قصه آهن

آهن که در زبان پهلوی آسن نامیده میشه ششمین عنصر از لحاظ فراوانی در جهان است که حدود ۵٪ از پوستهٔ زمین را تشکیل داده است. ایرانیان از دوره بسیار کهنی با آهن آشنایی داشتند . در شاهنامه فردوسی به کاوه آهنگر اشاره شده که نماد پایداری و استقامت است، همچنین واژه‌های نرماهن و روهینا و ده‌ها نام دیگر برای نمونه‌های آهن نشان از کهنی این فلز نزد ایرانیان است.

آهن سطحی صاف و براق مایل به رنگ خاکستری‌ست، آهن خالص فلز است اما به ندرت در این شکل روی سطح زمین یافت می‌شود زیرا در حضور اکسیژن و رطوبت به آسانی اکسیده میشه و اصطلاحا زنگ میزنه و به رنگ قرمز یا قهوه‌ای در میاد.

ایران پس از هند دومین تولید کننده آهن اسفنجی جهان با تولید حدود 28میلیون تن محسوب می شود. ایران همچنین با تولید 2.7میلیون تن فولاد در لیست 10 کشور نخست تولید فولاد جهان قرار دارد.

گندله آهن

گندله آهن، گلوله‌های تولید شده از نرمه سنگ‌آهن در ترکیب با سایر مواد افزودنی هست که پخته شده و سخت می‌شود . گندله ماده اولیه برای تولید آهن خام است. گندله آهن برای احیا به روش سنتی تولید آهن در کوره بلند یا روش‌های احیای مستقیم به کار می‌رود.

آهن اسفنجی

آهن اسفنجی که با نام آهن احیا شده مستقیم (DRI) هم شناخته می شود، محصول احیای مستقیم سنگ آهن در حالت جامد توسط مونوکسید کربن و هیدروژن حاصل از گاز طبیعی یا زغال سنگ است.

گلوله های سنگ آهن در واحد احیای مستقیم کوره شارژ شده و با گاز در دمای حدود 800 تا 870 درجه سانتیگراد به شکل اکسید آهن اصلاح می شوند. در انگلیسی، به احیای مستقیم سنگ آهن، Direct Reduced Iron میگویند که مخفف این ۳ کلمه، عبارت DRI میباشد.

آهن اسفنجی دارای عیار بالای آهن میباشد. یکی از دلایل رواج آهن اسفنجی، کمبود ضایعات آهن و افزایش قیمت آن و مشکلات زیست محیطی بود.

کاربرد های آهن اسفنجی

- تولید آهن خام و فولاد در کوره های القایی
- کارآمد در ریخته گری پیوسته فولاد
- جایگزین مناسب برای ضایعات
- فولادسازی با مصرف سوخت کمتر
- کاهش هزینه  کارخانه های احیای مستقیم

شمش فولادی

شمش فولاد مواد اولیه تولید فرآورده ها فولادی است. فولاد روش های مختلفی از جمله های کوره بلند (BF)، کوره قوس الکتریکی (EAF) و کوره القایی (IMF) برای تولید فولاد خام یا مذاب وجود دارد. برای تولید شمش فولاد از روش EAF یعنی کوره قوس الکتریکی استفاده می شود. تولید شمش فولاد به روش قوس الکتریکی ابتدا آهن قراضه داخل این کوره ریخته می شود سپس مخلوطی از آهن اسفنجی (Sponge Iron) ، آهک، کک، بنتونیت و مواد افزودنی دیگر به آن اضافه می شود.
سپس نمونه گیری انجام می شود و در آن اکسیژن دمیده می شود و به فولاد مذاب تبدیل می گردد. مخلوط مذاب تولید شده پس از تخلیه سرباره به واحد ریخته گری ارسال می شوند. سپس مواد مذاب داخل ظروف تاندیش ریخته شده و بعد از آن داخل قالب مسی آبگرد و سپس در طول مسیر غلطکی با پاشش آب خنک و به شمش منجمد تبدیل می گردد.

کاربردهای فولاد

فولاد یا همان استیل، استفاده گسترده‌ای در زمینه‌های تولید و مهندسی دارد. هم اکنون میزان فولاد در حال استفاده در جهان را حدود ۲۰ میلیارد تن تخمین زده‌اند. این میزان برابر 2 تن فولاد به ازای هر نفر است. ترکیبات این آلیاژ را برای رسیدن به خواص دلخواه تغییر می‌دهند. به فولادی متشکل از عناصر نیکل، کروم، تنگستن، مولیبدن، وانادیم، منیزیم، کبالت، مس، «نیوبیم» (Niobium)،‌ زرگون، سلنیم و سرب، «فولاد آلیاژی» (Alloy Steel) می‌گویند. خود فولاد، آلیاژی از آهن، کربن و سایر فلزات و نافلزات است. استیل را می‌توان بارها و بارها بازیافت کرد بدون اینکه خاصیت و عملکرد آن کاهش پیدا کند.

صنایع تولیدی، بیشترین استفاده را از استیل دارند. در ساخت ساختمان‌های کوچک تا پل‌های عظیم، از استیل استفاده شده است. کروم موجب افزایش مقاومت استیل در برابر خوردگی می‌شود. همچنین برای تولید «فولاد ضد زنگ» (Stainless Steel) که به استنلس استیل هم موسوم است به حداقل ۱۲ درصد از کروم نیاز داریم.

معروف‌ترین نوع از فولاد ضد زنگ، 74 درصد آهن، 18 درصد کروم و ۸ درصد نیکل را شامل می‌شود که به آن استنلس 18-8 می‌گویند. از استیل ضد زنگ بیشتر در مصارف آشپزخانه مانند سینک ظرفشویی، سماور و کارد و چنگال بهره می‌گیرند. استیل مورد استفاده در ساختمان‌ها بیشتر از آهن تشکیل شده که گوگرد آن به کمک منیزیم جداسازی شده است.