پایان نامه ریخته گری فولاد مربوطه به صورت فایل ورد word و قابل ویرایش می باشد و دارای ۲۲۱ صفحه است . بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دانلود پایان نامه ریخته گری فولاد نمایش داده می شود، علاوه بر آن لینک مقاله مربوطه به ایمیل شما نیز ارسال می گردد
فهرست
پیش گفتار ۱
بخش اول ۳
مقدمه ۳
عناصر آلیاژی فولادها ۴
کربن ۶
منگنز ۷
سیلیسیم ۸
کرم ۸
نیکل ۹
آلومینیوم ۱۰
گوگرد ۱۰
فسفر ۱۱
۲-۱- طرز تهیه فولاد ۱۲
کنورتر ۱۵
کوره قوس الکتریکی ۱۸
۳-۱- انواع فولاد ۲۰
تقسیم بندی مارک های فولاد ۲۶
۴-۱- روش های ریخته گری فولاد ۲۹
ریخته گری در قالب – از بالا ۲۹
ریخته گری در قالب – سیفونی ۳۱
۲-۴-۱- ریخته گری مداوم ۳۲
انواع ایستگاه های ریخته گری مداوم ۳۵
نمای تکنولوژیکی ایستگاه های ریخته گری ا تا ۶ ۳۸
درجه ی حرارت ذوب ۳۹
۵- مشخصات گاز، اکسیژن و هوای فشرده مصرفی ۴۴
۱-۵- گاز ۴۴
۲-۵- اکسیژن ۴۹
۳-۵- هوای فشرده ۵۰
۶- کریستالیزاتور ۵۲
افت حرارت فولاد مذاب در کریستالیزاتور ۵۵
۱-۶- ساختمان کریستالیزاتور در ایستگاه های ۱تا ۶ ۵۷
آب گردشی درون کریستالیزاتور ۶۶
۲-۶ – اختلالات شمش در کریستالیزاتور ۷۶
تلاطم فولاد مذاب در کریستالیزاتور ۸۵
۳-۶ شبکه آب رسانی کریستالیزاتور ها ۸۸
۷- روغنکاری کریستالیزاتور و جلوگیری از اکسیده شدن فولاد مذاب ۹۹
در ریخته گری سطح باز ۱۰۶
۷-۲ جلوگیری از اکسیده شدن فولاد مذاب و روغنکاری کریستالیزاتور در ریخته گری زیر سطح ۱۱۰
سردکننده ثانویه ۱۱۶
۱-۹ ساختمان سردکننده ثانویه در ایستگاه ۱و۲ ۱۲۴
۲-۹ ساختمان سرد کننده ثانویه در ایستگاه ۳ ۱۲۶
۳-۹ ساختمان سردکننده ثانویه در ایستگاه ۴و۵ و۶ ۱۲۸
هدایت رولیکهای همرکز کننده سردکننده ثانویه ۱۳۰
۴-۹ شبکه آب رسانی سردکننده ثانویه ۱۳۳
۱۰- سرعت ریخته گری ۱۴۱
سرعت ماشین در شروع ریخته گری ۱۴۸
سرعت پس از توقف ماشین صنعت ریخته گری ۱۵۰
سرعت ماشین پس از پایان ریخته گری ۱۵۲
۱۱- مکانیزم گیرنده – کشاننده شمش ۱۵۴
۱-۱-۱۱- سیستم محرکه هیدرولیکی گیرنده ۱۵۵
۲-۱-۱۱- سیستم محرکه الکتریکی کشاننده ۱۶۸
هدایت سیستم کشاننده ۱۶۹
۲-۱۱- مکانیزم گیرنده – کشاننده بالایی ایستگاههای ۴ و ۵ و ۶ ۱۷۳
۲ -۱۱ سیستم محرکه هیدرولیکی گیرنده ۱۷۴
هدایت سیستم گیرنده ۱۷۵
طرز کار سیستم گیرنده ۱۷۸
۲-۲-۱۱- سیستم محرکه الکتریکی کشاننده بالایی ۱۸۳
هدایت سیستم کشاننده بالایی ۱۸۴
۳-۱۱-روغنکاری جعبه دنده مکانیزم گیرنده-کشاننده شمش ۱۹۳
۴-۱۱- تکنولوژی کار محرکه های الکتریکی ۱۹۶
مکانیزم ترمز محرکه های الکتریکی ۲۰۱
۱۲-سردکنندگی تجهیزات ماشین های ریخته گری ۲۰۶
فهرست منابع ۲۱۷
فهرست منابع
۱-Was ist der stahe.Springer.Vereag.
Berein/Gottingen/Heidee Berg.1961.g
۲-Metoeeographie/Leipzig,VEB Deutscher.
Vereag fur Grundstofindustrie,1967g.
۳-Warme Behandeung von stahe.VEB.Deutscher
Vereag fur Grundstoffindustrie,1971
۴-Teopus Hempe618Hou pa
۷- ذوب آهن،جلد دوم(تولید و نورد فولاد)،پرویز فرهنگ،تهران-۱۳۴۹٫
۸-متالورژی مهندسی، محمدمشکوه نفیسی، پلی تکنیک تهران-۱۳۵۶٫
۹-مقدمه ای از ریخته گری،راوم فولاد،مرتضی آزیدهاک،ذوب آهن اصفهان۱۳۶۲
۱۰-فرآیند انجماد در ریخته گری مداوم فولاد،مرتضی آزیدهاک،ذوب آهن اصفهان۱۳۶۴٫
۱۱- دستورالعمل بهره برداری ماشین های۶ شاخه ریخته گری مداوم تیپ قائم-خمیده،حسین ساعی،ذوب اهن اصفهان۱۳۶۰٫
۱۲-دستورالعمل بهره داری از پاتیل های دریچه کشوئی،میرستار حجازیفر،حسین ساعی،حسین ضیاء،احد فرید،ذوب آهن اصفهان۱۳۶۴
۱۳-دستورالعمل بهره برداری از آب های سرد کنندگی ثانویه و ماشین ها و پمپ خانه سیکل کثیف،حسین معدیان،ذوب آهن اصفهان۱۳۶۵٫
۱۴- اهم مسائل تکنولوژیکی مربوط به کارکنان تکنوثر قسمت ریخته گری مداوم،مرتضی آزیدهاک،ذوب آهن اصفهان۱۳۵۹٫
۱۵-نقشه ها و مدارک فنی کارخانه ذوب آهن اصفهان
پیش گفتار
نیاز به بالا رفتن سطح آگاهی صنعت کاران نسبت به فرایند های تکنولوژیکی جاری در رشته صنعتی مربوطه و شناخت هر چه بیشتر امکانات، محدودیت ها و طرز بهره برداری صحیح تجهیزات مورد استفاده به اندازه ی کافی روشن می باشد. در پی این هدف، قبلا اقدام به تهیه ی جزواتی برای کارکنان تکنولوژ قسمت ریخته گری مداوم تحت عناوین « اهم مسائل تکنولوژیکی مربوط به ….» گردیده بود.
به علت لزوم تکمیل این جزوات، رفع ایرادات آن ها در حد امکان و اظهار علاقه ی همکاران به در اختیار چنین مطالبی، جزوه ی حاضر با تغییرات اساسی و یکپارچه شدن مطالب جزوات قبلی در دست تهیه قرار گرفت. فعلا بخش اول آن تقدیم می گردد و امید است که با توفیقات الهی بتوان بخش دوم آن را در آینده تهیه و در اختیار علاقه مندان گذاشت.
مجموعه مطالب تهیه شده خطاب به همکاران اپراتور و ریخته گران دست اندرکار قسمت ریخته گری مداوم فولاد بوده و می تواند مورد استفاده ی دیگر کارکنان فولاد سازی قرار گیرد.
در این جزوه سعی شده است که ضمن شناساندن فرایند های جاری در حیطه ی ریخته گری مداوم فولاد و همچنین بررسی تکنولوژیکی کلیه ی تجهیزات مربوطه و بیان روش های صحیح بهره برداری و سرویس دهی تکنولوژیکی با اهتراز از طولانی شدن کلام در محدوده ی گسترده تری به معرفی تکنولوژی ریخته گری مداوم فولاد پرداخته شود. البته باید توجه داشت که همیشه با گذشت زمان تغییراتی جزئی یا عمده در تجهیزات و تکنولوژی به کار گرفته شده در قسمت ریخته گری مداوم فولاد به منظور بهبود بخشیدن به شرایط کار صورت می گیرد. بنابراین برای حفظ صحت مطالب فنی این نوع جزوه ها باید هر از گاهی چک و اصلاحاتی در آن ها به عمل آید.
بخش اول
مقدمه
فولاد ها که از نظر ترکیب شیمیایی، خواص فیزیکی- مکانیکی و ساختار کریستالی بی اندازه متنوع هستند، عموما آلیاژهایی براساس عنصر آهن به عنوان عنصر پایه و عناصر آلیاژی می با شند. عمده ترین عناصر آلیاژی در فولاد ها عبارتند از کربن، سیلیسیم، کرم، نیکل و غیره. دو عنصر گوگرد و فسفر به طور ناخواسته معمولا در آلیاژهای آهن حضور داشته و اثرات منفی بر روی خواص مکانیکی به جای می گذارند. آهن خالص با وزن اتمی ۵۶ گرم بسیار نرم بوده ( سختی برنیل برابر kg 60 /2mm) و دارای مرز روانی ( حدود ۱۰ ) و مرز گسیختگی (۲mm / kg 20) پایینی می باشد، به طوری که این خواص مکانیکی مثلا برای فولاد ۳ آرام که فولادی غیر آلیاژی کم کربنی است، به ترتیب بعدی می باشد: سختی برنیل حدود ۲mm / kg 137، مرز روانی حدود ۲mm / kg 21 ، مرز گسیختگی حدود ۲mm / kg34 .
عناصر آلیاژی فولادها
نقطه ی ذوب آهن خالص oc1536 ( نقطه ی A روی منحنی تصویر ۱ ) است. هنگام سرد کردن آهن خالص مذاب، ضمن تدریجی درجه ی حرارت با رسیدن به درجه ی حرارت فوق الذکر، حتی با سرد کردن مذاب، درجه ی حرارت ثابت مانده و تا پایان انجماد تمامی آهن مذاب، درجه ی حرارت ثابت است. در ادامه با سرد کردن فلز، درجه حرارت آن مجددا شروع به پایین آمدن می نماید.
با افزودن عناصر آلیاژی به آهن، نوع ساختار کریستالی و خواص فیزیکی- مکانیکی از جمله نقطه ی ذوب آن شدیدا تغییر می یابند.
اصولا با افزودن عنصر یا عناصری دیگر به هر عنصر پایه، آلیاژ حاصله دیگر دارای یک نقطه ذوب یا انجماد ثابت نخواهد بود. مثلا آهن مذاب حاوی فقط ۱۵/۰% کربن در درجه ی حرارتoc1525 اولین ذرات جامد را تشکیل می دهد. اگر به سرد کردن فلز ادامه داده شود، ضمن پایین آمدن درجه حرارت آن، نسبت ذرات جامد به مذاب باقیمانده بیشتر می شود. نهایتا درجه حرارت oc 1493 فلز مذاب قبلی به انجماد کامل دست می یابد.
آهن مذاب حاوی ۴۰/۰% کربن نیز در درجه حرارت حدودoc 1500شروع به انجمادنموده و در درجه حرارت حدود oc 1450به انجماد کامل دست می یابد. با افزایش مقدار کربن، درجه حرارت های شروع و پایان انجمادی به ترتیب برابر oc 1390و oc1147 می باشد. آهن مذاب حاوی حدود ۲/۴% ( نقطه ی C روی منحنی تصویر ۱) دارای کمترین نقطه ی شروع انجماد ( oc1147 ) بوده، که درجه حرارت پایان انجماد چنین آلیاژی، همین درجه حرارت است. با زیادتر شدن مقدار کربن در آهن درجه حرارت های شروع و پایان انجماد دوباره افزایش یافته و از یکدیگر فاصله می گیرند.
همانطور که ذکر شد نوع و مقدار عناصر آلیاژی تغییرات بسیار زیادی در خواص آلیاژهای حاصله پدید می آورند. منتها باید توجه داشت که اگر مذاب آلیاژهای مزبور را از درجه حرارت های بالا تا درجه حرارت های محیط کاملا آرام و تدریجی ( در شرایط آزمایشگاهی ) سرد نمود، خواص استانداردی برای آلیاژها به دست می آید که خواص تعادلی می باشند. حال اگر سرعت سرد کردن، توقف درجه حرارت آلیاژ در درجه حرارت های معین و مدت زمان توقف در این درجه حرارت ها را تغییر دهند، با وجود ترکیب شیمیایی معین معهذا خواص بسیار متفاوتی برای همین آلیاژ پدید می آیند. این عمل ( روش سرد کردن آلیاژ گداخته تا درجه حرارت محیط ) را عملیات حرارتی می نامند.
کربن
کربن مهم ترین عنصر آلیاژهای آهن می باشد. با تغییر بسیار کم مقدار کربن، خصوصیات و مشخصات فولادها در حد بسیار زیادی تغییر می نمایند. فولادهایی که بدون عملیات حرارتی بعدی چکش خوار باشند، دارای مقدار کربنی برابر۰۶/۲ – ۰/۰ هستند. فولادهای حاوی مقدار کربنی تا ۳۵/۰% عملا قابل سخت شدن نبوده، در حالی که فولاد حاوی کربن زیاد با آبدان به سختی شیشه می رسد.
آلیاژهای آهن با کربن به مقدار بیش از ۰۶/۲% قابل چکش خواری نبوده و بسیار ترد و شکننده هستند. به این گونه آلیاژها چدن می گویند.
اثر کربن بر خواص اهن طوری است که به ازاء افزایش هر۱/۰% کربن، مرز گسیختگی فولاد حدود ۲mm / kg 9 و مرز روانی آن حدود۲mm / kg 5- 4 افزایش می یابند. در صورتی که در مقایسه با آن همین افزایش مرز گسیختگی به ازاء افزایش هر۰/۱% از منگنز، سلیسیم یا کرم به دست می آید. به عبارت دیگر می توان گفت که کربن ۱۰ بار بیش از این عناصر بر خواص مکانیکی فولاد حاصله تاثیر می گذارد.
منگنز
همه ی فولادها دارای منگنز هستند. فولادهای غیر آلیاژی کربنی تا ۸۰/۰% منگنز داشته، که این منگنز جهت اکسیژن زدایی ( آرام کردن فولاد مذاب ) و مهم تر از آن جهت بی اثر کردن گوگرد موجود در فولاد مذاب ( با تشکیل ترکیب MmS با نقطه ی ذوب بالا ) به کار می رود.
فولادهای حاوی بیش از ۸۰/۰% منگنز را فولادهای منگنزی می نامند.
منگنز اصولا قابلیت انعطاف و مقاومت ضربه ای فولاد را بالا می برد.
مرز گسیختگی آهن خالص با افزودن منگنز به مقدار ۵/۰% حدود ۱/۱ برابر، به مقدار –حدود ۱/۲۵ برابر و به مقدار۰/۱% حدود۱/۲۵ برابر می شود.
سیلیسیم
همه ی فولادها دارای سیلیسیم هستند. فولادهای غیر آلیاژی کربنی تا ۴۰/۰% سیلیسیم داشته، که این سیلیسیم بیشتر جهت اکسیژن زدایی ( آرام کردن فولاد مذاب ) به کار می رود.
فولادهای حاوی بیش از ۴۰/۰% سیلیسیم را فولادهای سیلیسیمی می نامند.
سیلیسیم اصولا مرز گسیختگی و مرز روانی فولادها را افزایش داده، اما ازدیاد طول نسبی آن ها را کاهش می دهد. در صنعت برای بهبود فولادهای ساختمانی و یا برای تهیه فولادهای فنر ( Si2 -1% وC 40/0 تا ۷۰/۰ ) از این عنصر استفاده می نمایند. فولادهای حاوی Si 14/0 در مقابل تاثیرات شیمیایی مقاوم بوده ولی چکش خوار نیستند. فولاد دینام و ترانسفورماتور دارای حدود ۴% سیلیسیم و حداکثر ۱۰/۰% کربن می باشند.
مرز گسیختگی آهن خالص با افزودن سیلیسیم به مقدار۵/۰% حدود ۱/۱برابر، به مقدار۰/۱%حدود ۱۰/۱ برابر و به مقدار ۰/۲% حدود۴/۱ برابر می شود.
کرم
فولادهای کرم دار حاوی ۳/۰ – ۳۰% کرم هستند. با افزایش مقدار عنصر کرم در فولاد، هر دو درجه ی حرارت شروع و پایان انجماد ( که بسیار به یکدیگر نزدیک هستند ) پایین می آیند. به طوری که به ازاء ۱۵% کرم در درجه حرارت فوق الذکر بر یکدیگر منطبق و برابر oc1400 می شوند. یعنی فولاد کرم دار با چنین را با چنین درصد کرم در درجه حرارت۱۴۰۰ شروع به انجماد نموده و تا پایان انجماد درجه حرارت فولاد ثابت می ماند.
عنصر کرم مرز گسیختگی، سختی و مرز روانی فولادها را به طور قابل ملاحظه ای بالا برده و لیکن قابلیت انعطاف آن ها را کم می کند. وجود کرم۰/۱% فولاد را خیلی سخت کرده و برای بلبرینگ به کار رفته و تا ۱۳% ( کربن کمتر از ۵/۰%) به عنوان فولاد ضد زنگ مورد استفاده قرار می گیرد.
مرز گسیختگی آهن خالص با افزودن کرم به مقدار ۵/۰% حدود ۰۵/۱ برابر، به مقدار۰/۱%حدود ۱/۱ برابر و به مقدار ۰/۲% حدود ۳۵/۱ برابر می شود.
نیکل
فولادهای نیکلی می توانند با حدود۳۵% نیکل داشته باشند. این عنصر استحکام و چغرمگی فولاد را بالا برده و فولاد را ضد زنگ می کند.
فولادهای حاوی حداکثر تا ۵% نیکل به عنوان فولادهای ساختمانی به کار می روند. فولادهای حاوی ۲۵% نیکل به عنوان فولاد غیر مغناطیسی مثلا برای تهیه جعبه قطب نما و فولادهای حاوی ۳۵% نیکل به عنوان فولاد با ثبات و بدون تغییر ( به علت انبساط طولی خیلی کم ) برای تهیه ابزار اندازه گیری مورد استفاده قرار می گیرند. فولادهای نیکلی بیشتر به عنوان سیم های مقاوم اهمیت بسزایی دارا هستند.
آلومینیوم
این فلز به عنوان یک عنصر آلیاژی به سبب پایداری فولادها در برابر اکسیده شدن و همچنین سبب دیر گدازی آن ها می شود.
آلومینیوم به علت میل ترکیبی آن نسبت به اکسیژن ( بیشتر از Si و Mm ) به عنوان مهم ترین عنصر اکسیژن زدا ( آرام کننده ) در فولاد مذاب به کار می رود. البته آلومینیوم میل ترکیبی زیادی نیز نسبت به ازت داشته و مشکل وارد شدن ازت به فولادها را تا حدودی دفع می نماید.
زیاد شدن مقدار آلومینیوم در فولاد مذاب ( به ویژه بیش از ۵۵۰/۰% )، به علت تشکیل مقدار زیاد AL2O3 سوزنی شکل (با نقطه ی ذوب oc2040 ) درون فولاد مذاب، سبب غلیظ شدن ذوب ضمن ریخته گری می شود.
گوگرد
این عنصر فولاد را شکننده کرده و دچار گسیختگی سرخ می نماید. علت گسیختگی سرخ تشکیل ترکیب SFe ( با نقطه ی ذوبoc985 ) است که در مرز دانه ها پدید آمده و هنگام شکل فلز در درجه حرارت های oc1000-800 باعث بروز ترک سرخ در مرزدانه ها می شود.
به این جهت عنصر گوگرد در محدوده ی ۰۰۰۳۰%- ۰۲۵/۰ مجاز شمرده می شود. البته فولادهای اتومات تا ۳/۰% می توانند گوگرد داشته باشند. این گوگرد به منظور سهولت کار اتومات روی قطعات فولادی در ماشین های ابزار استفاده می شود. زیرا گوگرد سبب زود شکستن و دور ریخته شدن براده های فنری شکل حاصله از تراشکاری قطعات فولادی می گردد.
برای جلوگیری از زیان های گوگرد، به فولاد عنصر منگنز ( حدود ۲۰ برابر مقدار گوگرد ) می افزایند تا با تشکیل پیوند MmS ( نقطه ی ذوب oc1610 ) عنصر گوگرد را بی اثر نماید.
فسفر
فسفر نیز عنصری مضر برای خواص مکانیکی فولادها بوده و به همین جهت معمولا حداکثر مقدار مجاز فسفر در فولادها را در محدوده ی ۰۳/۰- ۰۵/۰% تعیین می کرده اند. ( فقط در فولادهای ویژه مقدار فسفر تا ۳/۰% می رسد.)
اثر زیان بار فسفر به علت میل زیاد آن به جدا شدن از فولاد به صورت ترکیبات فسفری و تجمع یافتن این ترکیبات در مرزدانه ها می باشد. هنگام جدایش ترکیبات فسفری این خطر وجود دارد که در مرزدانه های اولیه کریستالی، مناطق موضعی غنی شده از فسفر پدید آمده که سبب تغییرات بدون کنترل خواص فولاد در این محل ها به دنبال اثرات مضر فسفر، گردد.
۲-۱- طرز تهیه فولاد
متداول ترین کوره ها برای تهیه ی فولاد عبارتند از کنورتر، کوره قوس الکتریکی و در مراحل بعدی کوره زیمنس مارتین. آهن خام مورد نیاز این کوره ها را با روش های متفاوتی تهیه می کنند.
روش سنتی تهیه آهن خام برای کنورتر و کوره زیمنس مارتین بدین ترتیب است که ابتدا سنگ معدن آهن را که عموما شامل اکسیدهای Fe3O4 و Fe2O3 می باشد در کوره بلند به چدن مذاب تبدیل می نمایند.
عمل کوره بلند احیا کردن سنگ معدن و تولید آهن خام و ذوب آن می باشد. کک شارژ شده در کوره بلند هر دو نقش را ایفا می نماید. یعنی به طور مستقیم و غیر مستقیم سنگ معدن آهن را احیا نموده و حرارت لازم را برای انجام این واکنش و همچنین ذوب آهن را ایجاد می کند. آهک شارژ شده در کوره بلند عمل تصفیه چدن را انجام می دهد. یعنی با ناخالصی که که اغلب دیر ذوب هستند ترکیب شده و آن ها را به روی سطح فلز مذاب برده و سر باره را تشکیل می دهد. ضمنا نقطه ی ذوب ناخالصی ها را پایین آورده و سبب ذوب شدن آن ها می شود.
کک در مجاورت لوله های دمش هوا به علت مجاورت با هوای داغ ورودی کوره به طور ناقص و کامل CO2 و CO می کند و درجه ی حرارت را در اطراف خود تا oc2000 بالا می برد.
عامل اصلی احیا سنگ معدن آهن در کوره بلند، گاز CO بوده که به علت خاصیت احیا کنندگی زیاد سبب احیا غیر مستقیم سنگ معدن می شود.
۳Fe2O3 + CO
Fe3O4 + CO
FeO + CO
کک نیز می تواند مستقیما نیز سنگ معدن را احیا کند. ولی این عمل خیلی کمتر از احیا توسط گاز CO انجام می گیرد. احیا مستقیم بیشتر در قسمت های بالایی کوره بلند رخ می دهد.
چدن مذاب حاصله از کوره بلند دارای ترکیب شیمیایی تقریبی زیر است:
C= 3/2 – ۴/۵% Si= 0/7- 3/0 % Mm= 0/5- 2/0% P= 04/0%- 1/6%
کوره زیمنس مارتین
این کوره شامل یک اطاقک ثابت برای مکعب مستطیلی به عنوان کوره ذوب و دو اطاقک حرارت گازهای خروجی و پیش گرم کن هوای ورودی به کوره می باشد. عمل ذوب و تصفیه چون مذاب و آهن قراضه شارژی با دمیدن مستقیم هوا و گاز پیش گرم شده قبلی از طریق مشعل هایی در و دیواره جانبی اطاقک کوره بر روی سطح مذاب انجام می یابد.
در این کوره ابتدا SiوMm سوخته تا سپس سوختن کربن شروع می شود. گاز CO حاصله سبب غلیان فلز مذاب و یک نواختی بسیار مفید آن می گردد. با رسیدن حرارت فلز مذاب به oc1600، فسفر و گوگرد تصفیه شده با کمک آهک تشکیل ترکیبات پایدار داده و در سرباره جذب می شوند.
واکنش های انجام شده در کوره زیمنس مارتین را می توان به ترتیب زیر بیان نمود:
ابتدا هوا و گازهای موجود در کوره، آهن را اکسید می کنند.
۲Fe+O2
Fe+CO2
در ادامه کار، اکسیژن جذب شده توسط آهن، ناخالصی ها را اکسیده می کند.
Si+2FeO O2+2Fe
Mm + FeO MmO+Fe
۲Fe3P+5Fe P2O5+11Fe
Fe3C+FeO CO+3Fe
این واکنش ها همگی گرما زا بوده وم بالا رفتن درجه حرارت فلز مذاب را به همراه می آورند. اکسیدهای Mm،Si،P با آهک ترکیبات پایدار تشکیل داده که جذب سرباره می شوند. در مورد فسفر واکنش ها به این ترتیب هستند:
۳FeO+ P2O5 ۳FeO + P2O5
۳FeO+ P2O5+CaO CaO + P2O5+3Fe
مقداری از گوگرد نیز به ترتیب زیر تصفیه خواهد شد:
SFe+ CaO SCa+FeO
در این کوره عمل ذوب بسیار به کندی انجام می یابد ( حدود ۱۰-۸ ساعت ). سرباره بین شعله و مواد مذاب قرار داشته و مانع از انتقال کامل حرارت شعله به فلز مذاب می شود. ورود گوگرد و ازت به فولاد تهیه شده از گاز و هوای ورودی کوره زیاد است. بدین ترتیب به توجه به نارسایی های موجود در این نوع کوره ها، در حال حاضر کاربرد زیادی نداشته و ممکن است در آینده ای نه چندان دور منسوخ گردند.
کنورتر
کنورتر عبارت است از کوره ای دوار که هنگام دمیدن اکسیژن به صورت عمودی قرار گرفته و از طریق دهانه بالای کنورتر جهت دمیدن اکسیژن خالص به درون آن رانده می شود. فاصله ی انتهای لوله ی دمش اکسیژن را تا سطح مواد مذاب که شامل چدن مذاب و آهن قراضه بوده است، ضمن دمش در حدود یک متر حفظ می نماید.
با دمیدن اکسیژن درون کنورتر ابتدا Si و منگنز سوخته و عمل کاهش کربن تا پایان دمش ادامه پیدا می کند. واکنش های انجام یافته بین اکسیژن دمیده شده و فلز مذاب به ترتیب زیر است:
Fe+ O2 FeO
۲FeO+Si SiO2+Fe
FeO+Mm MmO+ Fe
FeO +C CO+Fe
۲C+O2 CO2
فسفر و گوگرد به ترتیب زیر تصفیه شده و به سرباره می روند:
۵FeO+2FeO3P P2O5+ 11Fe
P2O5+4CaO P2O5 . 4CaO
SFe+CaO CaS+FeO
SFe+MmO MmS+FeO
سطح تولید و تنوع فولاد در واحد زمان در کنورتر در حد بالایی قرار دارد. منتها با توجه به اینکه در کنورتر منبع حرارتی فقط سوختن عناصر چدن و آهن قراضه می با شد، در نتیجه مقدار آهن قراضه در کنورتر بسیار محدود است.
روش دیگر تهیه آهن خام برای تولید فولاد، روش احیا مستقیم سنگ معدن آهن است، که آهن خام به دست آمده فقط به صورت کلوخه های جامد می باشد. در این روش ابتدا سنگ معدن را ریز کرده و سپس به دانه های گردویی شکل کلوخه می کنند.
گاز طبیعی و بخار آب را در شرایطی خاص به گازهای احیا کننده COو ۲Hتبدیل می نمایند.
Cn Hm + n H2O Nco+ (n+ )H2
H2O+CO CO2+ H2
گازهای احیا کننده تحت حرارت حدود — – در برج احیا مستقیم با کلوخه های سنگ معدن آهن تماس پیدا کرده و واکنش های زیر را به صورت خشک صورت می گیرند:
۳Fe2O3+CO ۲Fe3O4+CO2
۳Fe2O4+2CO ۶FeO+2CO2
۶FeO+6CO ۶Fe+6 CO2
Fe2 O3+3CO ۲Fe+3CO2
۳ Fe2 O3+ H2 ۲Fe3O4+ H2O
۲Fe3O4+2 H2 ۶FeO+2 H2O
۶FeO+6 H2 ۶Fe+ 6 H2O
Fe2 O3+3H2 ۲Fe + 3H2OType equation here.
ترکیب شیمیایی آهن خام اسفنجی حاصله با روش احیا مستقیم تقریبا به ترتیب زیر است:
Fe= 88/5% C= 1/5-2/0% Si=3/3% P=053/0% AL2O3= 1/37%
CaO+ MgO= 2/8%
کوره قوس الکتریکی
برای تبدیل آهن اسفنجی جامد به فولاد مذاب نمی توان از کوره های قبلی تهیه فولاد استفاده نمود، زیرا منبع تولید حرارت جهت فلز شارژی اولیه بسیار محدود است. کوره قوس الکتریکی که دارای حرکت دورانی محدود برای تخلیه ذوب است، با کوره های قبلی تفاوت زیادی دارد. در این کوره منبع حرارتی از قوس الکتریکی ما بین سه الکترود ( تغذیه شده از برق سه فاز ) و فلز شارژی در کوره تشکیل می شود و در حد مورد نیاز حرارت تولید می کند. محیط درون کوره که در مورد کوره های قبلی شدیدا اکسیدی بود، درین مورد به طور نسبی احیایی است.
در مرحله ذوب ابتدا لایه های سطحی آهن به صورت زیر اکسیده می شوند:
Fe FeO Fe3O4 Fe2O3
با تشکیل حمام مذاب و عبور اکسیژن از سرباره مذاب به فلز مذاب، ابتدا هنگامی که هنوز درجه حرارت پایین است، —– فلز اکسیده و سرباره می رود.
Si +2FeO ۲Fe+SiO2
SiO2+ 2CaO SiO2 . ۲CaO
همزمان و پس از Si ، منگنز موجود در فلز مذاب نیز به سرباره می رود.
Mm+FeO Mm+Fe
هنگامی که قلیایی بودن سرباره مذاب به اندازه ی کافی بالا رفت، فسفر و گوگرد نیز به سرباره می روند.
۲P+5FeO+4Cao P2O5 . ۴CaO +5Fe
FeS+ CaO SCa+FeO
در پایان برای تسریع در سوختن C موجود در فلز مذاب از دمش اکسیژن خالص تحت فشار به درون کوره قوس الکتریکی استفاده می کنند.
FeO+C CO+Fe.
دراثر خروج CO، مذاب به غلیان آمده، که باعث جدا شدن و متصاعد شدن گازهای N2و H2 از فلز مذاب شده و ناخالصی ها را به سرباره می برد. مدت زمان مورد نیاز برای تهیه مرذوب در کوره قوس الکتریکی تقریبا چهار برابر مورد مشابه در کوره های کنورتر و ثلث مورد مشابه در کوره های زیمنس مارتین می باشد.
به علت بالا بردن حرارت در کوره های الکتریکی می توان اقدام به تهیه ی فولادهای آلیاژی با عناصری که نقطه ی ذوب بالا دارند، نمود. به علت کاهش اکسیژن آزاد در این کوره ها، مقدار سوختن آهن و عناصر آلیاژی کمتر می باشد. عیوب این کوره ها عبارتند از مصرف نیروی الکتریکی بسیار زیاد و همچنین غلیان کمتر فلز مذاب در مقایسه با کنورتر.
۳-۱- انواع فولاد
تمام مقالات و پایان نامه و پروژه ها به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد.
جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ را پرداخت نمایید.
ارسال نظر