاد بین 2/0تا 6/0 درصد کربن دارد و برای تهیه ریل وراه آهن و مصالح ساختمانی مانند تیرآهن مصرف می*شود.

فولاد سخت : فولاد سختبین 6/0 تا 6/1 درصد کربن دارد که قابل آب دادن است و برای تهیه فنرهای فولادی،تیر، وسایل جراحی، مته و... بکار می*رود.

اصطلاح فولاد (Steel) برایآلیاژهای آهن که تا حدود 1،5 درصد کربن دارند و غالبا با فلزهای دیگر همراهند، بکارمی*رود. خواص فولاد به درصد کربن موجود در آن، عملیات حرارتی انجام شده بر روی آن وفلزهای آلیاژ دهنده موجود در آن بستگی دارد.

کاربرد انواع مختلف فولاد

از فولادی که تا 0. 2 درصد کربن دارد، برای ساختن سیم، لوله و ورق فولاداستفاده می*شود. فولاد متوسط 0. 2 تا 0. 6 درصد کربن دارد و آن را برای ساختن ریل،دیگ بخار و قطعات ساختمانی بکار می*برند. فولادی که 0. 6 تا 1. 5 درصد کربن دارد،سخت است و از آن برای ساختن ابزارآلات، فنر و کارد و چنگال استفاده می*شود.

ناخالصی*های آهن و تولید فولاد

آهنی که از کوره بلند خارج می*شود،چدن نامیده می*شود که دارای مقادیری کربن،گوگرد،فسفر، سیلیسیم، منگنز و ناخالصی*هایدیگر است. در تولید فولاد دو هدف دنبالمی*شود:

1- سوزاندن ناخالصی*های چدن

2- افزودن مقادیر معین از مواد آلیاژ دهنده به آهن

منگنز، فسفر وسیلیسیم در چدن مذاب توسط هوا یا اکسیژن به اکسید تبدیل می*شوند و با کمک ذوبمناسبی ترکیب شده، به صورت سرباره خارج می*شوند. گوگرد به صورت سولفید وارد سربارهمی*شود و کربن هم می*سوزد و مونوکسید کربن (CO) یا دی*اکسید کربن (CO2) در می*آید. چنانچه ناخالصی اصلی منگنز باشد، یک کمک ذوب اسیدی که معمولاً دی*اکسید سیلسیم (SiO2) است، بکار می*برند:

MnO + SiO2 -------> MnSiO3


وچنانچه ناخالصی اصلی سیلسیم یا فسفر باشد (و معمولاً چنین است)، یک کمک ذوب بازی کهمعمولاً اکسید منیزیم (MgO) یا اکسید کلسیم (CaO) است، اضافه می*کنند:

(MgO + SiO2 -------> MgSiO2

6MgO + P4O10 -------> 2Mg3(PO4)2

کورهتولید فولاد و جدا کردن ناخالصی*ها

معمولاً جداره داخلی کوره*ای را که برایتولید فولاد بکار می*رود، توسط آجرهایی که از ماده کمک ذوب ساخته شده*اند،می*پوشانند. این پوششی مقداری از اکسیدهایی را که باید خارج شوند، به خود جذبمی*کند. برای جدا کردن ناخالصی*ها، معمولاً از روش کوره باز استفاده می*کنند. اینکوره یک ظرف بشقاب مانند دارد که در آن 100 تا 200 تن آهن مذاب جای می*گیرد.

بالای این ظرف، یک سقف مقعر قرار دارد که گرما را روی سطح فلز مذاب منعکسمی*کند. جریان شدیدی از اکسیژن را از روی فلز مذاب عبور می*دهند تا ناخالصی*هایموجود در آن بسوزند. در این روش ناخالصیها در اثر انتقال گرما در مایع و عمل پخش بهسطح مایع می*آیند و عمل تصفیه چند ساعت طول می*کشد، البته مقداری از آهن، اکسیدمی*شود که آن را جمع*آوری کرده، به کوره بلند باز می*گردانند.

روش دیگر جداکردن ناخالصی*ها از آهن

در روش دیگری که از همین اصول شیمیایی برای جداکردن ناخالصی*ها از آهن استفاده می*شود، آهن مذاب را همراه آهن قراضه و کمک ذوب درکوره*ای بشکه مانند که گنجایش 300 تن بار را دارد، می*ریزند. جریان شدیدی از اکسیژنخالص را با سرعت مافوق صوت بر سطح فلز مذاب هدایت می*کنند و با کج کردن و چرخاندنبشکه، همواره سطح تازه*ای از فلز مذاب را در معرض اکسیژن قرار می*دهند.

اکسایش ناخالصی*ها بسیار سریع صورت می*گیرد و وقتی محصولات گازی مانند CO2 رها می*شوند، توده مذاب را به هم می*زنند، بطوری که آهن ته ظرف، رو می*آید. دمایتوده مذاب، بی آنکه از گرمای خارجی استفاده شود، تقریبا به دمای جوش آهن می*رسد ودر چنین دمایی، واکنشها فوق*العاده سریع بوده، تمامی* این فرایند، در مدت یک ساعتیا کمتر کامل می*شود ومعمولاً محصولی یکنواخت و دارای کیفیت خوب بدست می*آید.

تبدیل آهن به فولاد

آهن مذاب تصفیه شده را با افزودن مقدار معینکربن و فلزهای آلیاژ دهنده مثل وانادیم،کروم،تیتانیم، منگنز و نیکل به فولاد تبدیلمی*کنند. فولادهای ویژه ممکن است مولیبدن،تنگستن یافلزهای دیگر داشته باشند. ایننوع فولادها برای مصارف خاصی مورد استفاده قرارمی*گیرند. در دمای زیاد، آهن و کربنبا یکدیگر متحد شده، کربید آهن (Fe3C) به نام «سمانتیت» تشکیل می*دهند. این واکنش،برگشت*پذیر و گرماگیر است:

Fe3C <-------گرما + 3Fe + C
هرگاه فولادیکه دارای سمانتیت است، به کندی سرد شود، تعادل فوق به سمت تشکیل آهن و کربن، جابجاشده، کربن به صورت پولکهای گرافیت جدا می*شود و به فلز، رنگ خاکستری می*دهد. برعکس،اگر فولاد به سرعت سرد شود، کربن عمدتا به شکل سمانتیت که رنگ روشنی دارد، باقیمی*ماند. تجزیه سمانتیت در دمای معمولی به اندازه*ای کند است که عملا انجامنمی*گیرد.
فولادی که دارای سمانتیت است، از فولادی که دارای گرافیت است، سخت*ترو خیلی شکننده*تر است. در هر یک از این دو نوع فولاد، مقدار کربن را می*توان درمحدوده نسبتاً وسیعی تنظیم کرد. همچنین، می*توان مقدار کل کربن را در قسمتهای مختلفیک قطعه فولاد تغییر داد و خواص آن را بهتر کرد. مثلاً بلبرینگ از فولاد متوسطساخته شده است تا سختی و استحکام داشته باشد و لیکن سطح آن را در بستری از کربنحرارت می*دهند تا لایه نازکی از سمانتیت روی آن تشکیل گردد و بر سختی آن افزوده شود.




آخرین ارسال های من :

منم شهرسازی که می سازمت ، چو ایران جدم کوروش
موضوعات مرتبط با این موضوع...
موضوع نویسنده بازدید آخرین ارسال
  انواع پله های ساختمانی MHAKBARI 993 1391-8-17، 04:57 عصر
آخرین ارسال: MHAKBARI
  انواع پله های مدرن MHAKBARI 922 1391-5-26، 03:30 عصر
آخرین ارسال: MHAKBARI
  انواع سیستم های خورشیدی MHAKBARI 1,700 1391-4-18، 08:28 عصر
آخرین ارسال: MHAKBARI
  آشنايي با انواع شيشه ها nima 1,552 1390-2-31، 05:15 عصر
آخرین ارسال: nima
  آشنايي با انواع شيشه ها nima 4,251 1390-2-28، 09:37 عصر
آخرین ارسال: nima
  انواع پله های ساختمانی peyman 1,756 1390-2-12، 11:14 عصر
آخرین ارسال: peyman
  آهک و انواع آن ALI XxX 1,400 1390-2-11، 11:18 صبح
آخرین ارسال: ALI XxX
  انواع درها و اندازه های استاندارد آن ها Troy Bolton 19,270 1390-2-9، 11:28 صبح
آخرین ارسال: Troy Bolton
  درباره بتن و فولاد nima 985 1390-2-6، 10:26 عصر
آخرین ارسال: nima
  سرامیک، چینی و انواع آن ALI XxX 1,286 1390-1-30، 09:27 عصر
آخرین ارسال: ALI XxX
کاربرانِ درحال بازدید از این موضوع: 1 مهمان
[-]
جستجو
جستجوی گوگل