پروژه پایان نامه ریخته گری فولاد تحت pdf

 پروژه پایان نامه ریخته گری فولاد تحت pdf دارای 221 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد پروژه پایان نامه ریخته گری فولاد تحت pdf   کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

بخشی از فهرست مطالب پروژه پروژه پایان نامه ریخته گری فولاد تحت pdf

پیش گفتار  
بخش اول  
مقدمه  
عناصر آلیاژی فولادها  
کربن  
منگنز  
سیلیسیم  
کرم  
نیکل  
آلومینیوم  
گوگرد  
فسفر  
2-1- طرز تهیه فولاد  
کنورتر  
کوره قوس الکتریکی  
3-1- انواع فولاد  
تقسیم بندی مارک های فولاد  
4-1- روش های ریخته گری فولاد  
ریخته گری در قالب – از بالا  
ریخته گری در قالب – سیفونی  
2-4-1- ریخته گری مداوم  
انواع ایستگاه های ریخته گری مداوم  
نمای تکنولوژیکی ایستگاه های ریخته گری ا تا 6  
درجه ی حرارت ذوب  
5- مشخصات گاز، اکسیژن و هوای فشرده مصرفی  
1-5- گاز  
2-5-  اکسیژن  
3-5- هوای فشرده  
6- کریستالیزاتور  
افت حرارت فولاد مذاب در کریستالیزاتور  
1-6- ساختمان کریستالیزاتور در ایستگاه های 1تا 6  
آب گردشی درون کریستالیزاتور  
2-6 – اختلالات شمش در کریستالیزاتور  
تلاطم فولاد مذاب در کریستالیزاتور  
3-6 شبکه آب رسانی کریستالیزاتور ها  
7- روغنکاری کریستالیزاتور و جلوگیری از اکسیده شدن فولاد مذاب  
در ریخته گری سطح باز  
7-2 جلوگیری از اکسیده شدن فولاد مذاب و روغنکاری کریستالیزاتور در ریخته گری زیر سطح  
سردکننده ثانویه  
1-9 ساختمان سردکننده ثانویه در ایستگاه 1و2  
2-9 ساختمان سرد کننده ثانویه در ایستگاه 3  
3-9 ساختمان سردکننده ثانویه در ایستگاه 4و5 و6  
هدایت رولیکهای همرکز کننده سردکننده ثانویه  
4-9 شبکه آب رسانی سردکننده ثانویه  
10- سرعت ریخته گری  
سرعت ماشین در شروع ریخته گری  
سرعت پس از توقف ماشین صنعت ریخته گری  
سرعت ماشین پس از پایان ریخته گری  
11- مکانیزم گیرنده – کشاننده شمش  
1-1-11- سیستم محرکه هیدرولیکی گیرنده  
2-1-11- سیستم محرکه الکتریکی کشاننده  
هدایت سیستم کشاننده  
2-11- مکانیزم گیرنده – کشاننده بالایی ایستگاههای 4 و 5 و 6  
2 -11 سیستم محرکه هیدرولیکی گیرنده  
هدایت سیستم گیرنده  
طرز کار سیستم گیرنده  
2-2-11- سیستم محرکه الکتریکی کشاننده بالایی  
هدایت سیستم کشاننده بالایی  
3-11-روغنکاری جعبه دنده مکانیزم گیرنده-کشاننده شمش  
4-11- تکنولوژی کار محرکه های الکتریکی  
مکانیزم ترمز محرکه های الکتریکی  
12-سردکنندگی تجهیزات ماشین های ریخته گری  
فهرست منابع  

بخشی از فهرست مطالب پروژه پروژه پایان نامه ریخته گری فولاد تحت pdf

1-Was ist der stahe.Springer.Vereag

Berein/Gottingen/Heidee Berg.1961.g

2-Metoeeographie/Leipzig,VEB Deutscher

Vereag fur Grundstofindustrie,1967g

3-Warme Behandeung von stahe.VEB.Deutscher

Vereag fur Grundstoffindustrie,

4-Teopus Hempe618Hou pa

7- ذوب آهن،جلد دوم(تولید و نورد فولاد)،پرویز فرهنگ،تهران-1349

8-متالورژی مهندسی، محمدمشکوه نفیسی، پلی تکنیک تهران-1356

9-مقدمه ای از ریخته گری،راوم فولاد،مرتضی آزیدهاک،ذوب آهن اصفهان

10-فرآیند انجماد در ریخته گری مداوم فولاد،مرتضی آزیدهاک،ذوب آهن اصفهان1364

11- دستورالعمل بهره برداری ماشین های6 شاخه ریخته گری مداوم تیپ قائم-خمیده،حسین ساعی،ذوب اهن اصفهان1360

12-دستورالعمل بهره داری از پاتیل های دریچه کشوئی،میرستار حجازیفر،حسین ساعی،حسین ضیاء،احد فرید،ذوب آهن اصفهان

13-دستورالعمل بهره برداری از آب های سرد کنندگی ثانویه و ماشین ها و پمپ خانه سیکل کثیف،حسین معدیان،ذوب آهن اصفهان1365

14- اهم مسائل تکنولوژیکی مربوط به کارکنان تکنوثر قسمت ریخته گری مداوم،مرتضی آزیدهاک،ذوب آهن اصفهان1359

15-نقشه ها و مدارک فنی کارخانه ذوب آهن اصفهان

پیش گفتار

   نیاز به بالا رفتن سطح آگاهی صنعت کاران نسبت به فرایند های تکنولوژیکی جاری در رشته صنعتی مربوطه و شناخت هر چه بیشتر امکانات، محدودیت ها و طرز بهره برداری صحیح تجهیزات مورد استفاده به اندازه ی کافی روشن می باشد. در پی این هدف، قبلا اقدام به تهیه ی جزواتی برای کارکنان تکنولوژ قسمت ریخته گری مداوم تحت عناوین « اهم مسائل تکنولوژیکی مربوط به ;.» گردیده بود

  به علت لزوم تکمیل این جزوات، رفع ایرادات آن ها در حد امکان و اظهار علاقه ی همکاران به در اختیار چنین مطالبی، جزوه ی حاضر با تغییرات اساسی و یکپارچه شدن مطالب جزوات قبلی در دست تهیه قرار گرفت. فعلا بخش اول آن تقدیم می گردد و امید است که با توفیقات الهی بتوان بخش دوم آن را در آینده تهیه و در اختیار علاقه مندان گذاشت

   مجموعه مطالب تهیه شده خطاب به همکاران اپراتور و ریخته گران دست اندرکار قسمت ریخته گری مداوم فولاد بوده و می تواند مورد استفاده ی دیگر کارکنان فولاد سازی قرار گیرد

    در این جزوه سعی شده است که ضمن شناساندن فرایند های جاری در حیطه ی ریخته گری مداوم فولاد و همچنین بررسی  تکنولوژیکی کلیه ی تجهیزات مربوطه و بیان روش های صحیح بهره برداری و سرویس دهی  تکنولوژیکی با اهتراز از طولانی شدن کلام در محدوده ی گسترده تری به معرفی تکنولوژی ریخته گری مداوم فولاد پرداخته شود. البته باید توجه داشت که همیشه با گذشت زمان تغییراتی جزئی یا عمده در تجهیزات و تکنولوژی به کار گرفته شده در قسمت ریخته گری مداوم فولاد به منظور بهبود بخشیدن به شرایط کار صورت می گیرد. بنابراین برای حفظ صحت مطالب فنی این نوع جزوه ها باید هر از گاهی چک و اصلاحاتی در آن ها به عمل آید

بخش اول

مقدمه

فولاد ها که از نظر ترکیب شیمیایی، خواص فیزیکی- مکانیکی و ساختار کریستالی بی اندازه متنوع هستند، عموما آلیاژهایی براساس عنصر آهن به عنوان عنصر پایه و عناصر آلیاژی می با شند. عمده ترین عناصر آلیاژی در فولاد ها عبارتند از کربن، سیلیسیم، کرم، نیکل و غیره. دو عنصر گوگرد و فسفر به طور ناخواسته معمولا در آلیاژهای آهن حضور داشته و اثرات منفی بر روی خواص مکانیکی به جای می گذارند. آهن خالص با وزن اتمی 56 گرم بسیار نرم بوده ( سختی برنیل برابر kg 60 /²mm) و دارای مرز روانی ( حدود 10 ) و مرز گسیختگی (²mm / kg 20) پایینی می باشد، به طوری که این خواص مکانیکی مثلا برای فولاد 3 آرام که فولادی غیر آلیاژی کم کربنی است، به ترتیب بعدی می باشد: سختی برنیل حدود ²mm / kg 137، مرز روانی حدود ²mm /  kg 21 ، مرز گسیختگی حدود ²mm /  kg

 

عناصر آلیاژی فولادها

نقطه ی ذوب آهن خالص ^oc1536 ( نقطه ی A روی منحنی تصویر 1 ) است. هنگام سرد کردن آهن خالص مذاب، ضمن تدریجی درجه ی حرارت با رسیدن به درجه ی حرارت فوق الذکر، حتی با سرد کردن مذاب، درجه ی حرارت ثابت مانده و تا پایان انجماد تمامی آهن مذاب، درجه ی حرارت ثابت است. در ادامه با سرد کردن فلز، درجه حرارت آن مجددا شروع به پایین آمدن می نماید

  با افزودن عناصر آلیاژی به آهن، نوع ساختار کریستالی و خواص فیزیکی- مکانیکی از جمله نقطه ی ذوب آن شدیدا تغییر می یابند

اصولا با افزودن عنصر یا عناصری دیگر به هر عنصر پایه، آلیاژ حاصله دیگر دارای یک نقطه ذوب یا انجماد ثابت نخواهد بود. مثلا آهن مذاب حاوی فقط 15/0% کربن در درجه ی حرارت^oc1525  اولین ذرات جامد را تشکیل می دهد. اگر به سرد کردن فلز ادامه داده شود، ضمن پایین آمدن درجه حرارت آن، نسبت ذرات جامد به مذاب باقیمانده بیشتر می شود. نهایتا درجه حرارت ^oc 1493 فلز مذاب قبلی به انجماد کامل دست می یابد

آهن مذاب حاوی 40/0% کربن نیز در درجه حرارت حدود^oc 1500شروع به انجمادنموده و در درجه حرارت حدود ^oc 1450به انجماد کامل دست می یابد. با افزایش مقدار کربن، درجه حرارت های شروع و پایان انجمادی به ترتیب برابر ^oc 1390و ^oc1147 می باشد. آهن مذاب حاوی حدود 2/4%  ( نقطه ی C روی منحنی تصویر 1) دارای کمترین نقطه ی شروع انجماد ( ^oc1147 ) بوده، که درجه حرارت پایان انجماد چنین آلیاژی، همین درجه حرارت است. با زیادتر شدن مقدار کربن در آهن درجه حرارت های شروع و پایان انجماد دوباره افزایش یافته و از یکدیگر فاصله می گیرند

همانطور که ذکر شد نوع و مقدار عناصر آلیاژی تغییرات بسیار زیادی در خواص آلیاژهای حاصله پدید می آورند. منتها باید توجه داشت که اگر مذاب آلیاژهای مزبور را از درجه حرارت های بالا تا درجه حرارت های محیط کاملا آرام و تدریجی ( در شرایط آزمایشگاهی ) سرد نمود، خواص استانداردی برای آلیاژها به دست می آید که خواص تعادلی می باشند. حال اگر سرعت سرد کردن، توقف درجه حرارت آلیاژ در درجه حرارت های معین و مدت زمان توقف در این درجه حرارت ها را تغییر دهند، با وجود ترکیب شیمیایی معین معهذا خواص بسیار متفاوتی برای همین آلیاژ پدید می آیند. این عمل ( روش سرد کردن آلیاژ گداخته تا درجه حرارت محیط ) را عملیات حرارتی می نامند

کربن

کربن مهم ترین عنصر آلیاژهای آهن می باشد. با تغییر بسیار کم مقدار کربن، خصوصیات و مشخصات فولادها در حد بسیار زیادی تغییر می نمایند. فولادهایی که بدون عملیات حرارتی بعدی چکش خوار باشند، دارای مقدار کربنی برابر06/2 – 0/0 هستند. فولادهای حاوی مقدار کربنی تا 35/0% عملا قابل سخت شدن نبوده، در حالی که فولاد حاوی کربن زیاد با آبدان به سختی شیشه می رسد

آلیاژهای آهن با کربن به مقدار بیش از 06/2% قابل چکش خواری نبوده و بسیار ترد و شکننده هستند. به این گونه آلیاژها چدن می گویند

اثر کربن بر خواص اهن طوری است که به ازاء افزایش هر1/0% کربن، مرز گسیختگی فولاد حدود ²mm / kg 9 و مرز روانی آن حدود²mm / kg 5- 4 افزایش می یابند. در صورتی که در مقایسه با آن همین افزایش مرز گسیختگی به ازاء افزایش هر0/1% از منگنز، سلیسیم یا کرم به دست می آید. به عبارت دیگر می توان گفت که کربن 10 بار بیش از این عناصر بر خواص مکانیکی فولاد حاصله تاثیر می گذارد

منگنز

همه ی فولادها دارای منگنز هستند. فولادهای غیر آلیاژی کربنی تا 80/0% منگنز داشته، که این منگنز جهت اکسیژن زدایی ( آرام کردن فولاد مذاب ) و مهم تر از آن جهت بی اثر کردن گوگرد موجود در فولاد مذاب ( با تشکیل ترکیب MmS  با نقطه ی ذوب بالا ) به کار می رود

فولادهای حاوی بیش از 80/0%  منگنز را فولادهای منگنزی می نامند

منگنز اصولا قابلیت انعطاف و مقاومت ضربه ای فولاد را بالا می برد

مرز گسیختگی آهن خالص با افزودن منگنز به مقدار 5/0% حدود 1/1 برابر، به مقدار –حدود 1/25 برابر و به مقدار0/1% حدود1/25 برابر می شود

سیلیسیم

همه ی فولادها دارای سیلیسیم هستند. فولادهای غیر آلیاژی کربنی تا 40/0% سیلیسیم داشته، که این سیلیسیم بیشتر جهت اکسیژن زدایی ( آرام کردن فولاد مذاب ) به کار می رود

فولادهای حاوی بیش از 40/0%  سیلیسیم را فولادهای سیلیسیمی می نامند

سیلیسیم اصولا مرز گسیختگی و مرز روانی فولادها را افزایش داده، اما ازدیاد طول نسبی آن ها را کاهش می دهد. در صنعت برای بهبود فولادهای ساختمانی و یا برای تهیه فولادهای فنر ( Si2 -1% وC 40/0 تا 70/0 ) از این عنصر استفاده می نمایند. فولادهای حاوی Si 14/0 در مقابل تاثیرات شیمیایی مقاوم بوده ولی چکش خوار نیستند. فولاد دینام و ترانسفورماتور دارای حدود 4% سیلیسیم و حداکثر 10/0% کربن می باشند

مرز گسیختگی آهن خالص با افزودن سیلیسیم به مقدار5/0% حدود 1/1برابر، به مقدار0/1%حدود 10/1 برابر و به مقدار 0/2% حدود4/1 برابر می شود

کرم

فولادهای کرم دار حاوی 3/0 – 30% کرم هستند. با افزایش مقدار عنصر کرم در فولاد، هر دو درجه ی حرارت شروع و پایان انجماد ( که بسیار به یکدیگر نزدیک هستند ) پایین می آیند. به طوری که به ازاء 15% کرم در درجه حرارت فوق الذکر بر یکدیگر منطبق و برابر ^oc1400 می شوند. یعنی فولاد کرم دار با چنین را با چنین درصد کرم در درجه حرارت1400 شروع به انجماد نموده و تا پایان انجماد درجه حرارت فولاد ثابت می ماند

عنصر کرم مرز گسیختگی، سختی و مرز روانی فولادها را به طور قابل ملاحظه ای بالا برده و لیکن قابلیت انعطاف آن ها را کم می کند. وجود کرم0/1% فولاد را خیلی سخت کرده و برای بلبرینگ به کار رفته و تا 13% ( کربن کمتر از 5/0%) به عنوان فولاد ضد زنگ مورد استفاده قرار می گیرد

مرز گسیختگی آهن خالص با افزودن کرم به مقدار 5/0% حدود 05/1 برابر، به مقدار0/1%حدود 1/1 برابر و به مقدار 0/2% حدود 35/1 برابر می شود

نیکل

فولادهای نیکلی می توانند با حدود35% نیکل داشته باشند. این عنصر استحکام و چغرمگی فولاد را بالا برده و فولاد را ضد زنگ می کند

فولادهای حاوی حداکثر تا 5% نیکل به عنوان فولادهای ساختمانی به کار می روند. فولادهای حاوی 25%  نیکل به عنوان فولاد غیر مغناطیسی مثلا برای تهیه جعبه قطب نما و فولادهای حاوی 35% نیکل به عنوان فولاد با ثبات و بدون تغییر ( به علت انبساط طولی خیلی کم ) برای تهیه ابزار اندازه گیری مورد استفاده قرار می گیرند. فولادهای نیکلی بیشتر به عنوان سیم های مقاوم اهمیت بسزایی دارا هستند

آلومینیوم

این فلز به عنوان یک عنصر آلیاژی به سبب پایداری فولادها در برابر اکسیده شدن و همچنین سبب دیر گدازی آن ها می شود

آلومینیوم به علت میل ترکیبی آن نسبت به اکسیژن ( بیشتر از Si و Mm  ) به عنوان مهم ترین عنصر اکسیژن زدا ( آرام کننده ) در فولاد مذاب به کار می رود. البته آلومینیوم میل ترکیبی زیادی نیز نسبت به ازت داشته و مشکل وارد شدن ازت به فولادها را تا حدودی دفع می نماید

زیاد شدن مقدار آلومینیوم در فولاد مذاب ( به ویژه بیش از  550/0% )، به علت تشکیل مقدار زیاد AL₂O₃ سوزنی شکل (با نقطه ی ذوب ^oc2040 ) درون فولاد مذاب، سبب غلیظ شدن  ذوب ضمن ریخته گری می شود

گوگرد

این عنصر فولاد را شکننده کرده و دچار گسیختگی سرخ می نماید. علت گسیختگی سرخ تشکیل ترکیب SFe ( با نقطه ی ذوب^oc985 ) است که در مرز دانه ها پدید آمده و هنگام شکل فلز در درجه حرارت های ^oc1000-800 باعث بروز ترک سرخ در مرزدانه ها می شود

به این جهت عنصر گوگرد در محدوده ی 00030%- 025/0 مجاز شمرده می شود. البته فولادهای اتومات تا 3/0%  می توانند گوگرد داشته باشند. این گوگرد به منظور سهولت کار اتومات روی قطعات فولادی در ماشین های ابزار استفاده می شود. زیرا گوگرد سبب زود شکستن و دور ریخته شدن براده های فنری شکل حاصله از تراشکاری قطعات فولادی می گردد

برای جلوگیری از زیان های گوگرد، به فولاد عنصر منگنز ( حدود 20 برابر مقدار گوگرد ) می افزایند تا با تشکیل پیوند MmS ( نقطه ی ذوب ^oc1610 ) عنصر گوگرد را بی اثر نماید

فسفر

فسفر نیز عنصری مضر برای خواص مکانیکی فولادها بوده و به همین جهت معمولا حداکثر مقدار مجاز فسفر در فولادها را در محدوده ی 03/0- 05/0%  تعیین می کرده اند. ( فقط در فولادهای ویژه مقدار فسفر تا 3/0% می رسد.)

اثر زیان بار فسفر به علت میل زیاد آن به جدا شدن از فولاد به صورت ترکیبات فسفری و تجمع یافتن این ترکیبات در مرزدانه ها می باشد. هنگام جدایش ترکیبات فسفری این خطر وجود دارد که در مرزدانه های اولیه کریستالی، مناطق موضعی غنی شده از فسفر پدید آمده که سبب تغییرات بدون کنترل خواص فولاد در این محل ها به دنبال اثرات مضر فسفر، گردد

2-1- طرز تهیه فولاد

متداول ترین کوره ها برای تهیه ی فولاد عبارتند از کنورتر، کوره قوس الکتریکی و در مراحل بعدی کوره زیمنس مارتین. آهن خام مورد نیاز این کوره ها را با روش های متفاوتی تهیه می کنند

روش سنتی تهیه آهن خام برای کنورتر و کوره زیمنس مارتین بدین ترتیب است که ابتدا سنگ معدن آهن را که عموما شامل اکسیدهای  Fe₃O₄ و Fe₂O₃ می باشد در کوره بلند به چدن مذاب تبدیل می نمایند

عمل کوره بلند احیا کردن سنگ معدن و تولید آهن خام و ذوب آن می باشد. کک شارژ شده در کوره بلند هر دو نقش را ایفا می نماید. یعنی به طور مستقیم و غیر مستقیم سنگ معدن آهن را احیا نموده و حرارت لازم را برای انجام این واکنش و همچنین ذوب آهن را ایجاد می کند. آهک شارژ شده در کوره بلند عمل تصفیه چدن را انجام می دهد. یعنی با ناخالصی که که اغلب دیر ذوب هستند ترکیب شده و آن ها را به روی سطح فلز مذاب برده و سر باره را تشکیل می دهد. ضمنا نقطه ی ذوب ناخالصی ها را پایین آورده و سبب ذوب شدن آن ها می شود

کک در مجاورت لوله های دمش هوا به علت مجاورت با هوای داغ ورودی کوره به طور ناقص و کامل CO₂ و CO می کند و درجه ی حرارت را در اطراف خود تا  ^oc2000 بالا می برد

 عامل اصلی احیا سنگ معدن آهن در کوره بلند، گاز CO بوده که به علت خاصیت احیا کنندگی زیاد سبب احیا غیر مستقیم سنگ معدن می شود

3Fe₂O_{3 +}  CO

 Fe₃O_{4 +}  CO

 FeO ₊  CO

 کک نیز می تواند مستقیما نیز سنگ معدن را احیا کند. ولی این عمل خیلی کمتر از احیا توسط گاز CO انجام می گیرد. احیا مستقیم بیشتر در قسمت های بالایی کوره بلند رخ می دهد

 چدن مذاب حاصله از کوره بلند دارای ترکیب شیمیایی تقریبی زیر است

C= 3/2 – 4/5%  Si= 0/7- 3/0 %  Mm= 0/5- 2/0%  P= 04/0%- 1/6%

کوره زیمنس مارتین

این کوره شامل یک اطاقک ثابت برای مکعب مستطیلی به عنوان کوره ذوب و دو اطاقک حرارت گازهای خروجی و پیش گرم کن هوای ورودی به کوره می باشد. عمل ذوب و تصفیه چون مذاب و آهن قراضه شارژی با دمیدن مستقیم هوا و گاز پیش گرم شده قبلی از طریق مشعل هایی در و دیواره جانبی اطاقک کوره بر روی سطح مذاب انجام می یابد

در این کوره ابتدا SiوMm سوخته تا سپس سوختن کربن شروع می شود. گاز  CO حاصله سبب غلیان فلز مذاب و یک نواختی بسیار مفید آن می گردد. با رسیدن حرارت فلز مذاب به ^oc1600، فسفر و گوگرد تصفیه شده با کمک آهک تشکیل ترکیبات پایدار داده و در سرباره جذب می شوند

واکنش های انجام شده در کوره زیمنس مارتین را می توان به ترتیب زیر بیان نمود

ابتدا هوا و گازهای موجود در کوره، آهن را اکسید می کنند

2Fe₊O₂

 Fe₊CO₂

 در ادامه کار، اکسیژن جذب شده توسط آهن، ناخالصی ها را اکسیده می کند

 Si+2FeO O₂+2Fe

Mm + FeO         MmO+Fe

2Fe₃P+5Fe              P₂O₅+11Fe

Fe₃C+FeO               CO+3Fe

این واکنش ها همگی گرما زا بوده وم بالا رفتن درجه حرارت فلز مذاب را به همراه می آورند. اکسیدهای Mm،Si،P با آهک ترکیبات پایدار تشکیل داده که جذب سرباره می شوند. در مورد فسفر واکنش ها به این ترتیب هستند

3FeO+ P₂O₅  3FeO + P₂O₅

3FeO+ P₂O₅+CaO               CaO + P₂O₅+3Fe

مقداری از گوگرد نیز به ترتیب زیر تصفیه خواهد شد

SFe+ CaO   SCa+FeO

در این کوره عمل ذوب بسیار به کندی انجام می یابد ( حدود 10-8 ساعت ). سرباره بین شعله و مواد مذاب قرار داشته و مانع از انتقال کامل حرارت شعله به فلز مذاب می شود. ورود گوگرد و ازت به فولاد تهیه شده از گاز و هوای ورودی کوره زیاد است. بدین ترتیب به توجه به نارسایی های موجود در این نوع کوره ها، در حال حاضر کاربرد زیادی نداشته و ممکن است در آینده ای نه چندان دور منسوخ گردند

کنورتر

کنورتر عبارت است از کوره ای دوار که هنگام دمیدن اکسیژن به صورت عمودی قرار گرفته و از طریق دهانه بالای کنورتر  جهت دمیدن اکسیژن خالص به درون آن رانده می شود. فاصله ی انتهای لوله ی دمش اکسیژن را تا سطح مواد مذاب که شامل چدن مذاب و آهن قراضه بوده است، ضمن دمش در حدود یک متر حفظ می نماید

با دمیدن اکسیژن درون کنورتر ابتدا Si  و منگنز سوخته و عمل کاهش کربن تا پایان دمش ادامه پیدا می کند. واکنش های انجام یافته بین اکسیژن دمیده شده و فلز مذاب به ترتیب زیر است

 Fe+ O₂  FeO

2FeO+Si          SiO₂+Fe

FeO+Mm           MmO+ Fe

FeO +C             CO+Fe

2C+O₂                CO₂

فسفر و گوگرد به ترتیب زیر تصفیه شده و به سرباره می روند

5FeO+2FeO₃P          P₂O₅+ 11Fe

P₂O₅₊4CaO                        P₂O₅ . 4CaO

SFe+CaO                    CaS+FeO

SFe+MmO                   MmS+FeO

 سطح تولید و تنوع فولاد در واحد زمان در کنورتر در حد بالایی قرار دارد. منتها با توجه به اینکه در کنورتر منبع حرارتی فقط سوختن عناصر چدن و آهن قراضه می با شد، در نتیجه مقدار آهن قراضه در کنورتر بسیار محدود است

روش دیگر تهیه آهن خام برای تولید فولاد، روش احیا مستقیم سنگ معدن آهن است، که آهن خام به دست آمده فقط به صورت کلوخه های جامد می باشد. در این روش ابتدا سنگ معدن را ریز کرده و سپس به دانه های گردویی شکل کلوخه می کنند

گاز طبیعی و بخار آب را در شرایطی خاص به گازهای احیا کننده COو ₂Hتبدیل می نمایند

C_n H_m + n H₂O  Nco+ (n+     )H₂

H₂O+CO     CO₂+ H₂

گازهای احیا کننده تحت حرارت حدود — – در برج احیا مستقیم با کلوخه های سنگ معدن آهن تماس پیدا کرده و واکنش های زیر را به صورت خشک صورت می گیرند

3Fe₂O₃+CO    2Fe₃O₄+CO₂

3Fe₂O₄+2CO          6FeO+2CO₂

6FeO+6CO             6Fe+6 CO₂

 Fe₂ O₃+3CO             2Fe+3CO₂

3 Fe₂ O₃+ H₂           2Fe₃O₄+ H₂O

2Fe₃O₄+2 H₂                 6FeO+2 H₂O

6FeO+6 H₂                      6Fe+ 6   H₂O

Fe₂ O₃+3H₂              2Fe + 3H₂OType equation here

 ترکیب شیمیایی آهن خام اسفنجی حاصله با روش احیا مستقیم تقریبا به ترتیب زیر است

Fe= 88/5%    C= 1/5-2/0%    Si=3/3%   P=053/0%   AL₂O₃= 1/37%

 CaO+ MgO= 2/8%

کوره قوس الکتریکی

برای تبدیل آهن اسفنجی جامد به فولاد مذاب نمی توان از کوره های قبلی تهیه فولاد استفاده نمود، زیرا منبع تولید حرارت جهت فلز شارژی اولیه بسیار محدود است.  کوره قوس الکتریکی که دارای حرکت دورانی محدود برای تخلیه ذوب است، با کوره های قبلی تفاوت زیادی دارد. در این کوره منبع حرارتی از قوس الکتریکی ما بین سه الکترود ( تغذیه شده از برق سه فاز ) و فلز شارژی در کوره تشکیل می شود و در حد مورد نیاز حرارت تولید می کند. محیط درون کوره که در مورد کوره های قبلی شدیدا اکسیدی بود، درین مورد به طور نسبی احیایی است

در مرحله ذوب ابتدا لایه های سطحی آهن به صورت زیر اکسیده می شوند

Fe  FeO       Fe₃O₄           Fe₂O₃

با تشکیل حمام مذاب و عبور اکسیژن از سرباره مذاب به فلز مذاب، ابتدا هنگامی که هنوز درجه حرارت پایین است، —– فلز اکسیده و سرباره می رود

Si +2FeO            2Fe+SiO₂

SiO₂+ 2CaO         SiO₂  . 2CaO

 همزمان و پس از Si ، منگنز موجود در فلز مذاب نیز به سرباره می رود

Mm+FeO             Mm+Fe

هنگامی که قلیایی بودن سرباره مذاب به اندازه ی کافی بالا رفت، فسفر و گوگرد نیز به سرباره می روند

2P+5FeO+4Cao             P₂O₅  .  4CaO +5Fe

FeS+ CaO                      SCa+FeO

در پایان برای تسریع در سوختن C موجود در فلز مذاب از دمش اکسیژن خالص تحت فشار به درون کوره قوس الکتریکی استفاده می کنند

FeO+C               CO+Fe

 دراثر خروج CO، مذاب به غلیان آمده، که باعث جدا شدن و متصاعد شدن گازهای N₂و H₂ از فلز مذاب شده و ناخالصی ها را به سرباره می برد. مدت زمان مورد نیاز برای تهیه مرذوب در کوره قوس الکتریکی تقریبا چهار برابر مورد مشابه در کوره های کنورتر و ثلث مورد مشابه در کوره های زیمنس مارتین می باشد

به علت بالا بردن حرارت در کوره های الکتریکی می توان اقدام به تهیه ی فولادهای آلیاژی با عناصری که نقطه ی ذوب بالا دارند، نمود. به علت کاهش اکسیژن آزاد در این کوره ها، مقدار سوختن آهن و عناصر آلیاژی کمتر می باشد. عیوب این کوره ها عبارتند از مصرف نیروی الکتریکی بسیار زیاد و همچنین غلیان کمتر فلز مذاب در مقایسه با کنورتر

3-1- انواع فولاد