کارخانه تولید فولاد

برای شکل ریزی در کارخانه ها و کارگاه ها جهت آلیاژسازی از ترکیب شمش های
فولادی، قراضه و فروآلیاژها استفاده می شود. به کمک دستگاه کوانتومتری،
آنالیز محصول مورد نظر به دست می آید. مواد اولیه اصلی مورد استفاده در
کارخانه فولادسازی شمش ریزی شمش چدن کوره بلند یا آهن اسفنجی می باشد.
علاوه بر اینها انواع فروآلیاژها برای تنظیم ترکیبات شیمیایی و برخی
افزودنی های دیگر همانند آهک و فلورین جهت تشکیل سرباره و حذف ناخالصی ها
استفاده می شود. در نتیجه مذاب تولید شده و تصفیه شده در این قسمت به سمت
ماشین های ریخته گری انتقال داده شده و طی فرایند ریخته گری به شمش های
فولادی تبدیل می شود.

در ادامه انواع مواد اولیه مورد استفاده و روش های تولید، جهت تهیه خوراک مذاب و تصفیه آن در شمش ریزی فولاد توضیح داده می شود.

به طور کلی مراحل فولادسازی به دو مرحله اولیه و ثانویه تقسیم بندی می شود.
حجم اصلی مذاب در فرآیند فولادسازی می تواند از دو منبع اصلی آهن اسفنجی و
آهن چدن تامین شود.

منبع آهن اسفنجی 

آهن اسفنجی در اثر واکنش احیای مستقیم دمای بالا و حالت جامد یک عامل کاهنده
حاوی کربن (فاز گازی یا جامد) با پودر سنگ آهنی که به صورت گندله کروی یا
پخته شده در آمده است، به شکل سنگ آهن احیا می شود و با از دست دادن اکسیژن
تبدیل به آهن می گردد.

• فولادسازی اولیه

آهن اسفنجی به همراه قراضه به کوره های قوس الکتریکی برای ذوب شده هدایت می
شود. این مرحله دارای قابلیت شارژ اکسیژن، گرافیت، آهک و دولومیت بوده سپس
مذاب تولید شده برای مرحله بعد آماده می گردد.

• فولادسازی ثانویه

این مرحله شامل گاز زدایی، اکسیژن زدایی، گوگرد زدایی، پالایش و تصفیه ناخالصی
ها و همچنین تنظیم ترکیب شیمیایی در داخل یک پاتیل می باشد. پاتیل مجهز به
هیتر، همزن و دمش گاز خنثی می باشد. این عملیات به کمک مواد کمک ذوب،
سرباره زا ( همانند کلسیم سیلیکون و منیزیم آهک)، روان ساز( همانند
فلوئورسپار) و فرو آلیاژهای حاوی عناصر آلیاژی ( همانند سیلیکون، منگنز،
نیکل، کروم، مولیبدن، وانادیم، تیتانیوم و تنگستن) انجام می شود. در صورت
لزوم و حساسیت کار و نیاز به گاز زدایی بیشتر گازهای هیدروژن، نیتروژن،
اکسیژن و حذف آخال های شناور، در برخی موارد از کوره خلا نیز استفاده می
گردد.

منبع آهن چدن 

سنگ آهن فرآوری شده به عنوان سوخت جامد همراه با کک به داخل کوره بلند ریخته می شود. با
دمش گاز اکسیژن، محیط کاهنده ایجاد شده و سنگ آهن احیا می شود. در این
مرحله در اثر حرارت بالا محصولات ذوب شده و پس از خروج از قسمت پایین کوره
منجمد می گردند. این محصول در واقع چدن بسیار ترد بوده که میزان کربن و
گوگرد بالایی دارد و به آهن چدن معروف است.

• فولاد سازی اولیه

در مرحله فولاد سازی اولیه این محصول به همراه ترکیبات آهک به عنوان سرباره
ساز و خالص کننده وارد کانورتور می شود. سپس با روش اکسیژن قلیایی به فولاد
مذاب تبدیل می شود.

روش اکسیژن قلیایی، روشی است که جهت سوزاندن کربن و کاهش مقدار آن اکسیژن به مواد دمیده می شود.

• فولاد سازی ثانویه

سپس مواد مذاب وارد پاتیل شده تا عملیات فولادسازی ثانویه روی آن صورت پذیرد.
اکسید زدایی مذاب با استفاده از عناصر منگنز، سیلیسیم و آلومینیوم انجام می
شود. میزان اکسید زدایی به عناصر استفاده شده بستگی دارد و به ترتیب از
کیفیت بالا به پایین، فولاد کشته شده، فولاد نیمه کشته شده و فولاد روکشی
تولید می گردد. در کاربردهای خاص جهت حذف باقیمانده گازهای هیدروژن،
نیتروژن و اکسیژن از محیط خلا استفاده می شود. در برخی موارد جهت تصفیه
ناخالصی ها از طریق ساخت الکترود فولادی، ذوب آن و عبور مذاب از داخل
سرباره، عملیات ذوب مجدد انجام می پذیرد. جهت دستیابی به ترکیب شیمیایی
مورد نظر در آخر فرآیند آلیاژ سازی، فرو آلیاژها افزوده می شوند. 

u