آهن خوک: مشخصات

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

برای ادامه در نظر گرفتن چدن، شناخت ترکیب کلی این محصول و کیفیت آن ضروری است. پس چدن را آلیاژی می نامند که از موادی مانند آهن، کربن و چند ناخالصی دیگر تشکیل شده است.

توضیحات کلی چدن

بسته به ناخالصی هایی که برای ذوب چدن استفاده می شود، خواص آن نیز تغییر می کند. با این حال، برخی از ویژگی ها وجود دارد که در هر صورت باید پشتیبانی شوند. یکی از آنها کسر جرمی کربن در ترکیب است. این پارامتر باید حداقل 2.14٪ باشد. اگر میزان کربن کمتر باشد، دیگر چدن نیست، بلکه فولاد است. درک این نکته مهم است که به این ترتیب، چدن معمولی تولید نمی شود. در فرآیند به دست آوردن این ماده همیشه دو نوع افزودنی در پایان عملیات اضافه می شود که بر اساس آن جداسازی به ریخته گری یا چدن انجام می شود. یکی از ویژگی های این ماده اولیه نیز در این است که دمای مورد نیاز برای ذوب آن 250-300 درجه بالاتر از فولاد است. برای ذوب این ماده دمای 1200 درجه سانتیگراد لازم است.

نحوه دریافتچدن؟

در اینجا فوراً شایان ذکر است که تولید آهن خام یا معمولی - اینها تقریباً فرآیندهای یکسانی هستند و بنابراین توصیف هر دو معنی ندارد. فقط تکنولوژی کلی ذوب را در نظر بگیرید.

بنابراین، برای دریافت این ماده، باید منابع زیادی را صرف کنید. مواد اولیه اصلی کار کک و آب است. برای اینکه بتوانید یک تن آهن خام را بو کنید، باید حدود 550 کیلوگرم کک یا حدود 900 لیتر آب مصرف کنید. تعیین دقیق مقدار سنگ معدنی که برای فرآوری هر دسته صرف می شود غیرممکن است، زیرا مصرف آن کاملاً به درصد آهن بستگی دارد. با این حال، اگر از نقطه نظر اقتصادی نگاه کنید، استفاده مطلق از هر سنگ معدنی بی سود است. به همین دلیل از مواد اولیه ای استفاده می شود که حاوی 70 درصد آهن در ترکیب خود و بیشتر باشد. همچنین ذکر این نکته ضروری است که قبل از ذوب، سنگ معدن غنی شده است و تنها پس از ورود به کوره بلند، در آنها است که فرآیند تولید آهن انجام می شود. کوره های الکتریکی تنها 2 درصد از کل مواد را بو می کنند.

مرحله اول

کل فرآیند ذوب به چندین مرحله به هم پیوسته تقسیم می شود.

روش با این واقعیت شروع می شود که سنگ معدن در کوره کوره بارگیری می شود که حاوی سنگ آهن مغناطیسی است. علاوه بر این، می توان از سنگ معدنی حاوی اکسید آهن آبدار یا نمک آن استفاده کرد. همراه با بارگیری ماده معدنی کار، زغال سنگ کک نیز در کوره بارگیری می شود. وظیفه اصلی آنها حفظ درجه حرارت بالا است. به منظور ذوب سریعتر سنگ معدن ودسترسی به آهن، شار به کوره فرستاده می شود. ماده ای که کاتالیزور است به پوسیدگی سریعتر سنگ معدن کمک می کند.

این نکته مهم است که قبل از بارگیری در کوره، سنگ معدن معمولاً فرآیند خرد کردن، شستشو و خشک کردن را طی می کند. همه این مراحل به حذف ناخالصی های اضافی و همچنین افزایش سرعت ذوب کمک می کند.

مرحله دوم

مرحله دوم ذوب آهن خام زمانی آغاز می شود که تمام مواد لازم در کوره بلند بارگیری شود. مشعل ها راه اندازی می شوند که کک را گرم می کنند و سنگ معدن را گرم می کنند. مهم است بدانید که با گرم شدن، کک شروع به انتشار کربن در هوا می کند، که از آن عبور می کند، با اکسیژن واکنش می دهد و یک اکسید تشکیل می دهد. این ماده فرار نقش فعالی در فرآیندهای بازیابی دارد. با این حال، این فرآیند فقط تا زمانی ادامه می یابد که هوا در کوره باقی بماند. هر چه گاز داخل کوره بلند بیشتر باشد، این اثر ضعیف تر می شود و به مرور زمان به طور کلی متوقف می شود. هنگامی که این لحظه فرا می رسد، تمام گاز موجود در داخل کوره برای حفظ دمای بالا در داخل واحد خارج می شود.

تمام کربن اضافی با ماده مذاب مخلوط می شود و توسط آهن جذب می شود که چدن را تشکیل می دهد. تمام عناصری که در طی فرآیند ذوب ذوب نشده اند به سطح شناور می شوند و از آنجا جدا می شوند. پس از اتمام این فرآیند تصفیه، زمانی فرا می رسد که مواد افزودنی مختلفی به مواد اولیه مذاب اضافه می شود. اینکه در نتیجه چه نوع چدنی به دست می آید بستگی به این داردچه نوع افزودنی هایی استفاده خواهد شد.

کدام آهن خوک؟

اگر ماده تبدیل را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم، می توانیم چندین کیفیت متمایز را یادداشت کنیم. اولاً محتوای منگنز و سیلیکون در ترکیب بسیار کمتر است و ثانیاً از آن برای تولید فولاد با استفاده از روش مبدل اکسیژن استفاده می شود. اگر در مورد چدن صحبت کنیم، پس از آن برای تولید طیف گسترده ای از محصولات استفاده می شود. در اینجا ذکر این نکته نیز ضروری است که تمام مواد متعلق به این گروه به چند نوع تقسیم می شوند.

علاوه بر این، باید بدانید که بسته به ترکیب آن، چدن به دسته‌هایی تقسیم می‌شود:

• P1 و P2 نشانه‌های یک ماده دوباره کاری رایج هستند؛
• PF1، PF2 و PF3 مواد خام فسفر هستند؛
• PVK1، PVK2 و PVK3 گروهی از چدن با کیفیت هستند؛
• Pigron PL 1 and PL2 دسته ای از مواد مرتبط با تولید ریخته گری است.

برای مثال می توان محتوای این مواد را در مواد اولیه با شاخص کیفیت متوسط در نظر گرفت. محتوای Si از 0.2 تا 0.9٪، منگنز از 0.5 تا 1.5٪، P بیشتر از 0.3٪، S بیشتر از 0.06٪ نیست.

ویژگی های ترکیب شیمیایی

اگر ترکیب شیمیایی مورد نیاز مشخصات را در نظر بگیریم، باید به یک ویژگی مهم توجه کنیم. هدف اصلی آهن خام ذوب شدن به فولاد است و بنابراین الزامات کیفیت و ترکیب آن توسط فرآیندهای فولادسازی تعیین می شود.

یکی از نقاط ضعف این فرآیند فناوری بودکه او قادر به مقابله با ناخالصی مانند گوگرد نیست. و از آنجایی که تفاوت اصلی بین چدن و فولاد در محتوای کربن است، مشخص می شود که وظیفه اصلی که باید انجام شود حذف کربن از ترکیب است. برای دستیابی به این هدف، لازم است که ترکیب شیمیایی اجازه دهد تا فرآیند اکسیداسیون انجام شود. از طریق اکسیداسیون کربن است که از آهن خوک حذف می شود.

اما در اینجا لازم است درک کنیم که وقتی کربن اکسید می شود، سایر ناخالصی ها نیز تحت تأثیر قرار می گیرند - سیلیکون، منگنز، و به میزان کمتری - آهن. مواد به دست آمده در طی این فرآیند اکسید نامیده می شوند و پس از آن به تخلیه سرباره منتقل می شوند. محصول نهایی چنین صنعتی سرباره آهنی است - این ضایعات با محتوای آهن بالا است که به طور قابل توجهی حذف گوگرد از ترکیب را پیچیده می کند. به همین دلیل، کسر جرمی عنصر S باید در ترکیب آهن خام حداقل باشد.

بازیافت در دستگاه‌های دیگر

بسته به روشی که توسط آن چدن به فولاد تبدیل شده است، مشخصات متفاوتی برای ترکیب ارائه خواهد شد.

با استفاده از دستگاه مبدل اکسیژن، می توانید ناخالصی هایی مانند فسفر را از بین ببرید. هرچه کسر جرمی این عنصر بیشتر باشد، شکنندگی سرد مواد خام (ترک خوردن در دماهای پایین) بیشتر است.

اگر مثلاً کوره های اجاق باز را در نظر بگیریم، می توانند چدن را به تقریباً هر نوع فولادی ذوب کنند. با این حال، نظارت بر محتوای کمی فسفر و سیلیکون مهم است. چگونههرچه کسر جرمی این عناصر بیشتر باشد، فرآیند دوباره کاری گرانتر خواهد بود. علاوه بر این، زمان لازم برای تکمیل کار به شدت افزایش می یابد. به همین دلیل محتوای آنها در ترکیب مواد نباید از مقادیر متوسط طبق مستندات فنی تجاوز کند. لازم به ذکر است که محتوای منگنز در آهن خام محدود نیست. این به دلیل این واقعیت است که به فرآیندهای مرتبط با حذف گوگرد کمک می کند.

آهن با این واقعیت مشخص می شود که محتوای سیلیکون در آن بیشتر است - تا 1.2%.

استاندارد ایالتی

همانطور که در مورد سایر مواد صنعتی وجود دارد، چدن باید طبق قوانین سختگیرانه ای که در استاندارد دولتی توضیح داده شده است تولید شود. برای چدن، GOST 805-95 تمام شرایط فنی را تعیین می کند که طبق آن باید ایجاد شود. محتوای کمی همه عناصر شیمیایی در هر یک از گروه ها تنظیم می شود.

الزامات فنی GOST

مستندات نکاتی را نشان می دهد که در هر صورت باید رعایت شود و مواردی وجود دارد که توسط مصرف کننده بر اساس توافق با سازنده تعیین شده است.

دسته اول شامل قوانین زیر است:

1. نمرات آهن خوک مربوط به PL1 و PL2 باید به سایت های فرآوری با ذکر اجباری کسر جرمی کربن در ترکیب تحویل داده شود.
2. اگر آهن خام از سنگ معدن مس ذوب شود، کسر جرمی این عنصر در نهایت نباید از 0.3% تجاوز کند.
3. تولید این ماده درشمش، بدون نیشگون گرفتن، با حداکثر یک یا دو پینچ. در محل های نیشگون گرفتن، ضخامت شمش (شمش) نباید بیشتر از 50 میلی متر باشد.
4. جرم خوک نباید از مقادیری مانند: 18، 30، 45، 55 کیلوگرم تجاوز کند.
5. نباید هیچ گونه باقیمانده سرباره روی سطح این واحدها وجود داشته باشد.

نیازهای مشتری

GOST 805 برای چدن نیز چندین الزام فنی را تنظیم می کند که مصرف کننده حق دارد هنگام سفارش از سازنده تنظیم کند. این موارد شامل موارد زیر است:

1. گریدهای آهن خوک مربوط به PL1 و PL2 باید با کسر جرمی کربن در ترکیب از 4 تا 4.5٪ تولید شوند.
2. اگر همان گریدهای PL1 و PL2 را در نظر بگیریم، که متعاقباً برای ساخت قطعات ریخته‌گری از چدن با گرافیت گره‌دار استفاده می‌شود، کسر جرمی کروم در چنین ماده‌ای نباید از 0.04% تجاوز کند. همچنین، در ساخت چدن مرغوب طبق GOST، برای تولید بیشتر رینگ پیستون، محتوای منگنز باید به 0.3٪ و کروم به 0.2٪ محدود شود.
3. اگر درخواست خاصی وجود ندارد، مواد بازیافتی معمولی و با کیفیت بالا باید با محتوای منگنز بیش از 1.5٪ ساخته شوند. اگر آهن خام از گروه فسفر تولید شود، محتوای فسفر آن بیش از 2٪ است.
4. کسر جرمی سیلیکون در گریدهایی مانند PL1، PF1 و PVC1 باید بیش از 1.2% باشد.
5. نکته بسیار مهم میزان گوگرد است که در انواع چدن P1, P2 و PL1, PL2 بیش از 0.06 درصد مجاز نیست.

قبول وکنترل کیفیت

این سند همچنین قوانین دریافت کالا و عملیات کنترل کیفیت را تعیین می کند.

این ماده فقط به صورت دسته ای قابل پذیرش است. دسته ای چدنی تلقی می شود که متعلق به همان برند، گروه، نوع و نوع باشد و همچنین دارای مدرکی باشد که کیفیت محصول را تایید کند. اغلب، چنین مقالاتی نشان می دهد: علامت تجاری شرکتی که محصول را تولید کرده است. نام شرکتی که به عنوان مصرف کننده عمل می کند؛ مارک، گروه، کلاس و دسته چدن، مهر کنترل و چند مورد دیگر.

اگر در مورد روش های کنترل صحبت می کنیم، در اینجا لازم است کیفیت پولک ها را بررسی کنید. برای این کار نیازی به استفاده از ذره بین نیست. برای انجام کنترل کیفی در مورد فلیک ها از روشی که بین مصرف کننده محصول و سازنده توافق شده است استفاده می شود. اگر جرم دسته تا 20 تن باشد، 10 نمونه فلس از نقاط مختلف گرفته می شود. اگر جرم بیش از 20 تن باشد، باید 20 نمونه از سطح چدن گرفته شود.

کیفیت سازه

شایان ذکر است که چدن به انواع مختلفی مانند: سفید، خاکستری، چکش خوار، با مقاومت بالا تقسیم بندی خاصی دارد. تقسیم به انواع بسته به ساختار مواد انجام می شود.

به عنوان مثال، دسته چدن سفید به دسته ای از مواد گفته می شود که در آن تمام کربن در حالت پیوند شیمیایی است و همچنین ظاهر سیمانیت دارد. به دلیل وجود این ماده، رنگ چدن به سفیدی تبدیل می‌شود، از این رو نام آن را می‌دهند.

اگر در مورد چدن خاکستری صحبت کنیم، در اینجا کیفیت اصلی متمایز کننده کربن است.که به صورت گرافیت به صورت صفحات منحنی یا پولک ارائه می شود. به دلیل تعداد زیاد این عناصر، شکستگی چدن رنگ خاکستری دارد. آلیاژ آهن-کربن در مقادیر زیادی در چین، ژاپن، روسیه، هند، کره جنوبی، اوکراین تولید می شود.