فولاد

نامگذاری فولاد ها

مقدمه

فولادها گروهی از آلیاژهای آهن- کربن و عناصر دیگر هستند که بیشترین کاربرد را درصنعت و فن
آوری دارند. کاربرد وسیع فولادها ناشی از خواصکاملاً متنوع آنهاست که به کمکتغییر درصد کربن و
یا تغییر درصد عناصر آلیاژی و یا تغییر نوع عملیات حرارتی حاصل می شود. گستره وسیع خواص
متنوع فولادها ناشی از نوع، مقدار، اندازه و توزیع فازهای مختلف است.
استاندارد فلزات یکتوافق نامه در سطح صنعتی برای تعریف فلزات می باشد. در این تعریف اطلاعات
زیادی در مورد ترکیب شیمیایی، فرآیند تولید، عملیات حرارتی و دیگر اطلاعات مربوط به فلز آورده می
شود. استاندارد معمولاً تلاشمی کند تا تمام ویژگی های مختلف یکفلز را در یککد ساده شامل عدد
و حرف مشخصنماید. مهمترین کاربرد این استاندارد ها تبادل اطلاعات است. مهندسین، نقشه کش
ها، عوامل خرید و تامین کنندگان، همگی با یکزبان از فولاد، آلومینیوم، مسو ... صحبت می کنند و از
یکسان بودن محصولات اطمینان دارند.
همانطور که زبان های مختلفی برای صحبت وجود دارد، استاندارد های مختلفی نیز در سراسر دنیا
موجود است. استاندارد های بین المللی فلزات عبارتند از:
ASTM, AISI, SAE, UNS : - آمریکا
C.S.A - کانادا
DIN - آلمان
AFNOR - فرانسه
BS - انگلیس
UNI - ایتالیا
JIS - ژاپن

 در اینجا تعدادی از این استاندارد ها معرفی و سپس ارتباط بین این استانداردها بررسی می شود.
همچنین دسته بندی های گوناگونی بر اساس سیستم های مختلف برای فولادها موجود است که در اینجا
به مواردی از این تقسیم بندی ها اشاره می کنیم، این دسته بندی ها ممکن است بر اساس موارد زیر
باشد:
- ترکیب شیمیایی، مانند فولادهای کربنی، کم آلیاژ یا زنگ نزن
- روشتولید مانند فولادسازی با اکسیژن، زیمنسمارتین، روشکوره الکتریکی
- روش پرداخت مانند نورد گرم یا نورد سرد
- شکل محصول مانند میل گرد، ورق، نوار، لوله یا فرم ساختمانی
- عملیات اکسیژن زدائی مانند فولاد آرام، نیمه آرام، سرپوشی یا نا آرام
- ساختار میکروسکوپی مانند فولاد فریتی، پرلیتی، مارتنزیتی و ...
مشخص شده است ASTM - سطح استحکام مورد نیاز که در استاندارد
- عملیات حرارتی مانند آنیلینگ، کوئنچینگ، تمپرینگو فرآیندهای ترمو مکانیکی
- کیفیت مورد نظر مانند کیفیت فورج و یا کیفیت اقتصادی
-1 دسته بندی کلاسیکفولادهای ساده کربنی
فولادها آلیاژ های آهن کربن هستند که تا 2% وزنی کربن دارند، آلیاژهایی که بیش از این کربن دارند به
عنوان چدن شناخته
1 درصد و / می شوند. در فولادهای کربنی معمولاً مقدار کربن بیشتر از 1درصد، مقدار منگنز بیشتر از 65
0 درصد نیست. عناصر آلیاژی دیگر معمولاً مقادیر قابل توجهی / مقدار مس و سیلیکون بیشتر از 6
نیستند. خواص و قابلیت جوش پذیری این فولادها بستگی به مقدار کربن آنها دارد، عناصر دیگر دارای
تاثیر محدود هستند.
فولادهای کربنی بصورت کلاسه بندی شده بر اساسمقوله اکسیژن، به صورت زیر طبقه بندی می شوند:
١- فولادهای ناآرام: یکنوع فولاد کم کربن اکسیژن زدایی نشده است.
٢- فولاد ریختگی شبیه فولاد نیمه آرام
0/ ٣- فولاد نیمه آرام: به این فولاد اکسیژن زداهایی از قبیل سیلیسیم به میزان کم در حدود 1
درصد اضافه می شود.
۴- فولاد آرام: فولادی که اکسیژن آن به طور کامل توسط منگنز و سیلیسیم و یا آلومینیوم قبل از
ریختن، زدوده شود. عملیات اکسیژن زدایی و پروسه های ساخت فولاد بر روی مشخصات و
خواصفولاد تاثیر می گذارد.
تغییرات اکسیژن زدایی و پروسه های ساخت فولاد بر روی خواص فولاد تاثیر می گذارد. تغییرات
مقدار کربن بیشترین تاثیر را بر روی خواص مکانیکی دارد. با افزایش مقدار کربن، سختی و
استحکام فولاد افزایشمی یابد.
فولادهای ساده کربنی به چهار دسته تقسیم بندی می شوند که عبارتند از :
0 درصد کربن / با حداکثر 15 ،Low Carbon Steel ، ١- فولادهای کم کربن
0 درصد کربن /15-0/ با 30 ،Mild Steel ،( ٢- فولادهای با کربن جزئی (معمولی
0 درصد کربن /30-0/ با 50 ،Medium carbon steel ، ٣- فولادهای با کربن متوسط
0 درصد کربن /50- با 1 ،High carbon steel ،( ۴- فولادهای با کربن بالا (پرکربن
١- فولادهای کم کربن:
0% می باشد، در صنعتگاهی به فولادهای کششی نیز معروف می / درصد کربن این فولادها حداکثر 15
باشند، به علت اینکه تغییر طول نسبی بالایی دارند اکثراً به صورت ورقه های نازک تلوید می شوند و
گاهی هم به صورت سیم و یا مفتول به کار می روند، همچنین این فولادها از خواصمغناطیسی بالا و از
قابلیت جوشکاری خوبی برخوردار بوده و مشکل خاصی در جوشکاری ندارند. درمواردی که قطعات
تحت عملیات سختی سطحی قرار می گیرند کاربرد خوبی دارند. هر فلزی که جوشپذیری بهتری
و فلز پایه یکسان HAZ داشته باشد و به سادگی بتوان با آن به جوشی که خواصفلز جوش، منطقه
دست یافت، جوشکاری آن آسانتر است. اگر فلزی جوشپذیری خوبی داشته باشد، با کمترین دانش
فنی، می توان آن را به خوبی جوشداد.
در فولادها معمولاً جوشپذیری را با کربن معادل ارتباط می دهند، اکثراً هر چه کربن معادل بالاتر باشد
جوشپذیری کمتر می شود، چرا که هر چه کربن معادل بیشتر باشد، سختی پذیری بیشتر می شود.
بنابراین احتمال ایجاد فاز مارتنزیت و ایجاد تردی در فولادها بیشتر می شود، بنابراین جوشپذیری
0% کربن که به عنوان فولادهای کم / کاهشمی یابد. به عبارت دیگر اتصال این فولادها با کمتر از 15
کربن شناخته می شوند، با روشهای جوشکاری و لحیم کاری به سهولت انجام می شود.
0% کربن وقتی با سرعت بالا سرد / این فولادها دارای سختی پذیری پایینی هستند.

+ نوشته شده در پنجشنبه ۱۴ اردیبهشت ۱۳۹۱ ساعت 19:1 توسط ahmadali safaei  | نظرات

مقدمه   کلید فولاد
فولاد طلایه دار تحولات قرن بیستم بوده است اما، نباید چنین پنداشت که عصر فولاد به پایان رسیده است. نود درصد تولید جهانی فلزات به فولاد اختصاص دارد و ویژگی منحصر به فردش درترکیب مشخصاتی مانند استحکام، چکش خواری، چقرمگی و قیمت ارزان، آن را بی جایگزین ساخته است. تولید جهانی 1344 میلیون تن (در سال 2007 ) دلیلی است بر این مدعا. با توجه به رو به رشد بودن صنایع کشور و افزایش ساخت و سازها در صنایع مختلف، امروزه شناخت و استفاده صحیح از استانداردهای مختلف فولادها به یک نیاز عمومی تبدیل شده است. ناگفته پیداست که تقریبا تمامی فعالان حوزه صنعت، گاهی نیاز دارند تا درباره نحوه مقایسه
فولادها در استانداردهای مختلف، کاربردهای انواع مختلف آن و خواص شیمیایی، مکانیکی و فیزیکی فولادها اطلاعاتی داشته باشند. برای پاسخگویی به این نیازها از دیرباز کتاب "کلید فولاد" در صنعت ما جایگاه ویژه ای داشته است و از این روی به مرجعی پر کاربرد برای صنعتگران و مهندسان تبدیل شده است. در این نوشتار با فراهم نمودن اطلاعات پایه سعی گردیده است تا شناخت و استفاده بهتر از قواعد و چارچوبهای تعیین شده کتاب "کلید فولاد"، امکان پذیر گردد. مخاطبین این نوشتار دانشجویان، مهندسان، کارشناسان و تمامی افرادی هستند که به نحوی با محصولات مختلف فولادی سر و کار دارند و نیاز دارند تا درباره "کلید
فولاد" اطلاعاتی داشته باشند.
آشنایی با فصل های "کلید فولاد"
یک روش برای کسب اطلاعات جامع در رابطه با فولادها استفاده از نرم افزار و یا کتاب "کلید فولاد" می باشد .کتاب "کلید فولاد"مشتمل بر 19 فصل است که عبارتند از:
فصل 1- فولادهای سازه ای، فولادهای سخت شونده سطحی(کربوره-سمانته)، فولادهای نیتروره و فولادهای خوش تراش(اتومات).
فصل 2- فولادهای عملیات حرارتی پذیر (بهسازی)، فولادهای یاتاقان های چرخشی و غلتشی(بلبرینگ).
فصل 3- فولادهای فنر، فولادهای سخت گردانی سطحی و فولادهای اکستروژن سرد.
فصل 4- فولادهای چقرمه سرد (مقاوم در دمای زیر صفر)، فولادهای مخازن هیدروژناسیون تحت فشار و فولادهای سازه ای نسوز.
فصل 5- فولادهای دانه ریز، فولادهای سازه ای دانه ریز مقاوم در هوا، فولادهای دانه ریز برای پرسکاری سرد.
فصل 6- فولادهای سازه ای و ساختمانی (کشورهای غیرآلمانی)، مقایسه استانداردها.
فصل 7- فولادهای ابزار کربنی (غیرآلیاژی)، فولادهای تندبر.
فصل 8- فولادهای ابزاری سرد کار.
فصل 9- فولادهای ابزاری گرم کار.
فصل 10 - فولادهای ابزار (کشورهای غیرآلمانی)، مقایسه استانداردها.
فصل 11 - فولادهای شیرآلات (سوپاپ)، آلیاژها و فولادهای مقاوم به دمای بالا.
فصل 12 - فولاد های نگیر (غیر مغناطیسی)، فولاد نسوز، آلیاژهای المنتهای برقی.
فصل 13 - فولاد های زنگ نزن.
فصل 14 - فولاد های ریختگی زنگ نزن، فولاد های ریختگی نسوز.
فصل 15 - مواد پر کننده (مصرفی) جوشکاری.

فصل 16 - فولادهای زنگ نزن و نسوز (کشورهای غیرآلمانی)، مقایسه استانداردها.
فصل 17 - لیست شماره مواد وتامین کنندگان آلمانی.
فصل 18 - تامین کنندگان آلمانی،کدها و نشانی ها.
فصل 19 - تامین کنندگان غیرآلمانی، کدها ونشانی ها.
.
همانطور که ملاحظه می شود 16 فصل کتاب "کلید فولاد" بر اساس کاربرد فولادها تقسیم بندی شده است. در این میان،
فصلهای 6 و 10 و 16 دربرگیرنده اطلاعات فولادهای غیرآلمانی و سایر فصول دربرگیرنده اطلاعات فولادهای آلمانی هستند. گروه
بندی فولادهای غیرآلمانی در فصول 6 و 10 و 16 به ترتیب شبیه به گروه بندی فولادهای آلمانی در فصول 1 تا 7 ،5 تا 9، و 11 تا
،EN یا DIN 15 می باشد. داده های فولادهای آلمانی ارائه شده در این فصول شامل شماره مواد، نام فولاد بر اساس استاندارد
ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی-حرارتی-فیزیکی و کاربردهای فولاد می باشد. با توجه به اهمیت شماره مواد لازم است اندکی در
مورد آن بدانیم. این شماره همانند شماره/کد ملی برای افراد است یعنی با دانستن آن سایر اطلاعات قابل بازیابی است. می توان
پیدا کرد که خلاصه ای از آن در صفحات 6 و 7 کتاب کلید EN 10027- روش انتخاب شماره مواد را برای فولادها در استاندارد 2
فولاد نیز آمده است. با این روش هر فولاد با عدد 1 آغاز شده که پس از آن یک ممیز و بدنبال آن 4 عدد دیگر می آید مثلا فولاد
زنگ نزن 316 با این سیستم با شماره مواد 1.4401 معرفی می شود. برای آسانتر شدن یادگیری چند مورد زیر که به تجربه بدست
آمده است بیان می گردد:
و St 52-3N اگر عدد اول پس از ممیز صفر باشد، فولاد از نوع سازه ای است مثلا 1.0570 و 1.0038 که به ترتیب معرف
است. ASTM A 516 Gr. هستند و 1.0473 که شماره مواد برای 70 RSt 37-2
Ck اگر عدد اول پس از ممیز یک باشد، فولاد از نوع ساده کربنی است مانند 1.1191 برای 45
SPK اگر عدد اول پس از ممیز دو باشد، فولاد ابزار است مانند 1.2080 برای
اگر عدد اول پس از ممیز سه باشد، فولاد بلبرینگ و تندبر است مانند 1.3505
اگر عدد اول پس از ممیز چهار باشد، فولاد زنگ نزن است مانند 1.4841 برای معرفی فولاد زنگ نزن 310
یا 1.6582 برای 4340 Mo اگر عدد اول پس از ممیز چهار تا هشت باشد، فولاد کم آلیاژ است مانند 1.7225 برای 40
گفتنی است که شماره مواد مختصفولادها نیست بلکه برای تمام فلزات است مثلا آلومینیوم و آلیاژهای آن با عدد 3 آغاز می شوند
بطوری که سیستم آمریکایی نامگذاری آلومینیوم 3003 با شماره مواد 3.0517 نشان داده می شود. ( برای کسب اطلاعات بیشتر
مراجعه کنید) DIN 17007- به استاندارد 4
17 دربرگیرنده اطلاعات فولادهای آلمانی است و بر اساس شماره مواد مرتب a تقسیم می شود. بخش b و a فصل 17 به دو بخش
ترکیب شیمیایی، ،EN یا DIN شده است. داده های فولاد های این بخش شامل شماره مواد، نام فولاد بر اساس استاندارد
مربوطه و شماره گروهی(فصلی) که سایر اطلاعات فولاد در آن ارائه شده است، می باشد. EN یا DIN استاندارد
17 ، کد اختصاری شرکتهای آلمانی تولید کننده هر فولاد آلمانی در مقابل شماره مواد آن فولاد ارائه شده است. روشن b در بخش
است که اطلاعات این بخش نیز باید بر اساس شماره مواد فولادها مرتب شده باشد تا دسترسی به کد اختصاری شرکتهای تولید
کننده هر فولاد به راحتی امکان پذیر گردد.
در اینجا لازم است که در مورد کد اختصاری شرکتهای تولیدکننده فولاد توضیحاتی داده شود. هر شرکت تولید کننده فولاد در دنیا،
یک کد اختصاری دارد که ترکیبی است از یک یا دو حرف لاتین و یک عدد سه رقمی که توسط یک خط تیره از هم جدا می شوند.
SE برای شرکتهای آلمانی و D حروف در سمت چپ خط تیره قرار دارند و نشان دهنده ملیت شرکت تولید کننده می باشد. مثلا
یک تولید کننده آلمانی است. عددی که در سمت راست خط D- برای تولیدکنندگان سوئدی به کار می رود. بنابراین شرکت 005
تیره قرار گرفته است برای تفکیک شرکتهای موجود در یک کشور به کار می روند و در واقع این عدد کد داخلی شرکت در کشور

خود می باشد. لیستی از کدگذاری تولیدکنندگان فولاد دنیا در نخستین صفحات فصل 19 آمده است. برای دستیابی به سایر اطلاعات
شرکتهای تولیدکننده آلمانی می توان از چند صفحه ابتدایی فصل 18 استفاده کرد.
فصل 18 شامل سه بخش می باشد. بخش نخست به معرفی مشخصات کامل شرکتهای تولید کننده فولاد در آلمان می پردازد. این
مشخصات عبارتند از کد شرکت، نام، نشانی، کدپستی، شماره تلفن، نمابر و تلکس و نیز وبسایت و ایمیل. بخش دوم به بررسی شکل
و شرایط محصولات تولیدی توسط هر یک از شرکتهای تولید کننده آلمانی می پردازد. بخش سوم این فصل که حجم عمده آن را
تشکیل می دهد لیستی است از نامگذاری فولادهای آلمانی که در مقابل نام هر فولاد، شماره مواد، گروه (فصل) و کد عمده ترین
تولید کننده فولاد ارائه شده است. این لیست بر اساس اعداد و حروف الفبای نامگذاری فولادها مرتب شده است. بنابراین با داشتن
نامگذاری یک فولاد آلمانی، می توان به سایر مشخصات آن دست یافت. منظور از نامگذاری در اینجا می تواند هر یک از دو مورد
شماره مواد یا نامگذاری  فولاد باشد.
فصل 19 نیز به سه بخش تقسیم می گردد. بخش نخست آن به معرفی مشخصات شرکتهای غیر آلمانی تولید کننده فولاد می
پردازد. اطلاعات این بخش بر اساس کد اختصاری شرکتها مرتب شده است. بخش دوم که حجم عمده آن را تشکیل می دهد لیستی
از نامگذاری فولادهای کشورهای خارجی است. این لیست بر اساس حروف الفبای نامگذاری فولادها مرتب شده است. در مقابل نام
هر فولاد، صفحه و شماره ردیف فولاد و همچنین نام کشور تولید کننده و کد عمده ترین شرکت تولیدکننده آن نیز درج شده است.
منظور از نامگذاری فولاد در اینجا، انواع نامگذاری ها در استانداردهای مختلف غیر آلمانی است. بخش پایانی این فصل در واقع
فهرست مطالب کتاب کلید فولاد است.
چگونگی دستیابی به اطلاعات کتاب "کلید فولاد"
بر اساس آنچه تا کنون گفته شد، روشهای دستیابی به اطلاعات کتاب کلید فولاد را می توان به 8 مورد زیر تقسیم بندی نمود:
-1 تعیین مشخصات فولادهای آلمانی بر اساس شماره استاندارد
17 مراجعه کنیم. از آنجایی که در این فصل اطلاعات فولادها بر اساس شماره مواد مرتب شده است، a به این منظور باید به فصل
تعریف کننده فولاد و EN یا DIN فولاد مورد نظر را می توان به راحتی پیدا کرد. اطلاعاتی مانند علامت مشخصه، استاندارد
ترکیب شیمیایی مستقیما بدست می آیند. اما اطلاعاتی مانند کاربردها، خواصفیزیکی، مکانیکی و حرارتی در این بخش ارائه نشده
اند و امکان دسترسی مستقیم به آنها وجود ندارد بلکه باید از شماره گروه فولاد که در ستون آخر آمده است، برای دستیابی به
اطلاعات مورد نظر کمک گرفت. شماره گروه فولاد در واقع شماره فصلی است که اطلاعات اختصاصی فولاد در آن قرار دارد.
٤
تعریف کننده فولاد که EN یا DIN چنانچه اطلاعات بدست آمده از فصول مختلف این کتاب کافی نباشد، باید به استانداردهای
با شماره مواد St 37- 17 نوشته شده است، مراجعه نمود. به عنوان مثال در مورد فولاد 2 a شماره آن در ستون سوم اطلاعات فصل
ارجاع داده شده است. استاندارد تعریف کننده فولاد، اطلاعاتی در مورد کیفیت فولاد، EN 1.0037 به استاندارد اروپایی 10025
شکل محصول، رواداریها (تلرانس) و ویژگی های آن در وضعیتهای مختلف ارائه می دهد. همچنین راجع به چگونگی کنترل کیفیت،
نحوه سفارش و ... اطلاعات کاربردی را بدست می دهد.
-2 تعیین مشخصات فولاد ها بر اساس نامگذاری
به این منظور از دو بخش 18 و 19 استفاده می شود. اگر فولاد مورد نظر آلمانی باشد باید به فصل 18 و در غیر اینصورت به فصل
19 مراجعه کنیم.
همانگونه که پیشتر گفته شد بخش سوم فصل 18 که حجم بیشتر این فصل را به خود اختصاصداده است، لیستی است از نامگذاری
فولادهای آلمانی که این لیست بر مبنای اعداد و حروف الفبای نامگذاری فولادها مرتب شده است. پسبا در دست داشتن نام فولاد
به راحتی می توان به شماره مواد، گروه و کد عمده ترین تولید کننده فولاد دست پیدا کرد. با بدست آوردن شماره مواد فولاد، به
17 مراجعه کرده و مطابق آنچه که در روش اول گفته شد، سایر مشخصات فولاد را پیدا می کنیم. همچنین برای دستیابی به a فصل
17 ارائه شده a اطلاعات اختصاصی فولاد از شماره گروه آن بهره می گیریم. شماره گروه فولاد هم در فصل 18 و هم در فصل
است.
زمانی که نامگذاری فولاد غیرآلمانی است باید به بخش دوم فصل 19 مراجعه کنیم. در این بخش فولادها بر اساس اعداد و حروف
الفبایی نامگذاریشان مرتب شده اند و در مقابل نام هر فولاد، شماره صفحه، شماره ردیف، نام کشور تولید کننده و همچنین کد
اختصاری عمده ترین تولید کننده آن ارائه شده است بنابراین با در دست داشتن نام فولاد در استاندارد یک کشور خارجی می توان با
استفاده از شماره صفحه و شماره ردیف ( که برای هر یک از فولادهای خارجی تعریف شده در فصول 6 و 10 و 16 ارائه شده است)
به اطلاعات فولاد مورد نظر دست یافت.
-3 تعیین مشخصات فولادها بر اساس کاربرد
چنانچه بخواهیم فولادی را بر اساس کاربردهای در نظر گرفته شده برای آن انتخاب کنیم، ابتدا باید با استفاده از فهرست فصول
کتاب، گروه (فصل) فولاد مورد نظر را بیابیم. سپسبا مراجعه به قسمت مربوط به کاربردهای فولادهای معرفی شده در آن فصل، شماره استاندارد فولاد مورد نظر خود را استخراج کنیم. با بدست آوردن شماره استاندارد فولاد می توانیم به سایر مشخصات فولاد
دست یابیم. یادآوری این نکته لازم است که فصول کتاب کلید فولاد با استفاده از رنگ از هم متمایز می شوند. فصول 1 تا 6 قرمز رنگ هستند و فولادهایی که ویژگی اصلی 2 آنها استحکام، تافنس و ازدیاد طول نسبی است ( یعنی خواصمکانیکی منهای سختی) در این فصول قرار دارند (کاربردهایی همانند زنجیر، شفت، مخازن تحت فشار و ...). فصول 7 تا 10 سبز رنگ هستند که ویژگی
اصلی فولادهای این فصل ها سختی است و همانطور که پیشتر گفته شد فولادهای ابزار را پوششمی دهند و به دلیل میزان کربن زیاد، جوش پذیری ندارند. فصل های 11 و 12 با رنگ قهوه ای نشان داده شده اند که برای فولادهای این دو فصل خواص مکانیکی اهمیت چندانی ندارد و آنچه مهم است خواصفیزیکی نظیر ضریب انبساط حرارتی، نفوذپذیری مغناطیسی و ... است. رنگ آبی برای فصل های 13 تا 16 به کار رفته است که برای فولادهای این فصول ترکیب شیمیایی معیار اصلی است. از این روی تمام فولادهای مقاوم به خوردگی در این دو فصل جای می گیرند. روشن است که بدین ترتیب تمامی فولادهای زنگ نزن در کلید فولاد
با رنگ آبی مشخصمی شوند. رنگ سیاه مشخصه فصول 17 تا 19 است که به اطلاعات جدولی جهت مقایسه می پردازند. این اطلاعات پایه نرم افزار کلید فولاد بوده است.
-4 تعیین مشخصات فولادها بر اساس ترکیب شیمیایی
تعیین مشخصات فولادها بر اساس ترکیب شیمیایی به دو صورت امکان پذیر است:
٥
اگر بتوان گروه آلیاژی فولاد را بر اساس ترکیب شیمیایی آن تعیین نمود، با مراجعه به گروه مربوطه و جستجو در آنالیز شیمیایی §
فولادهای آن گروه می توان نزدیکترین آلیاژ به آلیاژ مورد نظر را یافته و سایر مشخصات آن را با توجه به شماره مواد آن بدست
آورد.
اگر بتوان محدوده شماره مواد یا نامگذاری فولاد را بر اساس ترکیب شیمیایی آن تعیین کرد، می نوان با استفاده از فصول §
17 یا 18 به سایر مشخصات فولاد دست یافت. a
-5 تعیین کد اختصاری شرکتهای تولید کننده یک فولاد
17 کد a چنانچه فولاد مورد نظر در کشور آلمان تولید شده باشد، می توان با در دست داشتن شماره مواد آن، با مراجعه به فصل
اختصاری شرکتهای تولید کننده آن را بدست آورد. اگر به جای شماره مواد فولاد، علامت مشخصه آن را داشته باشیم می توانیم به
بخش سوم فصل 18 مراجعه کنیم. در این بخش در مقابل نام هر فولاد، شماره مواد، شماره گروه و کد اختصاری عمده ترین تولید
کننده فولاد مورد نظر مستقیما بدست آمده و برای یافتن کد سایر شرکتهای تولیدکننده آن می توان از شماره مواد فولاد بهره جست.
اگر فولاد مورد نظر در کشوری غیر از آلمان تولید شده باشد، فقط امکان دسترسی به کد اختصاری عمده ترین تولیدکننده آن وجود
دارد که باید به بخش دوم فصل 19 مراجعه شود. در این بخش در مقابل نام هر فولاد، شماره صفحه، شماره ردیف، نام کشور تولید
کننده و کد اختصاری عمده ترین تولید کننده آن ارائه گردیده است. ولی در هیچ یک از فصول کتاب، کد اختصاری سایر
تولیدکنندگان فولاد مورد نظر نیامده است در نتیجه باید به آنچه در فصل 19 آمده است، بسنده کنیم.
-6 تعیین نام، نشانی و سایر مشخصات شرکتهای تولید کننده
18 ،17 و 19 برای هر یک از فولادها، فقط کد اختصاری تولید کننده یا تولیدکنندگان فولاد ارائه b همانگونه که بیان شد در فصول
شده اند. گاهی لازم است درباره این تولیدکنندگان داده های بیشتری بدست بیاوریم. این اطلاعات را می توان از فصول 18 و 19
بدست آورد. بخش اول فصل 18 همانطور که پیشتر بیان شد، مربوط به مشخصات کامل شرکتهای تولید کننده آلمانی می شود و
بخش اول فصل 19 مربوط به مشخصات کامل شرکتهای تولیدکننده خارجی می شود بنابراین با دردست داشتن کد شرکت موردنظر
می توان به این فصول مراجعه کرده و سایر مشخصات آن شرکت را بدست آورد.
-7 تعیین شکل محصولات فولادی و روش تولید آنها در شرکتهای آلمانی
در بخش دوم فصل 18 ، لیستی ارائه شده است که با توجه به شکل محصول و روش تولید آن به بررسی تولید یا عدم تولید انواع
مختلف فولادها توسط شرکتهای آلمانی می پردازد. این لیست بر اساس کد اختصاری شرکتهای تولیدکننده مرتب شده است. بنابراین
17 یا 18 بدست می آید) و با توجه به نوع فولاد، شکل محصول و b با در دست داشتن کد اختصاری تولید کننده فولاد ( که از فصول
روش تولید آن، می توان تعیین کرد که آیا محصول موردنظر توسط این شرکت تولید می شود یا نه.
-8 تعیین فولاد معادل در استانداردهای کشورهای مختلف
٦
در صفحات پایانی سه فصل 6 و 10 و 16 لیستی از فولادهای معادل در استانداردهای چند کشور صنعتی ارائه شده است. این لیست،
بر اساس شماره مواد مرتب گردیده است. با استفاده از این لیست می توان به برخی از فولادهای معادل در استانداردهای کشورهای
مختلف دست یافت.

یاد یادآور عباس علمدار بخیر

بیاد یاد آور محرم , عاشورا

باز باران 

بارش غم بارش شمشیر ماتم 

  باز هم ماه محرم

سم اسبان                  گرمی صحرای سوزان                         غرش شمر ستمگر

آتشی بر خیمه انداخت

من سپهدار امیرم          او خدای این زمین است   

 رهبری والاترین است                       

      او امیر المومنین است           

        حکم بیعت باشد امروز

ظلم و بیداد و منیت آسمان را تیره تر کرد

    بارش چندین ستاره چشم ها را خیره تر کرد

هیچ کس باور نمیکرد    آفتابی سر بریدند

حنجر خورشید را با       خنجر جهلی دریدند

   زینبی با صد ترانه     

   با سرودی جاودانه

بر سر بیداد ها تاخت او زبانی چون پدر داشت  

   در دلش داغ پسر داشت

او ز پشت تلی از خاک  

  دید یاسش سر بریدند 

 در میان بهت و ماتم     گردن اکبردریدند...

باز باران

بارش غم

 باز هم ماه محرم...

آئین چراغ خاموشی نیست

عاشقان

محرم  

اوج هنرمندی 

و نهایت اخلاص

روش های تولید فولاد

 

معرفی فرآیند احیای مستقیم در تولید فولاد

فرآیند احیای مستقیم در طی چند دهه اخیر، یکی از فرایندهای بسیار مهم در جهت تولید آهن آلات به شمار می رود. تقریبا 75 درصد از کل آهن اسفنجی تولیدی در جهان با دو روش میدرکس و اچ وای ال تولید می شود. امروزه بیشتر تولید فولاد در دنیا اختصاص به دو روش کوره بلند- کنورتور و احیای مستقیم – ذوب الکتریکی دارد که روش دوم به طور قابل توجهی در حال توسعه و پیشرفت می باشد. فرایند تولید فولاد بر پایه احیای مستقیم – ذوب الکتریکی شامل دو مرحله تولید آهن اسفنجی و سپس تبدیل آن به فولاد در کوره قوس الکتریکی می باشد. در روش احیای مستقیم ، ذرات اکسیدی آهن در تماس با گازهای احیاکننده شامل H₂، CO و CH₄ در دمای 750 تا 900 درجه سانتی گراد احیا شده و به آهن اسفنجی تبدیل می گردند. آهن اسفنجی معمولا دارای بیش از 90 درصد آهن به صورت فلزی می باشد که میل زیادی به ترکیب شدن با اکسیژن دارد.

صنایع مبتنی بر تولید آهن خام و فولاد از جمله صنایع جامع و زیربنایی کشورها هستند. با توجه به مشکلات فرآیندها و روش های سنتی تولید آهن و همچنین در جهت بهینه سازی فرآیندهای صنعتی، در چند دهه اخیر روش های نوین در این صنعت بسیار مورد توجه قرار گرفته است. یکی از این روش ها، فرآیندهای احیای مستقیم است. در فرآیند احیا مستقیم با زغال سنگ در طی یک مجموعه واکنش های شیمیایی ناهمگن جامد -گاز احیا می شود. در طی این واکنش ها، اکسیدهای آهن در طی چند مرحله از هماتیت به مگنتیت ، از مگنتیت به وستیت و در نهایت از وستیت به آهن احیا می شوند.

اگرچه تولید فولاد را می توان به 4000 سال پیش و به عصر آهن مربوط دانست اما دوران مدرن صنعت فولادسازی در سال های پایانی دهه 1850 میلادی آغاز شد و از آن زمان به بعد، فولاد به بخش مهمی از اقتصاد صنعتی جهان تبدیل شده است. امروزه تولید آهن و فولاد، یکی از اساسی ترین پایه های فعالیت های اقتصادی و صنعتی هر کشوری را تشکیل می دهد. تعداد زیادی از صنایع پایه از قبیل حمل و نقل، ساختمان، ساخت ماشین آلات، معدن و دیگر صنایع مرتبط با تولید و انتقال انرژی به صنعت فولاد وابسته هستند. از این رو، بهبود و توسعه این صنعت از اهمیت ویژه ای در زمینه توسعه اقتصادی در کشورها برخوردار است.

 

به منظور تهیه آهن، باید ناخالصی هایی مانند اکسیژن را توسط احیای شیمیایی از سنگ آهن حذف کرد. روش های متفاوتی برای تولید آهن وجود دارد. عمده این تولید توسط فرآیند کوره بلند انجام می شود. در کوره بلند سنگ آهن همراه با کک به عنوان عامل احیا کننده پس از طی فرآیندهایی وارد کوره شده و به صورت آهن مذاب کربن دارد خارج می شود که در نهایت این آهن مذاب در کانورتر به فولاد تبدیل می گردد.

برای سال های متمادی کوره بلند یکی از مهم ترین و کارآمدترین روش ها در زمینه تولید آهن بوده و در حال حاضر نیز بیش از 90 درصد آهن مورد نیاز در جهان را تامین می کند. فرآیند تولید آهن توسط کوره بلند از نظر نرخ تولید؛ بازدهی بالایی دارد اما نیازمند مواد خام با کیفیت است. آهن در کوره بلند توسط احتراق کک تولید می شود و با توجه به کاهش منابع زغال سنگ های کک شو، قیمت کک در حال افزایش است. همچنین مراحل آماده سازی مواد اولیه این فرآیند مانند کلوخه سازی، کک سازی و سینترینگ هزینه بالایی را بر صنعت فولاد تحمیل می کنند.

در نتیجه می توان گفت کوره بلند به دلیل مشکلات اقتصادی و زیست محیطی ناشی از بکارگیری کک و سینترینگ در صنعت فولاد آینده نامشخصی خواهد داشت. بنابراین با توجه به وجود منابع عظیم زغال سنگ کک نشو در جهان، هزینه های بالای مراحل آماده سازی و اهمیت روز افزون مسائل زیست محیطی گرایش به سمت روش های جدید و جایگزین در این زمینه روز به روز بیشتر می شود. یکی از این روش ها، تولید آهن توسط فرآیند احیا مستقیم است. در این گونه فرآیندها، تعدادی از مراحل آماده سازی حذف شده و در نتیجه هزینه ها و آلودگی های مربوط به کل فرآیند به صورت قابل توجهی کاهش می یابد.

فرآیند احیا مستقیم یکی از روش های نوین برای تولید آهن است که در آن بدون استفاده از فرآیند کک سازی و یا حتی در برخی موارد بدون کلوخه سازی؛ آهن تولید می شود. احیای مستقیم اکسیدهای آهن توسط کربن در دهه های اخیر به صورت گسترده ای بررسی شده است. هزینه های سرمایه گذاری، راه اندازی و نگه داری فرآیند احیا مستقیم در مقایسه با سایر روش های موجود بسیار کمتر بوده و می توان از آن در واحدهای کوچک فولادسازی با توجیه اقتصادی مناسب استفاده کرد. همچنین این روش برای بسیاری از کشورهای در حال توسعه که با کمبود منابع زغال سنگ کک شود و با کیفیت روبرو هستند گزینه بسیار مناسبی است.

تقسیم بندی فرآیند احیای مستقیم

در بیش از سه دهه اخیر، فناوری جدیدی به نام فرآیند احیا مستقیم برای احیای سنگ آهن به فلز آهن با استفاده از زغال سنگ کک نشو یا گاز طبیعی طراحی شده و به طور گسترده ای توسعه پیدا کرده است. مسائل اقتصادی و اثرات زیست محیطی زمینه و انگیزه لازم را برای تحقیق و مطالعه پیرامون این فرآیند به وجود آورده اند. فرآیند احیا مستقیم در دماهای پایین تر از دمای نقطه ذوب، اکسیژن موجود در سنگ آهن را حذف می کند و ساختار آن را به صورت متخلخل اسفنجی شکل در می آورد. به همین دلیل این محصول با نام آهن اسفنجی شناخته می شود و معمولا حاوی 92 الی 96 درصد آهن خالص است. از آهن اسفنجی می توان برای مثال به عنوان ماده خام برای تولید فولاد در کوره قوس الکتریکی استفاده کرد.

فرآیند احیا مستقیم براساس نوع احیاکننده مورد استفاده، به طور کلی به دو گروه تقسیم بندی می شود.

فرآیندهای احیا مستقیم بر پایه زغال سنگ که در آن ها از یک احیا کننده کربنی ، معمولا زغال سنگ استفاده می شود.

فرآیندهای احیا مستقیم بر پایه گاز، که در آن ها از احیا کننده گازی استفاده می شود.

انتخاب یکی از دو روش به محل قرارگیری کارخانه تولیدکننده و منابع موجود در دسترس بستگی دارد. در فرآیندهای نوع اول معمولا زغال سنگ کک نشو به عنوان عامل احیاکننده به کار می رود. از جمله فناوری هایی که از این روش برای احیا استفاده می کنند می توان به فرآیندهایی بر پایه کوره دوار مانند SL/RN و فرآیندهایی بر پایه کوره بستر دوار نظیر فستمت اشاره کرد. عدم نیاز به استفاده از زغال سنگ کک شو و با کیفیت، هزینه های پایین راه اندازی و نگهداری، دمای پایین عملکرد نسبت به کوره بلند و صرفه جویی در انرژی از جمله مزیت های این روش ها هستند. در فرآیندهای نوع دوم، معمولا از گاز طبیعی برای جداسازی اکسیژن از اکسیدهای آهن استفاده می شود.

این فرآیندها در مناطقی که منابع گاز طبیعی با قیمت مناسبی وجود دارد نسبت به فرآیندهای بر پایه زغال سنگ ترجیح داده می شوند. همچنین آلودگی ناشی از آن ها کمتر است. از جمله روش های رایجی که در آن ها از احیاکننده گازی استفاده می شود می توان به فرآیندهای میدرکس و اچ وای ال اشاره کرد. جدول زیر تعدادی از کشورهایی که بیشترین میزان تولید آهن را براساس روش های احیا مستقیم داشته اند نشان می دهد.

امروزه بیش از 8 درصد آهن مورد نیاز در جهان از طریق فرآیند احیای مستقیم به کمک زغال سنگ به دست می آید. با این حال تحقیق و بررسی در این زمینه جهت افزایش بازده ، کاهش مصرف انرژی ، بهبود کیفیت محصول و در کل ارتقای فرآیند احیا همچنان به صورت گسترده ای ادامه دارد.

یکی از پر طرف دارترین روش های احیای مستقیم که در شرکت فولاد مبارکه اصفهان نیز استفاده می شود، روش میدرکس است. مواد اولیه مورد استفاده در این روش، عموما گندله اکسیدی می باشد. با توجه به اینکه مرحله تولید گندله یک مرحله هزینه بر است و از طرفی آلودگی محیط زیست را هم به دنبال دارد، می توان در صورت دسترسی به کلوخه سنگ آهن با ترکیب شیمیایی مناسب (عیار آهن بالای 65 درصد و فسفر و گوگرد حداقل) آن را به تنهایی یا همراه گندله اکسیدی به عنوان شارژ کوره های میدرکس استفاده نمود و در بخشی از عملیات از مرحله گندله سازی صرف نظر کرد.

با توجه به مطالعات انجام شده، کشورهای هندوستان؛ آفریقای جنوبی، برزیل و استرالیا از تولیدکنندگان اصلی و مهم کلوخه سنگ آهن در جهان با مشخصات مناسب برای استفاده در روش میدرکس به شمار می روند. در ایران نیز معادنی با مقدار ذخیره مناسب یافت می شوند که قادرند کلوخه سنگ آهن مورد نیاز شرکت فولاد مبارکه را تامین نمایند.

طی چند دهه گذشته صنعت آهن و فولاد توجه زیادی را به توسعه روش های جدید در احیا مستقیم کانه آهن به منظور تولید فولاد معطوف داشته است. هم اکنون در فولادسازی متداول، این روش ها را فرآیندهای احیا مستقیم (به اختصار DR) و محصول این روش ها را آهن اسفنجی (به اختصار DRI) می نامند. در قرون وسطی ، فرآیندهای فولادسازی شامل احیای کانه های آهن در دماهای زیر نقطه ذوب آهن، همچنین زیر نقطه ذوب ناخالصی های موجود در کانه بود. در این فرآیندها در مرحله احیا، ابتدا اکسیژنی که به صورت ترکیب شیمیایی است، حذف می گردید سپس در یک مرحله حرارت دهی مجدد و کار مکانیکی و فشار دادن، ناخالصی ها جدا می شدند و ذرات آهن مجزا، به همدیگر جوش می خوردند و یک قطعه فلز را به وجود می آوردند.

در سال های بعد با توسعه و بهبود روش هایی مثل کوره بلند و توانایی احیای کانه های آهن در مقادیر زیاد، روش فولادسازی به تدریج تغییر کرد. طی سال های 1900 تا 1978 روش جدیدی از فولادسازی گسترش پیدا کرد. در این روش برخلاف روش های سنتی، فولاسازی با شارژ قراضه در کوره های قوس الکتریکی انجام می شد. بعدا مشاهده شد که در کوره های قوس، با شارژ مستقیم DRI به جای قراضه می توان راندمان تولید را بالا برد و محصول بیشتری به دست آورد. با جایگزینی قراضه توسط DRI، کیفیت فولاد تولیدی نیز بهبود پیدا کرد.

طی سی سال گذشته پیشرفت های زیادی در زمینه تکنولوژی DR صورت گرفته است که نمونه ای از آن کاهش سوخت مورد نیاز می باشد. همچنین تعدادی از کارخانه های DR در نزدیکی معادن پر عیار و منابع سوخت کم قیمت واقع شده اند. تحت این شرایط قیمت DRI تولیدی افت نموده است. به همین خاطر استفاده از DRI اقتصادی شده و مورد توجه قرار گرفته است. در توسعه احیا مستقیم که مورد توجه صنایع امروزی است، بیشتر از صد روش مختلف به وجود آمده است اما فقط امکان استفاده تعدادی از آن ها در صنعت به شکل اقتصادی وجود دارد. بعضی از آن ها برای استفاده از مواد خام یا سوخت های مخصوص طراحی شده اند که از نظر اقتصادی در دسترس نیستند.

هم اکنون بعضی از فرآیندهایی که در شرایطی اقتصادی هستند در حال کار می باشند زیرا آن ها برای مواد خام و سوخت موجود در محل راه اندازیشان مناسب هستند. در ایران هم به واسطه وجود منابع گازی و ذخائر سنگ معدن مناسب، روش های گازی و به خصوص روش میدرکس مورد توجه قرار گرفته است. یکی از متداول ترین شیوه های احیا مستقیم سنگ های آهن با گاز طبیعی در سطح جهان روش میدرکس می باشد. در ایران نیز در مجتمع فولاد اهواز سه مدول و در مجتمع فولاد مبارکه پنج مدول احیا مستقیم به این روش وجود دارد.

در روش میدرکس گندله های پخته تولیدی از سنگ آهن و یا کلوخه سنگ آهن توسط گازهای حاصل از اکسایش جزئی گاز طبیعی، در کوره احیا در حالت جامد و به طور مداوم احیا می گردند. کوره احیا در روش میدرکس به شکل استوانه طراحی شده است. به این منظور مواد اولیه خوراک به بالای کوره منتقل و در محفظه قیف مانندی تخلیه می گردند. در این مخزن در مسیر انتقال خوراک به کوره، گاز خنثی دائما جریان دارد و به این وسیله از نشت گاز احیاکننده سمی و قابل احتراق از کوره به خارج جلوگیری می گردد.

در فرآیند میدرکس مواد خام آهن دار می تواند گندله، نرمه کانه بریکت شده و کلوخه آهن باشد. نوع ماده استفاده شده می تواند روی شرایط انجام کار تاثیر داشته باشد. بعضی از کلوخه ها در حین احیا شکفته و خرد می شوند و نرمه زیادی تولید می کنند که باعث کاهش بازده عملیات شده و بازیافت کل را کم می کند. کارخانه هایی که از 100 درصد گندله مرغوب استفاده می کنند مقدار نرمه تولیدیشان کمتر از 2 درصد است و کارخانه هایی که از کلوخه استفاده می نمایند حدود 15 درصد نرمه تولید می کنند. با این وجود به دلیل وجود بعضی مزیت ها ترجیح داده می شود قسمتی از بار کوره میدرکس کلوخه آهن باشد.