MODIRANAHAN
قبل از هر خرید مشورت کنید

تاریخچه کامل تولید فولاد و آهن

نویسنده: تیم محتوای مدیران آهن
تاریخ انتشار: ۲۰ اسفند ۱۴۰۱
مدت مطالعه: دقیقه

<p>تاریخ کامل تولید فولاد و آهن نشان میدهد که انسان از دیرباز چه تلاشی برای استفاده از این فلز ارزشمند انجام داده است. آنچه امروز از آهن و فولاد در اختیار ماست نتیجه بیش از هزار سال تلاش مداوم است.&nbsp; در حدود 5 درصد از پوسته ی زمین را آهن تشکیل می دهد و این فلز ارزشمند از دیرباز مورد توجه انسان بوده است. در این مقاله تاریخچه ی مختصری از تلاش انسان در کشف و استخراج آهن و آلیاژهای آن ارائه خواهد شد. تلاشی که 4 هزار سال پیش از میلاد مسیح آغاز شد و همچنان ادامه دارد.&nbsp;</p>

<h2>تاریخ آهن</h2> <p>5 درصد از پوسته ی زمین از آهن تشکیل شده است. هر چند بیشتر آن به صورت اکسید آهن است. آهن به صورت فلز، از احیای اکسید آن به وسیله ی یک عامل احیاکننده استخراج می شود. عامل اصلی که برای احیا مورد استفاده قرار می گیرد کربن طبیعی به فرم زغال سنگ، کک یا زغال چوب است.</p> <p style="text-align: center;"><img title="تصویر شماره 1 - عناصر تشکیل دهنده ی پوسته زمین.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1633347271372.jpg" alt="عناصر تشکیل دهنده ی پوسته ی زمین" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره 1 &ndash; عناصر تشکیل دهنده ی پوسته ی زمین</p> <p>برای استخراج اقتصادی آهن، تا حدی از ذخایر سنگ آهن با آهن (Fe) بیشتر از 55-60 درصد استفاده می شود. فراوان ترین کانی اکسید آهن هماتیت (Fe2O3) و پس از آن مگنتیت (Fe3o4) است. سنگ آهن حاوی کانی اکسید برخی عناصر دیگر مانند آلومینیوم، سیلیسیم، منگنز و فسفر نیز هست. این کانی ها به صورت فیزیکی با کانی های زمینی مانند شن، صخره و خاک رس ترکیب شده اند. برخی از این مواد برای ویژگی های محصول نهایی تاثیر منفی دارند. این ها همان ناخالصی هایی هستند که می بایست در طول فرایند احیا حذف شوند. آهن می تواند با بسیاری از عناصر ترکیب شده و تشکیل آلیاژ بدهد. این آلیاژ سازی برای تولید تعداد زیادی آلیاژ آهن با ویژگی های متفاوت برای کاربردهای مختلف به کار برده می شود.</p> <p>به طور کلی محصولات آهنی را می توان به سه دسته ی کلی تقسیم کرد. آهن کار شده (Wrought Iron)، چدن (Cast Iron) و فولاد (Steel).</p> <p>امروزه فولاد مهمترین محصول آهن است و پس از آن چدن قرار دارد. آهن کار شده نیز به مقدار بسیار محدود برای اهداف تزئینی مورد استفاده قرار می گیرد.</p> <p>تقسیم بندی آهن به سه دسته ی فولاد و چدن و آهن کار شده در ابتدا چندان مرسوم نبود و این لغات ناشناخته بودند و همه این محصولات به نام آهن شناخته می شدند. این مساله باید در ادامه به خاطر سپرده شود.</p> <blockquote> <p><span style="color: #ff0000;">بیشتر بخوانید: <a style="color: #ff0000;" href="https://www.modiranahan.com/article/2529/%D9%81%D8%B1%D8%A7%DB%8C%D9%86%D8%AF-%D8%A7%DA%A9%D8%B3%DB%8C%DA%98%D9%86-%D9%BE%D8%A7%DB%8C%D9%87-%D8%AF%D8%B1-%D8%AA%D9%88%D9%84%DB%8C%D8%AF-%D9%81%D9%88%D9%84%D8%A7%D8%AF" rel="nofollow">معرفی فرآیند BOP در تولید فولاد</a></span></p> </blockquote> <h2>آهن شهاب سنگ و آهن کار شده</h2> <p>به دلیل اینکه آهن در مجاورت هوا، خاک و آب زنگ می زند و از بین می رود قدمت استفاده از آهن مشخص نیست. ابتدایی ترین نمونه هایی که در موزه بریتانیا وجود دارد به 3500 تا 4000 سال پیش از میلاد بر می گردد. احیای اکسید آهن به وسیله زغال چوب در سطح محسوس در دمای بالاتر از 900-1000 درجه سانتیگراد ممکن است. این مساله احتمالا به صورت اتفاقی موقع روشن کردن آتش کشف شده است. شواهدی وجود دارد که نشان می دهد نخستین وسایل آهنی با درصد کمی نیکل، از آهن موجود در شهاب سنگ ها ساخته شده اند. نخستین شواهد محکم از ساخت آهن به وسیله احیای سنگ آهن نیز به 1500 سال پیش از میلاد بر می گردد.</p> <p style="text-align: center;"><img title="تصویر شماره 2 - شهاب سنگی از آهن.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1633347293979.jpg" alt="شهاب سنگی حاوی آهن" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره 2 &ndash; شهاب سنگی حاوی آهن</p> <p>دمای ذوب آهن خالص 1536 درجه سانتیگراد است اما وقتی آهن کربن جذب می کند دمای ذوب به صورت محسوسی کاهش می یابد. کمترین دمای ذوب آهن با 4.26 درصد کربن 1153 درجه سانتیگراد است. کوره های ابتدایی که برای استخراج آهن به کار می رفتند کوچک بودند و شکلی شبیه به یک کاسه عمیق داشتند. 1 تا 1.5 متر ارتفاع با قطری در حدود 0.4 تا 0.8 متر. پوشش این کوره ها بیشتر از گل رس خشک شده بود و زغال چوب به عنوان عامل احیا به کار می رفت. اکسیژن در ابتدا به وسیله دمیدن هوا از دهان درون لوله هایی تامین می شد و بعدها از دمنده استفاده شد. هوای فراهم شده باعث احتراق ناقص کربن و تولید مونوکسید کربن و حرارت میشد که دمای کوره را بالا می برد. واکنش واقعی که توسط مونوکسید کربن انجام می شد به صورت زیر بود.</p> <p style="text-align: left;"><strong>Fe-oxide(s) + Co(g) = Fe(s) + CO2(g)</strong></p> <p>این معادله موازنه نشده است و تنها شکل کلی واکنش را نشان میدهد.</p> <p>در کوره های کوچکی که آن زمان استفاده می شد رسیدن به دمای بالاتر از 1100 درجه سانتیگراد دشوار بود. در این شرایط آهن، کربن زیادی جذب نمی کرد. بنابراین عمل ذوب شدن اتفاق نمی افتاد و آهن داغ در حالت جامد با برخی سرباره هایی که سریعتر ذوب می شدند ترکیب می شد و مقدار زیادی FeO در خود داشت. بر اثر گرما دهی متوالی و به دنبال آن شکل دادن به آهن به وسیله چکش، بخش زیادی از سرباره ها خارج می شد و آهن جامد (اسفنجی) که تقریبا خالص بود باقی می ماند ( با درصد پایین کربن). این نوع محصول بعدها با نام آهن کار شده شناخته شد. منظور از کار شده انجام عملیاتی مانند آهنگری روی آهن است.</p> <blockquote> <p>بیشتر بخوانید: <a title="آهن اسفنجی چیست؟ کاربرد و روش تولید آن" href="https://www.modiranahan.com/article/444/%D8%A2%D9%87%D9%86-%D8%A7%D8%B3%D9%81%D9%86%D8%AC%DB%8C-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA-%D8%A2%D9%86%D8%A7%D9%84%DB%8C%D8%B2-%D8%A2%D9%87%D9%86-%D8%A7%D8%B3%D9%81%D9%86%D8%AC%DB%8C" target="_blank" rel="nofollow">آهن اسفنجی چیست؟ کاربرد و روش تولید آن</a></p> </blockquote> <h2>چدن</h2> <p>برای ریخته گری آهن در شکل های مختلف لازم بود تا اهن به صورت مایع تولید شود. این مرحله در قدم بعدی اتفاق افتاد. پس از آهن کار شده نوبت به آهن مایع رسید. آهن مایع براساس نظر برخی از مورخین، پیش از میلاد مسیح و ابتدا در چین تولید شد. برخی از اشیای آهنی عظیم مربوط به 1000 سال پیش از میلاد همچنان در چین موجود است. موفقیت ریخته گری آهن در چین مرهون موارد زیر است:</p> <ul> <li>کوره هایی با بازدهی بیشتر به دلیل پوشش بهتر و همچنین دمنده های قوی تر</li> <li>ابداع تکنیک هایی که باعث جذب بیشتر کربن توسط آهن و در نتیجه پایین آمدن دمای ذوب می شد.</li> <li>میزان بالای فسفر در برخی مواد خام چینی. دمای ذوب سیستم سه تایی آهن-کربن-فسفر در مقایسه با سیستم دوتایی آهن-کربن پایین تر است.</li> </ul> <h2>تکامل ساخت آهن در اروپا</h2> <p>فرایند ساخت آهن در دوران باستان در محدوده ی دریای مدیترانه توسعه یافت و سپس به وسیله فنیقی ها، سلت ها و رومی ها به اروپا رسید. پیشرفت چشم گیر بعدی در اسپانیا و در منطقه ی کاتالونیا اتفاق افتاد که با نام کوره ی کاتالان &nbsp;(Catalan Forge) معروف شد. اینجا جایی بود که از چرخ های آبی برای دمیدن هوا استفاده شد. همین مساله باعث شد تا نرخ تولید افزایش پیدا کند و از زغال چوب بهتر استفاده شود. این امکان وجود داشت تا در هر 12 ساعت به اندازه 100 کیلوگرم فلز تولید شود.</p> <p style="text-align: center;"><img title="تصویر شماره 3 - شمایی از کوره کاتالان.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1633347315562.jpg" alt="نمایی از کوره کاتالان" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره 3 &ndash; نمایی از کوره کاتالان</p> <p>تقاضا برای آهن بیشتر باعث شد تا در آلمان اشتوکفن (Stukofen) توسعه پیدا کند. اشتوکفن ارتفاعی برابر با 3 تا 4.5 متر داشت و شکل آن شبیه به کوره بلند های امروزی بود. این کوره ها از دمنده هایی با چرخ آبی استفاده می کرد و پوشش آن نیز از سنگ و گل رس بود. به درستی این کوره به عنوان جد کوره های بلند شناخته می شود. بلوم (Bloom) آهن داغ که به شکل جامد بود از انتهای کوره خارج می شد و تنها مقدار بسیار کمی آهن مایع به عنوان محصول جانبی به دست می آمد. هر استوکفن می توانست در سال 100 تا 150 تن آهن تولید کند. گام مهم بعدی در ساخت آهن طراحی فلوسفن (Flussofen) بود که در قرن 14هم در آلمان برای ریخته گری توپ های جنگی توسعه پیدا کرد.</p> <p>کوره بلندهای زغال سنگی در قاره ی اروپا ساخته شدند و سپس در بریتانیا گسترش یافتند. جایی که گام بعدی تکامل تکنولوژی ساخت آهن برداشته شد. اصلاحات متعددی موجب شد تا کوره ها به صورت کارا و بزرگتری درآیند. اما پیشرفت مهم در حدود سال 1880 اتفاق افتاد که در ادامه بیان خواهیم کرد.</p> <h3>جایگزینی زغال چوب با کک</h3> <p>استفاده از زغال چوب باعث شد پیش از آنکه پارلمان بریتانیا تولید آهن را محدود کند، جنگل های بریتانیا در سطح وسیعی تخریب شوند. کک از کربنی کردن زغال سنگ است و ابتدا در سال 1709 در کوره بلند مورد استفاده قرار گرفت. استفاده از کک در حوالی سال 1800 به شدت افزایش یافت. از آنجایی که کک، از زغال چوب قوی تر است، ارتفاع کوره بلند در صورت استفاده از کک می توانست زیاد شود.</p> <h3>استفاده از موتورهای بخار برای دمیدن هوا</h3> <p>در سال 1760 دمنده هایی ساخته شدند که از موتور بخار استفاده می کردند. این دمنده ها بسیار پرقدرت تر از دمنده های ابتدایی بودند و در نتیجه به سرعت در تمام کوره بلندها مورد استفاده قرار گرفتند. به کمک این محصول جدید کوره هایی با سایزهای بزرگتر و نرخ تولید بیشتر ساخته شدند.</p> <h3>جریان هوای پیش گرم</h3> <p>نیلسون (Neilson) در سال 1829 مفهوم پیش گرم کردن جریان هوا را مطرح کرد. تا پیش از آن برای تولید کک مورد نیاز برای ساخت یک تن آهن نیاز به 8 تن زغال سنگ بود اما با پیش گرم کردن هوا تا حدود 150 درجه ی سانتیگراد مقدار مصرف زغال سنگ به 5 تن کاهش پیدا کرد. پیشرفت های بعدی امکان پیش گرم کردن هوا تا 600 درجه ی سانتیگراد را فراهم کرد. در سال 1857 کوپر (Cowper) کوره های با پوشش آجر نسوز را معرفی کرد که امکان پیش گرم کردن تا دماهای بالاتر را نیز ممکن می ساخت. این کوره ها بر اساس اصل بازیابی کار میکردند. دو کوره به وسیله احتراق گاز در کوره بلند گرم می شدند و یک کوره در واقع هوایی که دمیده می شد را گرم می کرد. این فرایند به صورت دوره ای انجام می شد و تا حد زیادی مشابه روشی بود که امروزه استفاده می شود.</p> <h3>استفاده از گاز کوره بلند به عنوان سوخت</h3> <p>گازی که از بالای کوره خارج می شود به عنوان گاز کوره بلند شناخته می شود. این گاز حاوی درصد بالایی مونوکسید کربن است که می تواند به عنوان سوخت با هوا سوخته شده و گرما تولید کند. پیش از این تمام گازی که از کوره بلند خارج می شد برای پیش گرم کردن هوا مورد استفاده قرار میگرفت. درسال 1845، بونسن (Bunsen) و پلیفر (Playfair) با توجه به ارزش گرمایی گازهای خارج شده از کوره اظهار داشتند که استفاده از این گاز فقط به منظور پیش گرم کردن هوا باعث اتلاف آن می شود و پیشنهاد کردند که این گاز با انتقال به وسیله ی لوله های انتقال برای استفاده در سایر فرایندهای تولید آهن، مورد استفاده قرار بگیرد.</p> <p>مطرح کردن این موضوع باعث شد که برای شارژ کردن کوره، سنگ آهن، کک و مابقی مواد از بالا وارد شوند و هیچ مقداری از گاز حاصل وارد اتمسفر نشود. سیستم cup-and-bell در سال 1850 ابداع شد و بعدها منجر به توسعه تجهیزات شارژ double-bell شد. این تجهیزات در بین سال های 1970 تا 1980 به صورت استاندارد در همه ی کوره های بلند مورد استفاده واقع می شدند.</p> <p style="text-align: center;"><img title="تصویر شماره 6 - کوره بلند با سیستم double-bell و bell-less.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1633347364724.jpg" alt="کوره بلند با سیستم Double-bell و Bell-less" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره 6 &ndash; کوره بلند با سیستم Double-bell و Bell-less</p> <p>مشکل دیگری که در روزهای ابتدایی وجود داشت این بود که گاز مورد استفاده حاوی مقادیر زیادی ذرات گرد و غبار بود که باعث خفه شدن لوله ها و کوره می شد. برای حل این مشکل، گاز را از میان محفظه های بزرگی عبور می دادند که باعث می شد تا حدی سرعت ذرات کاهش یابد. به هر حال این فرایند چندان رضایت بخش نبود. امروزه کوره های بلند از تجهیزات پیچیده تری برای تمیز کردن گاز استفاده می کنند.</p> <h2>تاریخ ابتدایی تولید فولاد پیش از دوران مدرن</h2> <p>هزاران گرید از فولاد وجود دارد. بسیاری از آنها در دو دسته ی فولاد کربنی (Plain Carbon Steel) و آلیاژهای فولاد دسته بندی می شود. ساخت آلیاژهای فولاد از 100 سال پیش آغاز شد و امروزه 10 درصد از کل فولاد تولید شده را تشکیل می دهد.</p> <p>فولاد کربنی شامل 0.1 تا 1 درصد کربن و مقدار بسیار کمی از برخی عناصر دیگر مانند منگنز و سیلیسیم است. کربن باعث افزایش مقاومت فولاد می شود اما چکش خواری آن را کاهش می دهد. کربن همچنین امکان ایجاد برخی از ویژگی هایی که برای عملیات حرارتی مانند آنیلینگ، نرمال سازی، آب دهی (Quenching) و ... مناسب هستند را فراهم می کند. تمام این عملیات ها ریز ساختار فولاد را تغییر می دهد. حضور کربن در ساختار فولاد برای اولین بار در اواخر قرن 18م میلادی کشف شد. در خلال 100 سال بعد دانش متالورژی چنان توسعه پیدا کرد که امکان همبسته کردن عملیات حرارتی و ویژگی های مکانیکی با میکروساختار فولادها به وجود آمد. به همین دلیل امکان به دست آوردن محدوده ای از ویژگی های مکانیکی در یک درصد کربن مشخص به وجود آمد.</p> <p>فولادسازان اولیه تکنیک هایی را برای تولید فولاد کربنی در مقیاس کم به کار می بردند و بدون آنکه از دانش پشت آن اطلاع کافی داشته باشند عملیات حرارتی را نیز به صورت آزمون و خطا اجرا می کردند. براساس شواهدی که به دست آمده است هندیان در این زمینه پیشتاز بودند. آن ها از این پدیده از قرن دوم یا سوم پیش از میلاد اطلاع داشتند. در واقع این هندوستان بود که فولاد را به تمام دنیا از آسیای غربی گرفته تا اروپا صادر کرد. کشورهایی مانند عراق، سوریه و ژاپن از هزار سال قبل دانش هایی در این زمینه به دست آوردند و اروپا نیز از قرون وسطا تولید فولاد را آغاز کرد.</p> <p>نخستین فرایندهای تولید فولاد شامل گرم کردن آهن در حضور مواد حاوی کربن در کوره های سرپوشیده بود. این اقدام به آهن اجازه می داد که با جذب کربن به فولاد تبدیل شود. زمانی که آهن سازان اروپایی موفق به تولید آهن مذاب شدند، آهن کار شده را با خالص سازی مذاب آهن به وجود آوردند. سپس آن را با مواد کربنی در کوره های بسته مانند آنچه در گذشته انجام می شد به فولاد تبدیل کردند. این فرآیند با نام سمانته شدن (Cementation) شناخته می شد. &nbsp;با مقدار مناسبی از کربن نقطه ذوب فولاد کاهش پیدا می کرد و راحتر ذوب میشد. این فرایند را بوته ای (Crucible) می نامند که در سال 1740 توسط هانتسمن (Huntsman) در انگلستان انجام شد. فرایند بوته ای در اروپا و آمریکا به صورت غالب مورد استفاده قرار می گرفت تا اینکه هنری بسمر در انگلستان فرایند معروف بسمر (Bessemer) را توسعه داد. این فرایند تولید آهن در ابعاد وسیع را ممکن ساخت.</p> <blockquote> <p>بیشتر بخوانید:&nbsp;<a title="معرفی انواع شمش فولادی" href="https://www.modiranahan.com/article/424/%D9%85%D8%B9%D8%B1%D9%81%DB%8C-%D8%A7%D9%86%D9%88%D8%A7%D8%B9-%D8%B4%D9%85%D8%B4-%D9%81%D9%88%D9%84%D8%A7%D8%AF%DB%8C-%D8%A8%D8%B1%D8%A7%DB%8C-%D8%B3%D8%A7%D8%AE%D8%AA-%D9%85%DB%8C%D9%84%DA%AF%D8%B1%D8%AF" target="_blank" rel="nofollow">معرفی انواع شمش فولادی</a></p> </blockquote> <h2>تکامل تکنولوژی ساخت آهن از سال 1880</h2> <h3>دوره ی بین سال های 1880 تا 1950</h3> <p>از اواخر قرن 19هم میلادی صنعت فولاد و آهن در آمریکا شروع به رشد کرد. تاسیس شرکت فولاد کارنگی توسط اندرو کارنگی در امریکا به همراه تلاش پیشتازان صنعت فولاد در اروپا اقدامات مهم این دوره بود. از سال 1880 تا 1950 بیشتر فعالیت هایی که در حوزه فولاد و آهن انجام گرفت مربوط به طراحی کوره ها و مهندسی بود و تغییرات چشم گیری در تکنولوژی فرایندها به وجود نیامد. از جمله دلایل این مساله می توان به موارد زیر اشاره کرد:</p> <ul> <li>دانش مربوط به ویژگی های متالورژیکی و فیزیکوشیمیایی واکنش های کوره بلند بسیار محدود بود. استفاده از ترمودینامیک و توسعه ترمودینامیک متالورژیکی حوالی سال 1930 آغاز شد. دانش در حوزه ی سینتیک واکنش ها و پدیده ی انتقال نیز تا سال 1950 در سطوح ابتدایی خود بود. هر چند پیشرفت های قابل توجهی بین سال های 1950 تا 1960 در این حوزه ها به وجود آمد.</li> <li>کوره مانند یک جعبه سیاه بود و وضعیت داخلی آن به جز برخی اطلاعات در مورد ورودی و خروجی کوره ناشناخته به نظر می رسید. نخستین پیشرفت ها در این حوزه در دهه 50 میلادی اتفاق افتاد. زمانیکه در ژاپن به کمک گاز نیتروژن اقدام به سرد کردن سریع کوره بلند کردند. سپس کوره به بخش های مختلفی تقسیم شد و نمونه ها برای بررسی های فیزیکی و شیمیایی مورد آزمایش و تحلیل قرار گرفت.</li> </ul> <p>پیشرفت هایی که تا سال 1950 حاصل شد منجر به تغییرات زیر گردید.</p> <ul> <li>موتورهای دمنده ی قوی تر</li> <li>دمای بالاتر کوره</li> <li>کوره های بزرگتر</li> <li>تجهیزات شارژ بهتر</li> <li>منابع خام اولیه اصلاح شده</li> <li>غربالگری مواد خام برای حذف ریزدانه ها</li> <li>پاکسازی گاز کوره بلند به صورت کارآمدتر</li> <li>استفاده از مواد دیرگداز بهتر و اصلاح پوشش کوره</li> <li>تاسیسات چندکاره ی بیشتر</li> <li>اندازه گیری دقیق و سریع دمای ترکیبات ورودی و خروجی به کوره</li> </ul> <p>برخی از این ویژگی ها به صورت استانداردهایی برای کوره های بلند امروزی نیز درآمده است. به نمونه هایی از آن در زیر اشاره خواهد شد.</p> <ul> <li>سیستم شارژ مواد خام double-bell در حدود سال 1880 مورد استفاده قرار گرفت. پیش از آن مواد خام به وسیله بالابرهای عمودی بالا برده می شدند که در سال 1883 بالابرهای اسکیپ جای آن را گرفت. شارژ به وسیله اسکیپ اتوماتیک نیز با مشکلات در زمینه توزیع شارژ همراه بود. این مساله نیز در سال 1890 به کمک بارریز مک کی (Mckee) حل شد. بیشتر کوره های امروزی نیز از این ویژگی ها استفاده می کنند تنها کوره های مدرن از سیستم شارژ bell-less استفاده می کنند.</li> <li>سیستم های پاک سازی گازهای کوره بلند، امروزه از یک جمع کننده گرد و غبار، یک تصفیه کننده ی مرطوب و یک رسوب دهنده الکترواستاتیکی تشکیل شده است. رسوب دهنده های الکترواستاتیکی در سال 1919 توسط لاج (Lodge) و کترل (Cottrell) اختراع شدند.</li> <li>ساخت پوشش های کوره با معرفی خنک کننده های آبی بسیار متحول شد.</li> <li>در ابتدا از بسترهای ماسه ای برای ریخته گری آهن مذاب خارج شده از کوره بلند استفاده می کردند. در سال 1896 ماشین ریخته گری شمش (Pig Casting Machine) ابدع شد. در همان زمان با معرفی میکسرهای فلز مذاب، امکان جابجایی آهن مایع در مسافت های طولانی تر و همچین ذخیره ی آنها در کارگاه های ذوب فولاد فراهم شد.</li> </ul> <p>نتایج تمام تلاش ها و ابداعات در حوزه ساخت کوره های آهن منجر به تغییراتی شد که در جدول زیر قابل ملاحظه است.</p> <table class="table1200" style="margin-left: auto; margin-right: auto;" border="2"> <tbody> <tr> <td style="text-align: center;" rowspan="2" width="128"> <p><strong>مقدار کک برای هر تن آهن</strong></p> </td> <td style="text-align: center;" rowspan="2" width="128"> <p><strong>تولید بر حسب تن</strong></p> </td> <td style="text-align: center;" colspan="2" width="255"> <p><strong>سایز کوره (متر)</strong></p> </td> <td style="text-align: center;" rowspan="2" width="128"> <p><strong>سال</strong></p> </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center;" width="128"> <p><strong>قطر</strong></p> </td> <td style="text-align: center;" width="128"> <p><strong>ارتفاع</strong></p> </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center;" width="128"> <p>3400</p> </td> <td style="text-align: center;" width="128"> <p>110</p> </td> <td style="text-align: center;" width="128"> <p>3.4</p> </td> <td style="text-align: center;" width="128"> <p>20</p> </td> <td style="text-align: center;" width="128"> <p>1880</p> </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center;" width="128"> <p>2500</p> </td> <td style="text-align: center;" width="128"> <p>415</p> </td> <td style="text-align: center;" width="128"> <p>4.5</p> </td> <td style="text-align: center;" width="128"> <p>22</p> </td> <td style="text-align: center;" width="128"> <p>1901</p> </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center;" width="128"> <p>1000</p> </td> <td style="text-align: center;" width="128"> <p>1500</p> </td> <td style="text-align: center;" width="128"> <p>8</p> </td> <td style="text-align: center;" width="128"> <p>25</p> </td> <td style="text-align: center;" width="128"> <p>1950</p> </td> </tr> </tbody> </table> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>بیشتر بخوانید: <a title="کنسانتره آهن چیست؟" href="https://www.modiranahan.com/article/267/%DA%A9%D9%86%D8%B3%D8%A7%D9%86%D8%AA%D8%B1%D9%87-%D8%A2%D9%87%D9%86-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA-%D9%82%DB%8C%D9%85%D8%AA-%DA%A9%D9%86%D8%B3%D8%A7%D9%86%D8%AA%D8%B1%D9%87-%D8%A2%D9%87%D9%86" target="_blank" rel="nofollow">کنسانتره آهن چیست؟</a></p> </blockquote> <h2>ساخت آهن پس از سال 1950</h2> <p>تا سال 1950 پیشرفت های چشم گیری در خصوص ساخت کوره های بلند صورت گرفت. بیشتر این پیشرفت ها به دلیل درک بهتری بود که از عملیات داخل کوره به دست آمد. همچنین تحقیقات و مطالعات بسیاری نیز در این خصوص انجام گرفت. در نتیجه اصلاحاتی نه تنها در زمینه ی مهندسی و طراحی بلکه در خصوص فرایندهای متالورژی نیز به دست آمد. پیشرفت های قابل توجه در این دوره شامل موارد زیر است:</p> <ul> <li>استفاده از بارهای آماده شده در فرم کلوخه و گندله</li> <li>کک در سایز مناسب و کیفیت بالاتر</li> <li>تزریق مایع، گاز و یا هیدروکربن های جامد از طریق دهانه ی لوله &ndash; گسترده ترین کاربرد را تزریق گرد زغال سنگ داشته است.</li> <li>حجم بالاتر کوره</li> <li>دمای بالاتر</li> <li>غنای بیشتر هوای دمیده شده از نظر میزان اکسیژن</li> <li>توزیع بهتر بار &ndash; به کار گیری سیستم شارژ bell-less</li> <li>کنترل فرایندها به کمک کامپیوتر</li> </ul> <p>در جدولی که در ادامه ارائه می شود برخی شاخص های عملکرد کوره ها بین سال های 1990-2000 با سال 1960 مقایسه شده است. همانطور که قابل ملاحظه است تغییرات چشمگیری در شاخص هایی مانند نرخ سوخت، بهره وری، طول عمر (سالهایی که کوره پیش از خاموش شدن و تعمیر بدون وقفه به کار خود ادامه میدهد) و سطح سیلیسیم به وجود آمده است. هم اکنون می توان ادعا کرد که کوره های بلند به نقطه ی اوج عملکرد خود رسیده اند و پیشترفت های بیشتر در این حوزه چندان مورد انتظار نیست.</p> <table class="table1200" style="margin-left: auto; margin-right: auto;" border="2"> <tbody> <tr> <td style="text-align: center; width: 318px;" colspan="2" width="311"> <p><strong>سال</strong></p> </td> <td style="text-align: center; width: 159px;" rowspan="2" width="155"> <p><strong>واحد</strong></p> </td> <td style="text-align: center; width: 176px;" rowspan="2" width="172"> <p><strong>پارامتر</strong></p> </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center; width: 159px;" width="155"> <p><strong>2000-1990</strong></p> </td> <td style="text-align: center; width: 159px;" width="155"> <p><strong>1960</strong></p> </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center; width: 159px;" width="155"> <p>25</p> </td> <td style="text-align: center; width: 159px;" width="155"> <p>25</p> </td> <td style="text-align: center; width: 159px;" width="155"> <p>متر</p> </td> <td style="text-align: center; width: 176px;" width="172"> <p>ارتفاع</p> </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center; width: 159px;" width="155"> <p>15</p> </td> <td style="text-align: center; width: 159px;" width="155"> <p>9</p> </td> <td style="text-align: center; width: 159px;" width="155"> <p>متر</p> </td> <td style="text-align: center; width: 176px;" width="172"> <p>قطر داخلی</p> </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center; width: 159px;" width="155"> <p>5000</p> </td> <td style="text-align: center; width: 159px;" width="155"> <p>2000</p> </td> <td style="text-align: center; width: 159px;" width="155"> <p>متر مکعب</p> </td> <td style="text-align: center; width: 176px;" width="172"> <p>حجم</p> </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center; width: 159px;" width="155"> <p>13000</p> </td> <td style="text-align: center; width: 159px;" width="155"> <p>2000</p> </td> <td style="text-align: center; width: 159px;" width="155"> <p>تن</p> </td> <td style="text-align: center; width: 176px;" width="172"> <p>تولید آهن</p> </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center; width: 159px;" width="155"> <p>2.6</p> </td> <td style="text-align: center; width: 159px;" width="155"> <p>1</p> </td> <td style="text-align: center; width: 159px;" width="155"> <p>تن بر روز بر مترمکعب</p> </td> <td style="text-align: center; width: 176px;" width="172"> <p>بهره وری</p> </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center; width: 159px;" width="155"> <p>450-500</p> </td> <td style="text-align: center; width: 159px;" width="155"> <p>800</p> </td> <td style="text-align: center; width: 159px;" width="155"> <p>کیلوگرم بر تن</p> </td> <td style="text-align: center; width: 176px;" width="172"> <p>نرخ سوخت</p> </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center; width: 159px;" width="155"> <p>بالاتر از 10</p> </td> <td style="text-align: center; width: 159px;" width="155"> <p>6-4</p> </td> <td style="text-align: center; width: 159px;" width="155"> <p>سال</p> </td> <td style="text-align: center; width: 176px;" width="172"> <p>طول عمر مداوم</p> </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center; width: 159px;" width="155"> <p>0.2</p> </td> <td style="text-align: center; width: 159px;" width="155"> <p>1</p> </td> <td style="text-align: center; width: 159px;" width="155"> <p>درصد از وزن</p> </td> <td style="text-align: center; width: 176px;" width="172"> <p>سیلیسیم در فلز داغ</p> </td> </tr> </tbody> </table> <p style="text-align: center;"><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="تصویر شماره 8 - تصویری از کوره بلند مدرن.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1633347610186.jpg" alt="تصویری از کوره بلند مدرن ساخت شرکت دانیلی" />تصویر شماره 7 &ndash; تصویری از کوره بلند مدرن ساخت شرکت دانیلی</p>
اشتراک در:
میلگرد-بستر-چیست
میلگرد بستر چیست | کاربرد و ویژگی ها
۷ دقیقه مطالعه۱۶ اسفند ۱۴۰۱
میلگرد چیست ؟ انواع و گریدهای آرماتور فولادی
انواع میلگرد و گریدهای مختلف آرماتور فولادی
۱۴ دقیقه مطالعه۷ فروردین ۱۴۰۲
تنش سیلان
تنش سیلان یا Definition of Flow Stress چیست؟
۶ دقیقه مطالعه۷ فروردین ۱۴۰۲
پروفیل-درب-و-پنجره-چیست
آشنایی با انواع پروفیل درب و پنجره
۱۰ دقیقه مطالعه۱۴ فروردین ۱۴۰۲