فرآیندتولیدآهن

حمیدرضا طاهری جم
تاریخ: 1399/10/25
زمان مورد نیاز برای مطالعه: ۳ دقیقه
فرآیندتولیدآهن

فرآیندتولیدآهن یکی از مهمترین فرآیندهای صنعتی جهان است که مافرآیندتولیدآهن را در این مقاله بصورت خلاصه و کاربردی برای شما عزیزان توضیح خواهیم داد

ابتدا انواع آهن میپردازیم

سپس به معادن آهن میپردازیم

انواع آهن:

۱٫آهن معمولی

۲٫آهن خالص(آهن نرم)

فرآیند تولید آهن :

سنگ آهن:

سنگ آهن ۵%پوسته زمین را در تشکیل می‌دهد. ۹۸درصد از سنگ آهن استخراج شده در تولید فولاد مورد استفاده است از۷۵ تن سنگ آهن در کوره بلند ۱تن آهن استخراج میشود بعید است برای سنگ آهن جایگزینی پیدا شود اما برای مواردی که آهن در آن استفاده میشود میتوان جایگزین پیدا کرد مثل خودرو که به سمت آلومینیومی شدن پیش میرود.

سنگ آهن برای تولید آهن و فولاد مورد استفاده است که سنگ آهن شامل عناصری از قبیل آهک،سیلیس ،آلومینیوم و.. میباشد که از کربنات و سولفور میتوان در کوره آهن استفاده کرد سنگ آهن ها دارای انواعی هستند که عبارتنداز:

۱٫سنگ آهن مغناطیسی که۶۸% آن آهن است

۲-سنگ آهن هماتیت(سرخ) که۶۰%وزن آن آهن است

۳-سنگ آهن لیموییکه۵۰%وزن آن آهن است

همانطور که میبینین سنگ آهن مغناطیسی از همه نوع سنگ آهن ها بهتر است.

معدن آهن

معدن آهن

حمل سنگ آهن :

برای استخراج سنگ آهن بایدابرکامیون ها و ابرلودرها نیازمندیم در این قسمت بصورت خیلی کوتاه توضیحاتی در مورد این ماشین ها میدهیم

کامیون معادن سنگ آهن:

از مهمترین شرکت های تولید کننده این کامیون ها میتوان به شرکت کت ،دامپ تراک اشاره کرد:

شرکت دامپ تراک کامیون۷۵۷۱۰ خود را در سال ۲۰۱۵ تولید کرد که این کامیون بلاروسی توان حمل ۴۵۰تن سنگ آهن را دارا است جالب است بدانید که دارای قدرت ۲۳هزار اسب بخار است که نسبت به مدل قبلی همین شرکت ۲۵درصد افزایش قدرت و حمل بار را دارا است این کامیون دارای دو موتور ۱۶سیلندر میباشد وزن این کامیون ۴۰۰ تن است در شیب۱۰ الی۱۵ درصد دارای سرعت۴۰کیلومتر در ساعت است که دارای ۸لاستیک است و طول این خودرو ۲۰متر است.

کامیون معادن آهن

کامیون معادن آهن

کامیون معادن آهن

کامیون معادن آهن

کامیون معادن آهن

کامیون معادن آهن

 

 

بیل مکانیکی معادن آهن:

یکی از برترین بیل های مکانیک جهان بیل آلمان با قدرت ۱۲۰تن جابجایی خاک و سنگ است

بیل مکانیکی معدن آهن

بیل مکانیکی معدن آهن

معدن سنگ آهن گلگهر:

این معدن در ۵۵کیلومتری شهرستان سیرجان است.

حجم احتمالی این معدن ۱۰۲۵ میلیون تن است حجم قطعی ۱۰۰۰میلیون تن و حجم احتمالی ۱۳۰۰میلیون تن است که با این حساب بزرگترین معدن خاورمیانه است.

معدن سنگ آهن جلال آباد:

این معدن در۳۵ کیلومتری شمال غربی شهر زرند است.

ذخیره این معدن ۱۴۰میلیون تن است که ۱۲۲ میلیون تن آن مگنتیت با عیار ۴۰%و ۷٫۵ میلیون تن  آنهماتیت پر عیار با عیار ۵۵%.

 

میزان برداشت از معدن جلال آباد ۳۰۰هزارتن در سال است.

 

معدن سنگ‌آهن چغارت:

معدن سنگ آهن چغارت اولین معدن سنگ ایران است که در۱۲کیلومتری شهربافق و ۱۲۵کیلومتری شهر جنوب یزد و۷۵کیلومتری بهاباد است .

حجم این معدن ۱۸۰میلیون تن است که ۸۰میلیون ان سنگ آهن استاساس ساخت این معدن شرکت ذوب آهن اصفهان بوده است .

معدن سنگ‌آهن چادرملو:

۱۸۰ کیلومتری شمالی شرقی شهر یزد و ۳۰۰ کیلومتری جنوب طبس قرار گرفته است در سال۱۳۲۰ کشف شد درسال ۱۳۶۵ مورد بهره برداری قرار گرفت.

ذخیره زمین شناسی ۴۰۰ میلیون تن
متوسط عیار (Fe) 55/2 درصد
متوسط میزان فسفر ۰/۹۴ درصد
متوسط گوگرد ۰/۱۹ درصد

میزان تولید کنسانتره سنگ آهن ۲۰۰ میلیون تن

 

معدن سنگ آهن سنگان:

۳۰۰کیلومتری جنو ب شرقی مشهد در استان خراسان رضوی و نزدیک مرز افغانستان قرار دارد.

ذخیره این معدن یک میلیارد تن سنگ اهن است که جز ۱۰ معدن بزرگ جهان محسوب می شود.

تولید ۱۷.۵ میلیون تن کنسانتره، ۱۵ میلیون تن گندله و پنج میلیون تن سنگ‌ آهن در ایران است.

 

کامیون معدن آهن سنگان

کامیون معدن آهن سنگان

تا این قسمت مقاله مبحث معدن آهن و سنگ آهن و حمل سنگ آهن به معدن آهن چرداختیم اما چرخه فرآیندتولیدآهن تازه شروع شده است .

آهن معمولی:

محدوده کربن آهن معمولی ۲%است که بروش کربونیزاسیون آهن خام در کوره همرا کمی آهن قراضه (ضايعات فولادي كم كربن)بدست خواهد آمد که در دمای۱۱۳۰درجه سانتیگراد ذوب میشود.

بزرگترین ضعف آهن زنگ زدگی آن است که اگر با رطوبت در تماس باشد دچار حالت زنگ زدگی میشود که برای اینکه از رطوبت هوا در امان باشد باید یک لایه رنگ که به آن ضدزنگ میگویند زده شود.

آهن خالص(آهن نرم-آهن ورزیده):

این نوع آهن ۰٫۰۲%کربن دارا است که دارای حالت فیبری است که علت آن وجود سرباره (ترکیب سیلیکات و اکسیدهای فلزی)است

دمای ذوب آهن خالص ۱۵۴۰درجه سانتیگراد می باشدچونکه دمای ذوبش بالا است جوشکاری با آن ممکن نیست

مقاومت کششی خوبی دارد

منعطف است

مقاومت در برابر خوردگی دارد

در ساختمان مورد استفاده نیست  در عوض در ساخت چدن و فولاد مورد استفاده است.

که نوع رنگ آهن خالص خودش به ۳دسته تقسیم بندی می شود که عبارتند از:

۱-آهن خام سفید 

۲-آهن خام خاکستری

۳-آهن خام نیمه خاکستری

آهن خام سفید:

اگر آهن خام بسرعت سرد شود رنگ کریستا های این آهن سفید می شود که علت این سفیدی این است چون آهن باسرعت سرد میشود کربن های آهن قابلیت گرافیت شدن را ندارد در نتیجه آهن سفید،نقره میشود این آهن فولاد میشود که سیلیسم در این آهن کم است جنسش نیز سخت و ترد میباشد .

۲-آهن خام خاکستری:

اگر آهن خام با سرعت پایین سرد شود نتیجه اش آهن خاکستری میشود سیلیسیوم آهن خام خاکستری زیاد است در ساخت چدن استفاده می شود نرم است و همچنین ترد نیست.

۳-آهن خام نیمه خاکستری:

جنس این فولاد مابین خاکستری و سفید است ودر ساخت فولاد چدن کاربرد دارد.

محصولات آهن خام سفید که فولاد میشود بصورت کلی در مقاله فولاد توضیح دادیم در این مقاله به آهن خاکستری میپردازیم.

بنابراین به محصول چدن آهن خاکستری میپردازیم.

چدن چیست:

محصول آهن خام خاکستری است که دارای گوگرد وکربن و فسفر مازاد است که در کوره های مخصوص مورد ذوب قرار میگیرد تا جایی که بیشتر عناصر مازاد بسوزد البته داخل کوره آهن قراضه نیز میریزند در نهایت این محصول دارای منگنز میباشد که نام این محصول چدن میباشد که عنصر منگنز  موجب سخت شدن چدن میشود عنصر سیلیسیوم نیز موجب میشود کربن بصورت گرافیت درآید که میزان کرین درچدن ۲-۵درصد است نقطه ذوب چدن با توجه به کربن از۱۴۱۰تا۱۴۸۰کلوین میباشد که چدن بسیار بسیار سخت و محکم و شکننده است.

در برابر آتش از فولاد مقاومتر است اما خوب چکش خوار نیست و دییر هم زنگ میزند.

انواع چدن عبارتند از:

۱-چدن سفید

۲-چدن خاکستری 

۳-چدن نرم

۴-چدن سخت

۵-چدن نیمه خاکستری

۱-چدن سفید:

در اثر سردشدن چدن خام با سرعت بالا تولید میشود که در این مدل کربن قابلیت گرافیت شدن را ندارد در نتیجه موجب میشود چدن سفید تولید شود عنصر سیلیسیوم در چدن سفید کم است وجنس آن سخت ترد میباشد و سزح آن به هیچ عنوان صیقلی نیست از چدن سفید در ساخت وسایل کوچک استفاده میشود.

۲-چدن خاکستری :

وقتی چدن با سرعت پایین سرد شود کربن به گرافیت تبدیل میشود پس چدن خاکستری تبدیل میشود و ازچدن سفیدنرمتر است و در ساخت لوله چدنی ،ناودانی،پروفیل ،درپوش کف خیابان مورد استفاده است.

۳-چدن نرم:

چدن نرم در برابر ضربه بسیار مقاوم است بتوان آن را چکش کاری کرد تکه های چدن سفید ونیمه خاکستری را به همراه مقداری گردسنگ اکسیدآهن حرارت میدهند تا بخشی از آن بسوزد و تردی آن کم شود کاربرد:

یراق در پنجره ،کلیدوقفل ،شیرآب و…

۴-چدن سخت:

چدن را گرم کرده وسطح خارجی سرد میکنند که سطح داخلی آ به آرامی سرد میشود بنابراین سطح چدن آن سفید ومغز آن چدن خاکستری است کاربرد:

لوله های زیردال

۵-چدن نیمه خاکستری:

چدن نیمه خاکستری بین خاکستری و سفید است.