همان طور که میدانید تیرآهن در ساخت و ساز ساختمان و ورقه سیاه در محصولات داخل خانه کاربرد دارد روزانه در کشور مصارف زیادی از تیراهن داریم واردات این محصول بسیار هزینه بر خواهد بود تولید در کارخانجات داخلی این هزینه را به حداقل رسانده است. در این مقاله سعی داریم کاربرد و مواد تشکیل دهنده تیرآهن و ورقه سیاه را شرح دهیم.
آهن چیست؟
نوعی سنگ معدنی حاوی رگه هایی از آهن (Fe) است که برای مورد استفاده قرار گرفتن، باید خالص سازی شود. آهن با درصد ۱.۶ به عنوان چهارمین عنصر فراوان در پوسته زمین شناخته میشود. این آلیاژ را به طور مستقیم از سنگ آهن استخراج می‌کنند. ترکیب های مختلفی برای تولید آلیاژ های مختلف آهن استفاده میشود. این محصول یکی از عناصر شیمیایی بوده که دارای عدد اتمی ۲۶ می باشد.
چگالی آن نیز ۷.۸۷ می باشد و در اولین دوره های فلزهای واسطه قرار گرفته است.
از نظر جرمی این محصول بیشترین عنصر سازنده زمین نیز محسوب می شود.
ترکیبات آهن
از رایج ترین ترکیبات آهن آلات می‌توان به فروس، فریک و فریل اشاره نمود.
زنگ زدن این محصول به اکسیده شدن آن می انجامد.
معمولا در ترکیب با اکسیژن زنگ می زند و در واقع اکسیده می شود.
با سرعت زیادی با اکسیژن ترکیب می‌شوند و یا به اصطلاح، زنگ می زنند.
به همین دلیل، به سختی می توان این محصول را به شکل خالص در طبیعت یافت.
برای اکسید شدن آهن به سه عنصر آهن و آب و اکسیژن نیاز میباشد.
کانی های آهن به چهار قسمت دسته بندی می شوند.
- کانی های اکسیدی
- کانی های کربناتی
- کانی های سولفیدی
- کانی های سیلیکاتی
مهمترین کانی های آهن مورد استفاده در صنایع فولاد مگنتیت Fe3O4 با ۷۲% آهن و هماتیت Fe2O3 با ۷۰% آهن میباشد که در حال حاضر از معادن چغارت قابل استحصال میباشد.
اندازه و نوع دانه بندی سنگ آهن برای استفاده در کوره بلند فولاد با کیفیت مطلوب بسیار مهم است. برای احیاء کامل سنگ آهن باید حداقل اندازه دانه مصرفی در کوره بلند ۱۰ میلی متر باشد. آهن به صورت کاتیونه ای Fe ++ و Fe +++ وجود دارد و نیکل و کبالت عمدتاً به صورت یون های ترکیبی در سایر حالت های اکسیداسیون معمولاً در ترکیبات ناپایدار موجود است.
تعداد زیادی نمک با آنیون های مختلف تشکیل می شود، بنابراین یک عامل احیا کننده بوده و خود را به Fe +++ اکسید می کند. در محلول قلیایی، این یون با خوشحالی الکترون را می‌پذیرد، بنابراین یک ماده اکسید کننده است و خود را به حالت آهنی کاهش می دهد. در محلول اسیدی،Fe H + را به H2 کاهش داده زیرا پتانسیل الکترود آن ۴۴/۰-، یعنی بسیار بالاتر از هیدروژن است و در واقع آهن یک عنصر فعال به حساب می آید.
سنگ‌های آهن از نقطه نظر ساختار و ترکیب شیمیایی متفاوت و متنوع هستند. نظر به اینکه کوره‌های تولید آهن و فولاد، حداکثر بازده را با ترکیب ثابت مواد اولیه می‌توانند داشته باشند لذا ضروری است که انواع مختلف سنگ‌های آهن تامین شده و نیز مواد جنبی به گونه‌ای وارد کوره شوند که خوراک از خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی ثابت برخوردار باشد.
عناصر اصلی در ساخت تیرآهن: آهن، کربن و کروم می‌باشند. همچنین عناصر فرعی دیگری مانند نیکل، مولبیدن و تیتانیوم نیز استفاده میشود. این ترکیبات باعث میشود تیرآهن های فولادی، مناسب برای بسیاری از کاربرد ها باشند.
حال که با ترکیبات آهن آشنا شدید میخواهیم ترکیبات تیرآهن را بررسی کنیم.
تیرآهن با استفاده از آهن و آلیاژ هایی میباشد. به طور مثال:
کربن
از مهمترین عنصر مورد استفاده در تیراهن عنصر کربن میباشد. این عنصر میزان سختی، کشش ، مقاومت در برابر خوردگی و زنگ زدگی، سایش و ساییدگی را در فولاد تنظیم میکند. هنگامی که نیاز است جوش کاری در تیراهن های ضد زنگ انجام شود از محتوای کربن بالا در ساخت تیرآهن استفاده نمی شود.
کروم
کروم نقش مهمی در ضد زنگ بودن تیرآهن ایفا میکند. حداقل و حداکثر استفاده میزان کروم در تیراهن ۱۰.۵ تا ۲۷ است. وجود عنصر کروم در تیراهن باعث ایحاد لایه سطحی محافظ نازک در تیرآهن میشود. این لایه از زنگ زدگی و خوردگی تیرآهن محافظت میکند به همین دلیل اگر در هنگام تولید تیرآهن از کروم استفاده کنیم به محصول نهایی تیرآهن فولادی ضد زنگ میگویند. به طور کلی آلیاژ های فلزی ۸۵ درصد تیرآهن های فولادی را تشکیل می دهند. ناخالصی در سطح تیرآهن زمانی رخ میدهد که کروم و آهن با یکدیگر مخلوط می‌شوند. کروم به علت مقاومت زیاد در برابر خوردگی، سختی بالا نسبت به سایر آلیاژها از محبوب ترین پوشش های فلزی محسوب میشود.
مس
هنگامی که در ساخت تیرآهن از مس استفاده میشود این تیرآهن مقاوم در برابر اسیدسولفوریک و آب دریا میباشد. در واقع برابر ساخت تجهیزات دریایی عموما از عنصر مس استفاده می‌کنند.
ورق سیاه چست؟
ورق سیاه را به عنوان فولاد نرم می‌شناسند و دلیل آن همان درصد کم کربن موجود در آن میباشد.
این محصول را ورق سیاه نامیدند زیرا اجزای تشکیل دهنده ی آن در فرآیند تولید به دلیل ذوب در دمای بالا باعث می‌شوند که ورق رنگ مات و تیره ای به خود بگیرد.
مراحل تولید و مواد تشکیل دهنده
به ورق ساخته شده از فولاد طی فرآیند نورد گرم Hot Rolling، که در دمایی بالا تر از ۹۳۰ درجه ی سانتیگراد (۱۷۰۰ درجه فارنهایت) تحت عملیات نورد فشاری قرار گرفته و در اثر این عملیات خاصیت فرم پذیری آن بهینه شده است، ورق فولادی نورد گرم یا به اختصار ورق سیاه Hot rolled mild steel گفته می شود.
فولاد در دمای بالاتر از دمای تبلور مجدد فولاد قرار می‌گیرد و در ضخامت‌های بالای ۱/۵ میلی‌متر که ضخامت‌های متفاوت آن در تعیین قیمت ورق سیاه مهم است.
کاربردهای ورق سیاه
با توجه به نوع ضخامت, استاندارد ساخت و ضخامت از ورق سیاه در صنایع مختلفی شامل:
- مصالح ساختمانی مانند آبگرمکن، انواع پروفیل‌ها (بسته یا باز در حالت‌های ستونی، قوطی، فرانسوی، چهارچوب و…) و تیرآهن‌ها
- تجهیزات کشاورزی
- در صنعت خودرو برای ساخت رینگ چرخ و قطعات دیگر
- صنعت کشتی سازی برای مخازن آن و
- تانکرسازی و مخازن و لوله‌های نفتی
- صنایع فلزی سنگین
- گاردریل و تجهیزات ترافیکی
- ورق
- پنج
- تسمه
استفاده می شود.
همانطور که میدانید کارخانه آهن بانک با تامین این قطعات با بهترین آلیاژ ها و ترکیبات استحکام و دوام تیرآهن و ورقه سیاه را تامین می کند. متخصصان شیمی دان با بهره گیری از ترکیبات و آلیاژ های نوین سعی در پیشرفت جهانی دارند.
شماره تماس: ۰۳۱۳۲۶۵۶۵۳۴ شماره واتساپ: ۰۹۱۰۱۱۸۰۵۹۵
* * آهن بانک * *
