سلام و عرض ادب.امیری هستم کارشناس تولید محتوا ازتیم آهنفراز در خدمت شما عزیزان هستم تا در مورد مقاله جدیدی در مورد خرید درب و پنجره آهنی با نام {مراحل تولید آهن و فولاد} توضیحاتی ارائه بدم.
امیدوارم از این مقاله لذت ببرید.
مقدمه
آهن و فولاد به عنوان دو فلز مهم و پایه ای در شکل دهی به صنایع مختلف عمده مواد اولیه محسوب می شوند. تولید این مواد، یک فرآیند پیچیده و چند مرحله ای است که در این مقاله به بررسی آن خواهیم پرداخت.
آهن و فولاد
آهن و فولاد دو ماده معدنی هستند که در اکثر قسمت های جهان یافت می شوند. آهن فلزی است که به راحتی قابلیت خرد شدن را دارا است. این خاصیت مهم به تولید محصولاتی مانند برس، سیم، پیچ و مهره ها کمک می کند. فولاد، نیز یکی از فلزات مهم است که از آهن به دست می آید. فولاد کمی سخت‌تر از آهن است و دارای استحکام فشاری بالاتری می باشد. همچنین، برخلاف آهن، فولاد به شدت مقاومت در برابر زنگ زدگی دارد.
دلایل اهمیت تولید آهن و فولاد
دلایل اهمیت تولید آهن و فولاد در جامعه عبارتند از:
استفاده گسترده در صنایع مختلف
آهن و فولاد در اکثر صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند، مانند خودروسازی، ساختمان‌سازی، تولید لوازم خانگی، خطوط لوله و…
نقش تعیین‌کننده در بازار جهانی
آهن و فولاد از مهمترین کالاهایی هستند که در بازار جهانی تأثیرگذارند و سرمایه‌گذارانی که به این صنعت سرمایه‌گذاری می‌کنند، باید پیش بینی‌های دقیق در مورد نوسانات بازار را بررسی کرده و این پتانسیل را داشته باشند که نسبت به رقبای خود برتری جستجو کنند.
ارزش افزوده
تولید آهن و فولاد باعث ایجاد ارزش افزوده در کشور می‌شود و می‌تواند به برقراری تعادلی بین تولید داخلی و تقاضا وارداتی کمک کند.
خلق شغل
فعالیت‌های مرتبط با تولید آهن و فولاد می‌تواند منبع خلق شغل باشد و در نتیجه تأثیر مستقیمی بر کاهش نرخ بیکاری در کشور داشته باشد.
تأمین نیاز بازار داخلی
تولید آهن و فولاد در کشور، به کاهش وابستگی به کالاهای وارداتی کمک کرده و اهمیت بیشتر آن در بازار داخلی را مشخص می‌کند.
پشتیبانی از پروژه‌های عمرانی
تولید آهن و فولاد جهت پشتیبانی پروژه‌های عمرانی مورد استفاده قرار می‌گیرد، از جمله پل‌ها، بنادر، سد‌ها، خطوط لوله و راه‌های ارتباطی، پشتیبانی مراکز شهری، صنعتی، اداری و….
اثرات مثبت بر صادرات
تولید آهن و فولاد به عنوان یکی از صادرات مهم کشور و با توجه به اهمیت آن در بازار جهانی، منجر به ایجاد ارزش‌افزوده و افزایش فرصت‌های صادراتی از طریق تمرکز بر کیفیت و کاهش هزینه‌های تولید می‌شود.
با توجه به این نکات، می‌توانیم بگوییم که تولید آهن و فولاد در پیشرفت هر کشوری تاثیر بسیار زیادی دارد.
مراحل تولید آهن
در زیر توضیح هر یک از چهار مرحله تولید آهن آمده است:
استخراج ماده معدنی آهن
ماده معدنی آهن از کانسارهای زمینی استخراج می شود. این مرحله شامل حفاری، پیکان زنی و نیز استخراج خاکستری و سایر سنگ‌های بدون ارزش قیمتی است که با استفاده از ایستگاه های حفاری و تکنولوژی های پیشرفته دیگر برای جداسازی مواد معدنی استفاده می شود.
سنگ آهن را به کنسانتره تبدیل کنید
پس از استخراج، سنگ آهن به شکل کنسانتره به وجود می آید. در این مرحله، سایر موادی که مثل آهن ارزشمند نیستند، نظیر خاک، پیاز و سنگ‌های کوچک جدا می شوند.
تولید پولک آهن
در این مرحله، سنگ کنسانتره آهن با استفاده از کوره‌های صهیونی و با دماهایی نزدیک به ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد حرارت داده می‌شود و پس از حرارت دادن، به شکل پولک کوچک شکل می گیرد.
تولید فرآورده‌های آهن
پس از تولید پولک آهن، می‌توان آن را به فرآورده‌های مختلف آهن مانند آهن مسطح، آهن کوچک، تخته فلزی، نورد آهن و… تبدیل کرد. این محصولات آهنی در انواع مختلف صنایع قابل ارائه هستند و در مجموعه صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.
مراحل تولید آهن و فولاد
مراحل تولید فولاد
مرحله ۱: تولید فولاد پیگرمان
در این مرحله، ابتدا فلزات آهن و کربن در کوره های قوس الکتریکی یا کوره آهن بازیافتی انتخاب شده و به مذاب تبدیل می‌شوند، سپس ترکیبات دیگری مانند گوگرد و فسفر به آنها اضافه می‌شود تا خواص خاصی به فولاد بدهد.
مرحله ۲: تبدیل فولاد پیگرمان به فولاد صلب
در این مرحله، فولاد پیگرمان که حاوی کربن بیشتری نسبت به فولاد صلب است، تحت فرایند کاهش میزان کربن به فولاد صلب دگرگون می‌شود. در این فرایند، کربن از آهن جدا می‌شود و با استفاده از گاز آرگون به فولاد اضافه می‌شود تا درصد کربن مطلوب حفظ شود.
مرحله ۳: تولید لوله فولادی
در این مرحله، فولاد به صورت کوره‌ای در کوره هایی با دمای بالا و فوق العاده روشن ذوب شده و به صورت قابل ریخته گری به دست می‌آید. سپس به وسیله یک دستگاه ریخته گری به یک لوله فولادی تبدیل می‌شود.
به طور خلاصه، تولید فولاد شامل فرایندهای تمیز کردن سنگ آهن ، کارخانه فولادسازی (تولید فولاد پیگرمان)، تخلیص پیگرم، و سپس ریخته‌گری لوله‌های فولادی است. این مراحل می‌تواند در تولید فولاد با کیفیت عالی و به صورت بازیافتی نیز استفاده شود.
مدت زمان مراحل تولید آهن و فولاد
مراحل تولید آهن و فولاد با توجه به نوع و میزان تولید، می‌تواند متفاوت باشد. از طرفی، این مراحل از طریق فرآیندهای پیشرفته تولیدی ایجاد شده‌اند که اخیراً به حداکثر سادگی و کارایی رسیده است.
با این وجود، عمومًا مراحل تولید آهن و فولاد حدود چند هفته یا چند ماه طول می‌کشد. به طور کلی، خروجی آهن و فولاد از کوره آهن بازیافتی در حدود چند ساعت (۶ تا ۸ ساعت) همراه با فرآیند تولید بعدی، ایجاد می‌شوند.
برای مثال، در یک کوره گرمایی آهنگری پایه با ظرفیت 10000 تن آهن در روز، زمانی که برای تبدیل 10000 تن مواد خام به فولاد نیاز است، معمولاً 2-3 روز طول می‌کشد. خروجی از کوره آهن بازیافتی در حدود 6-8 ساعت همراه با فرآیند نهایی تولید، ایجاد می شود.
با این حال، مدت زمان انتقال مواد خام، پالایش و پردازش، به همراه عوامل دیگر مانند موقعیت کارخانه، توانایی تولید کارخانه و سطح تجهیزات و … می‌تواند تغییر کند.
فرایند صنعتی تولید فولاد
در ادامه توضیحاتی در مورد هر یک از فرایندهای صنعتی تولید فولاد ارائه خواهم داد:
فرایند کوره بلند
فرآیند کوره بلند یک روش است که در آن، ماده اولیه فولاد شامل سنگ آهن و دیگر آلیاژها به صورت خام و در حجم زیاد به داخل یک کوره بلند ریخته شده و در دمای بسیار بالایی (از ۱۳۰۰-۲۳۰۰ درجه سلسیوس) قرار می‌گیرد. در این فرایند، سنگ آهن به آهن مایع و سپس به فولاد مایع تبدیل می‌شود.
فرآیند قوس الکتریک
در فرآیند قوس الکتریک ، فولاد پیگرمان در یک قوس الکتریکی در داخل یک کوره ریخته می‌شود و بعد از آن با استفاده از الکترودهای کربن، آهن و دیگر آلیاژها بر شدت نور روشنایی و دما کنترل می‌شود تا فولاد حاصل، دارای خواص فیزیکی و مکانیکی مطلوب باشد.
فرآیند فولادسازی تزریق محور
فرآیند فولادسازی تزریق محور یا فرآیند LMF (Ladle Metallurgy Furnace)، فرایندی است که در آن (به جای استفاده از کوره آهن) فولاد پیگرمان در یک کوره لنگری نگهداری می‌شود. سپس، از طریق تزریق آهن، ترکیبات شیمیایی دیگری همچون کربن، آلیاژ و یا زیر آلیاژ به فولاد اضافه می‌شوند تا خواص مطلوب حاصل شود.
در ادامه، فولاد پس از کنترل درجه حرارت و ترکیبات شیمیایی، به روش ریخته گری در قالب های مختلف به شکل لوله فولادی، ورق، میلگرد و غیره تولید می‌شود.
با توجه به نوع فولاد مورد نظر، هر یک از فرایندهای تولید فولاد ممکن است به عنوان بهترین روش برای تولید فولاد با خواص مطلوب، انتخاب شود.
مراحل تولید آهن و فولاد
روش‌های پیشرفته تولید آهن و فولاد
در ادامه توضیحاتی در مورد هریک از فرایندهای صنعتی مورد نظر شما ارائه می‌دهم:
فرآیند مهندسی معکوس
فرآیند مهندسی معکوس، فرایندی است که بازسازی و بهبود محصولات قبلی را ممکن می‌سازد. ابتدا یک محصول نمونه با استفاده از مهارت‌های طراحی، ساخت و تجربه مورد بررسی قرار می‌گیرد و سپس با استفاده از تکنولوژی‌های مختلف، از جمله اسکن سه بعدی، ماشین کاری مجازی و شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای، اقدام به بازسازی قطعات محصول قبلی می‌شود.
این فرایند در صنایع مختلف، از جمله صنایع خودروسازی، صنایع هوافضا و صنایع نفت و گاز استفاده می‌شود.
فرآیند سرد شویی
فرآیند سرد شویی، فرایندی است که در آن، فلزاتی که بعد از فرایند تولید قطعات مورد استفاده قرار می‌گیرند، به عنوان قطعات مجزا حصار می‌شوند و سپس در یک محیط سرد مناسب بازیابی می‌شوند تا خاصیت‌های مکانیکی و شیمیایی آنها به بهترین نوع بهبود یابد.
فرآیند سرد شویی عمدتاً در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، هوافضا، توان، نفت و گاز و صنایع شیمیایی استفاده می‌شود.
فرآیند آزمایشگاهی جدید
فرآیند آزمایشگاهی جدید عبارت است از کشف و تحقیق بر روی مواد و ترکیبات جدید و بهبود فرایندهای تولید، به مانند طرح، تفکیک و تحلیل. این فرایند، که در بیشتر صنایع دیده می‌شود، برای کشف داده‌های جدید، فرآیند مواد، بهبود عملکرد محصول و همچنین پیدا کردن راه‌حل‌های تولید صرفه‌جویی در زمان و هزینه به کار می‌رود.
فرآیند آزمایشگاهی جدید پیش از تولید کمی به زودی تر و بهتر برای بازار کاهش هزینه توسعه محصول و همچنین افزایش کیفیت و تخصص صنعتی می‌تواند به کار گرفته شود.
محدودیت‌های تولید آهن و فولاد
تأثیر تولید آهن و فولاد بر محیط زیست
تولید آهن و فولاد به دلیل استفاده از مواد شیمیایی و قرار گرفتن در فرایندهای صنعتی، می تواند به طور مستقیم و غیر مستقیم موجب آلودگی محیط زیست شود. از جمله این آثار می‌توان به آلایندگی هوا، آب، خاک و نیز تولید پسماندهای خطرناک اشاره کرد.
در نتیجه، شرکت‌های تولید کننده آهن و فولاد باید به رعایت استانداردهای زیست محیطی بالاتری متعهد شوند و با استفاده از فناوری‌های پاک تر و بهینه، میزان آلایندگی و پسماند را کاهش دهند.
نوسانات قیمت
قیمت آهن و فولاد در بازار جهانی قابل تغییر و نوسان است و به دلیل تعادل بین عرضه و تقاضا، قیمت های آنها می توانند به طور قابل توجهی پایین یا بالا بروند. این نوسانات قیمت می‌توانند بر طبقه بندی و دسته بندی کشورها بر اساس تولید داخلی شان، پویایی بازار جهانی و متغیرهای دیگر تغییر کند.
هزینه‌های تولید بالا
تولید آهن و فولاد به منظور تأمین مواد اولیه، تجهیزات صنایعی و منابع انرژی بالا نیاز دارد. همچنین، هزینه های صرف در راه اندازی و بهبود فرایند های تولید، نظارت بر کیفیت، اشتغال و ایمنی کارگران و غیره نیز به هزینه‌های تولید اضافه می‌شوند.
با توجه به هزینه های بالای تولید آهن و فولاد، شرکت های تولید کننده برای تأمین بازارهای جدید و بهتر، باید به تعرفه های رقابتی و همچنین به دستیابی به وام‌های بانکی و شرایط تجاری ملائم توجه داشته باشند تا بتوانند حفظ کیفیت و راندمان خود را در دامنه های بالاتر تولیدات به دست آورند و در معرض رقابت با سایر شرکت های تولید کننده آهن و فولاد باشند.
