دمای ذوب آهن و فلزات

دمای مورد نیاز برای ذوب هر عنصر متفاوت است و با یکدیگر تفاوت دارند و در صورت ترکیب عنصرهای مختلف و تشکیل آلیاژ نقطه جوش و ذوب طبیعتاً تغییر پیدا میکند. اطلاع از دمای جوش و ذوب عنصرها یا آلیاژ ها برای صنعتگران بسیار حائز اهمیت است زیرا برای نورد یا ترکیب سایر آلیاژ ها در کوره باید اطلاع دقیقی از آن داشته باشند. در صنعت آهن آلات به طور مثال کارخانجات پس از ذوب شمش و نورد برروی مواد مذاب تیرآهن یا میلگرد را به عنوان محصول نهایی تولید میکنند که باید از لحاظ خواص مکانیکی و شیمیایی دارای استاندارد باشد بنابر این اطلاع و آگاهی از نقطه ذوب فولاد و آهن و نقطه ذوب آلیاژهای مربوط به این دو فلز برای صنعتگران و کارکنان کوره ضروری است. برای ذوب آهن و فولاد روش‌های مختلفی همچون ذوب خمیری و استفاده از کوره‌های مخصوص ذوب وجود دارد که در ادامه به سایر توضیحات آن میپردازیم.

روش های ذوب آهن و فلزات

ذوب خمیری

در این نوع ذوب آهن پس از گرفتن گرمای لازم نرم ونرم تر می شود تا آنکه کاملا به مذاب تبدیل می شود. در این نوع ذوب دمای آهن ثابت نمی ماند ومدام افزایش می یابد و حد فاصلی بین جامد ومایع وجود ندارد یا به عبارتی با انتخاب دمای خمیری و حرارت‌دهی آهن، این ماده در حالتی که ترکیبی از جامد و مایع است قرار می‌گیرد.

کوره‌های مخصوص ذوب

نقطه ذوب آهن (دمای ذوب آهن)

نقطهٔ ذوب یا دمای ذوب به دمایی که در آن، ماده به‌طور کامل از حالت جامد به مایع (یا بالعکس) تبدیل می‌شود، دمای ذوب می‌گویند. دمای ذوب در نمودارهای فازی به‌عنوان نقطهٔ ذوب مطرح می‌شود. ذوب آهن در کوره‌ها در هزارهٔ دوم پیش از میلاد شروع شد، آثار مکشوفه از آهن ذوب شده از 1200 تا 1800 سال پیش از میلاد در هند و در مشرق از حدود 1500 سال پیش از میلاد به‌دست آمده است. امروزه آهن در سنگ هایی مانند بازالت, رسوبات کربنی, شهاب سنگ ها در مواد معدنی و در کل در پوسته زمین به فراوانی یافت می شود.

نقطه ذوب آهن در 1538 درجه‌ سانتی‌گراد یا 2800 درجه فارنهایت است و در این دما کاملاً منعطف بدون تغییر در خواص آماده انواع نورد میشود. برای نورد به شکل دلخواه باید دمای کوره نزدیک به نقطه ذوب باشد تا آهن به صورت کامل ذوب نشود و با شکل خمیری شکل و مواد مذاب به درستی با انواع نورد شکل بگیرد.

نقطه ذوب فولاد

فولاد ترکیبی از آهن با کربن, فولاد بازیافتی و مقداری از عناصر دیگر است. فولاد آلیاژی از آهن و کربن است، به شکلی که کمتر از 2 درصد کربن، 1 درصد منگنز و مقدار کمی سیلیسیم، گوگرد، فسفر و اکسیژن تشکیل شده است. نقطه ذوب فولاد 1370تا 1420 درجه سانتیگراد است. فولاد مهمترین ماده ای است که در صنعت ساختمانی و مهندسی در سراسر جهان به کار می رود و بیش از 3500 درجه مختلف از فولاد وجود دارد که هریک ویژگی های متفاوتی دارند. در ادامه نقطه ذوب برخی از انواع فولاد را بررسی خواهیم کرد.

• دمای ذوب فولاد ضد زنگ: 1400 تا 1530 درجه سانتی‌گراد (2550-2790 درجه فارنهایت)
• دمای ذوب فولاد کم کربن و فولادهای نرم: 1450 تا 1530 درجه سانتی‌گراد (2640-2800 درجه فارنهایت)
• دمای ذوب فولاد با کربن متوسط و بالا: 1425 تا 1530 درجه سانتی‌گراد (2600-2800 درجه فارنهایت)
• دمای ذوب فولاد گالوانیزه: 1400 تا 1530 درجه سانتی‌گراد (2550-2790 درجه فارنهایت)
• نقطه ذوب چدن: 1200 درجه سانتی‌گراد (2200 درجه فارنهایت)
• نقطه ذوب آهن فرفورژه: 1510 درجه سانتی‌گراد (2750 درجه فارنهایت)
• نقطه ذوب اکسیدآهن (Fe₂O₃): 1539 درجه سانتی‌گراد (2802 درجه فارنهایت)
• نقطه ذوب فولادهای تُندبُر (HSS): حدود 1430 درجه سانتی‌گراد (2605 درجه فارنهایت.
• دمای ذوب فولادهای آلیاژی: 1400 تا 1530 درجه سانتی‌گراد (2550-2790 درجه فارنهایت).
• دمای ذوب فولادهای نورد سرد: 1425 تا 1540 درجه سانتی‌گراد (2600-2800 درجه فارنهایت)

نقطه ذوب آهن اسفنجی

آهن اسفنجی یا DRI (آهن احیای مستقیم) ماده‌ای است که از احیای سنگ‌آهن (به شکل کلوخه، گلوله یا خاکروبه) به صورت مستقیم یعنی بدون ذوب کردن، به دست می‌آید. در طی فرآیند احیای مستقیم و به دلیل خروج گاز اکسیژن، سنگ‌آهن به قطعه‌هایی کروی شکل تبدیل می‌شود که مانند اسفنج در سطح خود دارای سوراخ‌های کوچکی است و از نقطه ذوب فولاد کمتر است. نقطه ذوب آن اسفنجی به دلیل وجود حدود 30% ناخالصی، کمتر از 1200 درجه سانتی گراد است.

نقطه ذوب استیل

استیل یا فولاد ضد زنگ یکی دیگر از فولادهای آلیاژی است که در ترکیب آن حدود 10 تا 30 درصد کروم وجود دارد. با وجود مقدار خیلی کم کربن در استیل، کروم باعث ایجاد مقاومت قابل توجهی در برابر حرارت و خوردگی می شود و نقطه ذوب استیل 1510 درجه سانتیگراد یا 2750 درجه فارنهایت است. عناصر دیگری مانند نیکل، مولبیدن، تیتانیوم، آلومینیوم، مس، ازت، گوگرد و… هم در ترکیب استیل وجود دارد. وجود چنین ترکیباتی مقاومت استیل را در برابر پوسیدگی در محیطی های خاص و اکسیداسیون افزایش می دهد. برای ذوب استیل معمولا از کوره های قوس الکتریکی استفاده می شود.

نقطه ذوب طلا

طلا یک فلز گرانبها با ارزش و رسانای خوبی برای گرما و برق محسوب می شود به همین دلیل هم اغلب در صنعت برق و الکترونیک و برای آبکاری ارتباطات، سیستم های نیمه هادی و… به کار می رود. نقطه ذوب طلا 1064 درجه سانتیگراد یا 1945 درجه فارنهایت است. طلا یکی از فلزات متراکم است و از طلا در ماهواره ها برای کنترل دما و در لباس های فضانوردان برای محافظت از آنها استفاده می شود.

عوامل تأثیرگذار بر دمای ذوب آهن و فولاد

مهندسان صنعت ریخته گری و کوره با بررسی دو فاکتور مهم ساختار متالورژیکی و ترکیبات شیمیایی مداوم بنابر نیاز نقطه ذوب انواع فلزات را بررسی کرده و برای ذوب آن ها از دمای کوره و روش های گوناگون استفاده میکنند و به طور کل ناخالصی موجود در آهن نقطه ذوب را افزایش داده و با افزایش درصد کربن به آلیاژ آهن، نقطه ذوب کاهش پیدا میکند. امروزه در کارخانه های فولاد و ریخته گری ایران با استفاده از تکنولوژی های روز دنیا انواع تجهیزات و کوره ها برای ذوب انواع فولاد استفاده میشود.

جمع بندی

برای نورد و شکل دهی انواع آهن و فلز، ابتدا باید مواد اولیه آن بدون تغییر خواص به صورت ذوب شده و مذاب باشد تا با انعطاف خوب به انواع شکل مورد نظر تغییر کند. اما برای ذوب فلزات باید آن ها را در کوره به نقطه ذوب رساند و مهندسان ریخته گری با بررسی نوع عنصر یا آلیاژ های فلز، دمای کوره مورد را تنظیم کرده تا مراحل ذوب به درستی پیش برود. برای ذوب دو روش خمیری و یا استفاده از کوره های مخصوص ذوب وجود دارد که در ابتدای مقاله به طور کامل شرح داده شده است. همچنین نقطه ذوب آهن در 1538 درجه‌ سانتی‌گراد و نقطه ذوب فولاد 1370 تا 1420 درجه سانتیگراد است.

در ادامه مراحل ذوب آهن و فولاد مواد مذاب با نورد تبدیل به تیرآهن، میلگرد یا سایر مقاطع فولادی شده و سپس در بازار عرضه میشود. شرکت فولاد ابرکاوان قشم با برند قشم آهن تامین کننده برتر مقاطع فولادی در جنوب کشور، بار تیرآهن و میلگرد انواع کارخانجات را با بهترین قیمت و بارگیری سریع از کارخانه، ویژه مشتریان محترم در سبد معاملات روزانه خود قرار داده است. جهت استعلام قیمت انواع تیرآهن و میلگرد با کارشناسان قشم آهن در ارتباط باشید. سپاس از همراهی شما