ناخالصی های همراه قراضه آهن

ناخالصی های همراه قراضه آهن : عناصر مفید و عناصر مضر

عناصر همراه با آهن قراضه

عناصري كه همراه با آهن قراضه وارد فولاد مي شوند ، مي توانند از لحاظ تاثير بر كيفيت فولاد به دو دسته عناصر و مواد مفيد و مواد غيرمفيد و مضر تقسيم كرد .
عناصر غير مفيد
مواد زائد موجود در قراضه عبارتند از مواد يا آلياژهاي نامطلوب در تركيب قراضه . به اين مواد زائد، عناصر ناخواسته نيز مي گويند. عناصر ناخواسته را ميتوان به دو گروه اصلي تقسيم كرد:
• عناصر ناخواسته اي كه قابل جدا كردن از فولاد مذاب نيستند.
• عناصر ناخواسته اي كه ميتوان آنها را درطول روند فولادسازي جدا كرد.

عناصر مفيد
برخي از عناصرآلياژي همراه آهن قراضه مانند كروم ، نيكل ، موليبدن براي توليد فولادهاي آلياژي مفيد هستند. لذا اگر هدف از ذوب قراضه ، توليد فولاد آلياژي حاوي مقداري از عناصر فوق الذكر باشد مي توان كمبود آنها را در شارژ كوره ها از طريق افزايش آنها در قراضه جبران كرد. اما اگر هدف توليد فولاد كم بوده و مقدار اين عناصر نيزدر قراضه زياد باشد. استفاده از اين نوع قراضه ها مطلوب نبوده و بايستي قراضه مناسب از نظر كميت و كيفيت براي شارژ در كوره انتخاب شود. براي مصرف مطلوب آهن قراضه ، شناخت خواص فيزيكي – شيميايي ، دسته بندي براساس تركيب شيميايي و سازماندهي محل انباشت انواع قراضه در انبار قراضه فولادسازي ، لازم است . اندازه گيري تركيب شيميايي آهن قراضه بوسيله آزمايشگاه (يا در صورت موجود بودن ،اسپكترومتر) و ارزيابي مرغوبيت آهن قراضه از وضعيت ظاهري آن توسط متخصصين ممكن مي باشد.
تركيب شيميايي قراضه معمولا بصورت تخمين اوليه و يا توسط عرضه كنندگان قراضه ارائه مي شود مع هذا نمونه برداري و بازرسي صحيح حتي از پرس ها و قراضه هاي فله لازم است . براي كنترل كمي و كيفي قراضه لازم است كه محل انباشت قراضه هاي مختلف بطور دوره اي تغيير يابد زيرا احتمال مي رود كه در اثر انباشت طولاني قراضه زنگ زدگي آن افزايش يابد.
براي تامين مداوم آهن قراضه يك واحد فولادسازي فضاي نسبتا گسترده اي براي انبار كردن لازم است . قراضه مي تواند از داخل و خارج كشور تامين شده كه عامل تعيين كننده ميزان تامين قراضه در درجه اول قيمت آن مي باشد. براي تامين قيمت قراضه با كيفيت خوب ، لازم است كه قراضه عرضه شده قبلا مورد بازديد قرار گيرد و مواد واجسام مطلوب آن شناخته شود به اين ترتيب مي توان از خيلي عوارض نامطلوب بعدي جلوگيري كرد. وظيفه كنترل كنندگان قراضه اين است كه كل محموله را به دقت بازبيني كنند و ببينند كه نوع قراضه ارسالي با نوع قراضه مورد توافق تطبيق مي كند يا خير و ميزان مواد مضره آن در چه سطحي است . كه احتمال كاهش قيمت و يا حتي برگشت ومرجوع نمودن قراضه وجود دارد.

مواد مضر و غيرمطلوب
در قراضه دو گروه مواد نامطلوب وجود دارد :
 موادي كه براساس خصوصيت هاي خود مي توانند براي كوره و پرسنل خطرناك باشند.
 موادي كه دراثر انحلال در فولاد و يا سرباره ، كيفيت فولاد را پائين مي آورند.
موادي كه مي توانند براي كوره و پرسنل خطرناك باشند مانند ظروف توخالي سربسته مثل كپسول هاي آتش نشاني و گاز ، باك بنزين ، مخازن فشار و محور ديفرانسيل اتومبيل ها باشند. محتويات اين ظروف مي توانند در كوره ايجاد انفجار كنند. لذا قراضه بايد فاقد اين محفظه ها باشد و يا اينكه محفظه ها داراي دو حفره براي خروج گاز باشند. همچنين قراضه هاي آغشته به روغن زياد و قير در كوره شعله شديدي ايجاد مي كند. چوب و بتن نيز به علت عدم هدايت الكتريكي واحتمال شكستن الكترودها درصورت قرارگرفتن در زير الكترودها نبايد جزو شارژ فلزي باشند. در شارژ قراضه هاي جنگي نيز بايستي با احتياط كامل عمل نمود.

اپراتور جرثقيل واحد قراضه بايد سعي كند كه از ريخته شدن مواد ممنوع به داخل سبد قراضه جلوگيري كند. از جمله اين مواد ميتوان به موارد زير اشاره كرد:
• سيلندرها و يا لوله هاي بسته.
• ترمز و لنت ترمز.
• فيلترهاي روغن حاوي روغن.
• مواد آزبستي.
• موتورهاي الكتريكي با سيم پيچ مسي.
• مواد قابل انفجار.
اين مواد ميتوانند شرايط بسيار خطرناكي را ايجاد كنند.
علاوه بر اين اپراتورهاي جرثقيل بايد قراضه را از نظر دارا بودن قطعات بزرگ چوبي يا مخلوط سيمان نيز كنترل كنند. در صورتكيه اين مواد بداخل كوره راه پيدا كنند، همانند نارسانا عمل كرده و مشكل ساز خواهند بود. مواد نارسانا در كوره از اصلي ترين عوامل شكست الكترود بشمار مي آيند.

ناخالصی های همراه قراضه آهن

وجود بتن درون قراضه

در تمام فولادسازي هاي مجهز به انبار قراضه و عمليات جداسازي قراضه، حسگرهايي براي تشخيص مواد راديواكتيو وجود دارد. وجود مواد راديواكتيو در محوطه قراضه منجر به هزينه هاي پاكسازي زيادي مي گردد.

ناخالصی های همراه قراضه آهن

باسکول قراضه مجهز به دیتکتورهای تشخیص پرتوهای رادیواکتیو

با بصدا درآمدن زنگ اخطار وجود مواد راديواكتيو، تمام فعاليتهاي مربوط به شارژ سبد و قراضه را بايد متوقفكرد. قبل از شروع مجدد عمليات، ميبايد تمام قراضه هاي موجود در محوطه رابازرسي وكنترل كرد.

تاثير ناخالصي های قراضه در سرباره كوره قوس

برخي عناصر نامطلوب در شارژ جذب سرباره مي شوند.اجسامي كه بلافاصله وارد سرباره مي شوند عبارتند از : ماسه ، مواد غيرفلزي ، سوخته فلزات ، رنگ و لعاب. و چون در فرآيند فولادسازي ، ويژگي سرباره از نظر متالورژيكي مهم است لذا صحيح نيست كه سرباره محل تجمع اجزاي نامطلوب و مضر قراضه باشد. اگر تركيب سرباره توسط مواد همراه قراضه تغيير كند ، لازم است كه به تناسب آن كيفيت سرباره نيز توسط مواد افزودني تنظيم شود. در اين صورت در موارد زير هزينه فولادسازي افزايش مي يابد.
الف : هزينه مواد افزودني لازم مانند آهك
ب : هزينه استهلاك بيشتر نسوز كوره به خاطر خوردگي بيشتر آن مواد از طريق سرباره .
ج : هزينه مصرف بالاتر انرژي .
د : هزينه اضافي به علت بازده و راندمان كمتر شارژ فلزي. زيرا بجاي آهن قراضه موادي در كوره شارژ شده كه با اشغال حجم مفيد كوره توسط سرباره بيشتر ، توليد آهن كمتر مي نمايد.
از جمله عناصر مضري كه بلافاصله به سرباره منتقل نمي شوند اما در روند ذوب و پالايش بايد به سرباره انتقال يابند عبارتند از: فسفر ، گوگرد ، همه فلزات سبك ، كروم و همه فلزاتي كه به عنوان مواد آلياژي غيرضروري در شارژ هستند . انتقال اين مواد به سرباره نيز با هزينه هايي مانند موارد فوق الذكر همراه است. اجسامي كه در كوره به مقدار زياد تبخير مي شوند مانند سرب و روي ، باعث مصرف انرژي بيشتر شده و به نسوز كوره زيان مي رسانند ضمن اينكه با انتقال گاز خروجي باعث آلودگي محيط زيست مي شوند.

عناصر نجيب

موادي كه در فولاد حل شده و از آن جدا نمي شوند مانند مس ، قلع ، نيكل و موليبدن جزء عناصري مي باشند كه نجيب تر از آهن هستند . اين عناصر براحتي با اكسيژن تركيب نشده و از فولاد مذاب خارج نمي شوند. در صورتيكه مقدار هر يك از اين عناصر از حد مجاز تعيين شده براي محصول تجاوز كند، بايستي با افزودن قراضه تميز يا آهن اسفنجي ذوب را رقيق كرد يا پس از تخليه ذوب كوره مقداري از ذوب پاتيل ديگر را به آن افزود و به اين طريق آن را اصلاح نمود. بايد دانست در هر دو حالت هزينه ها بالا رفته و ممكن است تأثير قابل توجهي برروي توليد كوره داشته باشد.

ناخالصی های همراه قراضه آهن

عناصر نجیب

ليست عناصر ناخواسته جداشدني را مي توانيد در جدول مقابل مشاهده كنيد . تمامي اين عناصر با اكسيژن واكنش داده و موادي جامد، مايع يا گازي تشكيل ميدهند كه ميتوانند با سرباره تركيب شده و نهايتاً از كوره خارج شوند. عليرغم اينكه درصد بالايي از اين مواد ميتوانند بر روي عملكرد كوره و نيز هزينه عملياتي تأثير بگذارند ، اما ميتوان مقدار آنها را در مذاب و به هنگام پالايش كنترل كرد.

ناخالصی های همراه قراضه آهن

عناصر کاهش پذیر در قراضه

مس و قلع موجود در آهن قراضه

مس و قلع خواص مكانيكي فولاد را به شدت كاهش مي دهند اين عناصر به دليل غيرقابل تفكيك بودن از فولاد زيان آورند. زيرا در فرآيند توليد و مصرف فولاد به صورت مداري بسته در گردش مي باشند . لذا براي فولادسازان بسيار مهم است كه مقدار درصد اين عناصر را در قراضه بدانند تا به تناسب آنها نسبت عناصرنامطلوب قراضه را با افزودن قراضه تميز و يا آهن اسفنجي به شارژ فلزي ، كاهش دهند.
 در قراضه هاي غيرآلياژي مقدار مس 0.35 درصد و قلع 0.003 درصد می باشد. مقدار ناچیز مس در فولاد قابليت شكل پذيري سرد فولاد مانند كشش عميق و پرس را پائين مي آورد. اغلب عوارض مس در تغيير شكل گرم فولاد بوجود مي آيد زيرا با افزايش مس قابليت پاره شدن و ترك برداشتن فولاد افزايش مي يابد. اگر فولاد بجز مس ، قلع نيز داشته باشد حساسيت فولاد در مقابل ترك برداشتن افزايش مي يابد. به علت آثار زيان آور مس و قلع ، بايد الكتروموتورها ، استارتها ، سيمها ، كابلهاي مسي ، كليد ، لوله و ظروف قلع اندود از قراضه جدا شوند. با این وجود بعضي از فولادهاي ساختماني ، مانند تيرآهن ، مي توانند 0.5 درصد مس داشته باشد.

گوگرد آهن قراضه

گوگرد در فولاد مذاب به مقدار نسبتا زياد حل مي شود، سولفيدها در دماي زير 1000 درجه سانتي گراد ، يعني دماي نورد ذوب مي شوند و فولاد با ترك برداشتن سرد يا گرم آسيب پذير مي شود كه براي اجتناب از اين عارضه ميزان گوگرد در فولاد تا حدممكن بايد پائين باشد مقدار گوگرد در فولاد معمولا از 0.03 درصد نبايد افزايش يابد لذا بايد قراضه واحدهاي كك سازي و برج هاي پالايشگاه كه مقادير بالائي گوگرد دارند با حساسيت خاصي شارژ شود ضمنا لاستيك اتومبيل ها كه حاوي گوگرد بسيار بالايي است از قراضه مصرفي جدا شود.
در قراضه اگر مقدار درصد كربن، گوگرد و فسفر بيشتر باشد ، هزينه پالايش بالا مي رود. اين افزايش هزينه به ازاي هرتن فولاد توسط اين عناصر ناخواسته بصورت زير مشخص مي شود :
الف : طولاني تر شدن زمان پالايش
ب : مصرف بيشتر آهك
ج : مصرف بيشتر انرژي
د : مصرف بيشتر اكسيژن
ه : مصرف بيشتر الكترود و استهلاك بيشتر نسوز.

سرب و روی

سرب و روي گرچه در فولاد مذاب عملا وجود ندارند اما در روند ذوب فولاد مشكلاتي ايجاد مي كنند ، چون براي محافظت مصالح فولادي از خوردگي عنصر روي مصرف مي شود. لذا روي ميتواند همراه قراضه باشد. يك منبع ديگر براي ورود عنصر روي همراه قراضه مصرف قراضه هاي برنج دار است . سرب معمولا از طريق رنگهاي محافظ همراه آهن قراضه است . همچنين سرب مي تواند بصورت فلز مثلا از طريق لوله ، واشرهاي آب بندي و صفحات باطري ، همراه قراضه باشد . اين اجزاء بايد از قراضه جدا شوند. چون سرب از نظر وزن مخصوص سنگين تراز فولاد است درصورت عدم اكسايش مي تواند در كف كوره جمعشده ، در باريكترين درزها مواد نسوز نفوذ كند و از طول عمر نسوز بكاهد.


چدن

استفاده از چدن قراضه براي توليد فولاد در كوره هاي قوس الكتريكي امكان پذير است. به علت اختلاف در تركيب شيميايي چدن و آهن قراضه، روند ذوب و پالايش در صورت مصرف اين دو ماده اوليه متفاوت است . به علت بالا بودن کربن چدن، تزريق اكسيژن براي كربن زدايي لازم است . توضيح اينكه در اين روند مقداري انرژي توليد مي شود كه كاهش مصرف برق را در فرآيند ذوب و پالايش به همراه دارد. فسفر چدن نسبت به فسفر آهن قراضه بالاتر مي باشد. كيفيت قراضه مصرفي در كوره قوس الكتريكي بسياري از پارامترهاي مربوط به كوره را تحت تأثير قرار مي دهداز جمله مصرف برق، مصرف الكترود و همچنين شكستن الكترود .

نویسنده : مهندس مهران محمدی

مطالب دیگری در این زمینه :

نظرات کاربران :

در حال پردازش ...
صرف نظر از پاسخ دهی (ارسال پاسخ برای نظر )
ثبت نام
درحال پردازش آگهی ...
iranzayeatlogoدرحال پردازش ...

بستنجستجوی پیشرفته آگهی