آموزش حرفه و فن
مطالبی مفید و دانستنی هایی فراتر از کتاب های درسی
صفحات وبلاگ
آرشیو وبلاگ
نویسنده: علی خزائی - ۱٦ مهر ۱۳٩٠

طبقه بندی مواد


طبقه بندی مواد کار

مواد خامی که در طبیعت یافت می شود مثل سنگ های معدنی،زغال ها،نفت خام در دوره های مختلفی بوجود آمده اند که از آنها مواد کار مانند فولاد، چدن، آلیا های آلومنیم، مواد مصنوعی وغیره را برای ساختن ابزارها و وسایل و ماشین آلات تهیه می کنند.

مواد اصلی به دو گروه اصلی و غیر اصلی تقسیم می شوند:

 

 

مواد کار

فلزات

غیر فلزات

فلزات آهنی

فلزات غیرآهنی

مواد طبیعی

مواد مصنوعی

فولاد ها

مواد ریختگی

فلزات سنگین

فلزات سبک

 

 

چرم

 

پلاستیک ها

و

ملانین ها

فولاد ساختمانی و

ابزار سازی

چدن و فولاد و ریختگی

سرب

و

مس

آلومینیم و منیزیم

     

فلزات آهنی

۱- آهن 2- فولاد 3- چدن

آهن :

آهن به عنوان یک عنصر شیمیایی در طبیعت بندرت به صورت خالص یافت می شود.

ای عنصر بعد از آلومینیم فراوان ترین عنصر است که در حدود 5 درصداز قشرجامدکره زمین را تشکیل می دهد. آهن اغلب به صورت اکسید در معادن وجود دارد ولی به صورت کربنات سیلیکات و سولفیدآهن نیز در طبیعت یافت می شود.

آهن ناخالص چون نرم بوده واستحکام کافی نداشتن در صنایع استفاده ندارند وآن را همراه با عناصر دیگری مانند غیرفلزات( کربن،گوگرد،فسفر،سیلیسیم) به صرت آلیاز به کار می برند که نام اصلی این آلیازها فولاد وچدن می نامند.

فولاد و چدن

فولادها و چدن ها آلیاژهایی هستند ازآهن وکربن که عنا صر دیگری نیز دارند درمیان کربن نقش مهمی دارند و مقدارآن تعیین کننده خصوصیات آن خواهد بود.

اگر مقدار درصد کربن از06/2 درصد کمتر باشد فولاد نامیده می شود.

و اگر مقدار کربن از 06/2 تا 67/6 درصد باشد آن را چدن می گویند.

فولادها وچدن ها بیشترین کاربرد را در صنعت دارند که ماده اولیه آنها آهن خام است.

تهیه آهن خام با روش احیای غیر مستقیم

برای تهیه آهن خام به روش احیای غیرمستقیم سنگ آهن را پس ازآماده کردن، درکوره بلند به کمک کک وکلوخه درآهک احیاء و تصفیه می کنند .

سنگ آهن

سنگ آهن از قسمت های اصلی سنگ(اکسیدهای آهن)ومواد زاید و ناخالصی های مختلف تشکیل شده است و ناخالصی های که با سنگ آهن در معدن وجود دارند ازاکسید سیلیسیم،مخلوط گل رس ودر بعضی مواد کربنات کلسیم گوگرد ومنگز وترکیبات فسفر هستند.

ارزش سنگ معدن اهن به درصد وترکیبات دیگر ان .مقدار زخیره و موقیعت محل بستگی دارد.

سنگ آهن مصرفی کارخانه ذوب آهن اصفهان مخلوطی از سنگ های معدن ماگنیتیت وهماتیت است که از مرغوبترین نوع سنگ های آهن به حساب می آیند که از معدن چغارت در14 کیلو متری شمال شرقی بافق استخراج می شود .

انواع سنگ آهن

الف) مغناطیسی(ماگنتیت) درصد آهن 60تا 70 درصد

ب) قرمز(هماتیت) درصد آهن 40تا 60 درصد

ج)قهوه ایی(لبمونیت) درصد آهن 30 تا 50 درصد

د)کربنات آهن(سیدریت) درصد آهن 30 تا 40 درصد

 

سنگ آهنی از معدن به دست می آید و درچند مرحله آماده کردن آن انجام می گیرد که عبارتند از:

۱-غربال کردن ۲- خرد کردن ۳- تفلیظ وپرعیار کردن است.

این آمادگی نیز به این خاطر است که سنگ آهن استخراج شده از معدن به علت ناخالصی های زیاد در کار ذوب وتصفیه،ایجاد اختلالات فراوانی می کند واز نظر اقتصادی نیزمقرون به صرفه نیست.

سوخت کوره بلند

در کوره بلند برای ذوب وتصفیه، نیاز به سوختی است علاوه بر تاثیر حرارت لازم بتواند کربن مورد نیاز برای احیاء اکسید آهن را نیز در اختیار بگذارد که بر این منظور از کک استفاده می کنند که علاوه بر مزایایی فوق استحکام زیادی دارد وخاکستر کمی ازخود برجا می گذارد.

- وکک مصرف شده درذوب آهن اصفهان از زغال سنگ معادن سنگرود،زیرآب و شاهرود و کرمان استخراج شده وبه اصفهان انتقال می یابد .

سیاله ها و مواد گداز آور

مواد سیاله و گدازآور موادی هستند که در کوره به جریان ذوب کمک وجدا کردن ناخالصی ها از فلز مذاب را آسان می کنند برای این منظور از آهک استفاده می شود. آهک با ناخالصی موجود در سنگ آهن (سیلیسیم،منگز،گوگرد ) ترکیب شده وآن ها را به صورت سرباره به سطح مذاب می راند.

کوره بلند

معمولا برای احیاء وتصفیه سنگ آهن ازکوره بلند استفاده می شود که خودش مراحل گونا گونی دارد .

که مراحل مختلف آن به ترتیب عبارتند از:

الف) منطقه خشک کردن

ب) منطقه احیاء

ج)منطقه کربنیزه شدن

د)منطقه ذوب

محصولات کوره بلند

محصول کوره بلند آهن خام است که دارای 3الی 4 درصد کربن ونقطه ذوب 1300 درجه سانتی گراد وبه دلیل شکنندگی زیاد وناخالصی های فراوان در صنعت مورد استفاده ندارد .

با تنظیم درجه حرارت و کنترل مقدار سیلیسیم ومنگز موجود درآن می توان دونوع خام بدست اورد:

1- آهن خام سفید 2- آهن خام خاکستری

محصولات کوره بلند عبارتند از: 1- آهن خام سفید 2- آهن خام خاکستری3- سرباره4- گاز کوره بلند

الف) آهن خام سفید 5/3 تا 4 درصد کربن از1/0 تا 2/0 درصد سیلیسیم 1 تا 4 درصد منگز 3/0 درصد فسفر و04/0 درصد گوگرد که سطح مقطع شکسته این آهن رنگ سفید و درخشان دارد.

واز آن برای تهیه انواع فولاد ها و جدن ها استفاده می شود .

ب)آهن خام خاکستری 5/3 تا 4 درصد کربن،5/1 تا 3 درصه سیلیسیم،1درصه منگنز 3/0 تا 2 درصه فسفر و 06/0 درصد گوگرد، آهن خاکستری شکننده و مقطع آن رنگ خاکستری دارد.

وچون قابلیت ریخته گری خوبی دارد وبرای تهیه انواع چدن ها استفاده می شود.

ج) سرباره از ذوب اکسید آهن ناخالصی های مواد گدازآور وخاکستری کک، سر باره تشکیل می شود.

که از آنها برای ساختن آجرهای نسوز،سیمان،عایق حرارتی استفاده می شود .

ج)گاز کوره بلند این گاز مخلوطی ازگازهای مختلف مانند دی اکسید کربن، مونواکسید کربن، متان و هیدروژن و ازت است.

تولید آهن خام با روش احیای مستقیم

روش احیای مستقیم یعنی احیای سنگ آهن بدون ذوب کردن انجام می شود و آهن خامی که از این نوع کوره ها بدست می آید آهن اسفنجی نام دارد که 92 تا 96 درصد آهن خالص دارد و در شرکت فولاد مبارکه اصفهان از روش احیای مستقیم با گاز در کشور هایی که دارای منابع گازی طبیعی باعث می شود که بتوان با سرعت بیشتر و هزینه کمتر ، سنگ آهن خام و اتوماتیک کردن و کنترل تاسیسات آن به مراقب ساده تر از کوره بلند است.

علی خزائی
دبیر حرفه و فن مدرسه راهنمایی ابوریحان بیرونی - سرگروه حرفه و فن و عضو کمیسیون فناوری اطلاعات و ارتباطات مقطع راهنمایی شهرستان اسدآباد
نویسندگان وبلاگ:
کدهای اضافی کاربر :


تماس با ما

.

.

.

.

مشاهده جدول کامل ليگ برتر ايران