مواد حامل سیلیسیم

تا کنون بیش از دویست نوع کانی مختلف حاوی سیلیس شناسایی شده است. ولی مهمترین کانی هایی که در فرایند تولید فرو سیلیسیم مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از:

• کوارتزیت
• کوارتر

کوارتر و کوارتزیت مورد استفاده در تولید فرو سیلیسیم باید دارای ویژگی های زیر باشد:

• میزان اکسید سیلیسیم در آن حداقل 97 درصد باشد.
• میزان ناخالصی های موجود از جمله آلومینا، اکسید کلسیم در حداقل مقدار ممکن و کمتر از نیم درصد باشد.
• نقطه ذوب بالایی داشته و پس از ذوب نیز گرانروی آن زیاد باشد.
• دارای پایداری حرارتی بالایی باشد.

از میان ویژگی های بالا پایداری حرارتی و نقطه ذوب از اهمیت زیادی برخوردار است.

انواع مواد اولیه مصرفی

در فرآیند تولید فروسیلیسیم مواد اولیه متنوعی استفاده می شود. ولی به طور کلی می توان این مواد را در سه گروه دسته بندی کرد.

1- مواد حامل سیلیسیم

2- مواد احیا کننده

3- مواد حامل آهن

با توجه به این که فرایند تولید فروسیلیسیم یک فرایند بدون سرباره می باشد. تقریباً تمامی عناصر موجود در مواد اولیه را وارد محصول می شوند. بنابراین یکی از مهم ترین ویژگی هایی که در کلیه مواد مشترک می باشند خلوص بالای مواد می باشد. با بالا رفتن ناخالصی های موجود در مواد، درصد ناخالصی های موجود. در محصول از جمله آلومینیوم و کلسیم افزایش می یابد. ویژگی های مشترک دیگر، یکنواختی ترکیب شیمیایی هر یک از مواد است که باید در کلیه محموله ها رعایت شود.

فرو سیلیسیم-Ferrosilicon- آمیژان

فرو سیلیسیم (Ferrosilicon) آمیژانی است. از آهن و سیلیسیم که در کوره قوس الکتریکی و در گریدهای مختلف. از جمله 10 الی 90 درصد تولید می گردد. که منظور از عدد میزان سیلیسیم موجود در آمیژان می باشد. اما گریدهای مورد نیاز صنعت به خصوص صنایع فولاد سازی 70 الی 75 درصد می باشد. از جمله عناصر دیگر که در این آمیژان وجود دارد و جزء عناصر ناخواسته می باشد.

می توان به تیتانیوم، کروم، کربن، گوگرد، آلومینیوم، فسفر نام برد. و معمولاً اکثر فولادسازها با درصد آلومینیوم زیر 2 درصد در خواست می نمایند. فرو سیلیسیم تولیدی در سه سایز (اندازه) به بازار مصرف ارایه می شود: 1-10 تا 60 میلی متر 2-3 تا 10 میلی متر 3- 0 تا 3 میلی متر که هر یک از صنایع با توجه به نوع مصرف از سایز مورد نیاز استفاده می کنند. بعنوان مثال در صنایع فولادسازی و ریخته گری مداوم بیشتر از اندازه 10 تا 60 میلی متر استفاده می شود.

موارد استفاده فرو سیلیسیم

این آمیژان در صنایع فولاد سازی و ریخته گری بعنوان اکسیژن زدا و تنظیم کننده ترکیب شیمیایی. با توجه به گرید فولاد و در زمان تخلیه مذاب از کوره به پاتیل. یا در حین عملیات متالورژی ثانویه استفاده می شوند. از دیگر موارد استفاده در صنایع چدن سازی به عنوان جوانه زا یا تولید چدن های پر سیلیسیم. و به صورت فروسیلیکو منیزیوم. به عنوان عامل نشکن ساز در چدن های نشکن مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین از این محصول در کارخانجات تولید فروسیلیکو منیزیوم و فرو سیلیکو منگنز نیز استفاده می شود.

وانادیم چیست؟-Vanadium-فولاد کربنی

وانادیم (Vanadium) یک عنصر شیمیایی با نماد V و عدد اتمی 23 است. این عنصر یک فلز واسطه سخت، خاکستری-نقره ای و شکل پذیر است. این عنصر به صورت فلز خالص به ندرت در طبیعت یافت می شود. اما پس از جداسازی مصنوعی، تشکیل لایه اکسید (غیرفعال سازی). تا حدودی فلز آزاد را در برابر اکسیداسیون بیشتر مقاوم می کند.

آندرس مانوئل دل ریو با تجزیه و تحلیل یک ماده معدنی جدید حاوی سرب. ترکیبات وانادیم را در مکزیک کشف کرد. که وی آن را «سرب قهوه ای» نامید. اگرچه وی در ابتدا تصور می کرد. که ویژگی های آن به دلیل وجود عنصر جدیدی است. اما بعدها توسط شیمیدان فرانسوی Hippolyte victor collet-Descotils به اشتباه متقاعد شد. که این عنصر فقط کروم است. سپس در سال 1830 نیلز گابریل سفستروم کلریدهای وانادیم را تولید کرد. و ثابت کرد که یک عنصر جدید وجود دارد. و با الهام از نام الهه زیبایی و باروری اسکاندیناوی، وانادیس (فریجا)، نام آن را «وانادیم» گذاشت.

این نامگذاری بر اساس طیف گسترده ای از رنگ های موجود در ترکیبات وانادیم و زیبایی آنها بود. بعدها کانی سرب دل ریو نیز به دلیل محتوای وانادیم آن، وانادینیت نامگذاری شد. در سال 1867 هنری انفیلد روزکو توانست عنصر خالص را بدست آورد.

Vanadium به طور طبیعی در حدود 65 ماده معدنی و در ذخایر سوخت فسیلی وجود دارد. در چین و روسیه از سرباره گدازگری فولاد تولید می شود.

کشورهای دیگر آن را مستقیماً از مگنیتیت، گرد و غبار دودکش روغن سنگین. یا به عنوان محصول جانبی استخراج اورانیوم تولید می کنند. این ماده عمدتاً برای تولید آلیاژهای فولادی خاص مانند فولاد تندبر و برخی از آلیاژهای آلومینیوم استفاده می شود. مهمترین ترکیب صنعتی Vanadium، وانادیم پنتاکسید، به عنوان کاتالیزور برای تولید اسید سولفوریک استفاده می شود. باتری اکسایشی – کاهشی وانادیمی ممکن است. در آینده برای ذخیره انرژی یک کاربرد محسوب شود.

در تعداد کمی از موجودات زنده مقادیر زیادی از یون های وانادیم پیدا شده است. که احتمالاً یک توکسین است. اکسید و برخی نمک های دیگر Vanadiumسمیت متوسطی دارند. به خصوص در اقیانوس، Vanadium توسط برخی از اشکال حیات به عنوان مرکز فعال آنزیم ها استفاده می شود. مانند وانادیم بروموپراکسیداز برخی از جلبک های اقیانوس.

مشخصات وانادیم

وانادیم یک فلز با سختی متوسط، شکل پذیر و به رنگ آبی – فولادی است. رسانای الکتریکی و عایق حرارتی است. برخی منابع، Vanadium را «نرم» توصیف می کنند. شاید به این دلیل که شکل پذیر و انعطاف پذیر بوده و شکننده نیست. وانادیم از اکثر فلزات و فولادها سخت تر است. مقاومت خوبی در برای خوردگی دارد. و در برابر قلیاها و اسیدهای سولفوریک و هیدروکلریک پایدار است. در دمای حدود 630 درجه سلسیوس (933 کلوین) در هوا اکسید می شود. هر چند حتی در دمای اتاق نیز یک لایه غیر فعال بر روی آن شکل می گیرد.

فلز وانادیم از طریق یک فرآیند چند مرحله ای بدست می آید. که با تفت دادن سنگ معدن خرد شده با NaCl یا Na2Co3 در حدود 850 درجه سلسیون شروع می شود. تا به سدیم متاوانادات (NaVO3) تبدیل شود. یک محلول آبی از این عصاره اسیدی می گردد. تا «کیک قرمز» که یک نمک پلی وانادات است، ایجاد گردد. این نمک پلی وانادات توسط فلز کلسیم کاهش داده می شود. در تولید مقیاس کم به عنوان یک روش جایگزین، از هیدروژن یا منیزیم برای کاهش Vanadium پنتاکسید استفاده میشود. بسیاری از روشهای دیگر نیز استفاده می شود. که در همه آنها وانادیوم به عنوان محصول جانبی فرایندهای دیگر تولید می شود. خالص سازی وانادیوم توسط فرآیند میله کریستالی که توسط آنتوان ادوارد ون آرکل و یان هندریک دو بوئر. در سال 1925 توسعه یافته است، امکانپذیر است.

تقریباً 85% وانادیم تولید شده به عنوان فِرو وانادیم .(آلیاژی از آهن و Vanadium. که درصد Vanadium در آن در حدود 35 تا 85 درصد است. و برای افزودن وانادیم به فولاد مذاب استفاده می شود). برای افزودن به فولاد استفاده می شود. افزایش قابل توجه استحکام در فولاد حاوی مقادیر کمی وانادیم در اوایل قرن 20 کشف شد. وانادیم، نیتریدها و کاربیدهای پایدار تشکیل می دهد. و در نتیجه باعث افزایش قابل توجه مقاومت فولاد می شود.

از آن زمان به بعد، فولاد وانادیمی برای ساخت محورها، قاب های دوچرخه. میل لنگ، چرخ دنده ها و سایر اجزای مهم مورد استفاده قرار گرفت. دو گروه از آلیاژهای فولاد وانادیمی وجود دارد. آلیاژهای فولاد پُر کردن وانادیمی حاوی 0.15% تا 0.25% وانادیم هستند. و درصد Vanadium فولادهای تندبر (Hss) %1 تا 5% است. برای فولادهای تندبر می توان سختی بالای HRC 60 را بدست آورد. از فولاد ابزارها استفاده کرد. آلیاژهای متالورژی پودر حاوی 18% درصد Vanadium هستند. محتوای بالای کاربیدهای وانادیم در این آلیاژها مقاومت در برابر سایش را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. یکی از کاربردهای این آلیاژ ساخت ابزارها و چاقوها است.

آلیاژ یا هم جوشه چیست؟

آلیاژ معمولاً خواصی متفاوت از عناصر تشکیل دهنده خود دارد. بسته به میزان همگنی در اختلاط عناصر، هم جوشه می تواند تک فاز یا جند فازی باشد. هدف از هم جوشه سازی، تغییر و بهبود خواص ماده مانند چقرمگی، استحکام، سختی و و غیره است. ویژگی های فیزیکی هم جوشه با نمودار فازی توصیف می شود.

معمولاً هم جوشه ها بر اساس درصد وزنی عناصر موجودشان گزارش می شوند. بر اساس تعداد عناصر، هم جوشه را دوتایی، سه تایی و غیره می نامند. برای بیان یک هم جوشه مشخص با دامنه متغیر از درصد عناصر، اصطلاح سیستم بکار می رود. مثلاً ، فولاد سیستم آلیاژی دوتایی از آهن و کربن است. که در این سیستم آلیاژی دامنه کربن بین 0.02 تا 2.14 درصد قابل تغییر است.

ارتباط با ما:
۰۹۱۲۱۲۲۴۲۲۷
۰۹۳۷۱۹۰۱۸۰۷
تلفن: ۰۲۱۶۶۸۰۰۲۵۱
فکس: ۶۶۸۰۰۵۴۶

اینستاگرام: folad_paytakht

برش کاری بوسیله پلاسما جت

در این روش قوس الکتریکی بین الکترود مرکزی تنگستن و سطح قطعه کار. باعث بوجود آمدن حوضچه مذاب با دمای بالا می گردد. و فشار جت هوای اطراف قوس باعث خارج شدن مذاب از محل شیاربرش می گردد. در این روش قوس بسیار متمرکز و قوی که بوسیله سیستم (HV-HF) بوجود می آید. باعث یونیزه شدن هوای فشرده و برقراری قوس بین نوک الکترود و سطح قطعه کار می گردد.

بدلیل حرارت زیاد و فشردگی قوس در محل برقراری قوس، شیار عمیقی همراه با حوضچه مذاب تشکیل می گردد. و فشار جت هوا در اطراف قوس موجب خارج شدن مذاب از درون این شیار می شود.

کاربرد برش کاری با پلاسما جهت انواع فلزات صنعتی مانند آهن، آلومینیوم، مس و تیتانیوم و آلیاژهای آنها می باشد.

سرعت برش کاری برای ضخامت های کم با این روش بسیار زیاد تر از اکسی سوخت می باشد.

نکته

در مورد جوشکاری فولادهای سخت که به روش پلاسما برش کاری شده اند در محل برش می بایست تمیز کاری انجام شود تا حوضچه جوش از ترک های بوجود آمده در حین برش کاری تخلیه گردد.

برای کاهش دود و بخارات فلزی موجود در این روش. می توان قطعه برش داده شده را در زیر سطح آب (در عمق 2-3 میلی متر) قرار داد.

برش کاری بوسیله الکترود کربنی

در این روش الکترود کربنی را به قطب + و قطعه کار را به قطب – متصل می کنند. هوای فشرده به سر نگهدارنده (انبر) الکترود متصل می شود. و این هوا باعث خارج شدن مذاب از حوضچه جوش می گردد. در این روش با زاویه دادن به الکترود کربنی عملیات شیار زنی نیز قابل انجام است. و بوسیله عمود نگه داشتن انبر و الکترود عملیات برش کاری انجام می گردد.

نکته

قطر الکترود کربنی از 0.5 تا 15 میلی متر متغیر است. و سطح مقطع آن چهار گوش و گرد موجود است. و بعد از شیار زنی با این روش می بایست عملیات تمیز کاری را روی سطح قطعه انجام دهیم.

نکته

از این روش معمولاً برای برش کاری و شیار زنی بر روی آلیاژهای فولادی کم کربن استفاده می شود. و جریان در این روش ها ممکن است تا 1000 آمپر افزایش یابد.

ارتباط با ما:
۰۹۱۲۱۲۲۴۲۲۷
۰۹۳۷۱۹۰۱۸۰۷
تلفن: ۰۲۱۶۶۸۰۰۲۵۱
فکس: ۶۶۸۰۰۵۴۶

برش کاری با جت آب

این روش برش کاری توسط باریکه آب که به سطح قطعات برخورد می کند بوجود می آید. و با توجه به نوع ماده برش شونده از دو نوع جت آب استفاده می شود.

• جهت مواد نرم مانند چوب، پلاستیک از جت آب بدون مواد ساینده
• جهت مواد سخت از جت آب همراه با مواد ساینده

عرض برش در این روش معمولاً 0.5 – 1/5 میلی متر می باشد. در این روش از یک پمپ روغنی فشار بالا جهت افزایش فشار آب استفاده می شود. که می تواند فشار روغن را تا 200 اتمسفر بالا ببرد. با این فشار روغن یک پمپ ثانویه وارد کار می کند. که می تواند فشار آب را تا 4000 اتمسفر بالا ببرد. سرعت خروج آب در این فشار 1000m/s از نازل برش کاری می باشد. این روش بسیار مناسب برای برش کاری فولادهای سخت و پر آلیاژ می باشد.

برشکاری به دو صورت زیر تقسیم بندی می شود

1- برشکاری سرد

2- برشکاری گرم

برشکاری سرد

در این روش دمای قعات برش خورده پایین تر از دمای اشتغال می باشد. و با توجه به همین مطلب در مقطع برش کاری شده تغییرات ساختاری متالورژیکی نداریم.

انواع روش های برش کاری سرد

برش کار دستی

برش كاري با اره aw cutting

برش کاری با سوهان

برش کاری به صورت ماشینی

برش کاری با گیوتین

کیفیت مقطع برش خورده در این روش وابسته به تیز بودن تیغه برش و فیلتر بودن دستگاه دارد. تغییرات دما در این روش بسیار محدود می باشد. حداکثر ضخامت برش کاری با این روش 2 اینچ و بیشتر برای فلزات نرم مورد استفاده قرار می گیرد. معمولاً بعد از برش کاری با گیوتین آماده سازی لبه های برش. را جهت حذف لبه های دفرمه شده نیاز داریم.

ارتباط با ما:
۰۹۱۲۱۲۲۴۲۲۷
۰۹۳۷۱۹۰۱۸۰۷
تلفن: ۰۲۱۶۶۸۰۰۲۵۱
فکس: ۶۶۸۰۰۵۴۶

فولاد منگنز-فولاد Hadfield-Mangalloy-فولاد آلیاژی-فولاد مقاوم به ضربه-فولاد مقاوم به سایش

فولاد منگنز یا فولاد Hadfield -Mangalloy یک فولاد آلیاژی است که به طور متوسط حاوی 12 درصد منگنز است. فولاد منگنز مقاومت زیادی در برابر ضربه و سایش دارد.

منگنز توسط فولاد آلیاژی ساخته شده است. و حاوی 0.8 تا 1.5% کربن و 11 تا 15% منگنز است. Mangalloy یک فولاد غیر مغناطیسی منحصر به فرد است. که دارای خاصیت ضد سیاش شدید است. این ماده در برابر سایش بسیار مقاوم است. و در شرایط ضربه تا سه برابر سختی سطح خود می رسد. بدون افزایش شکنندگی که معولاً با سختی همراه است. این به Mangalloy اجازه می دهد تا سختی خود را حفظ کند.

بیشتر فولادهای حاوی 0.15 تا 0.8 درصد منگنز هستند. آلیاژهای با مقاومت بالا معمولاً حاوی 1 تا 1.8 درصد منگنز هستند. فلز حاوی در حدود 1.5 درصد منگنز، فولاد شکننده می شود. و این ویژگی تا زمانی که حاوی حدود 4 تا 5 درصد از منگنز شود افزایش می یابد. در این مرحله، فولاد در اثر ضربه چکش پودر خواهد شد. افزایش بیشتر منگنز باعث افزایش سختی و شکل پذیری می شود. در حدود 10 درصد مقدار منگنز، فولاد در صورت خنک شدن در دمای اتاق. به صورت آستنیت خود باقی می ماند. هم سختی و هم انعطاف پذیری بسته به عناصر آلیاژی. در مقدار حدود 12 درصد به بالاترین نقاط خود می رسند.

اصلی ترین این عناصر آلیاژی کربن است. زیرا افزودن منگنز به فولاد کم کربن اثر کمی دارد. اما با افزایش محتوای کربن به طرز چشمگیری افزایش می یابد. فولاد Hadfield اصلی حدود 1.0 درصد کربن داشت. سایر عناصر آلیاژی ممکن است شامل فلزاتی مانند نیکل و کروم باشند. اغلب فولادهای آستنیتی به عنوان تثبیت کننده آستنیت اضافه می شود. مولیبدن و وانادیوم در فولادهای غیر آستنیتی به عنوان تثبیت کننده فریت استفاده می شود. یا حتی عناصر غیر فلزی مانند سیلیکون.

منگنز دارای مقاومت در برابر عملکرد منصفانه اما استحکام کششی بسیار بالایی دارد. به طور معمول در هر جایی بین 350 تا 900 مگاپاسکال (Mpa)، با کار سختی به سرعت افزایش می یابد. بر خلاف دیگر اشکال فولاد، وقتی تا نقطه ی شکست کشیده می شود. مواد دچار کاهش سط مقطع نمی شوند. (در ضعیف ترین نقطه کوچکتر می شوند) و بعد از هم جدا می شوند. در عوض، کار سختی فلزات افزایش می یابد و استحکام کششی را به سطوح بسیار بالایی افزایش می دهد.

گاهی اوقات به اندازه 2000 مگاپاسکال، این باعث می شود مواد مجاور سطح مقطع شان کوچک شود. سخت شوند و این کار ادامه یابد تا زمانی که کل قطعه بسیار بلندتر و نازک تر شود. افزایش طول معمولی بسته به ترکیب دقیق آلیاژ و عملیات حرارتی قبلی، می تواند از 18 تا 65 درصد باشد. آلیاژهای حاوی منگنز از 12 تا 30 درصد قادر به مقاومت در برابر اثرات شکننده سرما. گاهی اوقات در برابر درجه حرارت در محدوده -196 درجه فارنهایت (-127 درجه سلسیوس).

Mangalloy در صنعت معدن، میکسرهای سیمانی، سنگ شکن های سنگی. سوئیچ ها و گذرگاه های راه آهن، آج های خزنده. برای تراکتورها و سایر محیط های دارای ضربه و ساینده استفاده شده است. همچنین در محیط هایی با ضربه زیاد مانند داخل دستگاه لایه برداری شات استفاده می شود. این آلیاژها به دلیل استحکام بالای آن ها در دماهای بسیار کم. کاربردهای جدیدی به عنوان فولادهای کرایوژنیک پیدا می کنند.

منگنز قابل تغییر با حرارت است. اما منگنز دمایی را که در آن استوستیت به فریت تبدیل می شود، کاهش می دهد. بر خلاف فولاد کبربن، Mangalloy با کاهش سریع دما به جای کارسختی کار نرم می شود. و شکل پذیری را از حالت کار سختی باز می گرداند. اکثر درجات بعد از پختن و سپس خاموش شدن از گرمای زرد آماده هستند.

و نیازی به مخلوط کردن بیشتر نیست و معمولاً دارای سختی نرمال برینل. در حدود 200 HB (تقریباً برابر با 304 استیل ضد زنگ) هستند. اما به دلیل وجود آن خاصیت منحصر به فرد، سختی تورفتگی. تأثیر بسیار کمی در تعیین سختی خراش (سایش و مقاومت در برابر ضربه فلز) دارد. یک منبع دیگر می گوید که سختی اولیه برینل از فلز منگنز با توجه به مشخصات اصلی Hadfield برابر 220 است اما در صورت سایش ضربه ای، سختی سطح به بیش از 550 خواهد رسید.

بسیاری از کاربردهای منگنز اغلب به دلیل دشواری آن در ماشینکاری محدود هستند. گاهی اوقات به عنوان قابلیت ماشین پذیری صفر توصیف می شود. این فلز را نمی توان با پخت و پز نرم کرد. و به سرعت در زیر ابزارهای برش و سنگ زنی سخت می شود. و معمولاً برای ماشین کاری نیاز به ابزار خاصی است. مواد با استفاده از الماس یا کاربید با مشکل بسیار حفر می شوند. اگرچه می توان آن را از گرمای زرد جعل کرد.

اگر در هنگام گرم شدن هوا چکش کاری شود ممکن است خرد شود. و در هنگام گرم شدن بسیار سخت تر از فولاد کربنی است. می توان آن را با یک مشعل اکسی استیل برش داد. اما برش پلاسما یا لیزر روش ارجح است. با وجود سختی شدید و استحکام کششی، ممکن است مواد همیشه سفت و سخت نباشند. این می تواند با نورد سرد یا خم شدن سرد تشکیل شود.

ارتباط با ما:
۰۹۱۲۱۲۲۴۲۲۷
۰۹۳۷۱۹۰۱۸۰۷
تلفن: ۰۲۱۶۶۸۰۰۲۵۱
فکس: ۶۶۸۰۰۵۴۶