نحوه ساخته شدن فولاد به طور کامل
همانطور که می دانید یکی از رایج ترین فلزاتی که در دنیا وجود دارد، فولاد است. فولاد محکم و بسیار کارآمد است جالب است بدانید که فولاد به عنوان دومین کالای تولید شده در جهان در کنار سیمان قرار گرفته است. این محصول با ارزش در حدود ۷۰۰ میلیون تن در سال تولید می شود. نکته قابل توجه این است که فولاد به طور کامل قابلیت بازیافت دارد و حتی برای تولید آنها به انرژی کمتری نیاز است. با توجه به تلاش هایی که در این سالها در صنعت فولاد صورت گرفته است، مصرف انرژی و انتشار کربن دی اکسید نسبت به دهه ۱۹۶۰ بسیار کمتر شده است. این موضوع باعث می‌شود تا فولاد سازگاری بسیار خوبی با محیط زیست داشته باشد و همچنان پایدار بماند. به طور کلی باید بدانید که محصولات بسیار زیادی از فولاد به وجود می آیند. از جمله این محصولات می توان به ساخت راه آهن، خطوط نفت و گاز، مترو، پل ها، اتومبیل و کشتی ها، چاقو و چنگال ها، تیغه ها و ابزار جراحی اشاره کرد. شما در همه جای زندگی می توانید فولاد را بیابید به واسطه دو روش کوره ذوب آهن و کوره قوس الکتریکی تولید فولاد ضد زنگ انجام می گیرد. در ادامه با مجموعه کاوه استیل همراه باشید تا به بررسی کامل نحوه ساخته شدن فولاد بپردازیم.
اطلاعاتی در مورد تاریخچه آهن و نحوه ساخته شدن فولاد
آهن چهارمین عنصر فراوان در دنیا است که بیشتر از ۵ درصد پوسته زمین را تشکیل داده است. از حدود ۲۰۰۰ سال قبل از میلاد در جنوب غرب یا جنوب آسیا تولید آهن به واسطه انسان ها آغاز شد. در واقع آغاز عصر آهن به وجود آمد که جایگزین بسیار خوبی برای ابزارها و سلاح ها بوده است. در آن دوره ها آهن ریختگی توسط آهنگران ساخته شده بود که باعث می شود آهن را گرم کند و ناخالصی ها بر روی یک سندان خرد کند. در قرون وسطی با استفاده از دماهای بالاتر نوع جدیدی از آهن توسعه یافت. این محصول به عنوان چدن شناخته شده که از آهن سخت تر بوده اما شکنندگی بالاتری داشته است. در ادامه اطلاعات بیشتری در مورد نحوه ساخته شدن فولاد به شما می دهیم.
بررسی ترکیب و نحوه ساخته شدن فولاد
فولاد آلیاژی از آهن و کربن است که می تواند مقادیر کمی از فسفر، گوگرد و اکسیژن را هم داشته باشد. توجه داشته باشید که محتوای کربن فولاد از 0.8 تا 1.5 است. این موضوع باعث شده است که فولاد محکم تر و سخت تر باشد. جالب است بدانید که فولاد با این ویژگی‌ها مانند چدن شکننده نیست. تعادل منحصر به فردی از سختی، انعطاف پذیری و استحکام کششی در فولاد وجود دارد. نکته قابل توجه این است که فولاد حالت سخت تری دارد و همچنین لبه تیز تر از آهن نوردی دارد. به طور کلی فولاد در برابر شک و تنش بسیار مقاوم است اما چدن شکننده است. در ادامه با ما همراه باشید تا به بررسی نحوه ساخت فولاد بپردازیم.
نحوه ساخته شدن فولاد
در مرحله اول برای تولید فولاد، سنگ آهن در کوه گرم ذوب می شود. تمام ناخالصی های آن از بین برود و کربن اضافه شود. امروزه معمولا فولاد با یکی از دو روش زیر ساخته می شو.
کوره ذوب آهن
کوره قوس الکتریکی EAF کوره های ذوب آهن عمدتاً مواد خام مانند سنگ آهن، آهک و کک با استفاده از برخی فولادهای قراضه برای تولید فولاد استفاده می کنند. در حالیکه کوره های قوس الکتریکی از ضایعات فولاد استفاده می نمایند.
کوره ذوب آهن چیست؟
یک انگلیسی به نام هنری بیسرم، در اواسط دهه ۱۸۵۰ کوره ذوب آهن را اختراع کرد. یک شیوه تولید فولاد را به واسطه هوادهی هوا از طریق آهن مذاب برای اکسیداسیون مواد و جداسازی ناخالصی ها ایجاد کرد. کوره ذوب آهن مدرن و جدید یک پوسته فولادی بسیار بزرگ به حالت یک استوانه است. آجر مقاوم در برابر حرارت دارد. سنگ آهن، کک و سنگ آهک قسمت بالایی به کور تغذیه می شود و بسیار آرام به سمت پایین فرو می ریزند. همچنان که پایین میرود، داغ تر می شوند. در نیمه بالایی کوره هم، گاز از کک سوختن اکسیژن را از سنگ آهن آزاد می کند.
در نیمه پایین هم سنگ آهک با ناخالصی ها در سنگ معدن واکنش می دهد و کک باعث ایجاد سرباره و یا SLAG می شود. نکته قابل توجه این است که در قسمت پایینی کوره دما بیش از ۳۰۰۰ درجه فارنهایت است. سرباره مذاب بر روی بالای فولاد مذاب به حالت شناور می شود به این صورت می‌توان آن را به طریق یک حفره در کوره تخلیه کرد. از طریق حفره فولاد مذاب از انتهای کوره آزاد می‌شود.
کوره قوس الکتریکی EAF
این کوره قوس الکتریکی هم بیشتر برای تولید فولاد های با کیفیت منحصر به فرد و خاص استفاده می شود و با دیگر فلزات آلیاژی می شوند. توجه داشته باشید که EAFها برای تولید فولادهای غیر آلیاژی و عادی هم استفاده می‌شوند. جالب است بدانید که EAF برخلاف کوره ها از فلز داغ استفاده نمی کند. آنها ضایعات فولاد را از محصولات بازیافتی استفاده می نمایند. به طور کلی فولاد قراضه از یک جرثقیل به EAF ریخته می شود. زمانی که کوره پر باشد دریچه بسته شده و به این صورت بالای کوه پوشیده می شود. الکترودهایی در دریچه ها وجود دارد که به داخل کوره به پایین آورده می شوند.
الکترود به واسطه یک جریان الکتریکی قدرتمند شارژ می شود، به این صورت باعث ایجاد گرما می شود و قراضه هم ذوب خواهد شد. در همان مراحل که قراضه ذوب می شود، فلزات دیگری به عنوان آلیاژ فولاد به فولاد اضافه خواهند شد. به این شیوه ترکیب شیمیایی مورد نظر ایجاد می شود. برای خالص سازی فولاد اکسیژن به کوره تزریق می شود. در این مرحله فلوراسپار و آهک برای ذوب شدن همراه ناخالصی ها و تشکیل سرباره اضافه خواهند شد. سرباره مذاب در بالای فولاد به حالت شناور می شود و با چرخش کوره ریخته خواهد شد.
به طور کلی باید بدانید که طیف بسیار گسترده ای از فولاد های با کیفیت ویژه می تواند در EAF با فلزات دیگر ترکیب شود تا آلیاژهای فولادی ساخته شوند. در تولید فولاد ضد زنگ کروم و نیکل وجود دارد که برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی به آن اضافه می‌شوند. از دیگر فولاد های مخصوص و ویژه ای که در EAF ساخته شده‌اند، می توان به هوافضا و صنعت زره سازی اشاره کرد.
امیدواریم با مطالعه این مقاله اطلاعات خوب و مفیدی در مورد نحوه ساخته شدن فولاد بدست آورده باشید.
