فولاد

فولاد

اصطلاح فولاد یا پولاد برای آلیاژهای آهن که بین ۰٫۰۰۲ درصد تا ۲٫۱ درصد وزن خود کربن دارند بکار می‌رود. فولادهای آلیاژی غالباً با فلزهای دیگری نیز همراهند. خواص فولاد به درصد کربن موجود در آن، عملیات حرارتی انجام شده بر روی آن و فلزهای آلیاژ دهنده موجود در آن بستگی دارد.فولاد پر مصرف‌ترین فلز صنعتی است و مصرفش پیوسته افزایش می‌یابد. امروزه تولید فولاد جهان نزدیک به هزار و سیصد میلیون تن در سال است. گفته می‌شود فولاد سازی از هندوستان به ایران آمده است، زیرا در دوران باستان، فولاد هندی بنام بوده است. فولاد چند جوشی است. برای ساختن فولاد، کربن آهن خامِ سفید را می‌سوزانند، تا از۵/۳ تا ۶٪ به ۲/۰ تا ۵/۱٪ وزنش کاهش یابد، عنصر‌های دیگر را در آن اندازه می‌کنند تا فولاد خواسته شده ساخته شود

کاربرد فولاد

از فولادی که تا ۰٫۲ درصد کربن دارد، برای ساختن سیم، لوله و ورق فولاد استفاده می‌شود. فولاد متوسط ۰٫۲ تا ۰٫۶ درصد کربن دارد و آن را برای ساختن ریل، دیگ بخار و قطعات ساختمانی بکار می‌برند. فولادی که ۰٫۶ تا ۱٫۵ درصد کربن دارد، سخت است و از آن برای ساختن ابزارآلات، فنر و کارد و چنگال استفاده می‌شود. فولاد، انواع فراوانی دارد؛ که همه آن موارد در جدول کلید فولاد قابل دسترس می‌باشد

اهمیت فولاد

صنعت فولاد علاوه بر صنعتي‌ کردن كشورهاي غربي و بلوك شرق سابق، در توسعه كشورهاي شرق آسيا نيز نقش محوري، بازي كرده است. در اين ميان، كشورهاي بدون منابع طبيعي و مواد اوليه لازم براي ايجاد صنعت فولاد نيز به استقرار اين صنعت در كشور خود مبادرت ورزيده اند. برای مثال ژاپن بعد از جنگ جهاني دوم، توسعه خود را بر آهن و فولاد بنا نهاد و اكنون اساس صنايع شيميايي و صنايع سنگين اين كشور بر صنعت فولاد تكيه دارد.

كره جنوبي همانند ژاپن بدون داشتن مواد اوليه و منابع انرژي و حتي بازار داخلي مناسب براي توسعه خود به اين صنعت روي آورد. توليد سالانه حدود۷۸۰ ميليون تن فولاد توسط چين و رشد اقتصاد اين كشور حتي در شرايط بحراني اقتصاد جهان، نمونه‌هايي از نقش محوري صنعت فولاد در توسعه صنعتي است.در تمامي‌كشورهاي در حال توسعه، پروژه‌هاي فولادسازي به صورت مجتمع، به عنوان پروژه‌هاي دولتي اجرا مي‌شوند، زيرا كارخانه‌هاي فولادي مجتمع نياز به سرمايه‌گذاري اوليه بسيار بالا دارند كه هيچ عامل ديگري جز دولت توان تحمل ريسك بالاي چنين سرمايه‌گذاري عظيمي‌را ندارد. در اين كشورها نيز روند احداث مجتمع‌هاي فولاد‌سازي ابتدا با مالكيت دولت آغاز و سپس به بخش خصوصي واگذار يا با اتخاذ سياست آزاد‌سازي، بخش خصوصي وارد ايجاد صنايع فولادي در كشور شد.امروز اگر بخش خصوصی توانسته است در صنعت فولاد موفقیت‌هایی کسب نماید، مرهون حمایت‌ها و پشتیبانی یک سازمان توسعه ای بنام ایمیدرو است.تجربه كشورها نشان مي‌دهد وقتي ملتي مصمم به ايجاد تحول و توسعه باشد و شرايط فكري و ذهني و انگيزشي فراهم و مديريت صحيح، جاري باشد، هيچ مشكل وكمبودي حتي فقر منابع طبيعي و مادي، نمي‌تواند سد راه مسير توسعه شود. انسان و عزم و اراده‌اش و مديريت صحيح، محور توسعه است. نقش صنعت فولاد در توسعه صنعتي چنانچه ديگر عوامل توسعه، خللي در روند توسعه ايجاد نكنند مي‌تواند نقش بي‌بديلي باشد. هم بخش دولتي، هم بخش خصوصي مي‌توانند كارآمد بوده و لازم است هدفمند در روند توسعه نقش ايفا كنند.  نمونه بارز این نقش آفرینی در شرکت فولاد مبارکه متبلور و متجلی می باشد.
در دهه هفتاد سرمایه‌گذاری چند صد میلیون دلاری برای خرید دانش فنی و استقرار نظام مدیریت در این شرکت برای اکثر مدیران بخش‌های صنعتی آن زمان توجیه پذیر نبود، لیکن امروز این سرمایه‌گذاری به بار نشسته  و شاهد اثرات مثبت آن در  توسعه این صنعت در کشور می باشیماین موضوع مبین این نکته است که مدیران باید با چراغ روشن حرکت کنند و ضمن آینده‌نگری به نگاشت آینده مطلوب نیز بپردازند تا از طریق خود تنظیمی به موقع در هنگام بروز ناملایمات و موانع بیرونی غافلگیر نشوند.شرکت  فولاد مبارکه نزدیک به ۵۰ درصد فولاد کشور را تامین می نماید و می توان گفت که این شرکت بزرگترين توليد کننده ورق‌هاي فولادي در خاورميانه است و با ظرفیت تولید سالیانه ۱۲ میلیون تن آهن اسفنجی بزرگترين شرکت توليد کننده آهن اسفنجي در جهان است. در حال حاضر حدود ۲۸۰۰ تامين کننده کالا و خدمات در زنجيره تأمين شركت فعال هستند و محصولات تولیدی این مجموعه بزرگ صنعتی به صورت مستقيم حدود ۱۰۰۰ کارخانه و کارگاه و به صورت غير مستقيم بالغ بر ۳۰۰۰ کارخانه و کارگاه را تغذیه می‌کندمحصولات فولاد مبارکه اصفهان به لحاظ کيفي از استاندارهای بین‌المللی برخوردارند و خوشبختانه فولاد مبارکه در همین شرایط سخت رقابتی و با وجود تحریم‌هاي بین المللی تکیه بر دانش نیروهای متعهد و کار آزموده و بهره گیری از تجهیزات مدرن توانسته ضمن حفظ کمیت و کیفیت محصولات تولیدی در بالاترین سطح و تأمين بخش عمده‌اي از نياز صنعتگران و تولیدکنندگان داخلي در سال ۹۲ بیش از یک میلیون تن محصولات فولادی خود را به اقصی نقاط جهان صادر کند و بازارهای مهمی را در اروپا، جنوب شرق آسیا، منطقه خاورمیانه و کشورهای جنوب خلیج فارس تصرف کندبزرگترین رقبای فولاد مبارکه اصفهان دقیقاً در همان کشورهائی هستند که هم اکنون استقبال قابل توجهي نسبت به خريد محصولات کيفي فولاد مبارکه از خود نشان مي‌دهند و اینکه شرکت فولاد مبارکه می تواند محصولات خود را علیرغم بعد مسافت و افزایش هزینه حمل به این کشورها بفروشد نشانه رقابت پذیری محصولات ما محسوب می‌شود. امیدواریم این رقابت پذیری در تمامی صنایع کشور روز به روز بهبود یابد.

کوره تولید فولاد و جدا کردن ناخالصی‌ها

معمولاً جداره داخلی کوره‌ای را که برای تولید فولاد بکار می‌رود، توسط آجرهایی که از ماده کمک ذوب ساخته شده‌اند، می‌پوشانند. این پوششی مقداری از اکسیدهایی را که باید خارج شوند، به خود جذب می‌کند. برای جدا کردن ناخالصی‌ها، معمولاً از روش کوره باز استفاده می‌کنند. این کوره یک ظرف بشقاب مانند دارد که در آن ۱۰۰ تا ۲۰۰ تن آهن مذاب جای می‌گیرد.بالای این ظرف، یک سقف مقعر قرار دارد که گرما را روی سطح فلز مذاب منعکس می‌کند. جریان شدیدی از اکسیژن را از روی فلز مذاب عبور می‌دهند تا ناخالصی‌های موجود در آن بسوزند. در این روش ناخالصیها در اثر انتقال گرما در مایع و عمل پخش به سطح مایع می‌آیند و عمل تصفیه چند ساعت طول می‌کشد، البته مقداری از آهن، اکسید می‌شود که آن را جمع‌آوری کرده، به کوره بلند بازمی‌گردانند.

روش دیگر جدا کردن ناخالصی‌ها از آهن

در روش دیگری که از همین اصول شیمیایی برای جدا کردن ناخالصی‌ها از آهن استفاده می‌شود، آهن مذاب را همراه آهن قراضه وماده کمک ذوب در کوره‌ای بشکه مانند که گنجایش ۳۰۰ تن بار را دارد، می‌ریزند. جریان شدیدی از اکسیژن خالص را با سرعت مافوق صوت بر سطح فلز مذاب هدایت می‌کنند و با کج کردن و چرخاندن بشکه، همواره سطح تازه‌ای از فلز مذاب را در معرض اکسیژن قرار می‌دهند.اکسایش ناخالصی‌ها بسیار سریع صورت می‌گیرد و وقتی محصولات گازی مانند CO۲ رها می‌شوند، توده مذاب را به هم می‌زنند، بطوری که آهن ته ظرف، رو می‌آید. دمای توده مذاب، بی آنکه از گرمای خارجی استفاده شود، تقریباً به دمای جوش آهن می‌رسد و در چنین دمایی، واکنشها فوق‌العاده سریع بوده، تمامی این فرایند، در مدت یک ساعت یا کمتر کامل می‌شود و معمولاً محصولی یکنواخت و دارای کیفیت خوب بدست می‌آید.

خواص فولاد

به خاطر خواص مواد، فولاد مهمترین ماده ساختمانی و مهندسی در جهان است. مهمترین خواص فولاد، شکل پذیری و دوام بالا، استحکام تسلیم و استحکام کششی بالا و هدایت گرمایی خوب آن است. علاوه بر این خواص فولادهای ضد زنگ (استنلس استیل) دارای خواص ضد خوردگی است. وقتی موادی برای استفاده مهندسی انتخاب می شود، مهندسان باید از شرایط بازگزاری و کاری قطعه ساخته شده اطلاعات داشته باشند. دانستن و کنترل خواص مواد در این خصوص ضروری است. خواص مکانیکی مواد که برخاسته از ترکیب شیمیایی، عملیات حرارتی و پروسه ساخت است می بایست به دقت مورد بررسی قرار گیرد. آلیاژها و عملیات حرارتی که در ساخت آنها مورد استفاده قرار می گیرند می توانند خواص متفاوتی در آلیاژها ایجاد کنند. لذا تست های نهایی جهت مشخص نمودن خواص نهایی آلیاژها و اطمینان از انطباق آنها با استاندارد ها ضروری است. برای فولاد ها راههای متعددی جهت اندازه گیری خواص وجود دارد. برای مثال استحکام کششی، انعطاف پذیری و سفتی از راه تست استحکام کششی قابل اندازه گیری است. چقرمگی از راه تست ضربه اندازه گیری می شود و سختی توسط اندازه گیری مقاومت به نفوذ فرورونده سخت اندازه گیری می شود. تست کشش آزمونی جهت مشخص کردن عکس العمل فولاد به اعمال نیرو است. جواب ها توسط بیان ارتباط تنش با کرنش بیان می شود. با اندازه گیری نسبت تنش با کرنش می توان الاستیسیته مواد را نیز اندازه گرفت. نسبت تنش با کرنش در محدوده الاستیک فلزات مدول یانگ گفته می شود.مدول الاستیک فولادها در رنج ۱۹۰-۲۱۰ گیگاپاسکال است که این عدد حدوداً سه برابر مدول الاستیک آلومینیوم است.خواص فیزیکی فولادها همانگونه که از نامش پیداست با فیزیک مواد ارتباط دارد. از قبیل چگالی، هدایت گرمایی، مدول الاستیک و ضریب پواسون و غیره.

فولاد درایران

صنعت فولاد را می‌توان یکی از پایه‌های مهم اقتصاد هر کشوری دانست و حتی مصرف سرانه فولاد را به عنوان شاخصی جهت ارزیابی صنعتی بودن یک کشور برشمرده‌اند. امروزه در کشور ما نیز فولاد با حضور در بخش¬های مهم تولیدی و صنعتی کشور، نقش بسیار مهمی را ایفا می¬کند. مطلب زیر به نحوه شکل¬گیری صنعت فولاد در ایران پرداخته است.اولین تلاش برای تأسیس کارخانه آهن و فولاد در کشور، به قبل از سال ۱۹۳۰ میلادی برمی¬گردد؛ تلاشی که در آن زمان هرگز نتوانست رنگ و بوی واقعیت به خود بگیرد و این جنگ جهانی دوم بود که باعث توقف عملیات ساختمانی پروژة ساخت کارخانه آهن و فولاد در ایران شد؛ پروژه¬ای که قرار بود با همکاری شرکت‌های آلمانی در ایران انجام گیرد.تقریباً دو دهه بعد از خاموش شدن آتش جنگ جهانی دوم، دو عامل بهبود وضعیت اقتصادی کشور و همچنین افزایش تقاضای داخلی فولاد، دست در دست هم داده و سنگ بنای تأسیس اولین کارخانه تولید محصولات فولادی در ایران را گذاشتند.در این ارتباط یک واحد نورد جهت تولید فولادهای ساختمانی در کشور بنا شد که این واحد با واردات محصولات فولادی نیمه‌تمام و انجام عملیات نورد بر روی آنها، محصولات خود را به بازار عرضه می‌کرد.

نکته جالب این است که پایه‌گذار این واحد تولید محصولات فولادی، یک بخش خصوصی تحت عنوان گروه صنایع ملی فولاد ایرانبود. این گروه همچنین گام را از این نیز فراتر نهاد و در ادامه فعالیت‌های خود جهت تولید محصولات نیمه‌تمام فولادی، اقدام به ایجاد یک واحد فولادسازی نمود که در این واحد با استفاده از کورة قوس‌ الکتریکی و با فرایند ریخته‌گری مداوم و ذوب قراضه‌های فولادی، محصولات نیمه‌تمام مورد نیاز خود را تولید می‌نمود.همزمان با فعالیتهای بخش خصوصی در صنایع فولادی کشور، بخش دولتی نیز در این خصوص بیکار ننشست و فعالیت خود را آغاز نمود به گونه‌ای که در کنار قرارداد منعقد شده بین دولت¬های ایران و شوروی سابق برای انتقال گاز طبیعی از ایران، مبادلات صنایع سنگین و از جمله ساخت یک واحد فولادسازی با ظرفیت تولید سالیانه ۵۵۰۰۰۰ تن در اصفهان به عهدة طرف مقابل گذارده شد.در این راستا شرکت ملی فولاد ایران نیز جهت انجام کارهای ساختمانی این کارخانه و تجهیز معادن مربوطه نظیر سنگ آهن، ذغال سنگ، سنگ آهک، نسوز و غیره تأسیس شد.

منابع

ویکی پدیا

www.asrehjadid.ir

http://donya-e-eqtesad.com/news/853224/
http://www.totalmateria.com
http://www.yjc.ir/fa/news/4319087