فولاد و چدن هر دو آلیاژهای آهن هستند که از ترکیب آهن با کربن و سایر عناصر تشکیل می شوند. تفاوت اصلی بین فولاد و چدن در میزان کربن موجود در آنها است. فولاد آلیاژی از آهن است که حاوی ۰.۰۲ تا ۲.۱ درصد کربن است. فولاد دارای خواصی مانند استحکام، سختی و انعطاف پذیری است. فولاد در کاربردهای مختلفی استفاده می شود، از جمله:
- ساختمان: فولاد در ساخت سازه های فولادی، مانند ساختمان ها، پل ها و برج ها استفاده می شود.
- خودروسازی: فولاد در ساخت بدنه، شاسی و سایر قطعات خودرو استفاده می شود.
- محصولات مصرفی: فولاد در ساخت لوازم خانگی، لوازم برقی و سایر محصولات مصرفی استفاده می شود.
چدن آلیاژی از آهن است که حاوی ۲.۱ تا ۶.۶ درصد کربن است. چدن دارای خواصی مانند سختی، مقاومت در برابر سایش و وزن کم است. چدن در کاربردهایی استفاده می شود که نیاز به استحکام و مقاومت در برابر سایش دارند، مانند:
- موتورهای خودرو: چدن در ساخت قطعات موتور خودرو، مانند سیلندر و پیستون استفاده می شود.
- ماشین آلات: چدن در ساخت قطعات ماشین آلات، مانند بلبرینگ و چرخ دنده استفاده می شود.
- لوله های فولادی: چدن در ساخت لوله های فولادی استفاده می شود.
- شیرآلات: شیر پروانه ای چدنی یکی از انواع پرطرفدار شیرآلات در حوزه‌های مختلف مانند نفت و گاز است و عملاً چدن نقش اساسی در تعیین قیمت شیر پروانه ای چدنی دارد.
روش های تولید فولاد و چدن
فولاد و چدن به دو روش اصلی تولید می شوند:
-
کوره بلند: در این روش، سنگ آهن، کک و دولومیت در کوره بلند با هم مخلوط می شوند و در دمای بالای ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد حرارت داده می شوند. در این فرآیند، سنگ آهن به آهن مذاب تبدیل می شود. سپس، آهن مذاب با کربن و سایر عناصر آلیاژی مخلوط می شود تا فولاد یا چدن تولید شود.
-
کوره قوس الکتریکی: در این روش، آهن قراضه، کک و سایر مواد آلیاژی در کوره قوس الکتریکی با هم ذوب می شوند. در این فرآیند، آهن قراضه به آهن مذاب تبدیل می شود. سپس، آهن مذاب با کربن و سایر عناصر آلیاژی مخلوط می شود تا فولاد یا چدن تولید شود.
مراحل تولید فولاد و چدن در کوره بلند
مراحل تولید فولاد و چدن در کوره بلند به صورت زیر است:
- بارگیری مواد اولیه: سنگ آهن، کک و دولومیت در کوره بلند بارگیری می شوند.
- گرمایش مواد اولیه: مواد اولیه در دمای بالای ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد حرارت داده می شوند.
- ذوب سنگ آهن: سنگ آهن در دمای بالای ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد به آهن مذاب تبدیل می شود.
- جداسازی ناخالصی ها: ناخالصی های موجود در آهن مذاب، مانند گوگرد و فسفر، در این مرحله جدا می شوند.
- افزودن کربن و سایر عناصر آلیاژی: کربن و سایر عناصر آلیاژی به آهن مذاب اضافه می شوند تا فولاد یا چدن تولید شود.
- تخلیه آهن مذاب: آهن مذاب از کوره بلند تخلیه می شود.
مراحل تولید فولاد و چدن در کوره قوس الکتریکی
مراحل تولید فولاد و چدن در کوره قوس الکتریکی به صورت زیر است:
- بارگیری مواد اولیه: آهن قراضه، کک و سایر مواد آلیاژی در کوره قوس الکتریکی بارگیری می شوند.
- حرارت دادن مواد اولیه: مواد اولیه با استفاده از قوس الکتریکی حرارت داده می شوند.
- ذوب آهن قراضه: آهن قراضه در دمای بالای ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد به آهن مذاب تبدیل می شود.
- جداسازی ناخالصی ها: ناخالصی های موجود در آهن مذاب، مانند گوگرد و فسفر، در این مرحله جدا می شوند.
- افزودن کربن و سایر عناصر آلیاژی: کربن و سایر عناصر آلیاژی به آهن مذاب اضافه می شوند تا فولاد یا چدن تولید شود.
- تخلیه آهن مذاب: آهن مذاب از کوره قوس الکتریکی تخلیه می شود.
