فرق آهن و فولاد چیست؟

<p><img class="content-image" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="تفاوت آهن و فولاد چیست؟" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1628341869462.jpg" alt="تفاوت آهن و فولاد چیست؟" /></p> <p>تفاوت اصلی بین فولاد و فلز این است که آهن یک عنصر است درحالیکه فولاد در اساسی ترین شکل خود، آلیاژی از آهن و کربن می باشد. به طور کلی فولاد به دلیل افزایش خواص مقاومتی بیشتر از آهن در صنایع بزرگ مانند ساختمان سازی مورد استفاده قرار میگیرد.</p> <p><strong>آنچه در این مقاله خواهید خواند:</strong></p> <ul> <li><a title="آهن چیست؟" href="#iron">آهن چیست؟</a></li> <li><span id="iron"></span><a title="فولاد چیست؟" href="#foolad">فولاد چیست؟</a></li> <li><a title="فولاد چگونه ساخته می&zwnj;شود؟" href="#Making-steel">فولاد چگونه ساخته می&zwnj;شود؟</a></li> <li><a title="انواع آهن خام" href="#Making-steel">انواع آهن خام</a></li> </ul> <h2>معرفی آهن به زبان ساده</h2> <p>آهن یک فلز براق و شکل پذیر با نماد Fe و عدد اتمی 26 است. ظاهری شبیه به کروم دارد و مقدار قابل توجهی از نور را منعکس می&zwnj;کند. آهن نیز یک فلز فرومغناطیس است که سایر فلزات فرومغناطیس را جذب می کند. عنصر آهن در پوسته زمین کمیاب است و عمدتا به رسوب شهاب سنگ محدود می شود. برعکس سنگ آهن، فراوان&zwnj;ترین فرآورده در پوسته زمین هستند، که برای استخراج فلزات قابل استفاده از آنها به کوره یا کوره هایی با دمای حداکثر 1500 درجه سانتی گراد (2730 درجه فارنهایت) یا بالاتر، نیاز است.</p> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="آهن چیست" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1628341489223.jpg" alt="آهن چیست" /><span id="foolad"></span>تصویر شماره 1 - آهن چیست</p> <blockquote> <p>بیشتر بخوانید: <a title="قیمت آهن چگونه تعیین می شود؟" href="https://www.modiranahan.com/article/288/%D9%82%DB%8C%D9%85%D8%AA-%D8%A2%D9%87%D9%86-%DA%86%DA%AF%D9%88%D9%86%D9%87-%D8%AA%D8%B9%DB%8C%DB%8C%D9%86-%D9%85%DB%8C-%D8%B4%D9%88%D8%AF" target="_blank" rel="nofollow">قیمت آهن چگونه تعیین می شود؟</a></p> </blockquote> <h2>فولاد آلیاژی چیست؟</h2> <p>فولاد یک آلیاژ آهن است که عمدتا از آهن و کربن تشکیل شده است. اغلب تصور میکنند فولاد یک فلز است، اما لزوما درست نیست. در حالیکه خواصی مشابه با فلزات دارد و از نظر فنی به عنوان آلیاژ طبقه&zwnj;بندی می شود. فلزات به طور طبیعی به عنوان یک عنصر وجود دارند، درحالی که آلیاژ ها از چندین عنصر و اجزای مخلوط تشکیل شده اند. در حقیقت عنصر آهن فراوان&zwnj;ترین عنصر روی زمین است. اما فولاد را در هیچ کجای هسته بیرون یا داخلی زمین پیدا نمی&zwnj;کنید، زیرا این آلیاژ ساخته شده توسط انسان است که نیاز به ترکیب آهن و کربن دارد.</p> <p>افزودن کربن چیزی است که آهن را از فولاد متمایز می کند. از نظر وزن، فولاد حدود 2.14 درصد کربن دارد. اگرچه این مقدار کربن نسبتا کمی است، اما تغییرات فیزیکی قابل توجهی را در پی دارد. به عنوان نمونه فولاد از آهن خالص سخت&zwnj;تر و قوی تر است. برخلاف آهن، فولاد یک ماده معدنی ضروری نیست.</p> <p>در واقع تفاوت اصلی بین آهن و فولاد این است که آهن یک فلز و فولاد یک آلیاژ می باشد. آهن به سادگی یک عنصر فلزی است که یه طور طبیعی در زمین وجود دارد. در مقایسه، فولاد یک آلیاژ مصنوعی است که با مخلوط کردن آهن و کربن با یکدیگر ساخته می شود.</p> <p><img class="content-image" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title=" فولاد چیست؟" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1628341615173.jpg" alt=" فولاد چیست؟" /></p> <p style="text-align: center;"><span id="Making-steel"></span>تصویر شماره 2 - فولاد چیست؟</p> <blockquote> <p>بیشتر بخوانید:&nbsp;<a title="انواع فولاد و کاربرد آن ها" href="https://www.modiranahan.com/article/38/%D8%A7%D9%86%D9%88%D8%A7%D8%B9-%D9%81%D9%88%D9%84%D8%A7%D8%AF-%D9%88-%DA%A9%D8%A7%D8%B1%D8%A8%D8%B1%D8%AF-%D8%A2%D9%86-%D9%87%D8%A7-%D9%86%D8%AD%D9%88%D9%87-%D8%AA%D9%88%D9%84%DB%8C%D8%AF-%D8%A7%D9%86%D9%88%D8%A7%D8%B9-%D9%81%D9%88%D9%84%D8%A7%D8%AF" target="_blank" rel="nofollow">انواع فولاد و کاربرد آن ها</a></p> </blockquote> <h2>فولاد چگونه ساخته می&zwnj;شود؟</h2> <p><strong>فولاد در درجه اول با استفاده از دو روش زیر تولید می شود:</strong></p> <ol> <li>تولید فولاد با کوره بلند</li> <li>تولید فولاد با کوره قوس الکتریکی</li> </ol> <p><img class="content-image" style="float: right;" title="تولید فولاد تا مرحله نهایی" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/finishing2_540.gif" alt="تولید فولاد تا مرحله نهایی" /><img class="content-image" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="تولید فولاد تا مرحله نهایی" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/flowline1_.gif" alt="تولید فولاد تا مرحله نهایی" /></p> <p style="text-align: center;">&nbsp;گیف - تولید فولاد تا مرحله نهایی</p> <h3>تولید فولاد با کوره بلند</h3> <p>اولین مرحله تولید فولاد از اکسیدهای آهن، کوره بلند است. اولین کوره های بلند در قرن 14 ظاهر شد و روزانه یک تن فولاد تولید می کرد. با وجود بهبود تجهیزات و دستیابی با نرخ های بالاتر تولید، فرآیندهای داخل کوره یکسان باقی می مانند. کوره بلند از کک، سنگ آهن و سنگ آهک برای تولید آهن خوک استفاده می&zwnj;کنند.</p> <p>زغال سنگ بخش مهمی از فرآیند تولید کک است. زغال سنگ خرد می شود و به صورت پودر در می&zwnj;آید، سپس در کوره ای شارژ و در غیاب اکسیژن تا حدود 1800 درجه فارنهایت گرم می گردد. با گرم شدن اجاق، زغال سنگ شروع به ذوب شدن می کند بنابراین اکثر مواد فرار مانند روغن، قیر، هیدروژن، نیتروژن و گوگرد حذف می شود. زغال پخته که کک نامیده می شود، پس از 18 تا 24 ساعت زمان از فر خارج می شود. کک خنک شده و از یک تا چهار اینچ نمایش داده می شود. کک یک سنگ سیاه متخلخل و حاوی (90 تا 93 درصد کربن) است که مقداری خاکستر و گوگرد دارد اما در مقایسه با زغال سنگ خام بسیار قوی است. قطعات قوی کک با ارزش انرژی بالا، نفوذپذیری، گرما و گازهایی را فراهم می کند که برای کاهش و ذوب سنگ آهن، گلوله مورد نیاز است.</p> <p>از بین روش های تولید فولاد در دنیا این روش کاربرد بیشتری دارد و طبق آمار حدود 60 درصد از فولاد خام در دنیا با این تکنولوژی تولید می شود. نام دیگر این فرآیند، احیای غیر مستقیم آهن نامیده می شود.</p> <p><img class="content-image" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="تولید فولاد با کوره بلند" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1628341219211.png" alt="تولید فولاد با کوره بلند" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره 3 -&nbsp;تولید فولاد با کوره بلند</p> <p><strong>مطابق با تصویر بالا:</strong></p> <ol> <li>سنگ آهن + پودر سنگ آهن</li> <li>کک</li> <li>تسمه نقاله</li> <li>ورودی مواد اولیه</li> <li>لایه کک</li> <li>سینتر سنگ معدن و سنگ آهک</li> <li>انفجار گرم</li> <li>حذف سرباره</li> <li>بهره&zwnj;برداری از آهن خام</li> <li>پاتیل سرباره</li> <li>انتقال به سمت ماشین حمل مذاب</li> <li>گرد و غبار سیلیکون</li> <li>اجاق</li> <li>دودکش</li> <li>پیش گرم کن</li> <li>پودر زغال</li> <li>اجاق کک</li> <li>کک</li> <li>کاهنده گاز کوره بلند</li> </ol> <h3>تولید فولاد با کوره قوس الکتریکی</h3> <p>روش احیایی مستقیم سنگ آهن از بین روش های دیگر تولید فولاد بسیار جدید می باشد و در آن از کوره های قوس الکتریکی (Electric Arc Furnace) استفاده می شود. این فرآیند با استفاده از گازهای طبیعی (CH₄) &nbsp;به جای کک برای احیایی سنگ معدن آهن مسیر می شود. این روش از بین روشهای دیگر سودهی بالاتری دارد زیرا در کشورهای مانند ایران که دارای منابع معدنی غنی است استفاده از این تکنولوژی مقرون به صرفه می باشد. در این کوره ها قوس ایجاد شده بین الکترودها و بار کوره، انرژی الکتریکی را به انرژی حرارتی تبدیل می&zwnj;کند. انرژی حرارتی دما را افزایش و دمای لازم برای ذوب را تامین می&zwnj;شود. دمای ذوب و تخلیه در این کوره ها 1600 درجه و در بعضی از کوره های آزمایشگاهی گاهی دما به 3000 درجه سانتی گراد می رسد. در روش کوره قوس الکتریکی مقدار معینی اکسید کلسیم به منظور حذف گوگرد از فولاد به کوره اضافه می شود و برای خروج اکسیژن محلول در فولاد، آلیاژ فروسیلیسم استفاده می گردد.</p> <p>ماده های اصلی مورد استفاده در این کوره ها، قراضه و آهن اسنفجی می باشد. ابتدا در کوره مقداری اهن قراضه شارژ می شود و به وسیله ایجاد قوس الکتریکی ذوب و سپس آهن اسفنجی در کوره شارژ می گردد. خواص فیزیکی قراضه در ذوب تاثیر بسزایی دارد. اگر به درستی انتخاب نشود می تواند باعث شکسته شدن الکترود&zwnj;ها یا سرریز شدن مذاب یا حتی انفجار گردد. ناخالصی های موجود در آهن اثرات زیان باری بر خواص شیمیایی و فیزیکی فولاد می&zwnj;گذارد و همین موضوع باعث شده تولیدکنندگان فولاد در جهان برای اینکه محصول خالص تری به دست آورند در کوره های قوس فقط از آهن اسفنجی استفاده کنند.</p> <p><img class="content-image" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title=" تولید فولاد با کوره قوس الکتریکی" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1628341273360.jpg" alt=" تولید فولاد با کوره قوس الکتریکی" /></p> <p style="text-align: center;"><span id="types"></span>تصویر شماره 4 - تولید فولاد با کوره قوس الکتریکی</p> <blockquote> <p>بشتر بخوانید:&nbsp;بررسی انواع آهن آلات ساختمانی</p> </blockquote> <h2>انواع آهن خام</h2> <p><strong>انواع مختلفی آهن خام وجود دارد:</strong></p> <h3>آهن خام سفید</h3> <p>زمانیکه آهن خام مذاب را زود سرد کنند، کربن آن به شکل گرافیت در نمی آید. بنابراین رنگ آهن روشن (سفید نقره ای می شود) که به آن آهن سفید خام می گویند و در فولادسازی بکار می رود. در آهن خام سفید مقدار سیلیسیم آن کم است و جنس آن سخت و تردد می باشد.</p> <h3>آهن خام خاکستری</h3> <p>زمانیکه آهن خام مذاب را به آهستگی سرد کنند، کربن آن به شکل گرافیت در می&zwnj;آید. بنابراین رنگ آهن تیره می شود که به آن آهن خام خاکستری می&zwnj;گویند و در چدن سازی مصرف می شود. مقدار سیلسیم در آهن خام خاکستری زیاد است و از آن سفید نرم است بنابراین سطح شکسته آن دارای دانه های درشت و خاکستری می باشد.</p> <h3>آهن خام نیمه خاکستری</h3> <p>این آهن خام مابین آهن خاکستری و آهن سفید قرار می گیرد و در ساخت فولاد و چدن بکار می رود.</p>