گزیده نکات فناوری ساختمان‌های فلزی - قسمت اول

آهن یک عنصر شیمیایی است که بعد از آلومینیوم فراوان‌ترین عنصر بوده و در حدود 5 درصد از قشر جامد کره‌ی زمین را تشکیل می‌دهد.



آهن(Fe) :

آهن یک عنصر شیمیایی است که بعد از آلومینیوم فراوان‌ترین عنصر بوده و در حدود 5 درصد از قشر جامد کره‌ی زمین را تشکیل می‌دهد. آهن در طبیعت به ندرت به صورت خالص یافت شده و بیش‌تر به صورت اکسید در معادن وجود دارد اما به صورت سیلیکات، کربنات و ‌‌‌‌یا سولفید آهن نیز در طبیعت پیدا می‌شود.

فولاد:

 فولادها آلیاژهایی هستند که از آهن و کربن به همراه پاره‌ای از عناصر دیگر ساخته می‌شوند. لازم به ذکر است که عنصر کربن سهم به سزایی در تعیین کیفیت خصوصیات فولاد از قبیل قابلیت کوره‌کاری، آبکاری، نقطه­ی ذوب، ریخته‌گری و . . . دارد.

مقدار کربن به کار رفته در فولاد:

اگر کمتر از 2/06 درصد باشد، محصول فولاد و اگر بین 2/06 و 4/5 درصد باشد، محصول چدن نامیده می شود.

نکته: در فولادهای ساختمانی درصد کربن تا حدود 0/65 درصد است.

نکته: اکسید سیلیسیم، مخلوط گل رس، گوگرد، منگنز، ترکیبات فسفر و کربنات کلسیم از جمله ناخالصی‌های موجود در سنگ آهن می‌باشند. مراحل آماده کردن سنگ آهن عبارت‌اند از: 1- غربال کردن ،2- خرد کردن، 3- تغلیظ، 4- پرعیار کردن.

سنگ آهن استخراج شده از معدن پس از خرد شدن در سنگ شکن، با آب مخلوط می‌شود که با استفاده از روش‌های تغلیظ، غلظت سنگ آهن تا حدود 65 درصد افزایش می‌یابد.

روش‌های تولید فولاد و چدن از آهن خام و اسفنجی عبارت‌اند از :

1- ساخت آهن خام با احیاء و ذوب سنگ آهن در کوره‌های بلند (Blast Furnace)

2- تولید آهن اسفنجی با احیاء مستقیم و بدون ذوب کردن سنگ‌ آهن

تولید آهن خام به روش احیای غیر مستقیم در کوره­ی بلند:

در این روش سنگ آهن با کمک کک، کلوخه و آهک در کوره‌ی بلند احیاء و تصفیه می‌شود.

مواد اولیه‌ی کوره‌ی بلند:

سنگ آهن: همان طور که گفته شد، سنگ آهن متشکل از اکسیدهای آهن به همراه ناخالصی‌های مختلف می‌باشد. لذا آماده‌سازی آن طی مراحل غربال کردن، خرد کردن، تغلیظ و پرعیار کردن صورت می‌پذیرد. جدول زیر انواع سنگ آهن را به همراه درصد خلوص آن‌ها نشان می‌دهد.

گزیده نکات فناوری ساختمان‌های فلزی - قسمت اول

سوخت کوره‌ی بلند: کک بنا به دلایل زیر به عنوان سوخت کوره‌ی بلند مصرف می‌شود:

- تأمین حرارت لازم.

- تأمین کربن مورد نیاز جهت احیای اکسید آهن.

- داشتن ارزش حرارتی زیاد و عدم چسبیدن به هنگام سوختن.

- داشتن  استحکام زیاد و برجای گذاری خاکستر کم (کم‌تر از 11 درصد وزن خود).

- داشتن تخلخل به منظور عبور دادن گازها از بین خود و همچنین تسهیل فرآیند احتراق.