فولاد چيست؟

اصطلاح فولاد یاپولاد برای آلیاژهای آهن که بین ۰/۰۲۵ تا حدود ۲ درصد کربن دارند بکار می‌رود فولادهای آلیاژی غالبا با فلزهای دیگری نیز همراهند. خواص فولاد به درصد کربن موجود در آن، عملیات حرارتی انجام شده بر روی آن و فلزهای آلیاژ دهنده موجود در آن بستگی دارد.

 

**کاربرد انواع مختلف فولاد

 

از فولادی که تا ۰٫۲ درصد کربن دارد، برای ساختن سیم، لوله و ورق فولاد استفاده می‌شود. فولاد متوسط ۰٫۲ تا ۰٫۶ درصد کربن دارد و آن را برای ساختن ریل، دیگ بخار و قطعات ساختمانی بکار می‌برند. فولادی که ۰٫۶ تا ۱٫۵ درصد کربن دارد، سخت است و از آن برای ساختن ابزارآلات، فنر و کارد و چنگال استفاده می‌شود. فولاد، انواع فراوانی دارد. که همه آن موارد در جدول کلید فولاد قابل دسترس می باشد.

 

**ناخالصی‌های آهن و تولید فولاد

 

آهنی که از کوره بلند خارج می‌شود، چدن نامیده می‌شود که دارای مقادیری کربن، گوگرد، فسفر، سیلیسیم، منگنز و ناخالصی‌های دیگر است. سوزاندن ناخالصی‌های چدن و  افزودن مقادیر معین از مواد آلیاژ دهنده به آهن دو هدف عمده در فولاد است.

منگنز، فسفر و سیلیسیم در چدن مذاب توسط هوا یا اکسیژن به اکسید تبدیل می‌شوند و با کمک ذوب مناسبی ترکیب شده، به صورت سرباره خارج می‌شوند. گوگرد به صورت سولفید وارد سرباره می‌شود و کربن هم می‌سوزد و مونوکسید کربن (CO) یا دی‌اکسید کربن (CO۲) در می‌آید. چنانچه ناخالصی اصلی منگنز باشد، یک کمک ذوب اسیدی که معمولاً دی‌اکسید سیلسیم (SiO۲) است، بکار می‌برند:

  (MnO + SiO۲ ----> MnSiO۳(l

و چنانچه ناخالصی اصلی سیلسیم یا فسفر باشد (و معمولاً چنین است)، یک کمک ذوب بازی که معمولاً اکسید منیزیم (MgO) یا اکسید کلسیم (CaO) است، اضافه می‌کنند:

    (MgO + SiO۲ ----> MgSiO۲(l

(۶MgO + P۴O۱۰ ----> ۲Mg۳(PO۴)۲(l

 

**کوره تولید فولاد و جدا کردن ناخالصی‌ها

 

معمولاً جداره داخلی کوره‌ای را که برای تولید فولاد بکار می‌رود، توسط آجرهایی که از ماده کمک ذوب ساخته شده‌اند، می‌پوشانند. این پوششی مقداری از اکسیدهایی را که باید خارج شوند، به خود جذب می‌کند. برای جدا کردن ناخالصی‌ها، معمولاً از روش کوره باز استفاده می‌کنند. این کوره یک ظرف بشقاب مانند دارد که در آن ۱۰۰ تا ۲۰۰ تن آهن مذاب جای می‌گیرد.

بالای این ظرف، یک سقف مقعر قرار دارد که گرما را روی سطح فلز مذاب منعکس می‌کند. جریان شدیدی از اکسیژن را از روی فلز مذاب عبور می‌دهند تا ناخالصی‌های موجود در آن بسوزند. در این روش ناخالصیها در اثر انتقال گرما در مایع و عمل پخش به سطح مایع می‌آیند و عمل تصفیه چند ساعت طول می‌کشد، البته مقداری از آهن، اکسید می‌شود که آن را جمع‌آوری کرده، به کوره بلند باز می‌گردانند.

 

**روش دیگر جدا کردن ناخالصی‌ها از آهن

 

در روش دیگری که از همین اصول شیمیایی برای جدا کردن ناخالصی‌ها از آهن استفاده می‌شود، آهن مذاب را همراه آهن قراضه وماده کمک ذوب در کوره‌ای بشکه مانند که گنجایش ۳۰۰ تن بار را دارد، می‌ریزند. جریان شدیدی از اکسیژن خالص را با سرعت مافوق صوت بر سطح فلز مذاب هدایت می‌کنند و با کج کردن و چرخاندن بشکه، همواره سطح تازه‌ای از فلز مذاب را در معرض اکسیژن قرار می‌دهند.

اکسایش ناخالصی‌ها بسیار سریع صورت می‌گیرد و وقتی محصولات گازی مانند CO۲ رها می‌شوند، توده مذاب را به هم می‌زنند، بطوری که آهن ته ظرف، رو می‌آید. دمای توده مذاب، بی آنکه از گرمای خارجی استفاده شود، تقریباً به دمای جوش آهن می‌رسد و در چنین دمایی، واکنشها فوق‌العاده سریع بوده، تمامی این فرایند، در مدت یک ساعت یا کمتر کامل می‌شود و معمولاً محصولی یکنواخت و دارای کیفیت خوب بدست می‌آید.

 

**تبدیل آهن به فولاد آلیاژی

 

آهن مذاب تصفیه شده را با افزودن مقدار معین کربن و فلزهای آلیاژ دهنده مثل وانادیم، کروم، تیتانیم، منگنز و نیکل به فولاد تبدیل می‌کنند. فولادهای ویژه ممکن است مولیبدن، تنگستن یا فلزهای دیگر داشته باشند. این نوع فولادها برای مصارف خاصی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در دمای زیاد، آهن و کربن با یکدیگر متحد شده، کاربید آهن (Fe۳C) به نام «'سمنتیت» تشکیل می‌دهند. این واکنش، برگشت‌پذیر و گرماگیر است:   Fe۳C <---- گرما + ۳Fe + C

هرگاه فولادی که دارای سمنتیت است، به کندی سرد شود، تعادل فوق به سمت تشکیل آهن و کربن، جابجا شده، کربن به صورت پولکهای گرافیت جدا می‌شود. این مکانیزم در چدن‌ها که درصد کربن در آنها بیشتر است، اهمیت بیشتری دارد. برعکس، اگر فولاد به سرعت سرد شود، کربن عمدتاً به شکل سمنتیت باقی می‌ماند. تجزیه سمنتیت در دمای معمولی به اندازه‌ای کند است که عملاً انجام نمی‌گیرد. وباسرد کردن سمنتیت فولاد را به وجود می آورند.

 

**شركتهاي توليد فولاد در ايران

 

**فولاد مبارکه

 

شرکت فولاد مبارکه اصفهان بزرگترين مجتمع صنعتي کشور جمهوري اسلامي ايران در 75 کيلومتري جنوب غربي اصفهان در زميني به وسعت 35 کيلومتر مربع ( 17 کيلومتر مربع سالن توليد ) استقرار يافته است که داراي ظرفيت توليد 4 ميليون تن انواع محصولات فولادي تخت گرم و سرد نورديده ، قلع اندود ، گالوانيزه و رنگي از ضخامت 18/0 تا 16 ميليمتر مي باشد . 

آهک پزي، گندله سازي، احياء مستقيم، فولاد سازي، ريخته گري مداوم، پرداخت و خنک سازي شمش، نورد گرم، تکميل نورد گرم، اسيد شوئي، نورد سرد، واحد توليد ورق قلع اندود، واحد توليد ورق گالوانيزه، واحد توليد ورق رنگي و واحد فولادسازي و نورد پيوسته (سبا) خطوط تولید شرکت فولاد مبارکه اصفهان را تشکیل می دهد.

 

**فولاد کاویان

 

شركت فولاد كاويان يكي از صنايع مهم در فولاد كشور به شمار مي‌رود اين شركت در اسفند ماه سال 1354 بمنظور طرح و توسعه شركت نورد و لوله تأسيس شد و مقرر گرديد كه تا سال 1357 به بهره‌برداري برسد اما با توجه به مسائل ناشي از پيروزي انقلاب اسلامي و متعاقب آن 8 سال جنگ تحميلي كه منجر به سه بار بمباران كارخانه توسط هواپيماهاي دشمن گرديد تا اينكه عملاً در سال 1364 با استقرار اولين قطعه مراحل نصب آغاز و در سال 1370 توسط وزير محترم صنايع و معادن وقت رسماً افتتاح و به بهره‌برداري رسيد.

اين كارخانه با مساحت 311862 متر مربع زيربنا در كيلومتر 9 جاده اهواز - خرمشهر قرار گرفته و بر اساس پروانه بهره‌برداري ظرفيت اسمي آن معادل 840 هزار تن ورق به ضخامت 25 ميلي متر است.

شايان ذكر است شركت فولاد كاويان هم اكنون بعنوان يك واحد مستقل بصورت سهامي عام تحت پوشش شركت توسعه سرمايه‌گذاري معادن و فلزات قرار دارد.

محصولات توليدي شركت فولاد كاويان عمدتاً با توجه به استانداردهاي DIN17100 - EN10025 - ASTM A36 - Jis G3106 توليد مي‌گردد.

1- فولادهاي ساختماني  RST52, RST37-2 ...

2- فولادهاي كربني CK35, CK45 ...

3- فولادهاي كم آلياژ با قابليت عمليات حرارتي 

 

**فولاد خوزستان

 

شرکت فولادخوزستان درگستره ای به مساحت 8/3 کيلومترمربع در12 کيلومتری جنوب شرقی شهر اهواز ويکصدکيلومتری شمال بندرامام خمينی ( ره ) دراستان خوزستان ، ازاستانهای جنوبی کشور جمهوری اسلامی ايران ، درهمسايگی کشور عراق و مرتبط با آبهای خليج فارس واقع شده است.

شرکت فولاد خوزستان، نخستين کارخانه فولادسازی کشور به روش احياء مستقيم، و دومين قطب توليد فولاد دربزرگترين کشورفولادساز خاورميانه، جمهوری اسلامی ايران، ميباشد. شرکت فولادخوزستان طراح ومبتکر نخستين کوره احياء مستقيم گندله سنگ آهن بدست متخصصين توانای داخلی و برمبنای روش جهانی ميدرکس ، ونيز سازنده اولين کوره پاتيلی با فن آوری کاملا ايرانی درواحد فولادسازی است.اين کارخانه تا پايان مهرماه 1385 بيش از 23 ميليون تن فولاد توليد داشته که از اين مقدار بالغ برهفت ميليون و پانصد هزارتن آن را به ارزش تقريبی 8/1 ميليارد دلار روانه بازارهای جهانی ساخته است. اين کارخانه که برای توليد يک ميليون و550 هزارتن فولاد درسال طراحی شده است ، طی فازهای اول ودوم توسعه ، تا پايان سال 1389 شمسی ، به توليدی بيش از دو برابر توان اسمی خود يعنی رقم بيسابقه سه ميليون ودويست هزارتن درسال دست خواهد يافت.

شرکت فولاد خوزستان از واحدهای تحت پوشش سازمان توسعه و نوسازی معادن و صنايع معدنی ايران می باشد.اين مجتمع ، که چرخه کامل توليد فولاد را ازسنگ آهن تا شمش فولادخام درمجموعه کارخانجات خود دربردارد ، به روش احياء مستقيم گندله سنگ آهن راتصفيه نموده وبا استفاده از کوره های قوس الکتريکی به توليد فولاد می پردازد.

 

**گروه ملی صنعتی فولاد ایران

 

گروه ملي صنعتي فولاد ايران توليد كننده مقاطع فولادي ، لوله هاي مانسمان (بي درز) و شمش هاي فولادي در يك محدوده به مساحت 250 هكتار در 9 كيلومتري جاده اهواز - خرمشهر واقع گرديده است .

از جمله محصولات این شرکت :

شمش فولاد ( بيلت ) در اندازه هاي 100*100 و 130*130 و 150*150 بر اساس استانداردهاي DIN , ASTM, JIS, GOST

ميلگرد ساده در سايزهاي 32 – 14 ميليمتر

ميلگرد آجدار در سايزهاي 32- 12 ميليمتر

مفتول ساده در سايزهاي 10-5/5 ميليمتر

مفتول آجدار در سايزهاي 12-6 ميليمتر

بر اساس استانداردهاي ISIRI 3132 , ASTM A 615 , BS 4449

تيرآهن IPE , IPN در سايزهاي 120 , 140 , 160 , 180 ميليمتربر اساس استانداردهاي ISIRI 1791 , DIN 1025/5

لوله بدون درز سنگين ، متوسط و سبك از قطر 5/. اينچ تا 5 اينچ مطابق با استانداردهاي ISIRI , DIN , API , ASTM

شبكه فولادي با چشمه 5*5 – 20*20 سانتيمتر و با ابعاد 215*500 تا 275*600

احداث و راه اندازي كارخانه كوثر با ظرفيت 550000 تن در سال كه قادر به توليد انواع ميلگرد ساده و آجدار ، نبشي ، ناوداني و تسمه مي‌باشد ، برگ زريني در دفتر افتخارات گروه ملي صنعتي فولاد ايران است ، كه حاكي از توان بالاي فني و تخصصي موجود در اين مجموعه عظيم ، در مديريت و اجراي طرح هاي توسعه مي باشد.

 

**شرکت گروه صنعتی سپاهان

 

شرکت گروه صنعتی سپاهان در سال 1352 توسط گروهی از صنعتگران مبتکر با بيش از بيست سال تجربه قبلی در زمينه لوله و پروفيل تأسيس و بعنوان يک شرکت معتبر خصوصی با بهره گيری از ثبات مديريت و کادر متعهد و متخصص توانسته است پيشرو تکنيک لوله و پروفيل سازی در ايران باشد.

کارخانجات سپاهان با بيش از ۸۸۰ نفر پرسنل و ظرفيت توليد ساليانه تا 420000 تن و سطح زير بنايی ۵۵000 متر مربع در زميني به وسعت 1132213 متر مربع در نزديکی شهر اصفهان واقع شده است.

گروه صنعتی سپاهان با صدور محصولات متنوع در سطح استانداردهای جهان و قيمت های رقابتی توانسته است در کشورهای اروپا- آفريقا و بويژه منطقه خاورميانه جايگاه و اعتبار تجاری خاصی بدست آورده و گام مؤثری در زمينه صادرات غير نفتی کشور بردارد.

تجهيزات لوله های شبکه نفت و گاز تحت استاندارد API از قطر الی اينچ لوله های تولیدی گروه صنعتی سپاهان، لوله های شوفاژی (سبک) ، لوله های شوفاژی متوسط، لوله های گاز خانگي و تجاری ، لوله های صنعتی دقیقلوله های صنعتی، لوله های ساختمانی، انواع قوطی و پروفیل-پروفيل زهوار -پروفيل چهار چوبی -پروفيل در و پنجره -قوطيهای مستطيل وقوطيهای مربع از جمله محصولات شرکت است.

 

**انواع ورق 

 

شيت (گرم و سرد)-ورق گسترده-ورق كركره اي-کلاف ورق است 

 

**كارخانجات نورد و پروفيل ساوه

 

كارخانجات نورد و پروفيل ساوه در سال 1354 با هدف توليد انواع لوله و پروفيل هاي فولادي با ظرفيت توليدي 50.000 تن در سال تاسيس و بهره برداري گرديد. مديريت اين كارخانه در راستاي استراتژي توسعه بازار و افزايش تنوعات محصولات و نفوذ به بازارهاي صادراتي برنامه ريزي دقيق خود را در جهت سرمايه گذاري با هدف ارتقاء كيفي و كمي محصولات آغاز نموده و هم اكنون حاصل تلاش و برنامه ريزي دقيق مديريت اين شركت دستيابي به ظرفيت 2.000.000  تن در سال انواع مقاطع فولادي در سايزهاي گوناگون مي باشد.

لوله های فولادی گاز شبکه از سايز" 24 ـ "⅜ از ضخامت 2.9 – 20 mm و با طول 6 الي 12 متري، لوله های صنعتی از قطرخارجي 10 – 610 mm و از ضخامت 0.7 – 20 mm، لوله های فولادی گاز خانگی و آبرسانی از سايز "6 ـ "¼ به دو صورت سياه و گالوانيزه و در سه كلاس سبك ، متوسط و سنگين و به روش E.R.W، قوطیهای مربع مستطیل صنعتی و ساختمانی  پروفیلهای فرم دار صنعتی و پروفیلهای درب و پنجره  مقاطع باز  (نبشی و ناودانی) از جمله محصولات این شرکت است.