شرکت خشکه و فولاد پایتخت

فولاد چیست؟

 کلمه فولاد به آلیاژهایی گفته میشود که حداقل پنجاه درصد آن را آهن تشکیل می دهد. و شامیل یک یا چند عنصر دیگر می باشد. این عناصر معمولاً شامل کربن، منگنز، سیلیسیم، نیکل، کرم، وانادیوم، مولیبدن، تیتانیوم، نیوبیم و آلومینیوم هستند. کربن به عنوان مهمترین ماده آلیاژی فولاد محسوب می گردد هر چند که ممکن است. در انواع مختلف فولاد، مواد آلیاژی دیگری نیز به میزان زیادتری یافت شود. یا حتی کربن در بعضی از آلیاژهای فولاد ناخالصی محسوب شود.

کربن در آهن bcc حل شده و یک محلول جامد به نام فریت Ferrite تشکیل می دهد. حل شوندگی کربن در فریت آلفا حداکثر 0.025 درصد در فریت دلتا 0/09 درصد است. کربن در ساختار بلوری گاما Fcc حل شده و محلول جامد آستنیت (Austenite) به دست می آید. حل شوندگی کربن در Fcc اندکی بیشتر بوده و به میزان 2/14 درصد می رسد. با افزایش میزان کربن در آلیاژ آهن تا حداکثر 6/67 درصد،. میتوان فاز کاربید آهن یا سمنتیت (Cementite) را به دست آورد که ساختاری ترد و شکننده دارد.

میزان حداکثر انحلال کربن در آهن برای فازهای مختلف. در دماهای مختلف روی می دهد و فولادهای مختلف را از یکدیگر متمایز می سازد. با توجه به آلیاژ فولاد و نرخ سرد کردن آن پرلیت (Pearlite) یا مارتنزیت (Martensite) میتواند تشکیل شود. مارتنزیت هنگام سرد شدن سریع آلیاژ فولاد به دست می آید. میزان کربن موجود در فولاد معمولاً بین 0.025 تا 2/14 درصد تغییر می کند. آلیاژهای آهن با کربن بین 2/14 تا 6/67 درصد چدن نامیده میشود. خواص چدن و فولاد به درصد کربن، فلزهای آلیاژ دهنده و عملیات حرارتی انجام شده بر روی آنها بستگی دارد.

تعریف آهن-اهن چیست؟

 آهن یا واژه آنگلوساکسون به معنی فلز مقدس است. نماد آهن Fe از واژه لاتین Femum اقتباس شده است. آهن دومین فلز فراوان و جهارمین عنصر فراوان در پوسته زمین. با فراوانی 5 درصد و ششمین ماده باریونی فراوان در کهکشان راه شیری می باشد.

آهن فلزی خالص کاربرد بسیاری محدودی. در مهندسی دارد چون دارای استحکام بسیار پایین و مقاومت اندک در برابر خوردگی است. آهن خالص جامد بین دمای محیط و دمای ذوبش، دچار دو تغییر در ساختمان بلوری می شود. آهن یک ساختار بلوری در دماهای پایین و خیلی زیاد و یک ساختار بلوری در دماهای بینابین دارد .زیر 912 درجه سانتیگراد، آهن دارای ساختار بلوری مکعب مرکزدار _bcc_ است.

این ماده، آهن آلفا a-iron نامیده میشود. در دماهای بالاتر از 1395 تا نقطه ذوب، آهن همچنان دارای ساختار بلوری bcc است. و در این دامنه دمایی به آن آهن دلتا (δ iron) می گویند. در دماهای متوسط بین 912 درجه سانتیگراد تا 1395 درجه سانتیگراد ساختمان بلوری آهن،. مکعب با وجوه مرکزدار fcc است و آهن گاما (γ – iron) نامیده می شود. نحوه چیدمان اتم ها در ساختارهای آهن قابل مشاهده می باشد.

 میلگرد آلیاژی چیست؟

مواد اولیه واحدهای تولید آهن و فولاد

دامنه وسیعی از مواد اولیه در فرآیندهای مختلف فولادسازی مورد استفاده قرار می گیرد. کیفیت این مواد اولیه، بازده تولید و میزان مصرف انرژی را تحت تأثیر قرار می دهد. بر اساس ماهیت و نوع کاربری، این مواد را میتوان به صورت زیر دسته بندی نمود.:

• شارژهای فلزی شامل سنگ آهن، گندله، زینتر،قراضه.
• سرباره سازها نظیر آهک،دولومیت،کربن،فلوئور.
• فرو آلیاژها نظیر فرو سیلیس،فرو منگنز،فرو وانادیم.

 یکی از مهمترین فاکتورهای مؤثر در میلگردهای ساختمانی جوشپذیری آنها میباشد. میلگردها به دو صورت جوشپذیر و جوش ناپذیر طبقه بندی میشوند. روش تولید میلگردهای جوش ناپذیر نورد گرم بدون عملیات نهایی میباشد. در این زمینه در زمان تولید میلگردهای آجدار، آج ها با استفاده از آخرین استند نورد. ایجاد میشوند، جایی که دو تا سه دستگاه نورد، نفوذ یکسانی بر روی میلگرد ایجاد میکنند.

میلگرد آلیاژی

https://www.foolad-paytakht.ir

در تولید میلگردهای جوش پذیر 3 مرحله اجرایی از جمله نورد گرم. بعد از میکرو آلیاژ کردن، نورد گرم همراه با عملیات حرارتی. و نورد گرم همراه با شکل دهی سرد وجود دارد.

علاوه بر این جوش پذیری میلگردها به ترکیب شیمیایی فولادی. بستگی دارد، معمولاً میزان کربن فولادهای جوش پذیر کمتر از 0.24 درصد وزنی میباشد.

تولید آهن خام

در تولید آهن خام، روش های بسیاری به کار گرفته شده است. ولی دو روش مهم که تا کنون اهمیت و نقش خود را حفظ کرده اند عبارتند از.:

• روش کوه بلند.
• روش احیاء مستقیم.

روش کوره بلند: در این روش با استفاده از سنگ آهن به صورت زینتر،. گندله یا کلوخه با دانه بندی مناسب، کک، دولومیت و سنگ آهک بوده. و آهن حاصل از آن به صورت مذاب می باشد. و به آن چدن (آهن خام مذاب) می گویند.

روش احیاء مستقیم: در این روش با استفاده از کنستانتره سنگ آهن با عیار آهن حدود 70 درصد. که به گندله تبدیل شده باشد و مخلوط گازهای H2+CO صورت می گیرد،. آهن خام بدست آمده به صورت اسفنجی می باشد که به آن اصطلاحاً،. آهن اسفنجی گفته میشود و امروزه به روشهای ،MIDREX,RHF و HYL تولید می شوند.

فولاد آلیاژی چیست

فولاد آلیاژی – نام دیگر این نوع فلز (به انگلیسی: Alloy steel) فولادی است که با عناصر گوناگون بصورت آلیاژ درآمده است. برای بهبود ویژگی‌های مکانیکی این فلز میتوان از 1?0 تا 50? از وزن آن را آلیاژ کرد. آلیاژهای فولاد دو دسته‌اند: فولاد کم‌آلیاژ و فولاد پُرآلیاژ. تفاوت میان این دو، می‌توان گفت، قراردادی است: اسمیت و هاشمی تفاوت این دو را در 4?0? دانسته‌اند در حالی که گروه دگرمو آن را در 8?0? می‌دانند. در حالت کلی وقتی صحبت از «آلیاژ فولاد» می‌شود منظور فولاد کم‌آلیاژ است.

https://www.foolad-paytakht.ir

خود این فلز در واقع نوعی آلیاژ است. اما تمام گونه‌های این نوع فلز را آلیاژ نمی‌خوانند. ساده‌ترین نوع فولاد که تقریباً می‌توان گفت آهن است (نزدیک به 99?) خود با عنصر کربن آلیاژ شده‌است .

از ترکیب عناصر مختلفت با فولاد و آلیاژسازی، برخی ویژگی‌های فولاد کربن مانند مقاومت-سختی – چقرمگی -سایش – سخت شدگی-سختی در دمای بالا.به گونه? درخور توجهی بهبود می‌یابد. برای دستیابی به بعضی از این ویژگی‌ها باید عملیات حرارتی روی فلز انجام شود.

ویژگی‌های یادشده در بالا در کاربردهای ویژه‌ای چون پرّه‌های توربین ،موتور جت ، فضاپیماها و رآکتورهای هسته ای ، بسیار مورد نیاز است. به دلیل ویژگی‌های فرومغناطیس آهن، بعضی آلیاژهای فولاد و پاسخی که این آلیاژها در محیط مغناطیسی می‌دهند، اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند. در موتورهای الکترونیکی و ترانسفورماتورها نیز چنین است.

 تسمه ها برش های صاف و یکسانی هستند که روی انواع ورق شکل می گیرند. و بسته به نیاز، عرض و جنس تفاوت دارند. این محصول یکی از پر استفاده ترین مصالح فولادی در ساختمان سازی و تولید بنا می باشد. که به دو شکل رول و تخت در بازار عرضه می شود. طول استاندارد تسمه ها 6 تا 12 متر است. و عرض آنها بین 20 تا 60 میلی متر. و ضخامت این ورق ها بین 2 تا 20 میلی متر می باشد.

 

 انواع تسمه

تسمه به دو صورت ماشین کاری و نورد تولید می گردد.

تسمه نوردی

تسمه نوردی تسمه ای است که از ضایعات آهن و ذوبی تولید می شود. و قطر آن بین 5.5 تا 6.5 میباشد. همچنین ابعاد آن نیز تا 1 میلی متر تلورانس دارد.

نوع فابریک از نوع نوردی است که از نورد شمش فولاد در کارخانه ها تولید می گردد. و عمدتاً تمیز تر و با کیفیت تر از نوع های نوردی است. که در کارگاه ها تولید می شود. طول آن 6 متر است. اما ابعادش همانند نوع نوردی تا 1 میلی متر تلورانس دارد.

تسمه ماشینکاری

این نوع که از ورق فابریک و درجه یک بریده شده. و به صورت یکدست و طول ثابت 6 متری است. که لبه های آن صاف و از نوع نوردی گران تر و با کیفیت تر است.

تسمه در چه جنس هایی تولید می گردد

• فی
• غیر فی

یکی از فرقهای اساسی بین انواع فی و غیر فی، مقدار استحکام کششی آنها می باشد. بطور اساسی انواع غیر فی در بسته بندی اجسام سبک مانند لباس. کاغذ، بطری های نوشابه، مصالح ساختمانی. و الیاف اکریلیک کاربرد دارند.

در صورتیکه انواع فلزی در بسته بندی اجسام سنگین مثل کلاف های ورق فولادی، لوله و پروفیل. شمش های آلومینیوم و مس، الوار و در بستن ماشین آلات سنگین روی پالت. جهت حمل و نقل استفاده می گردد. علاوه بر این در بسته بندی اجسام داغ. استفاده از نوع های فلزی با جای انواع غیر فی چیز غیر قابل پیشبینی نمی باشد. استفاده از این محصول در حال افزایش است. بطوریکه در حال حاضر بیش از 12000 تن نوع فولاد بسته بندی در کشور مصرف می شود. و این مقدار در سال های آتی افزایش خواهد یافت.

انواع فی معمولاً در جنس هایی مانند آهنی، استیل، گالوانیزه، فولادی، ck45,آلیاژی و آلومینیوم تولید و ارائه می گردد.

از انواع این محصول می توان از نوع مقاوم به حرارت و انواع براق فولادی نیز نام برد. البته ورق هایی از جنس فلزات غیر آهنی نیز به صورت تسمه به بازار ارائه می گردد.

کابرد ورق و این محصول مقاوم به حرارت مخصوص در همه روش های جوشکاری برقی و جوشکاری ذوبی لب به لب ضربه ای، مخازن تحت فشار، لوله های تحت فشار و تأسیسات و دیگ بخار است.

ورق و اینن محصول فولاد ساختمانی محدودیت جوشکاری ندارند و همه ی تولید های آنها مخصوص پوشش رنگ است. ورق و این محصول از جنس فولاد آلیاژی نرم. را می توان جوشکاری و یا روی آن ها عملیات کشش انجام داد.

ارتباط با ما:
۰۹۱۲۱۲۲۴۲۲۷
۰۹۳۷۱۹۰۱۸۰۷
تلفن: ۰۲۱۶۶۸۰۰۲۵۱
فکس: ۶۶۸۰۰۵۴۶

کاربرد تسمه در ساختمان سازی و صنعت

از نوع فلزی در این موارد نام برده شده است

• بسته بندی بارهای سنگین
• در گزینه هایی که نیاز به مقاومت و استحکام بخشی بالا
• ساخت بادبند و اتصال آن
• عمده ترین استفاده از این محصول فولادی در کابل تلفن و برق است.
• پر کردن فضای خالی و یک دست سازی سطح در صنعت درب و پنجره
• در داخل جان تیر آهن و وصله کردن آن
• مورد استفاده در صنایع ترابری، فلزی، شیشه، چوب، موزاییک و کارخانجات تولیدی
• ارتباط با ما:
  ۰۹۱۲۱۲۲۴۲۲۷
  ۰۹۳۷۱۹۰۱۸۰۷
  تلفن: ۰۲۱۶۶۸۰۰۲۵۱
  فکس: ۶۶۸۰۰۵۴۶

تسمه استیل

نوع استیل که در ضخامت های مختلف ساخته می شوند. نوعی ورق استیل صیقل شده است. نوع استیل اغلب در ضخامت های کم مورد استفاده قرار می گیرند.

کاربرد تسمه استیل

• لوازم آشپزخانه
• وسایل جراحی
• صنایع کابل برق و تلفن
• صنایع لوله سازی و در سازی
• صنایع اتومبیل سازی
• لوازم چاقو سازی
•  

کاربرد تسمه فولادی سرد

نوع فولادی که از طریق نورد سرد تولید شده است. در مقایسه با نوع ورق گرم بیشتر استفاده می شود.

• کابل مخابرات
• صنایع اتومبیل سازی
• رادیاتور
• صنایع دوچرخه سازی
• ترانسفورماتور
• کابل برق و تلفن
• لوازم خانگی

کاربرد تسمه فولادی نورد گرم

• صنایع بسته بندی
• درب و پنجره

همچنین یکی از محصولاتی که از این محصول تولید می شود. نوعی شبکه فولادی بنام گریتینگ است. از جمله خواص آن مقاومت بالا، امکان عبور نور و هوا، زیبایی ظاهری و قیمت کمت است. و همچنین باعث تبدیل آن به مناسب ترین گزنیه نسبت به محصولات مشابه در بازار ساختمانی و صنعتی شده است. و چون مقاومتش بالاست جهت پوشش کف و پله کارخانه ها و ساختمان ها از آن استفاده می کنند

کاربرد پروفیل

• انواع تیرآهن و نبشی و ناودانی در صنعت ساختمان سازی. نظیر تیر و ستون وال پست و غیره استفاده می شود.
• از انواع ورق با ضخامت های مختلف در صنایع ماشین سازی و ساختمان استفاده می شود. نظیر ساخت ستون به صورت باکس.
• پروفیل های مربع و مستطیل با مقاطع کوچک به عنوان نرده های فلزی برای در و پنجره منازل. کناره راه پله ها و همچنین نرده کشی اطراف دیوارهای کارخانجات و زمین های محصور شده. و نرده پیاده روها و خیابانها بکار می روند.
• پروفیل های مربع و مستطیل (قوطی) با مقاطع بزرگتر که معروف به ستونی می باشند. موارد استفاده متعددی در صنعت و ساختمان سازی دارند. این پروفیل ها که در مقاطع مربع ساخته می شوند. در ساختن ستون و اسکلت فلزی ساختمان ها بکار می روند. همچنین اگر این پروفیل ها با مشخصات فیزیکی قابل اطمینان ساخته شوند. می توانند در ساختن شاسی تریلرها و نفت کش ها استفاده شوند.

• از پروفیل های قوطی مربع و مستطیل در صنایع خودروسازی نیز استفاده می شود.
• از پروفیل های قوطی مربع در ساخته پایه میز و صندلی نیز استفاده می گردد.
• پروفیل هایی که به صورت z تهیه می شوند اکثراً برای پوشش سقف سوله ها بکار می روند.
• پروفیل های نبشی و ناودانی با روش نورد سرد نیز تولید می شوند. از پروفیل های نبشی می توان در ساختن چارچوب درهای بزرگ آهنی. و انواع قالب های فلزی بکار رفته در ماشین آلات استفاده کرد. ناودانی های کوچک در مواردی چون در ساخت کرکره مقازه ها بکار می روند.

کوره های بلند در چین از حدود سده پنجم پیش از میلاد وجود داشته اند. در سده های میانه در اروپا نیز این گونه کوره ها ساخته شد. و در سده 15 از استان نامور در بلژیک به مناطق دیگر گسترش یافت. سوخت به کار رفته در این کوره ها زغال سنگ بود.

کوره بلند

بزرگترین کوره بلند ایران به حجم 2000 متر مکعب و در ذوب آهن اصفهان احداث شده است.

کوره های بلند در دو نوع زنگ دار و بدون زنگ ساخته می شوند. فناوری ساخت کوره های بلند در ایران سابقاً توسط تحاد جماهیر شوروی (سابق). و اخیراً توسط شرکت بوسکو کره جنوبی وارد ایران شده است.

کوره های روسی اساساً زنگ دار و کوره های کره ای با فناوری جدیدتر و بدون زنگ ساخته می شوند. در کوره های بدون زنگ شارژ مواد توسط تجهیزات دوار صورت گرفته. و باعث می شود مواد با نظم زیادی در کوره انباشته شود. لذا جریان هوای دم کوره به صورت یکنواخت در بین مواد نفوذ کرده. و نهایتاً مصرف کُک کمتری به همراه خواهد داشت.

انواع کوره بلند

کوره های بلند با حجم از 70 متر مکعب تا 5000 متر مکعب طراحی می شوند.

کوره های بلند مدرن

کوره بلند مدرن آهن

سیستم cowper stove برای پیش گرم کردن هوای ورودی در کورۀ بلند بخش مهمی از روش مدرن تولید آهن است. کوره های مدرن بسیار کارآمد هستند. که از جملۀ دلایل آن استفاده از سیستم بازیابی برای استفاده از گرمای گازهای خارج شده از کورۀ بلند. افزایش فشار هوا و اینجکت پودر کک می باشد. علت دیگر آن افزایش مقدار اکسیژن ورودی به کوره است. این عوامل باعث افزایش تولید آهن، مقدار گازهای گرما زا و حجم کک مورد استفاده در کوره شده است. بزرگترین سیستم کورۀ بلند آهن در جهان در کرۀ جنوبی قرار دارد که 6000 متر مکعب حجم دارد. این کوره می تواند در حدود 5650000 تن در سال آهن تولید کند. این یک جهش بزرگ در تولید آهن نسبت به کوره های بلند قدیمی در قرن 18. که حدوداً 360 تن در سال آهن تولید می کردند.

کورۀ بلند مدرن سرب

کوره های بلند در حال حاضر به ندرت در ذوب سرب استفاده می شوند. کوره های بلند سرب بسیار کوتاه ترا ز کورۀ بلند آهن هستند و از نظر شکل هندسی مکعب مستطیلی هستند. ارتفاع کلی آن در حدود 5 تا 6 متر است. کوره های بلند مدرن سرب فاقد دیواره جانبی با پوشش نسوز هستند. و پایۀ کوره از مواد نسوز (آجر نسوز ریخته گری) ساخته شده است.

HOT BLAST

Hot blast مهمترین پیشرفت در کارایی و بازده کورۀ بلند. و یکی از مهمترین فناوری های توسعه یافته در انقلاب صنعتی بوده است. این فناوری توسط جیمز باومومنت و ویلسون تاون در سال 1828 اختراع شد. که با پیش گرم کردن گاز ورودی به وسیلۀ سوزاندن گازهای نسوختۀ خروجی مصرف کک را به شدت کاهش داد. و هم چنین باعث افزایش ظرفیت کورۀ بلند به علت کاهش حجم سوخت شد.

فرآیند مدرن تولید آهن در کورۀ بلند

انتقال مواد اولیه

کوره های مدرن برای افزایش کارایی. مانند مخزن های ذخیره سازی سنگ معدن مجهز به مجموعه ای از تجهیزات پشتیبانی هستند. مواد اولیه توسط اتومبیل های انتقال سنگ معدن به مجتمع انبار منتقل می شود. مواد اولیه توسط یک ماشین Container که از وینچ یا تسمه نقاله استفاده می کند. به بالای کورۀ بلند آورده می شود.

شارژ کوره

روش های مختلفی برای شارژ کورۀ بلند وجود دارد. بعضی از کوره های بلند از سیستم زنگ دوتایی استفاده می کنند. که در آن از دو زنگ برای کنترل ورود مواد اولیه به داخل کورۀ بلند استفاده می شود. هدف از استفاده از این زنگ ها به حداقل رساندن اتلاف گازهای داغ از کوره. و به تبع آن از دست رفتن انرژی است. کوره های بلند به صورت مداوم. به وسیلۀ لوله های آبگرد که در اطراف آن قرار دارد خنک کاری می شود. ابتدا مواد اولیه در زنگ بالا یا زنگ کوچک تخلیه می شوند سپس زنگ کوچک بسته می شود. تا از خروج گازهای داغ جلوگیری شود.

زنگ بزرگ باز می شود و با استفاده از مکانیزم خاصی که دارد. مواد اولیه را به طور یکنواختی در کوره بخش می کند. سیستم دیگری که برای شارژ کورۀ بلند وجود دارد استفاده از سیستم “bell less” است. این سیستم از چند دریچه برای فراهم کردن مواد اولیۀ کوره استفاده می کند. این دریچه ها در کنترل میزان ورود مواد اولیه به کورۀ بلند. دارای دقت بیشتری نسبت به سیستم زنگ دوتایی است. که از این طریق باعث افزایش کارایی کورۀ بلند می شود.

فرآیند درون کوره

کورۀ بلند آهن به شکل یک برج بلند (به ارتفاع 30 تا 80 متر) است. که دیوارۀ داخلی آن آجر نسوز و دیوارۀ خارجی آن از ورقه های فولادی ساخته می شود. تا امکان اضافه کردن مواد اولیه به صورت پیوسته وجود داشته باشد. زیر امکان خاموش کردن کوره برای کوتاه مدت وجود ندارد. و اگر کوره ای روشن شود تا چند سال باید به طور مداوم کار کند. کوره های بلند به صورت مداوم به وسیلۀ لوله های آبگرد. که در اطراف آن قرار دارد خنک کاری می شوند. به این ترتیب آهن و سنگ آهک و کک با دستوری دقیق از بالای کوره وارد می شود.

برای مدتی از زغال سنگ استفاد شد که بعلت وجود گوگرد که باعث شکننده شدن آهن می شد منسوخ شد. هوای گرم (با دمایی بین 800 تا 1200 درجۀ سانتی گراد) از پایین توسط شیپورک های دمنده (tuyeres) وارد. و با کک یا همان کربن ترکیب می شود و باعث تولید منوکسید کربن می شوند. و گرمای زیادی تولید میکند. شیپورک های دمنده هوای گرم به داخل کوره در لایه خارجی دارای پوششی از سرامیک. و در لایۀ داخلی دارای پوششی از مس (به علت ضریب انتقال حرارت بسیار خوب) هستند. که در معرض جریان آب به منظور خنک کاری قرار دارند.

برخی از کوره های بلند ایران:

• کوره های بلند ذوب آهن اصفهان که سه هستند، هر کدام با ظرفیت تولید 800000 و 1400000 تن در سال.
• کورۀ بلند شرکت فولاد میبد با ظرفیت تولید 1400000 تن در سال.
• کورۀ بلند فولاد زرند کرمان.
• ارتباط با ما:
  ۰۹۱۲۱۲۲۴۲۲۷
  ۰۹۳۷۱۹۰۱۸۰۷
  تلفن: ۰۲۱۶۶۸۰۰۲۵۱
  فکس: ۶۶۸۰۰۵۴۶
•  

فرآیند ریخته‌گری پیوسته که در آن برای کاربردهای پسین فلز مذاب که محصولات نیمه ساخته ریخته‌گَری مانند شمشال، شمشه، و تختال تولید می شَود.

ریخته گری پیوسته

از زمان 1950، برای ساخت شمش فولادی در قالب های ثابت قرار می گرفت.این روش در آن زمان، جهت بالا رفتن کیفیت و کاهش صرف هزینه های تولید پیشرفت و گسترش بسیاری پیدا کرد. این روش به دلیل داشتن هزینۀ ذاتی کم و کیفیت بیشتر و همچنین داشتن کنترل در طول فرآیند بسیار متداول است.

در واقع؛ شمش های آلومینیوم، برنج، مس، چدن و فولاد با مقطع مربعی، شش گوش و سایر مقطع تولید می شوند. مذاب با نیروی ثقل به داخل کریستالیزاتور هدایت خواهد شد. شمش منجمد از مذاب، توسط سیستم کشنده به سمت پایین قرار می گیرد.

هنری بسمر مشهور، حهت فرآیند بسمر به سال 1857 حق امتیازی،ریخته گری بین دو میلۀ نورد دریافت داشت. در این زمانه از این روش، در بخش تولید ساخت نوار فولادی مورد استفاده قرار می گیرد.

ارتباط با ما:
۰۹۱۲۱۲۲۴۲۲۷
۰۹۳۷۱۹۰۱۸۰۷
تلفن: ۰۲۱۶۶۸۰۰۲۵۱
فکس: ۶۶۸۰۰۵۴۶

آدرس اینستاگرام:https://www.instagram.com/folad_paytakht

کوره قوس الکتریکی (Electric Arc Furnace) که به صورت مخفف EAF نامیده می شود. کوره ای است که مواد فلزی با استفاده از یک قوس الکتریکی ذوب می شود.

این کوره ها اندازه های متفاوتی داشته و در ایران به صورت کوره های قوس الکتریکی سنتی. (تخلیه از ناودان) و EBT (تخلیه از کف) استفاده می گردند.

دمای ذوب و تخلیه در این کوره ها در حدود 1600 درجه. و در بعضی از کوره های آزمایشگاهی گاهی به 2000 درجه سانتی گراد می رسد.

مهم ترین مواد اولیه برای تولید فولاد و چدن در کوره های قوس الکتریکی. عبارتند از: آهن قراضه، آهن اسفنجی، شمش چدن کوره بلند، فروآلیاژهای آهک و فلورین می باشد. در ایران عمدتاً از آهن قراضه و از آهن اسفنجی به صورت گندله یا خشته استفاده می گردد. که می تواند به دلیل فراوانی واحدهای احیای مستقیم. با توجه به در دسترس بودن منابع گاز طبیعی در ایران باشد.

نوع دیگری از ماده شارژ کوره در برخی کشورها، تغذیه مداوم آهن اسفنجی خشته شده گرم است. کوره های قوس الکتریکی، از طریق ذوب شدن بار کوره توسط قوس الکتریکی. ایجاد شده بین الکترود های گرافیتی و بار فلزی، کار می کنند. در این روش، ابتدا آهن اسفنجی تولید شده در فرآیند احیای مستقیم. درون کوره قوس الکتریکی ریخته می شود تا ذوب گردد. دمای این کوره ها به حدی است. که در همان ذوب اولیه فولاد با درصد کربن نسبتاً پایین تولید می شود. سپس فولاد تولید شده درون کوره پاتیلی ریخته می شود تا در آنجا عملیات آلیاژ سازی انجام شود. این عملیات شامل تنظیم کردن میزان کربن، اضافه کردن عناصر آلیاژی و یکدست سازی ترکیب فولاد است.

تاریخچه فرآیند اختراع و ساخت کوره های قوس الکتریکی امروزی به قرن نوزدهم باز می گردد. اختراع اولیۀ کورۀ قوس الکتریکی بوسیلۀ همفری دیوی (Humphry davy) در سال 1808 اتفاق افتاد. همفری دیوی توانست یک قوس الکتریکی با نور شدید و دمای بالا بوجود آورد. البته اکتشاف آقای دیوی در آن زمان توجه زیادی را به خود جلب کرد. اما این اکتشاف برای چندین سال در حد یک کنجکاوی علمی باقی ماند. و هیچ کس نتوانست آن را به صورت عملی به کار گیرد.

اما بالاخره در سال 1878 فردی به نام ارنست ویلیام زیمنس (William Siemens) اولین کورۀ قوس الکتریکی را ساخت. او توانست در یک آزمایش 2 کیلوگرم آهن قراضه را ظرف 20 دقیقه بوسیله قوس الکتریکی ذوب کند. که در آن زمان موفقیت بزرگی بود و در سال های بعد سبب تحول چشمگیری در صنعت ذوب آهن شد.

کوره های اولیه

اما پل هرولت (Paul Heَroult) اولین کورۀ قوس الکتریکی تجاری را در سال 1900 در شهر لپراز فرانسه ساخت.

فولادسازان آمریکایی بسرعت متوجۀ مزیت های ذوب الکتریکی شدند. و به همین منظور از هرولت دعوت کردند که بازدیدی از امکانات کشور آنها داشته باشد. بعد از آن به کمک پل هرولت در سال 1907 اولین کوره قوس الکتریکی. در کارخانه شرکت فولادسازی هالکوم (Halcomb) در نیویورک نصب شد.

در ابتدا دستیابی به قوس الکتریکی به علت عدم تأمین برق بسیار محدود و گران بود. به تدریج با توسعۀ صنعت برق، کوره های قوس الکتریکی نیز توسعه پیدا کردند. و بتدریج کوره های بزرگ تری ساخته شدند. که بزرگترین آن تا کنون توسط شرکت دانیلی ایتالیا با وزن 420 تن ساخته شده. که کارخانه فولادسازی توکیو در سال 2010 راه اندازی کرده است.

اجزای ساختمان کوره های قوس الکتریکی

بدنۀ کوره

کوره های قوس الکتریکی اساساً یک حمام بزرگ و کم عمق با بدنۀ فولادی هستند. که با مواد نسوز مقاوم در برابر حرارت پوشش داده می شوند.

همچنبن دما در این کوره ها بسیار بالا است. (حدود 3000 درجه سانتی گراد) و تقریباً هیچ ماده نسوزی تحمل چنین دمایی را ندارد. به همین علت با کاهش دماف بدنه و سقف این کوره ها را با لوله های آبگرد می پوشانند.

بطور کلی بدنۀ کوره های قوس الکتریکی از سه بخش اصلی تشکیل شده است. که عبارتند از: کف یا بوته (heats) دیوار جانبی (shell) و سقف (roof).

• سقف کوره (roof): بصورت یک کلاهک است و معمولاً به گونه ای طراحی می شود. که هم سبک باشد و هم استحکام لازم را داشته باشد. در سقف کوره های قوس الکتریکی معمولاً سه سوراخ قرار دارند که این سه منفذ محل عبور الکترودها هستند. در کوره های قوس الکتریکی معمولاً سقف به گونه ای طراحی می شود که همراه با الکترودها قابل حرکت باشند.
• دیوار جانبی کوره (shell): عموماً به صورت استوانه ای هستند. و با مواد نسوز و همچنین لوله های آبگرد پوشیده شده است.
• کف یا بوته کوره (heats): حالت قوسی شکل دارد. و برعکس سقف آن عمقش نسبتاً کم و سطح آن زیاد است. تا فصل مشترک مذاب با سرباره بیشترین مقدار باشد.

تجهیزات الکتریکی

تجهیزات الکتریکی از مهم ترین اجزای تشکیل دهندۀ کوره های قوس الکتریکی می باشد. که از سه قسمت تشکیل شده است.

1. کلید قطع و وصل مدار
2. راکتور و ترانسفور ماتور
3. تنظیم کننده های الکترود

کلید قطع و وصل مدار

به خاطر مصرف خیلی زیاد انرژی در کوره های قوسی. این کوره ها به یک منبع الکتریکی فشار قوی متصل می شوند. در این میان کلید خودکار وظیفۀ حساس و مشکلی دارد. زیرا که در هر ذوب کوره حدود 5 یا 6 دفعه برق قطع می گردد. در نتیجه ضروری است که از یک کلید قطع و وصل فوق العاده مقاوم استفاده شود.

راکتور و ترانسفورماتور

راکتور برای پایین آوردن نوسان ها و افزایش ناگهانی ولتاژ مورد استفاده قرار می گیرد. راکتور از یک سیم پیچ ساده که جریان الکتریکی از آن عبور می کند تشکیل شده است. جریان عبور کننده از سیم پیچ، ولتاژی را القا می کند. که سبب ایجاد یک جریان مخالف در سیم پیچ مجاور می شود. به این ترتیب راکتور وارد خط شده و جلوی جریان را می گیرد. و در نتیجه باعث پایین آمدن نوسان ها می شود.

در قسمت دیگر مدار، ترانسفورماتور قرار گرفته است. که مهم ترین قسمت تجهیزات الکتریکی می باشد.

ترانسفورماتور اساساً یک وسیلۀ الکترومغناطیسی است. که میزان و جهت تغییر ولتاژ یک منبع جریان متغیر را. به میزانی که برای دستگاه مورد نیاز باشد، تنظیم می نماید. ترانسفورماتور نیز اساساً از دو سیم پیچ اولیه و ثانویه تشکیل می شود. این دو سیم پیچ دارای یک مدار مغناطیسی مشترک هستند. که آن دو را به هم متصل می نماید.

تنظیم کننده های الکترود.

در حین ذوب اعمال حداکثر توان کوره ضروری است. زیرا که قراضه ها داخل حمام مذاب ریخته شده اند و مقاومت شارژ کوره دائماً تغییر می کند. علاوه بر این الکترودها فرسوده می شوند و کم کم طول قوس بیشتر می شود.

طول قوس، قدرت ورودی کوره را تعیین می کند. به همین دلیل وسایل و تجهیزات فراوانی برای اندازه گیری آن ساخته شده است. که به آنها تنظیم کننده گفته می شود.

این تجهیزات میزان اختلاف توان مطلوب ورودی را با قدرت وارده اندازه گیری می کنند. و برای تطابق دقیق آنها و همچنین طول قوس مطلوب. الکترودها را بالا و پایین می برند و در نتیجه قدرت ورودی یکنواخت می شود.

الکترودها

یکی دیگر از اجزای اصلی کوره های قوس الکتریکی الکترودها هستند. کار الکترودها انتقال جریان از بازوهای الکترود به بار کوره از طریق ایجاد قوس الکتریکی می باشد.

الکترودهای گرافیتی و زغالی از مهم ترین مواد مصرفی در کوره های قوس الکتریکی هستند. این الکترودها تأثیر زیادی در کیفیت مذاب و البته تولید محصول داشته. و از نظر اقتصادی نیز سهم قابل توجهی از هزینه ها را به خود اختصاص می دهند. برای تولید مذاب با کیفیت باید از الکترودهای با خواص مشخصی استفاده کرد.

همچنین یک الکترود خوب باید خواصی به شرح زیر داشته باشد

• هدایت الکتریکی خوب
• مقاومت مکانیکی بالا
• مقاومت در مقابل اکسایش به ویژه در درجه حرارت بالا
• حاوی حداقل مواد مضر مانند گوگرد و …
• تهیه ارزان قیمت آنها

در صنعت معمولاً براساس میزان تولید فولاد و فروآلیاژهای مورد نیاز. از سه نوع الکترود استفاده می شود که به ترتیب عبارتند از:

• الکترودهای زغالی
• الکترودهای گرافیتی
• الکترودهای زینتر شده

الکترودها به دو شیوۀ زیر مصرف می شوند:

1. مصرف جانبی ناشی از اکسایش که به لاغر شدن ستون الکترود (به سوی نوک آن) می انجامد.
2. مصرف نوک الکترود/

داده های فراوانی دربارۀ سایش نوک و جوانب الکترود یافت می شود. که عموماً این داده ها را براساس آهنگ سایش برحسب کیلوگرم گرافیت در ساعت بر متر مربع بیان می شود.

همانطور که گفته شد در حین عمل ذوب در کوره قوس الکتریکی. الکترودها به دلایل مختلف از جمله اکسیداسیون، تصعید و شکستگی، از بین می روند. در نتیجه تعویض مرتب الکترودها ضروری می باشد. به همین جهت بخش انتهایی هر یک از الکترودها دارای یک سرپیچ گرد مخروطی شکل است. که داخل آن می توان یک مغزی پیچ داد. به همین ترتیب الکترودها به یکدیگر پیچ شده و به طور پیوسته در داخل مذاب مصرف می شوند.

نکته ای که در ارتباط با اتصال الکترودها باید توجه داشت این است که اگر اتصال الکترودها سست باشد. جریان به جای اینکه از تمام الکترود باعث افت زیاد انرژی الکتریکی میشود. به این ترتیت سست بودن اتصال الکترودها باعث افت زیاد انرژی الکتریکی می شود. البته باید توجه داشته باشیم که بیش از حد محکم کردن الکترودها. نیز منجر به شکاف برداشتن آن در ناحیه گردن می شود. که به هیچ عنوان برای ما مطلوب نمی باشد. در نتیجه می توان گفت، اهمیت اتصال های محکم در صرفه جویی انرژی الکتریکی می باشد.

مراحل ذوب آهن و فولادسازی در کوره های قوس الکتریکی

مواد مصرفی اولیه

دو ماده اصلی در کورۀ قوس الکتریکی، آهن قراضه و آهن اسفنجی می باشند. ابتدا در کوره مقداری آهن قراضه شارژ می کنند. و آن را به وسیله ایجاد قوس الکتریکی ذوب می نمایند. و سپس آهن اسفنجی در کوره شارژ می نمایند. خواص فیزیکی قراضه در عملیات ذوب کوره های قوس الکتریکی اثر مهمی دارد. عدم انتخاب صحیح مواد اولیه ممکن است منجر به شکستن الکترودها یا سرریز شدن فولاد مذاب یا حتی انفجار گردد. در عمل سعی می شود از انواع قراضه در کوره استفاده شود. تا معایب به حداقل برسد و عملیات کوره بهینه باشد.

گذشته از مواد اولیه آهن دار که بخش اصلی شارژ کوره های قوس الکتریکی را تشکیل می دهند. مواد دیگری به عنوان کمک ذوب، سرباره زا. روان ساز با موادی جهت آلیاژ کردن یا تصحیح ترکیب نهایی مذاب مورد نیاز می باشند. گاهی اوقات افزودن کربن نیز جهت تنظیم آنالیز نهایی ذوب یا برای بالا بردن مقدار کربن فولاد لازم است.

کمک ذوب ها که مهمترین آنها آهک است جهت تشکیل سرباره ها و اثر گذاشتن بر واکنش های شیمیایی. در مراحل مختلف تصفیه متالورژیکی به کوره افزوده می شوند. عناصر آلیاژ کننده که اکثر آنها مواد فلزی هستند جهت رسیدن به ترکیب نهایی دلخواه به ذوب افزوده می شوند. موادی که قسمت زیادی از عناصر آلیاژی را دارند فروآلیاژ نامیده می شوند. علاوه بر این مواد، مواد دیگری از قبیل فرومنگنزهای کم کربن. و پرکربن و فروسیلیکومنگنز و فروسیلیسیم و سایر فروآلیاژها نیز افزوده می شوند.

یکی دیگر از مواد مصرفی در کوره، عناصر آلیاژکننده هستند. این عناصر که معمولاً در تولید فولادهای کربنی کم آلیاژ، پر آلیاژ و فولاد های زنگ نزن مصرف می شود. شامل سیلیکون، منگنز، نیکل، کروم و مولیبدن هستند. این عناصر را به صورت ترکیبی با سایر عناصر به فولاد مذاب می افزایند. که معمولاً ترکیب با آهن انجام می گیرد. گاهی اوقات نیز از آلیاژهای دوتایی یا سه تایی که مقدار آهن آن کم است. مثل فروسیلیکو منگنز استفاده می شود.

فرآیند ذوب گرفتن آهن

برای ذوب و جداسازی مواد و تصفیه از دو روش اسیدی و بازی استفاده می شود. در روش اسیدی که آستر کوره نیز باید متناسب با آن انتخاب شود. آهن قراضه و مواد خام بایستی درصد گوگرد و فسفر پایین داشته باشند. زیرا امکان جدا کردن این مواد در این روش وجود ندارد. هزینه پایین مواد نسوز و دوام بیشتر آسترها و مصرف کمتر انرژی. و سیالیت و روانی بیشتر مذاب و سیالیت کم سرباره از مزایای این روش می باشد. ولی مصرف قراضه های مخصوص کاربرد آن را بسیار محدود نموده است. در این روش مواد شارژ به همراه مقداری مواد کربن زا به کوره ریخته می شود. و هیچ نوع مواد سرباره زا به کوره افزوده نمی گردد. و پس از عملیات ذوب مقداری ماسه و در مواردی 1 الی 3 درصد سنگ آهک به آن می افزایند.

در روش بازی نیز کوره با آستر مناسب بایستی انتخاب گردد روش بازی روشی آسان تر برای ساخت فولاد است. و با استفاده از تخلیه سرباره می توان باعث کاهش گوگرد و فسفرزدایی تا میزان بسیار زیاد گردید. و تبدیل نارمرغوب ترین قراضه به فولاد مرغوب را امکان پذیر می سازد. این روش ممکن است به صورت یک سرباره ای یا دو سرباره ای انجام گیرد.

در مجموع روش بازی مورد استفاده بیشتری دارد. و استفاده از مواد سرباره زا چون آهک و روان ساز چون فلوئوراسپار در آن معمول است. در مجتمع فولاد مبارکه اصفهان از این روش استفاده می گردد.

همانطور که قبلاً نیز گفته شد برای انجام ذوب و طریقه عملی استفاده از گندله احیا شده. داشتن یک حوضچه مذاب آهن در آغاز و شارژ آهن اسفنجی بدان است. این حمام مذاب در ابتدا توسط قراضه ها تشکیل می شود. در هر کوره سه الکترود از سقف کوره عبور کرده. و بر بالای مذاب و در داخل آن قرار می گیرد. در حالی که هر یک از الکترود به یک فاز جریان برق متصل می گردند. جریان از هر الکترود به داخل بار کوره جریان می یابد. و منجر به ایجاد حرارت زیاد و در نتیجه ذوب مواد کوره می شود.

الکترود بسته به کیفیت بار و میزان بار حرکت عمودی نوسانی به بالا و پایین دارند. که در نتیجه طول قوس ایجاد شده تغییر کرده و مقدار حرارت لازم برای ذوب تنظیم می گردد. در ابتدا جریان بالا با ولتاژ بالا جهت استفاده از حداکثر انرژی اعمال می گردد. با برقراری جرقه و ذوب قراضه ها. در هنگامی که درجه حرارت به 1550 برسد شارژ آهن اسفنجی به کوره آغاز می شود. و به تدریج ولتاژ نیز به مقدار مطلوب کاهش می یابد. در این خلال آهک و فلوئورین جهت تشکیل سرباره به کوره افزوده می شوند. اگر بخواهیم در ارتباط با فرایند ذوب، جمع بندی شود، می توان فرآیند ذوب را در سه مرحله خلاصه شود.

1. معمولاً مرحله شروع ذوب با ولتاژ متوسط قوس الکتریکی آغاز می شود. تا از صدمه زدن قوس به سقف جلوگیری شود.
2. وقتی الکترودها به داخل بار وارد شدند، ولتاژی انتخاب می شود که حداکثر انرژی ورودی را به کوره بدهد.
3. وقتی حوضچه مذاب ایجاد شد، میزان ولتاژ را به مقدار متوسط کاهش می دهند. تا از آسیب رساندن تشعشع به آسترهای نسوز جلوگیری شود. به محض اینکه سه چهارم بار ذوب شد. یا حوضچه فرورفت، روش معمول این است که الکترودها را بالا می کشند. و قراضه های گداخته شده باقیمانده را که در قسمت های دیگر کوره موجودند. با هم (مذاب) مخلوط کنند، که این کار را بوسیلۀ میله مخصوص و یا جابجا کردن قراضه ها. و یا بوسیله لوله مخصوص دمش اکسیژن انجام می دهند.
4. ارتباط با ما:
   ۰۹۱۲۱۲۲۴۲۲۷
   ۰۹۳۷۱۹۰۱۸۰۷
   تلفن: ۰۲۱۶۶۸۰۰۲۵۱
   فکس: ۶۶۸۰۰۵۴۶