فولادسازي
ریخته گري ،(L.F) در ذوب آهن اصفهان بخش فولاد سازي شامل کارگاه هاي میکسر،کنورتور، کوره پاتیلی
مداوم،آماده سازي وتعمیر پاتیل،آهن قراضه، سرباره و کارگاه آماده سازي و ارسال شمشمی باشد.
میکسر
وظیفه اصلی میکسر ذخیره و تأمین چدن مذاب با دما و ترکیب شیمیایی یکنواخت براي کارگاه کنورتور
می باشد. درذوب آهن اصفهان بخش فولاد سازي داراي دو دستگاه میکسر با ظرفیت اسمی ۱۳۰۰ تن است،
جلوگیري از افت درجه حرارت مذاب و هماهنگنمودن روند کار کوره بلند وکنورتور و جلوگیري ازتوقف
پاتیلهاي حامل چدن از دیگر مزایاي وجود میکسر می باشد.
روشهاي تولید فولاد
همانطوري که در مباحث قبل گفته شد ، محصولات کوره بلند ، آهن خام (چدن مذاب) ، سرباره و گاز است.
را می توان ریخته گري نمود و از آن شمش هاي چدنی بدست آورد و یا اینکه (pig iron) آهن خام مذاب
می توانیم آن را تبدیل به فولاد کنیم . چدن مذاب خارج شده از کوره بلند داراي ناخالصی هاي زیادي است که
مهمترین آنها عبارتند از :
تعریف فولاد : فولاد ، آلیاژي استاز کربن و عناصر دیگر(Al , Cu , Ti , Mo , V , Cr , Ni , P , SSi , Mn)
که درصد کربن آن کمتر از ۲ %است.
تعریف چدن : چدن ، آلیاژي استاز کربن و عناصر دیگر(Al , Cu , Ti , Mo , V , Cr , Ni , P , SSi , Mn)
که درصد کربن آن بین ۲ % تا ۶٫۶۷ % است.
آنچه در عملیات فولادسازي انجام می شود کاهش درصد کربن است . چهار عنصر
دلیل وجود در مواد اولیه در ترکیب تمامی فولادها و چدنها وجود دارند و به این جهت به آنها عناصر همیشگی
عناصر مضر هستند. درصد غیر مجاز گوگرد و فسفر ، به ترتیب باعث ترك خوردن فولاد S, P می گویند
هنگام نورد گرم و ترد شدن فولاد مخصوصاً در دماهاي زیر صفر می شود. مقادیر فسفر و گوگرد را هنگام
تولید فولاد تا حد امکان (تا آنجاییکه اقتصادي و عملی باشد) حذف می کنند.
براي تبدیل چدن به فولاد باید مقداري از ناخالصی هاي آن (مثل کربن، سیلیسیم، منگنز، گوگرد، فسفر و…)
حذف شود و خارج کردن این عناصر بجز گوگرد توسط اکسیداسیون (سوزاندن) آنها صورت می گیرد.
(گوگرد اغلب بصورت ترکیباتی مثل سولفور کلسیم و سولفور منگنز که حلالیت خوبی در سرباره دارند حذف
می شود.)
انواع روشهاي فولاد سازي :
۱٫ تولید فولاد توسط دمش هوا
۲٫ تولید فولاد توسط دمش اکسیژن
۳٫ تولید فولاد توسط کوره زیمنس مارتین
۴٫ تولید فولاد توسط انرژي الکتریکی
طرح دمش اکسیژن از بالا بر روي فلز مذاب توسط یک دانشمند سوئیسی داده شد و پس از آزمایشات متعدد
موفق به تولید فولاد با این روش شدند. این آزمایشدر کنورتوري (LINZ) در اواخر سال ۱۹۴۹ در شهر لینز
آزمایشات مربوطه بر روي (DONAWITZ) به ظرفیت دوتن صورت گرفت و پس از آن در شهر دوناویتز
کنورتورهاي پنج و ده تنی ادامه پیدا کرد و به همین دلیل این روش را ال دي نامیدند. که حروف اول اسم دو
شهر فوق است.
در این روش اکسیداسیون ناخالصی ها و کربن توسط دمش اکسیژن خالص صنعتی انجام میشود. عمل تبدیل
چدن به فولاد که با سوخت کربن و کاهش درصد آن همراه است.ذوب فولاد در محفظه کنورتور که از داخل
توسط مواد نسوز پوشیده شده است انجام می شود. در اثر سوختن ناخالصی ها و کربن دماي مذاب افزایش
مییابد و البته با تبدیل چدن به فولاد نقطه ذوب هم افزایش پیدا می کند به شکلی که قبل از شروع عملیات
دمش چدن مذاب داراي دمایی حدود ۱۳۵۰ درجه سانتیگراد استو در پایان عملیات دمش فولاد مذاب حاصل
داراي حدود۱۶۵۰-۱۷۰۰ درجه سانتیگراد است.
در کارخانه ذوب آهن اصفهان نیز با این روش فولاد تولید میگردد.در حال حاضر در این کارخانه سه کنورتور
از نوع LD-CB با ظرفیتهر کدام ۱۳۰ تن (در هر ذوب) وجود دارد.
بر عکس کنورتورهاي توماس و بسمرکه ماده اکسیدکننده آنها هوا و محل دمش از قسمت پایین کنورتور بوده
در اینجا ماده اکسید کننده اکسیژن خالص صنعتی است که درجه خلوصی است که درجه خلوصی در حدود
% ۹۹/۵ دارد و توسط لانساز بالا به سطح مذاب دمیده میشود ( اکسیژن در خود کارخانه تامین میگردد). در
قسمت بالاي کنورتور دهانه آن قرار گرفته که از آنجا مواد اولیه به داخل کنورتور شارژ می شود و لوله دمش
اکسیژن که توسط جریان آبخنک می شود وارد کنورتورمیگردد.
در حین دمش اکسیژن از دهانه کنورتور خارج می شوند. (CO , CO گازهاي حاصل از اکسیداسیون کربن ( ۲
تکنولوژي ذوب فولاد در کنورتور باید به نحوي باشد که در مدت زمان کمی اکسیداسیون ناخالص هاي
موجود در مواد اولیه تا حد مورد نظر انجام شده و فولادي با ترکیب شیمیایی مناسب عالی بدست آید. شکل
را نشان میدهد. مواد اولیه براي تولید فولاد در کنورتوراکسیژنی، متشکل از مواد LD زیر مراحل کار کنورتور
۷۵ % و آهن – فلزي و مواد کمک ذوب است مواد اولیه فلزي خود شامل چدن مذاب (آهن خام) به مقدار
– قراضه به مقدار ۲۵-۱۰%بوده و مواد کمک ذوب نیز شامل سنگ آهن، آهک، بوکسیت، فلورین و غیره است
