خانه / مقالات فلزات / فولاد چگونه ساخته می‌ شود؟

فولاد چگونه ساخته می‌ شود؟

نیاز جهان به فولاد روز به روز در حال افزایش است. از آنجایی که آلیاژهای مختلف آن، هم استحکام لازم را دارند و هم تولید آن‌ها ارزان تمام می‌شود. بنابراین برای استفاده در بسیاری از صنایع از جمله صنعت ساخت و ساز ایده‌آل هستند. رشد روز افزون تقاضای جهانی فولاد افزایش روز افزون آن را به همراه داشته است. استفاده از فولاد ساختمانی، به دلیل خواص مواد خاص آن، همراه با هزینه نسبی کم، در صنعت ساختمان‌سازی بسیار رایج است.  آلیاژهای مختلف فولاد ساختمانی، در مقایسه با بسیاری از مصالح ساختمانی دیگر مقاومت‌ بیشتری دارند، و می‌توان گفت یکی از پرمصرف‌ترین مصالح در صنعت ساختمانی، انواع مختلف فولاد ساختمانی است.

فولاد از چه چیزی ساخته می شود؟

آهن به عنوان اصلی‌ ترین عنصر فولاد، یکی از فراوان‌ ترین عناصر در پوسته زمین است. بخش اعظم آلیاژهای فولاد عمدتاً از آهن و درصدی هم از کربن تشکیل شده‌اند. در این محدوده، پیوند مولکول‌ های کربن با مولکول‌ های آهن ساختار مولکولی قوی ایجاد می‌کنند. ریز ساختار شبکه مولکولی به وجود آمده، دستیابی به ویژگی‌ های خاصی از مواد، مانند استحکام و سختی آن را فراهم می‌کند که ما در به دست آوردن فولاد به آن تکیه می‌کنیم.

آهن و کربن دو عنصر اصلی و قالب تمامی فولادها هستند، اما در تولید انواع مختلف فولاد، درصدهای متفاوتی از عناصر دیگری مانند نیکل، مولیبدن، منگنز، تیتانیوم، بور، کبالت یا وانادیم، نیز وجود دارد. افزودن عناصر مختلف، بر خواص و نوع محصول نهایی کارخانه فولادسازی تأثیر می‌گذارد. روش و دستورالعمل ساخت و تصفیه فولاد، توانایی‌هایی از قبیل کشش و سختی فولاد را تحت تأثیر قرار می‌دهد. گروهی از آلیاژهای فولاد، حاوی کروم است که معمولاً به عنوان فولاد ضد زنگ شناخته می‌شوند.

فرآیند فولاد سازی

در ابتدایی‌ترین حالت از فرایند تولید فولاد، فولاد با مخلوط کردن کربن و آهن در دمای بسیار بالا (بالاتر از ۲۶۰۰ درجه فارنهایت) ساخته می‌شود.

برای تولید فولاد خالص، مواد اولیه‌ ای که وارد خط تولید می‌شوند، از قبیل آهک، کک و سنگ آهن، باید به آهن تبدیل شوند. فرایند تبدیل محصول خام به فولاد خالص طولانی است، اما می‌توان آن را در شش مرحله ساده کرد.

ساخت آهن

در تولید فولاد خالص، تمام مواد، از قبیل آهک، کک و سنگ آهن ،در یک کوره بلند قرار می‌گیرند و ذوب می‌شوند تا چیزی به نام آهن مذاب یا فلز داغ ایجاد شود. در این مرحله هنوز آهن ناخالصی‌های زیادی دارد و برای اطمینان از شکننده نبودن فلز باید بتوان آن‌ها را حذف کرد.

فولادسازی اولیه: برای خارج کردن ناخالصی‌ها، فلز مذاب با ضایعات فولادی تزریق می‌شود. اکسیژن نیز از طریق کوره عبور می‌کند که مقدار زیادی کربن و سایر ناخالصی‌ها را خارج می‌کند. برای کوره‌های الکتریکی، الکتریسیته از طریق کوره عبور می‌کند و می‌توان به همان نتایج دست یافت. پس از اتمام این فرایند از فولادسازی، فولاد خام داریم.

فولادسازی ثانویه: اعمال درجات مختلف در تولید فولاد، با اهداف خاصی استفاده می‌شود. درجه‌بندی بر اساس عناصری است که هنوز در فلز وجود دارند. برای ایجاد فولاد باکیفیت، لازم است مقدار زیادی از کربن حذف شود، و آلومینیوم جایگزین کربن حذف شده می‌شود تا یک فولاد باکیفیت ایجاد شود.

 برای ایجاد فولاد ساختاری، کربن بیشتری در داخل فولاد باقی می‌ماند و این به فولاد استحکام کششی بیشتری می‌بخشد. تکنیک‌های خاصی را می‌توان برای تغییر سطح ناخالصی‌های باقی مانده اجرا کرد، از جمله:

  • هم زدن
  • افزایش یا کاهش دما
  • از بین بردن گازها
  • تزریق ملاقه

هنگامی که این فرایند به پایان رسید و محصول مناسب به دست آمد، مرحله بعدی می‌تواند آغاز شود.

ریخته گری مداوم: در مرحله بعد، فولاد به شکل مذاب در قالب‌ های خنک کننده ریخته می‌ شود. این اجازه می‌ دهد تا فولاد سخت شود. پس از آن، فولاد در حالی که هنوز داغ است از قالب بیرون کشیده می‌ شود. برای بیرون کشیدن آن از غلتک‌ های هدایت شده استفاده می‌شود؛ سپس فولاد در طول‌ های مورد نظر بریده می‌ شود.

 ممکن است فولاد در انواع شکل‌ های تیر، شمش‌، دال‌ یا موارد دیگر قالب زده شود. زمانی که قطعات به طور کامل خنک شدند، برای آهنگری اولیه به جای دیگری فرستاده می‌ شوند.

آهنگری اولیه: در این مرحله از فرایند تولید، اقلام ریخته‌ گری ناهموار از طریق فرایندی به نام نورد گرم به شکل‌ های مختلف در می‌آیند؛ ایرادات شکل برطرف شده و کیفیت مطلوب فولاد ایجاد می‌ شود. از این قسمت می‌توان برای ساخت لوله‌های بدون درز، محصولات بلند و مسطح و انواع اقلام سفارشی استفاده کرد.

شکل دهی ثانویه: برای ایجاد شکل نهایی فولاد تعدادی تکنیک ثانویه وجود دارد که می‌ توان از آن‌ها استفاده کرد، از جمله:

  • پوشش
  • عملیات حرارتی
  • پیوستن
  • فشار دادن
  • حفاری
  • ماشین‌کاری
  • پرچین

 

همچنین ببینید

همه چیز در مورد خوردگی و انواع آن

همه چیز در مورد خوردگی و انواع آن

خوردگی عبارت است از زوال یک ماده در نتیجه برهمکنش آن با محیط اطرافش که …

دیدگاهتان را بنویسید

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