فرو آلیاژ

فرهنگ

مدیر بازنشسته
براساس تعاريف معمول در علوم و كتب متالورژي، فروآلياژها محصولات نسبتا ناخالصي هستند كه از آهن و يك يا چند عنصر، بصورت تركيب بين آهن و عناصر آلياژي كه شرايط آسان داخل شدن عنصر يا عناصر مورد نظر را به فولاد يا چدن مذاب فراهم مي كنند. عمدتا اين دسته از مواد در صنايع فولادسازي و ريخته گري و يا ساخت الكترو دها مرتبط با آن بمنظور تهيه فولاد با تركيب شميايي ويژه مورد استفاده قرار مي گيرند. نقش اين عناصر مي تواند شامل اكسيژن زدايي و يا ايجاد ساختار مورد نظر و دستيابي به خواص فيزيكي و شيميايي مطلوب براي كاربردهاي معين انواع فولاد و چدن باشد.
از جمله مهم اين عناصر عبارتند از سيليسيم، منگنز، كروم، موليبدن، واناديوم، تيتانيوم، كبالت، نيكل، تنگستن. افزودن عناصر فوق الذكر به صورت خالص به آلياژهاي آهن امكان پذير نمي باشد.
بعضي از فروآلياژها نقش جوانه زايي فازهاي معيني از جمله گرافيت كروي و يا بهينه سازي و پالايش ريزساختار را در آلياژهاي چدن بازي مي كنند. به اين فروآلياژها مواد تلقيحي يا جوانه زا (grain refiner) مي گويند. كاربرد عمده فروآلياژها در صنايع توليد آهن و فولاد، ريخته گري و الكترودسازي است. از اين رو فروآلياژها در توليد فولاد و چدن نقش منحصر به فردي ايفا مي كنند و لذا توسعه ظرفيت فولاد و چدن در كشور با افزايش مصرف فروآلياژها همراه است. براين اساس توليد فروآلياژ از نظر كمي و كيفي به توليد فولاد وابسته است و هر قدر توليد فولاد بيشتر باشد، نياز به فروآلياژها بيشتر است.
از آنجا كه توليد فولاد در توسعه اقتصادي نقش مهمي دارد، لذا توليد فروآلياژها براي اقتصاد ملي از اهميت بسياري برخوردار است. در حال حاضر ۶ نوع فروآلياژ و برخي از انواع جوانه زا در ۱۳ واحد فروآلياژسازي عمده توليد مي شوند.

توليد فرو آلياژ در ايران
مجموع توليد فروآلياژ در سال ۸۴ مقدار حدود ۱۱۲ هزار تن بوده است كه نسبت به سال ۸۳ حدود ۸ درصد افزايش داشته است. با توجه به اينكه ظرفيت اسمي توليد فروآلياژ درسال ۸۴، حدود ۱۵۶ هزار تن بوده است لذا راندمان توليد فروآلياژ در اين سال حدود ۷۲ درصد است. پيش بيني مي شود در سال ۸۵ حدود ۱۴۴هزار تن فروآلياژ در كشور توليد شود. اينك وضعيت توليد هر يك از فروآلياژها مورد بررسي قرار مي گيرد. مضاف به اينكه مشكل تامين و تهيه كروميت نيز مزيد بر علت است.

فروسيليسيم
سيليسيم فراوان ترين عنصر در پوسته زمين بعد از اكسيژن مي باشد كه بصورت سيليكا SiO2 يافت مي شود. اين عنصر كاربردها و مصارف گسترده در صنعت دارد.
فروسيليسيم، يكي از پرمصرف ترين و پركاربردترين فرو آلياژ به عنوان اكسيژن و گرافيت زدا و جوانه زا درصنايع فولاد و چدن بعنوان در صنايع ريخته گري مصرف عام دارد. وكاربردهاي عمده آن، اصلاح دانه بندي وساختار فلزي در ريخته گري چدنها آلياژي و غيرآلياژي، احياي فروآلياژهاي ديگر و بخصوص درساختار توليدي فولاد آلياژي نوين، ماده اوليه توليد Fe, Si, Mg مي باشد. اين تركيب يا آميژان از طريق ذوب و احياي سنگ آهن و سيليس(كوارتز) توسط كربن (كك) در كوره هاي الكتريكي توليد مي شود. فروسيليسيم داراي مقادير متفاوت از سيليسيم است كه اين مقدار مشخص كننده نوع فروسيليسيم است كه از اين ميان FeSi 75% كه داراي 75% سيليسيم است از همگي متداولتر و فراوانتر است.
اين محصول هم اكنون در سه سايز متفاوت توليد شده و به مصرف كنندگان اين محصول در داخل و خارج ازكشور عرضه مي شود . بسته بندي اين محصولات بارعايت استانداردهاي جهاني انجام مي شودونوع خواسته مشتريان در انتخاب بسته بندي براي اين شركت مهم مي باشد. راندمان توليد فروسيليسيم درسال ۸۴ حدود ۹۴ درصد بوده است.
 

فرهنگ

مدیر بازنشسته
فروكروم
كرم (Cr) يك عنصر سازندة كاربيد مي‌باشد، كاربيدهاي حاصل مقاومت سايشي قطعات را افزايش مي‌دهند. براي توليد قطعات فولادي و قطعات چدني خاص با كربن پايين از فروكروم كم كربن استفاده مي‌كنند. فروكروم كم كربن مصرفي با توجه به مقدار كربن موجود در آن در توليد قطعات فولادي با سختي‌پذيري بالا استفاده مي‌شود. اصولاً فروكروم كم كربن مصرفي سختي پذيري قطعات فولادي را در روغن و هوا مناسبتر ساخته و با پايين آوردن سرعت سردكردن بحراني لازم براي ايجاد مارتنزيت، عمق لاية سخت شده را افزايش مي‌دهد و بدين ترتيب سختي‌پذيري قطعات را بهتر مي‌كند و مقاومت ضربه‌اي آنها را كاهش مي‌دهد. پايداري در مقابل حرارت مناسبتر مي‌شود و اين در حالي است كه وجود كرم بالا و كربن پايين در فروكروم كم كربن موجب مي‌شود تا پايداري قطعات توليد شده در مقابل پوسته دار شدن در اثر خوردگي افزايش يابد. يكي از دلايل اصلي استفاده از فروكروم كم كربن در قطعات فولادي افزايش پايداري آنها در مقابل خوردگي مي‌باشد. همچنين قابليت هدايت حرارتي، قابليت هدايت الكتريكي و ضريب انبساط حرارتي قطعات با افزودن فروكروم كم كربن كاهش مي‌يابد. اصولاً ازفروكرم كم كربن درتوليدفولادهاي آلياژي خاص وجود كربن درساختار متالورژيكي قطعه موجب مشكلاتي مي گرددوبراي كاهش اثرات كربن ازفرو كرم كم كربن استفاده مي كنند,عموماً نيز مقاومت بخوردگي اين آلياژها بسيار عالي مي باشد.
كرم سختي پذيري فولاد را درروغن وهوا مناسبتر ساخته و با پايين آوردن سرعت سرد كردن بحراني لازم براي ايجاد مارتنزيت، عمق لايه سخت شده را افزايش خواهد داد و بدين شكل سختي پذيري قطعات فولادي را بهتر ميكند ومقاومت ضربه اي راكاهش خواهد داد. اصولاً درعلم متالورژي (ذوب فلزات) عنصر كرم سازنده كاربيد است وكاربيدهايي كه در آلياژهاي فولادي توسط آن ساخته مي شوند مقاومت سايشي راافزايش مي دهند . پايداري درمقابل حرارت وفشار هيدروژن با افزودن كرم مناسبتر مي شود,براي پايداري فولاد وبخصوص چدنهاي آلياژي خاص درمقابل خوردگي حداقل 13% كرم ضروري خواهد بود كه بايد درعنصراصلي حل شود.كرم محدوده آستينت راباريك مي سازد وبدين وسيله محدوده فريت راگسترش مي دهد. اما درفولادهاي آلياژي كرم- نيكل ويا كرم- منگنز محدوده آستينت را پايدار مي سازد. همچنين قابليت هدايت حرارتي والكتريكي وضريب انبساط حرارتي به وسيله آن كاهش مي يابد و بهمين دليل نيز به عنوان عنصر آلياژي درشيشه به كارمي رود. اندازه ذرات بين 10 تا 100 ميليمتر خواهد بود. توليد فرو كرم در ايران در چند كارخانه توليد مي شود كه عمدتا در كوره هاي قوس الكتريكي غوطه ور شده انجام مي شوند. اين مواد قبل از شارژ به كوره در بخش آماده سازي مواد اوليه سنگ شكني و سرند شده و پس از رسيدن به ابعاد 15 تا 80 ميلي متر در مخازن جداگانه نگهداري مي‌شوند ودر هنگام مصرف با نسبتهاي استكيومتري مشخص مخلوط شده و در كوره شارژ مي‌شود سپس با ايجاد قوس الكتريكي و تامين حرارت اوليه واكنش شروع و انجام مي شود. در نتيجه تخليه الكتريكي بين الكترودها درجه حرارتي حدود 1800 درجه سانتي گراد ايجاد شده و در اثر حرارت فوق مواد اوليه كه از بالا در كوره شارژ مي‌شود به تدريج گرم شده، توسط كربن احياء مي‌شوند و سپس به صورت مذاب در مي‌آيند. در حالت مذاب فلزات همراه عمدتاً شامل كروم و آهن به علت سنگيني در پايين حوضچه مذاب كوره قرار گرفته و ساير عناصر و مواد تحت عنوان سرباره در سطح مذاب شناور مي‌شوند. براي تخليه مذاب حاصل شده هر 2 ساعت يكبار دريچه‌هاي مخصوص تخليه مذاب در قسمت پائين كوره باز شده و مذاب حاصله در پاتيلهاي مخصوص ريخته شده و به قسمت فرآوري محصول انتقال مي‌يابد. در شرايط معمول در هر نوبت تخليه 6 تا 7 تن فلز حاصل مي‌شود. سربارة مذاب نيز در پاتيلهاي جداگانه تخليه شده و پس از تخليه در محل سرباره‌ها و سرد شدن به خارج از محوطه توليد (دپوي سرباره ) منتقل مي‌گردد. مذاب تخليه شده از كوره در قالبهايي تخليه مي‌گردد تا به تدريج سرد شود. فروكروم سرد شده توسط سنگ شكن خرد شده و محصول توسط سرند ها بر حسب نياز خريدار دانه بندي مي شوند. سرباره حاصله عموما داراي مقدار بسيار نا چيزي از كروم مي باشد كه همدتا به عنوان ضايعات دور ريخته مي شود. اما پيشنهاد داده مي شود كه بتوان از سزباره به عنوان ماسه ساينده عمليات ماسه پاشي استفاده كرد.
 

فرهنگ

مدیر بازنشسته
فروكروم
كرم (Cr) يك عنصر سازندة كاربيد مي‌باشد، كاربيدهاي حاصل مقاومت سايشي قطعات را افزايش مي‌دهند. براي توليد قطعات فولادي و قطعات چدني خاص با كربن پايين از فروكروم كم كربن استفاده مي‌كنند. فروكروم كم كربن مصرفي با توجه به مقدار كربن موجود در آن در توليد قطعات فولادي با سختي‌پذيري بالا استفاده مي‌شود. اصولاً فروكروم كم كربن مصرفي سختي پذيري قطعات فولادي را در روغن و هوا مناسبتر ساخته و با پايين آوردن سرعت سردكردن بحراني لازم براي ايجاد مارتنزيت، عمق لاية سخت شده را افزايش مي‌دهد و بدين ترتيب سختي‌پذيري قطعات را بهتر مي‌كند و مقاومت ضربه‌اي آنها را كاهش مي‌دهد. پايداري در مقابل حرارت مناسبتر مي‌شود و اين در حالي است كه وجود كرم بالا و كربن پايين در فروكروم كم كربن موجب مي‌شود تا پايداري قطعات توليد شده در مقابل پوسته دار شدن در اثر خوردگي افزايش يابد. يكي از دلايل اصلي استفاده از فروكروم كم كربن در قطعات فولادي افزايش پايداري آنها در مقابل خوردگي مي‌باشد. همچنين قابليت هدايت حرارتي، قابليت هدايت الكتريكي و ضريب انبساط حرارتي قطعات با افزودن فروكروم كم كربن كاهش مي‌يابد. اصولاً ازفروكرم كم كربن درتوليدفولادهاي آلياژي خاص وجود كربن درساختار متالورژيكي قطعه موجب مشكلاتي مي گرددوبراي كاهش اثرات كربن ازفرو كرم كم كربن استفاده مي كنند,عموماً نيز مقاومت بخوردگي اين آلياژها بسيار عالي مي باشد.
كرم سختي پذيري فولاد را درروغن وهوا مناسبتر ساخته و با پايين آوردن سرعت سرد كردن بحراني لازم براي ايجاد مارتنزيت، عمق لايه سخت شده را افزايش خواهد داد و بدين شكل سختي پذيري قطعات فولادي را بهتر ميكند ومقاومت ضربه اي راكاهش خواهد داد. اصولاً درعلم متالورژي (ذوب فلزات) عنصر كرم سازنده كاربيد است وكاربيدهايي كه در آلياژهاي فولادي توسط آن ساخته مي شوند مقاومت سايشي راافزايش مي دهند . پايداري درمقابل حرارت وفشار هيدروژن با افزودن كرم مناسبتر مي شود,براي پايداري فولاد وبخصوص چدنهاي آلياژي خاص درمقابل خوردگي حداقل 13% كرم ضروري خواهد بود كه بايد درعنصراصلي حل شود.كرم محدوده آستينت راباريك مي سازد وبدين وسيله محدوده فريت راگسترش مي دهد. اما درفولادهاي آلياژي كرم- نيكل ويا كرم- منگنز محدوده آستينت را پايدار مي سازد. همچنين قابليت هدايت حرارتي والكتريكي وضريب انبساط حرارتي به وسيله آن كاهش مي يابد و بهمين دليل نيز به عنوان عنصر آلياژي درشيشه به كارمي رود. اندازه ذرات بين 10 تا 100 ميليمتر خواهد بود. توليد فرو كرم در ايران در چند كارخانه توليد مي شود كه عمدتا در كوره هاي قوس الكتريكي غوطه ور شده انجام مي شوند. اين مواد قبل از شارژ به كوره در بخش آماده سازي مواد اوليه سنگ شكني و سرند شده و پس از رسيدن به ابعاد 15 تا 80 ميلي متر در مخازن جداگانه نگهداري مي‌شوند ودر هنگام مصرف با نسبتهاي استكيومتري مشخص مخلوط شده و در كوره شارژ مي‌شود سپس با ايجاد قوس الكتريكي و تامين حرارت اوليه واكنش شروع و انجام مي شود. در نتيجه تخليه الكتريكي بين الكترودها درجه حرارتي حدود 1800 درجه سانتي گراد ايجاد شده و در اثر حرارت فوق مواد اوليه كه از بالا در كوره شارژ مي‌شود به تدريج گرم شده، توسط كربن احياء مي‌شوند و سپس به صورت مذاب در مي‌آيند. در حالت مذاب فلزات همراه عمدتاً شامل كروم و آهن به علت سنگيني در پايين حوضچه مذاب كوره قرار گرفته و ساير عناصر و مواد تحت عنوان سرباره در سطح مذاب شناور مي‌شوند. براي تخليه مذاب حاصل شده هر 2 ساعت يكبار دريچه‌هاي مخصوص تخليه مذاب در قسمت پائين كوره باز شده و مذاب حاصله در پاتيلهاي مخصوص ريخته شده و به قسمت فرآوري محصول انتقال مي‌يابد. در شرايط معمول در هر نوبت تخليه 6 تا 7 تن فلز حاصل مي‌شود. سربارة مذاب نيز در پاتيلهاي جداگانه تخليه شده و پس از تخليه در محل سرباره‌ها و سرد شدن به خارج از محوطه توليد (دپوي سرباره ) منتقل مي‌گردد. مذاب تخليه شده از كوره در قالبهايي تخليه مي‌گردد تا به تدريج سرد شود. فروكروم سرد شده توسط سنگ شكن خرد شده و محصول توسط سرند ها بر حسب نياز خريدار دانه بندي مي شوند. سرباره حاصله عموما داراي مقدار بسيار نا چيزي از كروم مي باشد كه همدتا به عنوان ضايعات دور ريخته مي شود. اما پيشنهاد داده مي شود كه بتوان از سزباره به عنوان ماسه ساينده عمليات ماسه پاشي استفاده كرد.
فروموليبدن
براي توليد فروموليبدن، ابتدا كنسانتره يا سولفور موليبدن به اكسيد موليبدن و سپس اكسيد موليبدن به فروموليبدن تبديل مي شود. برخي واحدها به علت لزوم و سهولت توليد اكسيد موليبدن، ترجيح مي دهند، قبل از تبديل اكسيد موليبدن به فرو موليبدن آن را به فروش برسانند (صادر كنند). راندمان توليد فروموليبدن در سال مزبور حدود ۳۷ درصد بوده است. علت پايين بودن راندمان توليد فرو موليبدن، محدود بودن ماده اوليه يعني كنسانتره يا سولفور موليبدن و نيز تمايل واحدها به صادرات اكسيد موليبدن (به جاي تبديل به فرو موليبدن) است.
 

د ا ن ش گ ا ه

عضو جدید
کاربر ممتاز
آلیاژ
همیشه نمی توان اشیا را همان گونه به حالت طبیعی خود، مورد استفاده قرار داد. بلكه گاهی مجبوریم آن ها را به گونه ای تغییر دهیم تا برای مان قابل استفاده گردیده، یا بهتر و بیشتر به كارمان آیند. این مطلب به ویژه درباره فلزات بسیار مورد، پیدا می كند. چه بسا كه مجبوریم دو یا چند فلز را با هم تركیب كنیم تا فلز دیگری كه بیشتر قابل استفاده مان باشد، در اختیارمان قرار گیرد.


آلیاژ یعنی فلزی كه از تركیب دو یا چند فلز پدید آمده است. برای مثال، برنج، آلیاژ و فلزی است كه از تركیب « مس » و « روی » به دست آمده است. این دو فلز را گداختـه و چنان به هم آمیخته اند كه فلز دیگری به نام برنج به دست آمده است.

گاهی آلیاژ از تركیب فلزی با یك غیر فلز به دست می آید. مانند فولاد كه تركیبی از « آهن » و « كربن » است. اگر معنای لغوی واژه ی « آلیاژ » را بخواهید، باید برایتان بگویم كه این لغت از یك واژه ی فرانسوی گرفته شده و معنایش تركیب كردن است.
همیشه به هنگام تهیه ی یك آلیاژ، اتم های مختلفی به هم می پیوندند. گاهی این پیوند و تركیب به طور كامل صورت می گیرد، مانند آلیاژ برنج؛ و گاهی به طور قسمتی مانند آلیاژ فولاد. گاهی برای تركیب دو فلز، نیازی به گداختن آن ها نیست و فقط حرارت كافی است تا عناصرشان به هم بپیـوندند. تهیه‌ ی آلیاژ را بدین شیوه، فلز گریِ گَردی می نامند. زیرا فلزها به صورت گرد در هم آمیخته شده، پیش از حرارت دادن خوب آن ها را در هم می فشرند.
غالباً به جای استفاده از فلزهای خالص، آلیاژها را برای مصرف های ویژه بر می گزینند. معمولاً برای گداختن آلیاژها به حرارت كمتری نیاز داریم تا گداختن فلزهای خالص.
لحیم، آلیاژی است كه از تركیب « قلع » و « سرب » و یا از تركیب «قلع»، «مس» و « روی » به دست آمده است و خیلی سریع و آسان ذوب می شود.
آلیاژها معمولاً سختی و استقامت بیشتری دارند تا فلزهایی كه آن ها را پدید آورده اند. مثلاً وقتی كه « آهن » را با « كربن » تركیب كنیم، فولاد به دست می آید و این فولاد به مراتب سخت تر و محكم تر از آهن می باشد. سپس با افزودن فلز دیگری به نام « كُرُم »، فولادمان یك فلز زنگ نزن می گردد.
اكنون برخی از آلیاژهای معروف را برایتان بر می شمریم:
سكه های طلا و سكه های زینتی، آلیاژ طلا و مس هستند. زیرا طلای خالص به حدی نرم است كه خیلی قابل استفاده نمی تواند باشد.
سكه نقره ای انگلیسی از 5/92 درصد نقره و 5/7 درصد مس درست شده است.
 
بالا