" /> نقطه ذوب فولاد چند است؟ | دما و انواع روش‌های ذوب فولاد | مبین فولاد آسیا

نقطه ذوب فولاد بستگی به آلیاژ فولادی دارد که از آن صحبت میکنید. اصطلاح آلیاژ این روز ها اشتباه استفاده می شود، به خصوص بین دوچرخه سوارها. آن ها از این اصطلاح به معنای آلومینیوم استفاده می کنند. اما معنی واقعی این اصطلاح ترکیبی از فلزات است. هر نوع فلزی‌.
تقریبا تمامی فلزات این روزها ترکیب هستند و در نتیجه یک آلیاژ.
بیشتر فولادها فلزات دیگر را در خود دارند تا خصوصیاتش را متناسب کنند، مثل قدرت، چکش خواری و یا راحتی ساخت. فولاد در اصل عنصر آهن است که فراوری شده تا مقداری کربن را کنترل کند.

آهن استخراج شده در دمای ۱۵۱۰ درجه سانتی گراد (۲۷۵۰ فارنهایت) ذوب می شود. نقطه ذوب فولاد معمولا در دمای حدود ۱۳۷۰ درجه سانتی گراد ( ۲۵۰۰ فارنهایت) است.

طیف نقطه ذوب فولاد ضد زنگ

فولاد ضد زنگ آلیاژ است و در دمای ثابتی، مثل دیگر عناصر فلزی ذوب و منجمد نمی شود، بلکه یک طیف دمایی دارد که بستگی به ترکیب شیمیایی‌ دارد که در فولاد استفاده شده.
ترکیبات آلیاژ همچنین نقطه ذوب فولاد را پایین می آورند. آهن خالص نقطه ذوب ثابت در دمای ۱۵۳۵ درجه سانتی گراد، کروم ۱۸۹۰ درجه سانتی گراد و نیکل ۱۴۵۳ درجه سانتی گراد را در مقایسه با طیف دمایی ۱۴۰۰ تا ۱۴۵۰ درجه سانتی گراد نقطه ذوب نوع ۳۰۴ فولاد ضد زنگ دارند.

اهمیت طیف نقطه ذوب فولاد

طیف های نقطه ذوب فولاد برای تولید کنندگان اهمیت زیادی دارند. چرا که موفقیت عملیات ذوب و قالب گیری بستگی به انتخاب دمای مناسب دارد. بعد از اینکه فولاد‌ توسط تولید کننده، جامد و فراوری ( کوره آهنگری یا غلتک) شود، نقطه ذوب دیگر اهمیت چندانی برای طراحان، مهندسان و مصرف کنندگان فولاد ندارد.
اگرچه نقطه ذوب فولاد بر خصوصیات فرا دما مثل قدرت خزش تاثیر می گذارد، اما این قضیه فقط برای محققان جالب است. اطلاعات در مورد قدرت خزش در انواع دمای کارکرد موجود است.

طیف ذوب مستقیما بر خاصیت ضد اکسیداسیون فولاد ضد زنگِ مقاوم در برابر دما تاثیر نمی گذارد. این مورد بیشتر به مقدار کرم بستگی دارد و توسط مقایسه نوع ۳۰۴ با ۳۱۰ نشان داده می شود. بیشترین دمای کارکرد در هوا برای فولاد های ضد زنگ.
هردو طیف، ذوب مشابه ۱۴۰۰ تا ۱۴۵۰ درجه سانتی گراد را دارند، اما بیشترین سرویس دما در هوای جو برای نوع ۳۰۴، ۸۷۰ درجه سانتی گراد و برای نوع ۳۱۰، ۱۰۵۰ درجه سانتی گراد است.

ذوب و ریخته گری

از کوره آهن تا قالب

در این کوره ی ریخته گریِ الکتریکی، ولتاژ بالای جریان الکتریکی است که آهن را ذوب می کند.
دراماتیک ترین تصاویر موجود در کارخانه ذوب فلز، از لحظه ذوب و ریخته گری است. کوره های بزرگ و درخشان از گرما پاره های فلز را به مایعی مذاب و در جریان تبدیل می کنند. هنگامی که آماده باشند، مواد دیگر نیز به آن ها اضافه می شوند که فواره ای از جرقه را ایجاد میکند.

کارگران، جریان فلز مذاب را از کوره به قالب پشت سپرهای گرما منتقل می کنند که آن ها را از خطر گرما و مواد محافظت می کند. ریخته گری جایی است که طرح، در فرایندی خارق العاده به واقعیت تبدیل می شود و اجسام هرروزه ی ما را می سازد.

کارخانه های ذوب فلز

صنعت ریخته گری بر تکنولوژی کارخانه استوار است، چرا که نقطه ذوب فولاد و سایر فلزات بسیار بالا است. روی و قلع اولین سنگ معدنهای فلزی انسان در تاریخ بودند که می توانند در دمای آتش آشپزی نیز ذوب شوند. پس از آن، علم مواد چیزی بیش از آتش آشپزی نیاز داشت.

اولین مس احتمالا به طور تصادفی در کوره آجر پزی که حدودا ۲۰۰ درجه سانتی گراد گرمتر از آتش کمپ است ذوب شده. اما نبود اسناد مکتوب اطمینان کردن به این مسئله را سخت می کند.
کوره های انفجاری که کوره هایی بسیار بلند با تزریق گازهای فشرده هستند معمولا در کار فلز دست دارند، اما برای استخراج آهن و دیگر فلزات از سنگ معدن هایشان استفاده می شوند. معمولا یک کوره ی انفجاری فقط آلیاژ های متوسط را که بعدا به کارخانجات تولیدی ارسال می شوند شمش می کند.
کارخانجات تولیدی، آلیاژ فلزات و افزودنی ها را می گیرند و ذوب می کنند تا درجه های خاصی از فلزات قالبی را تولید کنند‌. به طور سنتی، کوره های گنبدی و بوته ای رایج ترین راه برای قالب بندی فلزات بودند؛ اما امروزه کوره های الکتریکی و القایی مرسوم هستند.

انواع کوره های ذوب

کوره های بوته ای

یک جواهرساز از بوته و چراغ جوشکاری به عنوان ابزار ذوب فلز استفاده می کند.

ساده ترین نوع کوره های ذوب فلز هستند. یک بوته، مجرایی از موادی است که می توانند دماهای بسیار بالا را تحمل کنند، که معمولا از سرامیک یا دیگر مواد شکستنی درست شده است. این کوره در منبع گرما قرار میگیرد، مثل ظرفی که در آتش قرار گیرد.

بوته با فلزات و افزودنی ها پر یا عوض می شود. در دوره ی کنونی، کوره های بوته ای هنوز توسط جواهر سازان، انبار داران، ریخته گری های غیر آهنی و ریخته گری هایی که کارهای کوچک انجام می دهند استفاده می شود.

بوته ها می توانند از ظرفی کوچک که فلز در آن توسط چراغ جوشکاری ذوب می شود، مثل جواهر سازی ها، تا مجراهای بزرگی که ۵۰ پوند ماده را در برمی‌گیرند شامل شوند. بوته های بزرگ تر معمولا در کوه های تنوری شکلی قرار میگیرند و می توانند برای ریختن و ملاقه کردن مواد بیرون آورده شوند.

کوره-های-بوته-ای

تصویر ۱- کوره ی بوته ای

کوره های گنبدی

کوره هایی بلند و دودکش مانند هستند که با ذغال سنگ و ذغال کوک و دیگر افزودنی ها پر می شوند. سوخت درون گنبد اتش زده می شود و هنگامی که کوره به اندازه کافی داغ است، آهن خام و براده آهن مستقیما اضافه می شوند. فرایند ذوب آهن کنار ذغال کوک و دیگر افزودنی ها، کربن و دیگر عناصر را به آن اضافه می کند و درجات مختلفی از آهن و فولاد را تولید می کند.

کوره های گنبدی دیگر خیلی در تولید استفاده نمی شوند چرا که روش قوس الکتریکی و القا برای تولید گرمای لازم برای تولید نقطه ذوب فلز کاربردی تر هستند. هرچند مکان هایی هستند که در آنجا سنت هنوز هم کوره های گنبدی را زنده نگه داشته است، مثل این فیلم از دا شوا هوا، که کارگران ریخته گری چینی آهن مذاب را به دیوار پرت میکنند تا جرقه های دراماتیکی برای تبریک سال نو درست کنند.

کوره-های-گنبدی

تصویر ۲- کوره ی گنبدی

کوره های قوس الکتریکی

کوره های قوس الکتریکی در اواخر قرن نوزدهم روی کار آمدند. الکترودها جریان الکتریکی را در فلز درون کوره به راه می اندازند که موثرتر از گرمای خارجی هنگام رساندن حجم زیادی از فلز به نقطه ذوب است. یک کوره الکتریکی بزرگ استفاده شده در تولید فولاد می تواند ۴۰۰ تن فولاد را تولید کند.

یک “شارژ” از این فولاد معمولا از آهن های سنگین مثل تخته و میله، پسماند های اوراقی ماشین ها و بازیافت و اهن خام سنگ معدن تشکیل می شود.
پس از اینکه مخزن پر شد، الکترودها در فلز قرار می گیرند و یک قوس الکتریسیته از میان آن ها رد می شود. وقتی که فلز به نقطه ذوب می رسد و شروع به ذوب شدن می کند، الکترود ها ممکن است بیشتر در ترکیب فرو روند یا از هم دور شوند که قوس بزرگتری را درست کنند.

گرما و اکسیژن نیز ممکن است برای سرعت بخشی به فرایند استفاده شوند. زمانی که فلز مذاب در حال شکل گیری است، ولتاژ می تواند زیاد شود چرا که تفاله ی جمع شده روی فلز می‌تواتد مثل یک پتوی محافظ برای سقف و دیگر قسمت های کوره ی الکتریکی عمل کند.
وقتی همه چیز ذوب شد، کوره کج می شود که فلز مذاب را به ملاقه ای در زیر انتقال دهد. گاهی خود ملاقه ها نیز می توانند کوره های الکتریکی کوچکی باشند که فلز را تا زمان ریختن گرم نگه دارند.

کوره-قوس-الکترونکی

تصویر ۳- کوره ی قوس الکترونیکی

کوره های القایی

با میدان های مغناطیسی کار می کنند نه با قوس الکتریکی. فلز درون یک بوته که توسط یک الکترومغناطیس قدرتمند که متشکل از سیم پیچ مسی است احاطه شده.

هنگامی که کوره القایی روشن است ، سیم پیچ با معرفی جریان متناوب یک میدان مغناطیسی را که به سرعت معکوس می شود ایجاد می کند. همزمان با ذوب فلز، الکترومغناطیس جریانی را در مایع ایجاد می کند که مواد را هم می زند.

گرمای موجود در کوره القایی با تحریک مولکولهای موجود در خود آهن ایجاد می شود، بدین معنی که هرچه وارد بوته شود دقیقاً همان چیزی است که بیرون می آید: هیچ اکسیژن یا گاز دیگری به سیستم اضافه نمی شود. این بدان معناست که متغیرهای کمتری برای کنترل در هنگام ذوب وجود دارند، این همچنین بدان معنی است که از کوره القایی نمی توان برای پالایش فولاد استفاده کرد.

هرچه وارد می شود بیرون می آید. مانند کوره الکتریکی، کوره های القایی اغلب با کج شدن به داخل ملاقه های زیرین تخلیه می شوند.
کوره های القایی بسیار متداول هستند و در صورت داشتن ورودی با کیفیت بالا ، کار با آنها ساده است. مدلهای رایج می توانند ۶۵ تن فولاد را در هر بار شارژ تولید کنند.
مانند کوره های فلزی سنتی ، این کوره القایی باز است و در حالی که گرم است می توان آن را با فلز شارژ کرد.

کوره-های-القایی

عکس ۴- کوره ی القایی

دشمن کوره های ریخته گری

تمام کوره های صنعت ریخته گری با یک دشمن مهلک روبرو هستند: بخار ، آب، حتی در مقادیر اندک، می تواند باعث پاشیدن یا انفجار شود و بنابراین همه قراضه ها و آهن آلیاژها و همچنین هر ابزاری که در تولید استفاده می شود قبل از استفاده باید خشک شوند.

ضایعات فلزی نباید دارای قسمت های بسته باشند چرا که ممکن است آب یا بخار در آن به دام افتاده باشد. حتی ابزارهای مورد استفاده کارگران ریخته گری نیز باید عاری از تراکم یا رطوبت باشند. بسیاری از ریخته گری ها دارای یک اجاق خشک کن هستند تا مطمئن شوند که ضایعات و ابزارها قبل از تماس با کوره ریخته گری، کاملا خشک هستند.

کوره-ی-ریخته-گری

تصویر ۵- دشمن کوره های ریخته گری

ملاقه های قالب گیری

پس از رسیدن فلز به نقطه ذوب، باید آن را به قالب ریخت. در ریخته گری های کوچکتر، همه اینها ممکن است در یک مرحله اتفاق بیفتد: ممکن است یک بوته بصورت کج فلز را از کوره به ماسه منتقل کند. با این حال، وقتی کوره مقدار زیادی از فلز را نگه داشته باشد، این کار غیر عملی است.

به طور معمول، در تولید آهن، ملاقه ها نسبت های کوچکتری از مذاب را از کوره اصلی منتقل می کنند.این ملاقه برای ریختن فولاد ذوب شده کج می شود. این فاصله کارگران را از محدوه خطر خارج می کند.
در این سیستم ها، یک ملاقه ممکن است فلز را مستقیماً وارد قالب کند. با این حال، یک ملاقه انتقال ممکن است مایع را به مخزن نگهدارنده یا کوره ثانویه منتقل کند.

ملاقه های درمانی یکی دیگر از انواع موجود است که برای قسمت کردن ذوب به بخش های کوچکتر استفاده می شود، مانند یک نانوا که ممکن است یک خمیر اصلی را قسمت کند تا از آن به عنوان پایه ی سایر دستور العمل ها استفاده شود.

به عنوان مثال ، چدن مایع ممکن است مواد افزودنی در ملاقه درمان داشته باشد تا کربن موجود در آن را به شکل کروی بجای پوسته پوسته شدن شکل دهد و یک فلز انعطاف پذیرتر به نام چدن انعطاف پذیر ایجاد کند.

ویژگی ظاهری ملاقه ها

ملاقه ها می توانند بسیار کوچک باشند که توسط کارگران ریخته گری بلند شوند یا می توانند بسیاری از فلزها را در خود نگه دارند و به پشتیبانی مکانیکی احتیاج داشته باشند. بزرگترین ملاقه ها توسط کاروان یا ماشین مخصوص حمل جرثقیل یا سیستم کنترل از طریق کارخانه منتقل می شوند.
انواع و اقسام ملاقه ها به گونه ای طراحی شده اند که در هنگام ریختن، کارگر را از چشمه های آتش ، شعله یا جرقه محافظت کنند.

بعضی از ملاقه ها روی لب بالا یا لکه ای ریخته می شوند و نیاز به کج شدن دارند: اینها اغلب دارای دنده هایی هستند که به کارگر ریخته گری اجازه می دهد تا سرعت ریختن را به دقت کنترل کند. سایر ملاقه ها ریشه ریختگی خود را در انتهای سطل دارند و ریختن آن با برداشتن و تعویض پلاگین کنترل می شود.

آلیاژ های فلزی

آلیاژ های فلزی از مخلوط چندین عنصر ساخته می شوند. این عناصر توسط فرمولی همگون می شوند که درصد هر نوع از آن ها و همچنین مراحلی که در تولید آن طی شده را تعیین می کند. کوره های ذوب و دیگ های تصفیه ی کارخانه ی ذوب فلز جایی است که این نوع از آلیاژها برای ریخته گری تولید می شوند.
کارخانه های ذوب فلز اغلب به هر آلیاژ آهنی اختصاص دارند که دارای آهن یا آلیاژ های خاص بدون آهن است مثل فلزات قیمتی یا آلیاژهای مس اندود شده یا آلومینیومی.
آلیاژ های آهن به دسته ی آهن و فولاد تقسیم بندی می شوند. آلیاژهای چدنی شامل چدن خاکستری است که سیلیکون و آهن قابل انبساط را در بر دارد و حاوی یک نوع کربن کروی است.

درجات فولاد ریخته گری شده با توجه به درصدر کربن و افزودنی های دیگر در ترکیباتشان محاسبه می شوند. فولاد ضد زنگ فولادی است که در ترکیباتش کروم دارد که به آن کمک می کند در برابر زنگ زدگی مقاوم شود.

آلیاژهای غیر آهنی

آلیاژ های غیر آهنی تمام فلزات دیگر را شامل می شود. پس عجیب نیست که تخصص های دیگر در کارخانه های ذوب فلزات غیرآهنی وجود دارد. بعضی مکان ها به زینک اختصاص دارند، بعضی دیگر به آلومینیوم و باقی اصولا روی آلیاژهای مس اندود کار می کنند مثل برنج و برنز.

اگرچه جابجایی هایی وجود دارد. اگر یک کارخانه ی ذوب فلزات خاص بطور مثال هم روی برنز کار کند و هم آلومینیوم، آن ها احتمالا در درجات معینی از هرکدام اختصاصی خواهند بود.
یک کارخانه ذوب فلز با هرنوع آلیاژی که کار کند، ایده ی رسیدن به نقطه ذوب، ریخته گری و قالب ریزی آن ها برای فرم گرفتن یکسان است. لحظه ای که فلز در قالب های ریخته گری فرم داده می شود یک تصور به واقعیت تبدیل می شود.

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *