چگونه اهن را به فولاد تبدیل کنیم

فولاد به‌طور گسترده در هر صنعت از ساخت‌وساز و ساختمان‌سازی تا ساخت انواع قطعات استفاده می‌شود. نیاز جهانی به تولید فولاد هرسال در حال افزایش است. فولاد مستحکم، ارزان و به‌قدری همه‌کاره است که نمی‌توان دنیای مدرن را بدون فولاد تصور کرد. بررسی‌ها نشان می‌دهد که پس از سیمان، فولاد دومین کالای تولید انبوه در جهان است. فولاد سازگار با محیط‌زیست، قابل بازیافت و پایدار و بادوام است و در اشکال مختلف تولید می‌شود. در این مقاله با فرآیند تولید فولاد یا فولادسازی آشنا می‌شویم.

فرآیند تولید فولاد

به‌منظور تولید فولاد، روش‌های مختلفی وجود دارد. ابتدایی‌ترین روش، کوره باز نام دارد. البته این روش باگذشت زمان جایگاه خود را ازدست‌داده است؛ چراکه با روی کار آمدن فولادسازی به روش بسمر، تحول عظیمی در صنعت فولادسازی اتفاق افتاد به‌گونه‌ای که میزان تولید چندین برابر شد.

گریدهای مختلف ورق A516 دارای خصوصیات متفاوتی هستند. با توجه به این خصوصیات متفاوت، هر گرید برای مصرفی خاص مورد استفاده قرار می گیرد.

اما ابداع روش بسمر انتهای مسیر نبود و با توسعه این روش، فولادسازی با کوره اکسیژن قلیایی ادامه یافت. امروزه تولید فولاد به روش BOF بیشترین سهم را در بین تمام روش‌های موجود دارد. جدیدترین روش فولادسازی نیز، کوره قوس الکتریکی نام دارد. این روش همچنان درحال‌توسعه است و شاید بتواند روزی جایگاه روش BOF را از آن خود کند. در ادامه به این سوال مهم پاسخ می دهیم که چگونه آهن را به فولاد تبدیل کنیم. . برای این پاسخ باید در ابتدا به بررسی 4 روش فولادسازی بپردازیم. در مقاله ، با خواص، مشخصات و کاربردهای این آلیاژ آشنا شوید.

تولید فولاد به روش کوره باز

باگذشت زمان، کوره باز جایگاه خود را ازدست‌داده است چرا که فناوری‌های جدیدحذف ناخالصی‌ها و تولید فولاد درجات بالاتر و درعین‌حال کاهش هزینه‌های تولید را ممکن ساخت،. بخش عمده‌ای از کاهش هزینه‌های تولید به دلیل توسعه روش‌های جایگزین که از نظر انرژی کارآمدتر بودند، مانند کوره قوس الکتریکی یا کوره اکسیژن رخ داد. درحالی‌ که دیگر استفاده از این روش در سراسر جهان رایج نیست، کوره باز هنوز در برخی کشورها مورداستفاده قرار می‌گیرد، اگرچه تولید به این روش معمولاً در مقیاس بسیار کوچک‌تر از چند دهه پیش است.

تولید فولاد به روش بسمر

در سال 1856، هنری بسمر (Bessemer) یک حق اختراع برای فرآیند تولید فولاد به روشی جدید به ثبت رساند. استفاده از مبدل بسمر، به‌جای کوره سنتی، این امکان را ممکن می ساخت که هوا از زیر کوره به آهن خامی که از کوره بلند به‌دست‌آمده بود، دمیده شود و عمل احیای آهن انجام شود. این عمل، منجر به سوزاندن کربن اضافی در فولاد خام و نیز اکسید شدن ناخالصی‌ها و رفتن آن‌ها به سرباره می‌شود. اکسیداسیون همچنین به ایجاد و حفظ گرمای زیاد لازم برای فولادسازی کمک می‌کند.

تا پیش‌ازاین، کوره‌های باز امکان بارریزی به‌صورت یک‌بار در روز را داشتند؛ اما ابداع روش بسمر که تنها 12 دقیقه برای تولید 5 تن فولاد زمان می‌برد، بسیار سریع بود و درنتیجه این نوآوری با خود، شروع انقلاب صنعتی را به دنبال داشت. فولاد تولیدشده به روش بسمر بسیار مستحکم‌تر و باکیفیت‌تر از آن چیزی بود که اکثر فولادسازان می‌توانستند به آن امیدوار باشند.

تولید فولاد به روش کوره اکسیژن قلیایی

تولید فولاد به روش کوره الکتریکی

از مزایای تولید فولاد به روش کوره الکتریکی می‌توان به امکان آلیاژسازی، تولید فولاد ابزار و فولاد ضدزنگ اشاره کرد. ضمن اینکه، فولادهای تولیدشده به این روش، کیفیت بالاتری نسبت به فولادهای تولیدشده به روش BOF دارند اما هزینه تولید آن‌ها نیز بیشتر است.

فولاد از چه چیزی ساخته شده است؟

فولاد در درجه اول، آلیاژی از آهن و کربن است. بنابراین، آهن به‌عنوان عنصر اصلی و زمینه در تمام فولادها حضور دارد و کربن نیز مهم‌ترین عنصر آلیاژی است. سایر عناصر آلیاژی ممکن است در ترکیب شیمیایی فولادها یافت نشوند اما عدم حضور کربن، به این معنی است که آن ماده اصلاً دیگر فولاد نیست. البته آنچه اهمیت دارد، مقدار کربن در ترکیب شیمیایی فولاد است که بر همین اساس، انواع فولادها طبقه‌بندی می‌شوند.

امروز بیش از ۱۰۰ نفر از مهندسان خبره ایران به صورت مستقیم و غیرمستقیم با مجموعه فولاد ایرانیان در حال همکاری هستند.

مهم‌ترین عناصر در ترکیب شیمیایی انواع فولاد عبارت‌اند از:

• کربن
• منگنز
• کروم
• نیکل
• مولیبدن
• وانادیم
• بور
• تیتانیم
• سیلیسم
• گوگرد
• فسفر
• آلومینیوم

در مقاله ، با نقش هر یک از این عناصر آلیاژی در فولادسازی آشنا شوید.

مراحل تولید فولاد و مقاطع فولادی

• Stirring
• Ladle furnace
• Ladle injection
• Degassing
• CAS-OB (تنظیم ترکیب شیمیایی با گاز آرگون یا اکسیژن)

با انجام به صورت مداوم یا پیوسته، فولاد مذاب در قالب خنک‌ شده و باعث می‌شود یک پوسته فولادی نازک جامد شود. در مرحله بعد، بسته به کاربرد، در شکل‌های متنوعی برش داده می‌شود که شامل اسلب برای محصولات مسطح (صفحه و نوار)، بلوم برای مقاطع (تیرها) و بیلت برای محصولات بلند (سیم یا نوارهای نازک) می‌شوند.

در شکل‌دهی اولیه، فولادی که ریخته‌گری می‌شود، اغلب با نورد گرم به اشکال مختلف درمی‌آید. نورد گرم، فرآیندی است که عیوب ریختگی را از بین می‌برد و قطعه را به شکل و کیفیت سطح موردنیاز می‌رساند. محصولات نورد گرم به محصولات تخت، محصولات بلند، لوله‌های بدون درز و محصولات مخصوص تقسیم می‌شوند.

درنهایت، نوبت به تکنیک‌های شکل‌دهی ثانویه فولاد می‌رسد تا شکل و خواص نهایی آن را ایجاد نمایند. این تکنیک‌ها عبارت‌اند از:

• شکل‌دهی سرد (نورد سرد)
• ماشین‌کاری (حفاری)
• اتصال (جوشکاری)
• پوشش دهی (گالوانیزه)
• عملیات حرارتی (تمپرینگ)
• عملیات سطحی (کربن‌دهی)

سؤالات متداول

1- چگونه آهن را به فولاد تبدیل کنیم؟

2- فولاد از چه چیزی ساخته شده است؟

عناصر اصلی در ترکیب شیمیایی انواع فولاد شامل کربن، منگنز، کروم، نیکل، مولیبدن، تیتانیم، وانادیم، بور، سیلیسم، فسفر و گوگرد هستند.

3- مراحل تولید فولاد کدام اند؟

مراحل ساخت فولاد به ترتیب شامل تبدیل آهن خام یا چدن به فولاد، حذف عناصر آلیاژی غیر مطلوب، افزودن عناصر آلیاژی برای ساخت انواع فولاد، انجام نورد گرم و نورد سرد، عملیات حرارتی، عملیات سطحی و ماشین‌کاری می‌شوند.

مرکز آهن به منظور خدمت رسانی و آگاه سازی شما مشتریان گرامی، هزینه حمل بار از نقاط مختلف کشور به شهر مورد نظر شما را گردآوری کرده است