صنعت تولید فولاد

صنعت تولید فولاد یکی از صنایع حیاتی برای تولید بسیاری از محصولات اطراف ما است. در حقیقت فولاد پایه اصلی کثیری از صنایع مختلف است که بدون حضور صنعت فولاد وجود نداشتند. انقلاب صنعتی اروپا که در ابتدای شروع این قرن به وقوع پیوست بر پایه این صنعت بنا شد.

به صورت کلی سه راه برای تولید فولاد وجود دارد:

  • تولید فولاد به روش احیای غیر مستقیم
  • فرایند تولید فولاد ثانویه
  • تولید فولاد به روش احیای مستقیم

تولید فولاد یکپارچه شامل تبدیل سنگ معدن به کوک در کوره‌های کک پزی است؛ سنگ آهن قبل از اینکه وارد کوره بلند شود مرحله زینتر را پشت سر می‌گذارد. سنگ معدن در کوره تقلیل پیدا می‌کند تا فلز داغ حاوی4% درصد کربن و مقدار کمی از دیگر آلیاژها به دست آید. سپس فلز داغ در کوره اکسیژنی قلیایی به فولاد تبدیل می‌شود. سپس به طور مستمر گرمادهی می‌شود تا به محصولات “نیمه-ساخته”از جمله شمش، میله و ورقه تبدیل شود. شکل و شمایل این محصولات نیمه ساخته پس از عملیات “نورد” به صورت میله، ورقه، ریل و تیرآهن خواهد بود.

پروسه تولید فولاد ثانویه غالبا به نام مینی میل (واحد کوچک فولاد) شناخته می‌شود. این پروسه با قراضه‌های فولادی شروع می‌شود که در کوره‌های قوس الکتریکی و یا کوره‌های ذوب القایی ذوب می‌شوند.فولاد ذوب شده در کوره پاتیلی تصفیه می‌شود و سپس به صورت مستمر ریخته شده و در عملیات نورد به فولاد نهایی تبدیل می‌شود. در ابتدا تنها تولید محصولات با درجه کیفیت پایین توسط مینی میل ها (مانند reinforcing bar) ممکن بود. اما اخیرا توانسته‌اند تا جای خود را در بخش رو به رشد بازار صنایع فولادی باز کنند.

تولید فولاد از قراضه

یک روش جایگزین برای تولید فولاد روش احیای مستقیم است. در این روش تولید با گلوله‌های سنگ معدن آهن با درجه خلوص بالا شروع می‌شود که توسط گازهای طبیعی احیا می‌شوند و به گلوله‌های اسفنجی تبدیل می‌شوند. سپس گلوله‌های آهن اسفنجی درون کوره قوس الکتریکی و یا کوره ذوب القایی ریخته می‌شوند. فولاد به وجود آمده به صورت مداوم ریخته می‌شوند و پس از نورد به شکل محصول نهایی در می‌آیند.

مشکل پسماند جامد ایجاد شده در صنایع فولاد و چدن نه تنها مانع استفاده از میلیون‌ها متر مربع زمین برای اهداف مفیدتر می‌شود، بلکه در حال آلوده کردن آن است. بسیاری از این پسماندها حاوی فلزات سنگینی از جمله باریوم،تیتانیوم و سرب هستند. همچنین تمایل مواد سمی به تجمع در سرباره و اثرات ضد سلامتی و خطرناک فلزات سنگین به خوبی شناخته شده است. بر اساس سطوح تجمع، بعضی سرباره‌ها ممکن است به عنوان پسماندهای خطرناک طبقه‌بندی شوند. علاوه بر این ذخایر آب زیرزمینی نیز از خطر آلوگی و حل شدن این‌گونه پسماندها در امان نیستند.

6 مرحله اصلی در تولید فولاد

مراحل تولیدات فولاد در صنعت مدرن امروز را می‌توان به شش گام تقسیم‌بندی نمود:

آهن سازی

در اولین قدم مواد اولیه خام (سنگ آهن، کک و آهک) در کوره بلند ذوب می‌شوند. آهن مذاب پس از فراوری نیز دارای 4-4.5% ناخلصی کربن و دیگر ناخالصی ها است که بر روی دوام و استحکام آن تاثیر می‌گذارند، هرچه درصد ناخالصی‌ها بیشتر باشد، میزان استحکام کاهش پیدا می‌کند و این ناخالصی ها باید از بین بروند. هدف از مرحله دوم نیز همین است.

فولادسازی اولیه

فولادسازی اولیه دارای دو روش می‌باشد. روش اول روش فولادسازی اکسیژنی قلیایی (BOS) نام دارد.  در این روش قراضه‌های فولاد بازیافت شده درون مبدل ذوب می‌شوند. در دمای بالا اکسیژن لا به ‌لای فلز مذاب دمیده می‌شود که مقدار محتویات کربن را در مذاب کاهش می‌دهد.  روش دوم استیل‌سازی توسط کوره قوس الکتریکی  (EAF) است. در این روش قراضه فولاد به صورت متناوب داخل کوره ریخته می‌شود و توسط حرارت بالا (°1650) ذوب شده و تبدیل به فولاد با کیفیت بالا می‌شود.

البته از کوره‌های القایی نیز برای این عملیات استفاده می‌شود. کوره‌های القایی دقت دمایی بیشتری دارند و سریع‌تر گرم می‌شوند. همچنین سرباره‌ها در کوره القایی واکنش شیمیایی و خوردایش کمتری دارند. به دلیل اینکه در کوره‌ القایی سرباره‌ توسط خود مذاب گرما دریافت می‌کند دمای پایین‌تری دارد و احتمال درگیری در واکنش‌های شیمیایی پایینی دارد. اما در کوره‌های قوس الکتریکی دمای سرباره از دمای فلز ذوب شده بیشتر است و سبب درگیری بسیار بیشتری در واکنش‌های شیمیایی و همچنین خوردگی لایه دیرگداز می‌شود.

فولاد سازی ثانویه

این مرحله شامل عمل اوردن فولاد مذابی می‌شود که از دو روش (BOS) و (EAF) به دست آمده است. هدف از این مرحله تنظیم ترکیب‌بندی فولاد تولید شده است. این عملیات توسط اضافه و یا کم نمودن عناصر مشخصی صورت می‌گیرد. بسته به نوع فولاد مورد نیاز، عملیات‌های زیر انجام می‌گیرند:

  • همزدن
  • کوره پاتیلی
  • تزریق پاتیلی
  • گاززدایی
  • CAS-OB (تنظیم ترکیب توسط حباب آرگون آب بندی شده با دمیدن اکسیژن)

ریخته‌گری پیوسته

در این مرحله فولاد مذاب درون قالب خنک شده ریخته می‌شود که باعث شکل گیری یک پوسته نازک جهت جامدسازی می‌شود. پوسته رشته‌ای ایجاد شده با استفاده از رول‌های هدایت شده بیرون کشیده می‌شود و کاملا سرد و جامد می‌شود. پوسته بر اساس نیاز به طول دلخواه بریده می‌شود؛ تختال برای محصولات تخت (صفحه و نوار)، شمش برای محصولات مقطع (میله‌ها) و شمش برای محصولات بلند (سیم‌ها) یا نوارها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

شکل دهی اولیه

فولادی که ریخته شده است سپس توسط نورد گرم به اشکال متنوعی در می‌آید. نورد گرم نواقص ریخته‌گری را برطرف می‌کند و شکل و کیفیت مورد نظر سطح را ایجاد می‌کند. محصولات نورد گرم شده به محصولات تخت، محصولات طویل، لوله‌های بدون درز و محصولات ویژه تقسیم بندی می‌شوند.

ساخت، مونتاژ و اتمام

در نهایت تکنیک‌های شکل دهی ثانویه شکل و مختصات نهایی فولاد را به آن می‌دهد

این تکنیک‌ها شامل موارد زیر می‌شوند:

  • شکل‌دهی ( برای مثال: نورد سرد)
  • ماشین‌کاری (برای مثال: مته‌کاری)
  • اتصال (برای مثال: جوشکاری)
  • اندودگری (برای مثال: گالوانیزه کردن)
  • عملیات حرارتی (برای مثال: گرمادهی)
  • عملیات سطحی (کربوره کردن)

ارتباط با ما

ایران، تهران، شهرک غرب، میدان صنعت، بلوار فرحزادی، ابتدای خیابان سیمای ایران، ساختمان تجاری-اداری لیدوما سنتر، طبقه 7، واحد 9

021-86091225
021-86091363