جستجو در تالارهای گفتگو

فرایند فولادسازی به معنای ساده یعنی تصفیه مذاب آهن و اضافه کردن عناصر آلیاژی برای ایجاد خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی مناسب در فولاد یه مجتمع فولادسازی یکپارچه بخش های مختلفی رو داره که واحدهای اصلی رو به این ترتیب می تونیم نام ببریم : 1) واحد تولید مواد اولیه (سینترینگ، گُندله سازی، کک سازی) در این واحدها عملا مواد اولیه برای تزریق به کوره های آهن سازی، آماده سازی و یا تولید می شوند. 2) آهن سازی : روش های مختلفی برای تولید آهن وجود داره که به سه دسته کلی روش سنتی (کوره بلند)، روش احیای مستقیم و روش احیا/ذوب تقسیم می شن. این روش ها چه تفاوتی با هم دارن؟ خیلی ساده تفاوتشون رو می تونیم بر اساس نوع ماده احیا کننده و شکل اونها طبقه بندی کنیم. شارژ اصلی کوره های آهن سازی می دونیم که سنگ آهن هست. سنگ آهن مشابه بسیاری از سنگ های معدنی حاوی اکسیدهای عناصر مختلف هست به طبع سنگ آهن در وهله اول حاوی غلظت بالایی از اکسیدهای آهن با ظرفیت های مختلف هست یعنی هماتیت، مگنتیت و ووستیت به علاوه اکسید عناصر دیگر هم به همراه اکسیدهای آهن وجود دارن این اکسیدها تا غلظت معینی در مرحله آهن سازی باید حذف بشن، به عبارتی تصفیه بشن این تصفیه کردن همون عملیات اکسیداسیون و احیاست در واقع کاری که در کوره های آهن سازی انجام می شه واکنش های احیایی حاصل از گازهای احیا کننده با اکسیدهای موجود در سنگ آهن هست. اگر برگردیم به تقسیم بندی روش های آهن سازی، گفته شد که یکی از مهمترین پارامترهای متغییر در این روش ها، تغییر در ماده احیا کننده است. یعنی در روش کوره بلند از کک برای تولید گاز احیا کننده CO استفاده می شه و در روش احیای مستقیم از گاز طبیعی این موضوع رو تا اینجا داشته باشیم، بریم سراغ بخش فولادسازی 3) فولادسازی: چرا اساسا باید مذاب آهن رو به فولاد تبدیل کنیم؟ مهمترین دلیلش حضور درصد بالایی از کربن تو مذاب آهن هست. با افزایش درصد کربن، چقرمگی فولاد می ره بالا، یعنی انعطاف پذیریش کم می شه این کاهش انعطاف پذیری باعث می شه تا گاهی اوقات حتی فولاد با یک ضربه بشکنه ! پس تو مرحله فولادسازی، درصد کربن در کوره تنظیم می شه، همچنین درصد سایر عناصر در واقع با تزریق کربن و اکسیژن به کوره و واکنش های احیا و اکسیداسیون، درصد این عناصر مطابق با فولاد درخواستی با ترکیب شیمیایی معلوم در هنگام بارریزی تنظیم می شه. تو مرحله بعد آلیاژ سازی فولاد رو داریم 4) متالورژی یا فولادسازی ثانویه کاری که تو این مرحله انجام می شه اضافه کردن یه سری عناصر آلیاژیه چرا این عناصر رو تو همون مرحله قبل اضافه نمی کنن؟ چون در هنگام تزریق اکسیژن و کربن، این عناصر واکنش می دن و عملا از فاز مذاب فولاد خارج می شن چرا می گن فولادسازی ثانویه ؟ چون یه مرحله فولادسازی پیش از این انجام شده در عمل در این مرحله کاری که انجام می شه، رسوندن فولاد به ترکیب مورد نظر برای گرفتن خواص مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی مورد نظر هست. 5) ریخته گری تو این مرحله مذاب از پاتیل های نگهدارنده در مرحله متالورژی ثانویه، مستقیما قالب ریزی می شن و یا به مرحله ریخته گری پیوسته فرستاده می شن. خب ! این آشنایی خیلی مختصر از جریان فولادسازی بود و به این دلیل بیان شد که فرایند اصلی رو بشناسیم. قطعا توضیحات بیشتر رو در مورد فولادسازی در فاصله همین تاپیک می دم. اما هدف از این تاپیک ترمودینامیک یکی از دروس مشترک بین تمامی رشته هاست و البته یکی از دروس پایه بسیاری از ما می دونیم، آنتالپی و آنتروپی و انرژی آزاد چیه. می دونیم اکتیویته و پتانسیل شیمیایی یعنی چی. می دونیم نمودار ریچاردسون به چه دردی می خوره. محلول ها رو می شناسیم و روابطشون رو می دونیم و بعضا مثل آب خوردن می تونیم انرژی آزاد mix رو حساب کنیم. اما زمانی که ارتباط این موارد مطرحه، بعضا به مشکل می خوریم. هدف از این تاپیک بررسی کاربردی علم ترمودینامیک هست، البته در سطح همون تعاریف و پارامترهایی که می دونیم. این کار رو می تونیم تو زمینه فولادسازی انجام بدیم برای اینکه نتیجه عملی این کار رو داشته باشیم. تمام اطلاعات اولیه شامل واکنش ها و انرژی آزاد، نمودارهای دو فازی و سه فازی و ... در مورد فولاد سازی رو هر جا لازم شد، من میذارم. بعضا در جاهای مورد نیاز مقادیر محاسبه شده توسط نرم افزار FactSage رو هم قرار می دم. در مورد FactSage هم در صورت نیاز توضیحات بیشتر رو می ذارم، اما همگی می دونیم که نرم افزار محاسبات ترمودینامیک هست. سوال رو اینطور مطرح کنیم که : مواد اولیه با ترکیب شیمیایی مشخص و وزن معلوم داریم فولاد ایکس با ترکیب شیمیایی معلوم رو می خوایم برای راحتی کار کوره رو از نوع قوس الکتریکی انتخاب می کنیم و شارژ کوره رو قراضه فولاد. تو پست بعدی در مورد ترکیب شیمیایی دقیق مواد اولیه و فولاد مورد نظر به همراه واکنش ها فولاد سازی توضیح می دم. همچنین یه مختصری از کوره قوس الکتریکی و روش کارش. ممنون می شم اگر شما هم از هر رشته ای که با ترمودینامیک آشنا هستید، در این تاپیک حاضر بشید و اطلاعاتتون رو در اختیار دیگران قرار بدید و کمک کنید به پیشبرد محاسبات