فولاد و چدن هر دو آلیاژهای آهن هستند که از ترکیب آهن با کربن و سایر عناصر تشکیل می شوند. تفاوت اصلی بین فولاد و چدن در میزان کربن موجود در آنها است. فولاد آلیاژی از آهن است که حاوی ۰.۰۲ تا ۲.۱ درصد کربن است. فولاد دارای خواصی مانند استحکام، سختی و انعطاف پذیری است. فولاد در کاربردهای مختلفی استفاده می شود، از جمله:
• ساختمان: فولاد در ساخت سازه های فولادی، مانند ساختمان ها، پل ها و برج ها استفاده می شود.
• خودروسازی: فولاد در ساخت بدنه، شاسی و سایر قطعات خودرو استفاده می شود.
• محصولات مصرفی: فولاد در ساخت لوازم خانگی، لوازم برقی و سایر محصولات مصرفی استفاده می شود.
روش های تولید فولاد و چدن
فولاد و چدن به دو روش اصلی تولید می شوند:
• کوره بلند: در این روش، سنگ آهن، کک و دولومیت در کوره بلند با هم مخلوط می شوند و در دمای بالای ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد حرارت داده می شوند. در این فرآیند، سنگ آهن به آهن مذاب تبدیل می شود. سپس، آهن مذاب با کربن و سایر عناصر آلیاژی مخلوط می شود تا فولاد یا چدن تولید شود.
• کوره قوس الکتریکی: در این روش، آهن قراضه، کک و سایر مواد آلیاژی در کوره قوس الکتریکی با هم ذوب می شوند. در این فرآیند، آهن قراضه به آهن مذاب تبدیل می شود. سپس، آهن مذاب با کربن و سایر عناصر آلیاژی مخلوط می شود تا فولاد یا چدن تولید شود.
مراحل تولید فولاد و چدن در کوره بلند
مراحل تولید فولاد و چدن در کوره بلند به صورت زیر است:
• بارگیری مواد اولیه: سنگ آهن، کک و دولومیت در کوره بلند بارگیری می شوند.
• گرمایش مواد اولیه: مواد اولیه در دمای بالای ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد حرارت داده می شوند.
• ذوب سنگ آهن: سنگ آهن در دمای بالای ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد به آهن مذاب تبدیل می شود.
• جداسازی ناخالصی ها: ناخالصی های موجود در آهن مذاب، مانند گوگرد و فسفر، در این مرحله جدا می شوند.
• افزودن کربن و سایر عناصر آلیاژی: کربن و سایر عناصر آلیاژی به آهن مذاب اضافه می شوند تا فولاد یا چدن تولید شود.
• تخلیه آهن مذاب: آهن مذاب از کوره بلند تخلیه می شود.
مراحل تولید فولاد و چدن در کوره قوس الکتریکی
مراحل تولید فولاد و چدن در کوره قوس الکتریکی به صورت زیر است:
• بارگیری مواد اولیه: آهن قراضه، کک و سایر مواد آلیاژی در کوره قوس الکتریکی بارگیری می شوند.
• حرارت دادن مواد اولیه: مواد اولیه با استفاده از قوس الکتریکی حرارت داده می شوند.
• ذوب آهن قراضه: آهن قراضه در دمای بالای ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد به آهن مذاب تبدیل می شود.
• جداسازی ناخالصی ها: ناخالصی های موجود در آهن مذاب، مانند گوگرد و فسفر، در این مرحله جدا می شوند.
• افزودن کربن و سایر عناصر آلیاژی: کربن و سایر عناصر آلیاژی به آهن مذاب اضافه می شوند تا فولاد یا چدن تولید شود.
• تخلیه آهن مذاب: آهن مذاب از کوره قوس الکتریکی تخلیه می شود.
چدن آلیاژی از آهن است که حاوی ۲.۱ تا ۶.۶ درصد کربن است. چدن دارای خواصی مانند سختی، مقاومت در برابر سایش و وزن کم است. چدن در کاربردهایی استفاده می شود که نیاز به استحکام و مقاومت در برابر سایش دارند، مانند:
• موتورهای خودرو: چدن در ساخت قطعات موتور خودرو، مانند سیلندر و پیستون استفاده می شود.
• ماشین آلات: چدن در ساخت قطعات ماشین آلات، مانند بلبرینگ و چرخ دنده استفاده می شود.
• لوله های فولادی: چدن در ساخت لوله های فولادی استفاده می شود.
• شیرآلات: شیر پروانه ای چدنی یکی از انواع پرطرفدار شیرآلات در حوزههای مختلف مانند نفت و گاز است و عملاً چدن نقش اساسی در تعیین قیمت شیر پروانه ای چدنی دارد.