خانه / فولاد کربن / فولاد کربن

فولاد کربن

فولاد کربن

مقاله فولاد کربن

سالانه بیش از 1.5 میلیارد تن فولاد تولید می شود از محصولاتی به اندازه سوزن دوخت تا  تیرهای ساختاری برای آسمان خراش ها متنوع تولید میشود. ما در این مقاله به کاربرد حامع فولاد کربن اشاره کاملی داریم که از کاربرد آن گرفته تا روند تولید و ساختار شیمیایی این محصول را از جدول تناوبی بیرون میکشیم و شما را با کلیات فولاد کربن آشنا خواهیم کرد  . با استیل آرام همراه شوید

ویژگیهای فولاد کربن

  •  فولاد کربن نوعی از زیرمجموعه فولاد است
  • که عنصر آلیاژی اصلی آن کربن است
  • و خاصیت آن به درصد کربن موجود بستگی دارد.
  • فولاد کربن از آهن و کربن تشکیل شده است
  •   رایج ترین دسته فولاد است که تقریبا 85٪ از کل تولید فولاد در ایالات متحده را تشکیل می دهد.
  • محتوای کربن این محصول در محدوده 0 تا 2٪ قرار دارد و به دلیل تأثیر کربن در ساختار ، خاصیت کربن فلزی را می دهد.
  • فولاد کربن همچنین می تواند حاوی مقادیر کمی منگنز ، سیلیکون و فلز مس باشد.
  • فولاد ملایم یک اصطلاح تجاری برای فولاد کم کربن است  ، جایی که محتوای کربن در محدوده 0.04-0.3 4 است.
  • این یک طبقه بندی کلی است که تحت پوشش مشخصات استاندارد قرار نمی گیرد.

تولید فولاد کربن

فولاد کربن  در سه مرحله تولید می شوند:

  1. فولاد سازی اولیه
  2. فولاد سازی ثانویه
  3. ریخته گری

اینها با تکنیک های مختلفی به اتمام رسیده اند که تأثیر مستقیمی بر خصوصیات محصول نهایی دارند.

بهترین ورقهای فولادی با استیل آرام

1. فولاد سازی اولیه

  • فولاد را می توان از مواد 100٪ بازیافت شده یا از ترکیبی از مواد بازیافتی و فولاد بکر تهیه کرد.
  • فولاد ویرجین در کوره انفجار از سنگ آهن ،  (تولید زغال سنگ) و آهک تولید می شود.
  • مواد اولیه به بالای کوره اضافه می شود که در دمای 3000 درجه فارنهایت کار می کند.
  • همانطور که سنگ آهن با کک سوزان ذوب شده و مخلوط می شود ، کربن در محصول مذاب آزاد می شود.
  • ناخالصی ها توسط آهک به داخل سرباره روی سطح جذب می شوند
  • ، که می تواند از فلز مایع کم شود.
  • محصول موجود در این مرحله حاوی حدود 4٪ کربن است
  •  اما هنوز هم ناخالصی های زیادی وجود دارد.
  • فولاد  خام مذاب به کوره اصلی اکسیژن (BOF) منتقل می شود که از قبل حاوی فلز بازیافت شده است.
  • اکسیژن خالص برای اکسیداسیون کربن اضافی از طریق فولاد مایع دمیده می شود
  • و محصول نهایی را با حداکثر 1.5 درصد کربن تشکیل می دهد.

فولاد کربن بازیافتی

  • فولاد قراضه بازیافتی بدون اضافه شدن فولاد خام در کوره قوس الکتریکی قابل بازیافت مجدد است
  • . قوس الکتریکی با قدرت بالا ، فلز را در دمای حداکثر 3000 درجه فارنهایت ذوب می کند.
  • از آنجا که فولاد قراضه ذوب می شود ، می توان دسته های بیشتری از قراضه را تا ظرفیت آن به کوره اضافه کرد.
  • هنگامی که یک حمام مسطح از فولاد مذاب حاصل شد ، اکسیژن به همان روش BOF دمیده می شود.
  • در هر دو حالت ، فولاد مذاب از طریق کوره به داخل ملاقه ها یا حوض  فولادی برای پردازش بیشتر در می آید ،
  • در حالی که سرباره سطح حاوی ناخالصی ها برداشته می شود.

انواع لوله فولادی

مقاله فولاد کربن

2. فولاد سازی ثانویه

  • تقاضای بازار برای محصولات فولادی با کیفیت بالاتر و خاصیت سازگار باعث ایجاد فرایندهای تولید فولاد ثانویه شده است. به جزییاتی از این مرحله فولاد کربن میپردازیم  تا همچنین با مراحل  و خط تولید آن آشنایی داشته باشید

کوره قوس الکتریکی

  • ترکیب برای فولاد کربن در کوره قوس الکتریکی با افزودن یا از بین بردن اجزای جداگانه یا با دستکاری دما تغییر می یابد.

ویبراتور حوض فولاد کربن

  • از میدان های الکترومغناطیسی برای القای جریان های آشفته در ملاقه استفاده می شود.
  • این روش اجزاء غیر فلزی را که به سطح شناور می شوند ، به راحتی از هم جدا می کنند
  • ضمن اینکه از مخلوط و ترکیب فولاد همگن استفاده می شود.

پر کن کوره فولاد کربن

  • پرکنمانند  کوره الکترود ثانویه عمل می کند و کنترل دقیق دما و تزریق اندازه گیری شده از اجزای آلیاژ را امکان پذیر می کند.

تزریق گاز هیدروژن برای همزن فولاد

  • گاز بی اثر در کف حمام فولادی تزریق می شود.
  • با گرم شدن و بالا آمدن گاز از طریق فولاد مذاب ، تأثیر همزن حاصل می شود.
  • هیدروژن ، اکسیژن و نیتروژن را از بین می برد و در عین حال گوگرد محصول را نیز کاهش می دهد.
  • تکنیک های مختلفی برای جداسازی فولاد مذاب از جمله خلاء ، تزریق گاز بی اثر و کنترل دما استفاده می شود.

تزریق گاز آرگون در فولاد کربن

  • تنظیم ترکیب (حباب آرگون آب بند شده با دمیدن اکسیژن – CAS-OB)
  • هم زدن با تزریق گاز آرگون به حمام فولادی بسته شده حاصل می شود.
  • چیدمان خروپف مانع از آشفتگی سرباره می شود
  • در حالی که میزان هیدروژن کاهش می یابد و اجزای اکسید به سطح شناور می شوند.
  • اکسیژن از طریق یک تسمه به حمام تغذیه می شود و آلومینیوم از طریق غواصی اضافه می شود
  • و به افزایش سطح کنترل دما و ترکیب نهایی دقیق می رسد.

تزریق دی اکسید کننده

  • یک جنبه مهم در ساخت فولاد ثانویه حذف اکسیژن است.
  • حضور اکسیژن در فولاد مذاب به عنوان شروع به استحکام منجر به واکنش با کربن برای انتشار گاز منوکسید کربن می شود.
  • کنترل deoxidation را می توان برای تغییر خصوصیات محصول نهایی و بنابراین مناسب بودن فولاد مورد استفاده برای کاربردهای مختلف استفاده کرد.
  • با این کار درصد کربن فولاد کربن کم میشود

فولادهای سنگفرش

  • فولادهای ناهموار از فولادهای غیر deoxidized یا جزئی deoxidized هستند.
  • مقادیر بالای منوکسید کربن در هنگام جامد شدن با کیفیت خوب اما با وجود بسیاری از سوراخ های ضربه ایجاد می شود.

فولادهای قفل شده

  • فولادهای پوشانده شده از همان الگویی که در ابتدا وجود دارد پیروی می کنند
  • اما پس از حدود یک دقیقه ، قالب برای جلوگیری از شکل گیری مونوکسید کربن ، درپوش قرار می گیرد.

فولادهای نیمه خام

فولادهای نیمه کشته شده ، قبل از ریختن در قالب ، تا حدی اکسیداسیون شده اند و معمولاً از نظر کربن در محدوده 0.15-0.3 قرار دارند.

فولادهای کشته شده

  • فولادهای كشته شده به طور كامل دكسید شده اند
  • به طوری كه در هنگام جامد كردن به هیچ وجه تشكیل مونوكسید كربن وجود ندارد.
  • محصول نهایی دارای ساختار همگن و بدون سوراخ است.
  • آلومینیوم به عنوان یک دی اکسید کننده اصلی به داخل ملاقه یا قالب اضافه می شود تا تشکیل مونوکسید کربن را کم کند
  • با این حال ، برنامه هایی وجود دارد که افزودن آلومینیوم به محصول نهایی نامطلوب است.
  • جایگزین های آلومینیوم فرومایه های منگنز و سیلیکون یا سیلیسید کلسیم هستند.

3. ریخته گری

  • روش های سنتی ریخته گری شامل بلند کردن بلوک توسط جرثقیل است
  • وزن بالای متریال خام باعث میشود که از جرثقیل سقفی استفاده کنیم
  •  گاهی جرثقیل سقفی هم جوابگوی کار نیست  و باید از جرثقیلهای ایستگاهی استفاده کرد
  • به طوری که می توان فولاد مذاب را در قالب های جداگانه سوار شده بر روی اتومبیل های ریلی سوار کرد.
  • برای تسهیل در برداشتن شمش ها پس از تثبیت ، قالب های شمشیر کمی تخته می شوند.
  • شمشها به محل های خیساندن در جایی که مجدداً برای گرم شدن گرم می شوند منتقل می شوند.

شکل دهی به فولاد کربن

  • دستگاه های ریخته گری ریخته گری مداوم فولاد کربن مذاب را به اشکال مناسب تر برای پردازش پایین دست می دهد.
  • توسط بالابر به سکویی مرتفع شده انتقال داده میشوند
  • که در آن فولاد مذاب را درون یک حوض ، که دستگاه ریخته گری را تغذیه می کند ، تخلیه می شوند.
  • فولاد مذاب از حوض پر شده به یک قالب خنک شده با آب با یک صفحه پایین متحرک تغذیه می شود.
  • با محکم شدن پوست فولاد ، صفحه به آرامی پایین می آید
  • و اجازه می دهد فولاد مذاب بیشتری وارد قالب شود.
  • فولاد کربن در دستگاه ریخته گری مداوم به صورت صفحات ، بلوک  ویا  یا شفت های بزرگ شکل می گیرد.
  • محصول جامد شده قبل از صاف كردن و برش دادن در انتهای دستگاه توسط غلطك كشیده می شود.
  • این روند می تواند روزها یا هفته ها بدون وقفه ادامه یابد.

اتمام استیل کربن

  • پس از اتمام فرآیند تولید فولاد کربن ، با استفاده از نورد ، عملیات حرارتی ، تصفیه سطح یا پردازش ثانویه پایین دست به پایان می رسد.
  • هنگامی که فولاد آسیاب نورد را ترک کرد ، شرکت های پایین دستی از تکنیک های مختلف پردازش ثانویه برای جلوگیری از خوردگی و بهبود خواص فلز استفاده می کنند.
  • روش غالب برای انجام این کار ، عملیات حرارتی است.

عملیات حرارتی

  • هدف از فولاد تصفیه حرارتی دستکاری خواص مکانیکی آن با تغییر توزیع کربن در محصول و ریزساختار داخلی است.
  • هنگام دستکاری خصوصیات مکانیکی فولاد ، افزایش مقاومت در شکل پذیری منجر به کاهش سختی و استحکام می شود و بالعکس.

نرمال سازی دمای فولاد کربن

  • فولاد در دمای تقریبا 130 درجه فارنهایت بالاتر از دمای بحرانی فوقانی گرم می شود.
  • دما نگه داشته می شود تا کل محصول به طور یکنواخت گرم شود و پس از آن هوا خنک شود.
  • این رایج ترین شکل عملیات حرارتی است و استحکام و سختی بالایی به فولاد می دهد.
  • دمای فولاد به مدت یک ساعت قبل از خنک شدن با سرعت 70 درجه فارنهایت در ساعت در حالت محلول جامد بالا می رود.
  • یک فولاد نرم و انعطاف پذیر بدون تنش داخلی ایجاد می شود.

فرآیند خنک سازی فولاد کربن

  • فرآیندی مشابه با عادی سازی ، اما خنک شدن با خاموش کردن فولاد در آب ، آب نمک یا روغن تسریع می شود.
  • محصول حاصل شده بسیار سخت است –
  • تا چهار برابر سخت تر از فولاد نرمال
  • اما بسیار شکننده است و باعث شکست و ترک خوردگی آن می شود.
  • به همین دلیل ، خاموش شدن در دمای از پیش تعیین شده معمولاً با فرایند خنک کننده یا کاهش استرس ، دمای خنک کننده کنترل شده را تا دمای اتاق کاهش می دهد.
  • با طراحی پارامترهای دما و سرعت خنک کننده در طول عملیات حرارتی ، می توان دقیقاً خواص فولاد کربن را کنترل کرد.

پوشش نهایی فولاد کربن

تقریباً یک سوم فولاد تولید شده با یک پوشش سطح برای جلوگیری از خوردگی ، بهبود جوشکاری و رنگ پذیری درمان می شود.

پوشش گالوانیزه  گرم

  • گالوانیزه فرایندی است که از یک پوشش سطح روی فولاد کربن  استفاده می شود.
  • این فولاد قبل از ورود به یک حمام روی گرم می شود ، که در آن روی مایع روی سطح محصول را لایه می کند.
  • ضخامت پوشش با چاقو های گازی کنترل می شود.
  • برای جلوگیری از ترک خوردگی پوشش روی ، مقدار کمی آلومینیوم به محلول روی اضافه می شود.

گالوانیزه الکترولیتی

  • فرآیند دیگر استفاده از روکش روی برای محصولات فولادی از طریق گالوانیزه الکترولیتی است.
  • روی با کنترل جریان در یک محلول الکترولیت بر روی سطح فولاد رسوب می کند.
  • این روش امکان کنترل بهتر ضخامت روکش را فراهم می آورد.
  • همچنین می تواند برای به کار بردن پوشش های دیفرانسیل با ضخامت های مختلف در هر طرف محصول یا از پوشش های آلیاژ روی برای بهینه سازی ویژگی های مورد نظر استفاده شود.

پردازش ثانویه پایین دست

  • شرکت های پایین دستی مواد اولیه فولادی خود را به محصولات نهایی پردازش می کنند.
  • از تکنیک های مختلف پردازش مانند ماشینکاری استفاده می شود که مستلزم جدا کردن یکنواخت فلز سطح با ابزارآلات است.
  • اتصال فولاد نیز متداول است و از تکنیک های مختلف جوشکاری استفاده می کند.

کاتالوگ های استیل کربن

  • فولاد کربن بسته به ترکیب شیمیایی و ویژگی های محصول قابل طبقه بندی است.
  • فولاد خفیف نیز به دلیل کمبود کربن مشابه در دسته کم فولاد کربن قرار می گیرد.
  • فولاد کربن ساده عاری از آلیاژ است و می تواند در چهار دسته قرار گیرد:

  REBYCLING Steel Carbon

1. فولاد کم کربن یا استیل خفیف

2. فولاد کربن متوسط

3. فولاد کربن بالا

4. فولادهای کربن بسیار بالا

بازیافت فلز یکی از داستانهای موفقیت زندگی پایدار و به حداقل رساندن تأثیر فعالیتهای انسان بر محیط زیست است. فولاد بیشتر از سایر مواد ترکیبی ، بازیافت شده ترین ماده روی کره زمین است.

منابع فلز بازیافت شده شامل ضایعات از کارخانه های فلزی ، تولید کنندگان ثانویه و محصولات فولادی در پایان چرخه عمر محصولاتشان است. اغلب فولاد بازیافتی کافی برای تأمین نیاز تولید وجود ندارد ، بنابراین تقریباً همیشه ترکیبی از فولاد بکر و بازیافت شده در تولید محصولات نهایی وجود دارد.

بازیافت فولاد نیز مقرون به صرفه است زیرا هزینه محصولات نهایی را کاهش می دهد. به همین دلیل ، صنعت فولاد به طور فعال در ترویج و ایجاد شبکه های بازیافت مشارکت داشته است تا بازیافت پایان محصولات آسان باشد.

استیل آرام تامین کننده انواع محصولات استنلس استیل و  کربن استیل

حتما ببینید

ورق های فوادی

ورقهای فولادی

0.0 00

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *