تحقیق دانشجویی - 457

مي پسندم 1 نمي پسندم 0

اين مطلب در تاريخ: شنبه 09 اسفند 1393 ساعت: 15:34 منتشر شده است
برچسب ها : تحقیق درباره پلی اتیلن,جایگزین محصولات فولاد,نوع اتصالات پلي‌اتيلن,

نويسنده:nevisandeh

منبع : سايت علمی و پژوهشي آسمان--صفحه اینستاگرام ما را دنبال کنید

تحقیق درباره ریختگری

بازديد: 119

دسته بندي: تحقیق و پروژه رایگان,پروژه و تحقیق رایگان,دانش آموزی,تحقیق دانشجویی,

مقدمه :

1ـ دستور العمل استقرار پاتيل ذوب ارسالي از LP ، روي برج پاتيل گردان :

ـاپراتور دريچه كشويي بايد از وسايل ايمني فردي استفاده نمايد.

ـاپراتور دريچه كشوئي‌بايد جهت استقرار صحيح پاتيل روي گردان ، جرثقيل را با دقت راهنمايي نمايد.

ـ اپراتور دريچه كشوئي بايد از لغزنده نبودن Walk way اطمينان حاصل نمايد .

ـ اپراتور دريچه كشوئي بايد از عمودي بودن و استقرار صحيح پاتيل روي برج گردان اطمينان حاصل نما يد .

2ـ دستور العمل اتتقال تا نديشكار به موقعيت ريخته گري :

ـ كليه اپراتور هاي شاخه بايد مجهز به وسايل ايمني فردي باشند .

ـ جهت جلو گيري از برخود تا نديشكار ، قبل از حركت بايد مسير حركت و ريل ها به طور كامل بازرسي شود .

ـ از قرار گرفتن در مسير حركت تانديشكار بايد خودداري كرد .

3ـ دستور العمل چرخاندن برج گردان و انتقال پا تيل به موقعيت ريخته گري :

ـ جهت جلو گيري از بر خورد پاتيل ، بايد مسير حركت پاتيل توسط اپراتور بر ج گردان به دقت بازرسي شود.

ـ قبل از چرخاندن پاتيل ، كليه افراد بايد از چرخش آن مطلع شوند .

4ـ دستورالعمل باز كردن دريچه كشويي و شروع ريخته گري :

ـ اپراتور دريچه كشويي بايد حتماً از ماسك ضد تشعشع و كلاه ايمني و لباس نسوز ، كفش ايمني استفاده نمايد .

ـ اپراتور دريچه كشويي بايد از استقرار صحيح پاتيل در موقعيت ريخته گري اطمينان پيدا كند .

5ـ دستورالعمل باز كردن استكاني پاتيل در شرايط اضطراري :

ـ اپراتور دريچه كشويي بايد ساير افراد را از چرخش مجدد برج پاتيل گردان مطلع سازد .

ـ از عدم نشتي اكسيژن در مسير فلكسي بل و دسته لانس اكسيژن اطمينان حاصل شود .

ـ جهت اطلاع ساير افراد واحدي جهت عدم تردد در زير پاتيل بايد آجير محلي به صدا در آيد .

ـ اپراتور دريچه كشويي پس از باز شدن استكاني و شروع جريان ذوب ، جهت جلوگيري از پاشش زياد ذوب حتماً بايد با تنظيم دريچه كشويي ، شدت جريان ذوب را حدالمكان كاهش دهد .

ـ كليه افراد در هنگام چرخش پاتيل بايد از مسير حركت پاتيل (ناوداني اضطراري) دور شوند .

ـ اپراتور دريچه كشويي بايد سريعاً پاتيل را در موقعيت صحيح ريخته گري مستقر نمايد .

6ـ دستورالعمل دما و نمونه گيري :

ـ استفاده از كليه وسايل ايمني فردي الزامي است .

ـ پروبهاي دما و نمونه قبل از مصرف بايد كاملاً خشك باشند .

ـ به دليل پاشش ذوب در هنگام اين عمليات بايد از محل پاشش ذوب دور باشند .

ـ هنگام راه اندازي شاخه ها از دما و نمونه گيري بايد خودداري شود .

7ـ دستورالعمل راه اندازي شاخه ها :

ـ كليه افراد بايد به طور كامل به وسايل ايمني فردي مجهز باشند (ماسك ضد تشعشع ، كلاه ايمني ، لباس و كفش نسوز ، گتر)

ـ از عدم نشتي اكسيژن در مسير فلكسي بل و دسته لانس اكسيژن بايد اطمينان حاصل شود .

ـ از آماده بودن ظرف ضايعات (پلاستر كشي و قرار دادن اسكپي) اطمينان حاصل شود .

ـ پلاستر ناودانيهاي تانديشكار و ناوداني اضطراري بايد كاملاً خشك باشد .

8ـ دستورالعمل آماده سازي قالبها :

ـ اطمينان از خشك بدن كامل داخل قالبها .

ـ اطمينان از عدم تشعشع چشمه راديواكتيو (اين كار بايد از طريق دادن صفحه سربي جلو چشمه انجام شود .)

ـ اطمينان از خشك بودن كامل ، مواد مصرفي در داخل قالب (ميلگرد ، براده نرمه آهن)

ـ در صورت وجود نشتي آب به داخل قالبها لازم است نشتي توسط گروه تعميرات برطرف گردد و سپس داخل قالبها كاملاً خشك شود .

9ـ دستورالعمل آماده سازي تانديش :

ـ استفاده از كليه وسايل ايمني فردي ، خصوصاً ماسك ضد تشعشع ، دستكش و لباس نسوز .

ـ از خشك بودن كك ، قبل از ريختن داخل استكانيها ، اطمينان حاصل شود .

10ـ دستورالعمل انتقال تانديش مصرفي واحد ريخته گري به قسمت تعمير تانديش :

ـ اپراتور دريچه كشويي بايستي از جامد شدن مذاب داخل تانديش اطمينان حاصل كند و سپس نسبت به انتقال ، اقدام نمايد .

ـ اپراتور دريچه كشويي بايد شخصاً و بطور دقيق قلاب تانديش را داخل حلقه هاي تجهيز انتقال تانديش قرار دهد .

ـ در هنگام انتقال تانديش بايد ايمن ترين مسير جهت محل تانديش انتخاب شود .

ـ اپراتور جرثقيل با به صدا در آوردن آژير افراد واحد را نسبت به انجام اين عمليات مطلع سازد .

11ـ دستورالعمل انتقال تانديش از قسمت تانديش به واحد ريخته گري و استقرار آن روي تانديش كار :

ـ اپراتور دريچه كشويي بايد شخصاً و به طور دقيق قلاب تانديش را داخل حلقه هاي تجهيز انتقال تانديش قرار دهد .

ـ در هنگام انتقال تانديش بايد ايمن ترين مسير جهت محل تانديش انتخاب شود .

ـ اپراتور جرثقيل با به صدا در آوردن آژير افراد واحد را نسبت به انجام اين عمليات مطلع سازد .

12ـ دستورالعمل تعويض قالب :

ـ اپراتورهاي اتاق فرمان بايد به وسايل ايمني فردي مجهز باشند .

ـ اپراتور بايد از سالم بودن زنجير انتقال قالب اطمينان حاصل كند .

ـ اپراتور بايد از صحيح قرار گرفتن قلاب هاي قالب (3 عدد) داخل حلقه هاي زنجير اطمينان حاصل كند .

ـ اپراتور بايد اپراتور جرثقيل را به دقت راهنمايي نمايد .

ـ ايمن ترين مسير جهت انتقال قالب به قسمت تعمير قالب انتخاب شود .

ـ اپراتور جرثقيل با به صدا در آوردن آژير خطر ساير افراد واحد را از اجراي عمليات مطلع سازد

ـ هنگام انتقال قالب از تعمير قالب به ايستگاه ريخته گري نيز موارد فوق بايد رعايت گردد .

ـ به دليل احتمال سقوط بار بايد افراد حتي الامكان تا پايان عمليات تعويض قالب از تردد بي مورد در مسير مذكور خودداري كنند .

13ـ دستورالعمل انتقال اسكرابهاي داخل ظرف ضايعات به بخش ضايعات :

ـ به دليل احتمال سقوط اسكراب ، اين عمليات بلافاصله پس از انتقال تانديش مصرفي انجام مي گيرد .

ـ از سالم بودن سيم بكسل ، جهت انتقال اسكراب اطمينان حاصل شود .

ـ از سالم بودن اسكوپي اطمينان حاصل شود .

ـ اسكراب از ايمن ترين مسير به پايين منتقل شود .

ـ اپراتور جرثقيل در تمامي مدت زمان انتقال اسكراب بايد افراد واحد را با آژير خطر مطلع سازد .

14ـ دستورالعمل برش شمش با مشعل دستي :

ـ اپراتور برشكار بايد به كليه وسايل ايمني فردي مجهز باشد .

ـ اپراتور برشكار بايد از سالم بودن و عدم پيچيدگي فلكسي بلهاي مشعل برش اطمينان حاصل كند .

ـ اپراتور برشكار بايد دقت كند ، فلكسي بلهاي مشعل برش در معرض حرارت نباشد .

ـ برشكاري بايستي با دستكشهاي عاري از هر گونه روغن و گريس صورت پذيرد .

ـ از برشكاري در مقاطعي كه احتمال حضور فاز مذاب باشد جداً خودداري شود .

15ـ نكات زيست محيطي :

1ـ پس از اتمام تعميرات بلافاصله محل كار را نظافت نمائيد و محيط كار خود را عاري از آلودگي و تميز نگه داريد .

2ـ ابزارهاي مورد استفاده تميز و در جاي اصلي خود قرار داده شوند .

3ـ استفاده از نور خورشيد در طول روز و صرفه جويي در مصرف برق از طريق خاموش كردن چراغهاي اضافي .

4ـ بشكه هاي حاوي روغن سوخته را به تفكيك در محل هاي تعيين شده قرار دهيد .

5ـ زباله را به تفكيك در ظروف تعيين شده قرار دهيد .

6ـ در صورت پر شدن بشكه هاي حاوي روغن سوخته ظروف حاوي زباله و عدم تخليه بموقع آنها مراتب را به مسؤلين زيربط جهت تخليه اطلاع دهيد .

7ـ براي صرفه جويي در انرژي و جلوگيري از اتلاف آن از باز گذاشتن دربها و پنجره ها هنگامي كه سيستمهاي برودتي و حرارتي كار مي كند خودداري نماييد .

8ـ كسب اطمينان از خاموش بودن چراغها و وسايل برقي ، بسته بودن شير آب سرويسهاي بهداشتي قبل از ترك محل .

آماده سازي قالبهاي ريخته گري

قبل از شروع ريخته گري لازم است قالبها طبق مراحل زير آماده گردند :

1ـ اطراف قالبها را توسط هواي فشرده تميز كنيد .

2ـ پس از قرار گرفتن دامي بارها در زير قالبها ، سطح آن را كاملاً تميز نموده و پين هاي شكسته را بيرون بياوريد .

3ـ QSD ها را روي دامي بارها گذاشته و پين هاي مربوطه را در جاي خود قرار دهيد .

4ـ به وسيله كنترلر روي تابلوي آويز در سطح ريخته گري دامي بارها را به داخل قالبها هدايت كنيد .

5ـ سر دامي بارها را حدود 590 تا 610 ميلي متر از سطح بالاي قالبها متوقف كنيد .

6ـ مقاري پنبه نسوز يا مقداري كاغذ نرم در اطراف QSD ها قرار داده و جهت آببندي كامل اطراف سري دامي بارها آن را توسط ميله نازك بفشاريد .

7ـ مقداري برداده نرم يا نرمه آهن كاملاً خشك شده در اطراف QSD ها و روي منطقه آب بندي شده ريخته و توسط ميله آن را بخوبي بكوبيد .

8ـ به مقدار كافي ميلگرد جهت انجماد سريع مذاب در ابتداي راه اندازي در داخل قالبها بريزيد .

9ـ استوپرهاي مناسب جهت بستن شاخه ها در انتهاي ريخته گري يا در شرايط اضطراري آماده و در كنار قالبها قرار دهيد .

10ـ لوله مناسب جهت اكسيژن كاري در مواقعي كه استكانيها به راحتي باز نمي شوند را تهيه كنيد .

11ـ ميله مناسب جهت سرباره گيري از درون قالبها در حين ريخته گري را كنار قالبها قرار دهيد .

بازرسيهاي فني

قبل از آماده سازي قالبها لازم است موارد زير توسط اپراتورهاي اتاق فرمان و اپراتورهاي شاخه كاملاً كنترل گردند :

1ـ از كاليبره بودن سطح سنج قالبها اطمينان حاصل كنيد (در صورت نياز هماهنگي با واحد اتوماسيون جهت كاليبره كردن آنها)

2ـ از سالم بودن تيوپهاي مسي داخل قالبها اطمينان حاصل كنيد .

3ـ از عدم نشتي آب مدار اوليه به داخل قالبها و خشك بودن كامل داخل قالبها اطمينان حاصل كنيد .

4ـ وضعيت روان كاي قالبها با فشردن كليد مربوطه بر روي تابلو را كنترل كنيم .

5ـ وضعيت نوسان كننده هاي قالبها را كنترل كنيد .

6ـ اطراف قالبها تميز باشد و در صورت لزوم پاك سازي اطراف آنها توسط هواي فشرده انجام گيرد .

7ـ خالي بودن Slag Box پشت قالبها و در صورت لزوم آن را تخليه كنيم .

8ـ از سالم بودن نسوز داخل Slag Box هاي پشت قالبها اطمينان حاصل كنيد و در صورت نياز توسط قسمت نسوز تأمين گردد .

9ـ سردامي بارها هنگام ورود به داخل قالبها جهت جلوگيري از آسيب ديدن تيوپهاي مسي كنترل گردد .

10ـ از وجود لوله اكسيژن جهت اكسيژن كاري اطمينان حاصل كنيد و در صورت نياز تهيه كنيد .

11ـ از وجود استوپرهاي مناسب به اندازه كافي اطمينان حاصل كنيد و در صورت نياز تهيه كنيد .

نكات ايمني

رعايت نكات زير در هنگام آماده سازي قالبها الزامي است :

1ـ خشك بودن كامل تيوپ مسي داخل قالبها .

2ـ استفاده از براده نرمه آهن و ميلگرد كاملاً خشك در داخل قالبها .

3ـ در صورت وجود نشتي آب به داخل قالبها لازم است سريعاً نشتي توسط گروه تعميرات برطف گردد و سپس داخل قالبها كاملاً خشك گردد .

4ـ در هنگام ريختن براده و ميلگرد به درون قالبها صفحه سربي موجود را جلو چشمه راديواكتيو قرار دهيد .

5ـ جهت جلوگيري از در معرض تشعشات راديواكتيو و قرار گرفتن در حين آماده سازي قالبها حتي المقدور بايستي زمان كمي صرف شود .

عمليات آماده سازي تانديش جهت شروع ريخته گري

قبل از شروع ريخته گري لازم است تانديش طبق مراحل زير آماده گردد :

1ـ ناوداني هاي نصب شده بر روي تانديش كار تميز و نسوز شده باشند .

2ـ وضعيت ظاهري نسوز داخل تانديش و درپوشهاي آن و تميز بودن كانال استكانيها قبل از حمل به سطح ريخته گري از نظر سالم بودن آنها كاملاً كنترل شود .

3ـ تانديش توسط جرثقيل به سطح ريخته گري منتقل شده و بر روي يكي از تانديشكارها قرار گيرد .

4ـ تانديش توسط تانديشكار به منطقه ريخته گري حمل شود .

5ـ مراكز استكانيهاي تانديش با مراكز قالبهاي 1 تا 6 تنظيم شود .

6ـ تانديش را به موقعيت پيشگرم كن برگردانده شود .

7ـ پايين آوردن بازوي سيستم پيشگرم و قرار دادن مشعل ها بر روي كاور تانديش و روشن كردن مشعل هاي پيشگرم (دقت شود مشعل ها در داخل حفره هاي ايجاد شده روي كاورها قرار گيرند .)

8ـ يك ساعت قبل از شروع ريخته گري مشعل ها را خاموش نموده و بازوي سيستم پيشگرم بالا آورده شود .

9ـ داخل استكانيهاي تانديش تميز شود .

10ـ استكانيها را از بيرون توسط طناب آزبست يا يك ميله فلزي بسته و داخل آنها با كك پر شود .

11ـ مجدداً بازوي سيستم پيشگرم را پايين آورده و مشعلها روشن شود .

پيشگرم تانديش

در حالت اتومات

1ـ بمنظور اجتناب از اتلاف حرارتي تانديش در زمان ريخته گري و به حداقل رساندن مقدار هيدروژن داخل مذاب ، لازم است حدود 5 ساعت قبل از زمان پيش بيني شده جهت تخليه كوره قوس الكتريك طبق منحني حرارتي ارائه شده پيشگرم تانديش را آغاز نموده و دماي آن به 1150 و 1200 درجه سانتيگراد برسد و تا زمان قرار گرفتن پاتيل بر روي برج گردان در اين دما حفظ شود . (با تشخيص سرپرست شيفت)

در حالت دستي

الف) شرايط عادي :

1ـ كليد MIN/AVE/MAX روي حالت MIN قرار گيرد .

2ـ پس از استقرار تانديش روي تانديشكار 2 مشعل روشن شود .

3ـ حدود 5/4 ساعت قبل از شروع ريخته گري دو مشعل ديگر روشن مي شود .

4ـ يك ساعت بعد دو مشعل ديگر روشن شود .

5ـ دو ساعت پس از روشن كردن 6 مشعل كليد وضعيت روي AVE قرار داده شود .

6ـ نيم ساعت قبل از شروع ريخته گري كليد وضعيت روي MAX قرار داده شود .

ب) شرايط اضطراري :

منظور از شرايط اضطراري زماني است كه به دلايلي مذاب آماده شده ولي تانديش روي سطح ايستگاه آماده نباشد در اين صورت تانديش را طبق دستورالعمل زير پيشگرم كنيد .

1ـ كليد MIN/AVE/MAX روي حالت MIN قرار گيرد .

2ـ دو مشعل روشن شود .

3ـ پس از 20 دقيقه دو مشعل ديگر روشن شود (چهار مشعل)

4ـ پس از 20 دقيقه دو مشعل ديگر روشن شود (شش مشعل)

5ـ پس از 100 دقيقه كليد وضعيت روي AVE قرار داده شود .

6ـ پس از 70 دقيقه كليد وضعيت روي MAX قرار داده شود . (به مدت 30 دقيقه)

بازرسي هاي فني

قبل از استفاده از تانديش جهت ريخته گري لازم است بازرسيهاي زيسر در طول پيشگرم كردن تانديش انجام گيرد :

1ـ كنترل وضعيت نسوز تانديش و اطمينان از سلامت آن .

2ـ اطمينان از بسته بودن و وجود كك در داخل استكانيها .

3ـ كنترل وضعيت مشعل هاي پيشگرم كن و اطمينان از روشن بودن و عملكرد صحيح آن .

نكات ايمني

رعايت نكات ايمني زير در هنگام آماده سازي تانديش الزامي است :

1ـ قبل از ريختن كك به داخل استكانيهاي تانديش لازم است آنرا كاملاً خشك نمود .

2ـ استفاده از ماسك صورت در زمان ريختن كك و همچنين بازرسيهاي چشمي از داخل تانديش الزامي است .

زمان (دقيقه)	درجه حرارت (C)
0	0
30	200
140	400
200	400
220	900
240	900
260	1150
360	1150

عمليات ريخته گري

1ـ كنترل مقدماتي تجهيزات عمومي

الف) اتاق كنترل اصلي :

1ـ تابلوهاي كنترلي را روشن كنيد و دقت كنيد هيچ گونه آلارمي وجود نداشته باشد .

2ـ روي كليد Water overview در HMI فشار دهيد .

ـ دقت كنيد پمپهاي توزيع آب بطور منظم كار مي كنند و فيلترها مسدود نباشند .

ـ دقت كنيد فشار آب مدار اوليه با بيش از 2/5 بار توزيع شود .

ـ دقت كنيد فشار آب ثانويه با بيش از 9 بار توزيع شود .

ـ دقت كنيد فشار آب هواي فشرده بيش از 4 بار باشد .

ـ با فشردن كليد OPEN روي HMI شير آب اضطراري اوليه و آب خنك كننده ثالثيه را باز كنيد . (باز و بسته كردن مدار)

3ـ كليد 1 Strand را روي HMI فعال كنيد و دقت كنيد كه شيرهاي تنظيم آب اوليه در حالت اتوماتيك بوده و دبي واقعي برابر 20-/+ /// بر دقيقه ، برابر با مقدار تنظيم شده باشد (نشان داده شده در صفحه 3 (Strand setup) سپس اينكار راب براي تمام شاخه ها انجام دهيد .)

4ـ آب ثانويه خطوط 1 تا 3 رار روي HMI فشار داده و دقت كنيد شيرهاي تنظيم كننده بسته و در حالت (Speed tie) باشند ، در غير اين صورت كليد ، 10F را فشار داده و كليدهاي Close Seed tie را روي HMI فشار دهيد اين كار را براي خطوط 4 تا 6 تكرار كنيد .

5ـ صفحه Strand hyd را روي صفحه آورده و پمپها را با فشردن كليد start روشن كنيد سپس همين كار را براي Gate hyd Ladle hyd Runouthyd انجام دهيد .

6ـ صفحه Runout را آورده و كنترل كنيد مقدار Horizontal position برابر صفر باشد و در غير اين صورت آنرا فشار دهيد و 15 ثانيه نگه داريد . كليدهاي WB LOWERIN و WB LOWERING را براي رسيدن به اين مقدار فشار دهيد .

7ـ صفحه Ladle and tundish را آورده و دقت كنيد كه نشانگر zero set Repurired سبز باشد ، در غير اين صورت برج گرداننده پاتيل را توسط فرمان CW روي تابلوي كنترل برج گرداننده بچرخانيد دقت كنيد روي برج گرداننده پاتيل نباشد .

8ـ صفحه Cuting torch را فعال كرده و دقت كنيد مقدار Torch target speed برابر 300 ميليمتر در دقيقه باشد و در غير اين صورت اين مقدار را وارد كنيد .

9ـ كليدهاي Auto / Manual WB Enale روي ميز كنترل بستر خنك كننده W.B را فشار دهيد دقت كنيد لامپ كنترل قرمز باشد .

10ـ ميز كنترل Billet transfer را كنترل كنيد :

ـ دقت كنيد لامپ كنترلي (Power on / lamp test) قرمز باشد .

ـ كليد (auto / manual) را فشار دهيد و دقت كنيد ترانسفر كار در وضعيت توقف گاه خود باشد (اگر /// ميز كنترل Cooling bed روي بستر خنك كننده فعال باشد ، لامپ كنترلي قرمز است .)

11ـ كليد Enable مربوط به 3ـ1 Enable , Strand مربوط به 6ـ4 Auto / Manual , Strand را فشار دهيد . (روي ميز كنترل Transport Roller table) دقت كنيد لامپ كنترلي قرمز باشد .

12ـ كليدهاي Enable مربوط به 1. SECT 3ـ1 Enable , Strand مربوط به 1. SECT 6ـ4 Enable , Strand مربوط به 2. SECT 3ـ1 Enable , Strand مربوط به 2. SECT 6ـ4 Auto / Manual , Enable , Strand روي ميز كنترل Discharge Roller table را فشار دهيد و دقت كنيد لامپ كنترلي قرمز باشد .

13ـ دقت كنيد لامپ كنترلي Power on / lamp test روي ميز كنترل Cutting torch قرمز باشد .

14ـ كليدهاي Auto / Manual , Pilot Flame روي ميز كنترل Cutting torch را فشار دهيد و دقت كنيد لامپ كنترلي قرمز باشد .

15ـ صفحه Setup روي HMI را فعال كنيد (صفحات 1و2و3 General , Strand setup و دقت كنيد پارامترهاي دستورالعمل ريخته گري مطابق با آنچه كه در بالا گفته شده باشند .)

توجه : جهت كسب اطلاعات بيشتر مي توانيد به دستورالعمل اپراتوري اتاق فرمان ريخته گري HMI شماره … مراجعه كنيد .

ب) قرار دادن دامي بار :

1ـ انتخاب خط جهت قرار دادن دامي بار در وضعيت آماده سازي .

2ـ دامي بار را در وضعيت رفت و برگشت كنترل كنيد لامپ هاي كنترل رفت و برگشت روي ميز كنترل Rigid D.B / Mobile Roll قرمز باشند .

3ـ كليد Auto / Manual روي ميز كنترل Rigid D.B / Mobile Roll را فشار دهيد .

ج) سكونسهاي اتوماتيك قرار گرفتن دامي بار :

1ـ پاركينگ دامي بار پايين آمده و در پايين ترين وضعيت خود قرار گيرد .

2ـ دامي بار را توسط فشاردهنده به درون كشاننده هدايت كنيد .

3ـ سيلندر كشاننده و صاف كننده بسته شوند . (فشار بالا)

4ـ موتور كشاننده و صاف كننده را روشن كنيد .

5ـ دامي بار را به درون محفظه خنك كننده وارد كنيد .

6ـ دامي بار به طور اتوماتيك در انتهاي قالب متوقف مي شود . (نزديك Foot Rollers)

7ـ اگر دامي بار متوقف نشد كليد توقف موتور كشاننده را فشار دهيد (تابلوي آويز سطح ريخته گري)

د) بررسي آماده سازي ماشين در صفحه Machine Preparation روي HMI (لامپ سبز) :

1. Dunny bar _ (Auto)

2. Secondary Water _ (Auto)

3. Secondary Water _ (Ready)

4. Cutting Torch _ (Auto)

5. Cutting Torch _ (Ready)

6. Mould Cooling waater _ (Auto)

7. Mould Cooling waater _ (Ready)

8. Intermediate R.T. _ (Auto)

9. Intermediate R.T. _ (Ready)

10. Ladle Turet _ (Ready)

11. Tundish Cars _ (Ready)

12. Transport Roller table _ (Auto)

13. Transport Roller table Strand 123 and 456 _ (Ready)

14. Discharge roller table _ (Auto)

15. Discharge roller table # 1 strand 123 and 456 _ (Ready)

16. Discharge roller table # 2 strand 123 and 456 _ (Ready)

17. Biller transfer _ (Auto) and (Ready)

18. Lable slide gate control system _ (Ready)

19. Main HYD. Unit strands _ (Ready)

20. Main HYD. Unit strands _ (Ready)

21. Cool. Bed / Bar C.bad _ (Auto)

22. Mould lubrication tank _ (Ready)

23. Cold disch. R.T _ (Auto) and (Ready)

24. Billets elevator _ (Auto)

2ـ كنترل مقدماتي تجهيزات عمومي سطح ريخته گري :

1ـ اطمينان حاصل كنيد هيچگونه نشتي در مدارهاي آب خنك كننده (اوليه ، ثانويه ، ثالثيه) وجود نداشته باشد .

2ـ دقت كنيد تنظيمات نازلهاي پاشش آب در خنك كننده ثانويه به درستي انجام شده باشد .

3ـ از تميز بودن نازلهاي پاشش آب در نواحي سه گانه محفظه خنك كننده اطمينان حاصل نموده و در صورت گرفتگي آنها را باز كرده و توسط فشار هوا تميز نمائيد و چنانچه فاقد كارآيي لازم مي باشند آنها را تعويض كنيد .

4ـ دقت كنيد داخل قالبها نشتي آب وجود نداشته باشد و در صورت مرطوب بودن قالبها ، داخل آنها را توسط پارچه نرم و تميز كاملاً خشك كنيد .

5ـ سردامي بارها را كنترل كنيد درست نصب شده باشند (منظور QSD ها مي باشد)

6ـ كنترل كنيد سنسور راديواكتيو آماده باشد و درپوش آن نصب شده باشد .

7ـ كنترل كنيد ظرف ضايعات و ناوداني هاي حمل فولاد در وضعيت مناسبي باشند .

8ـ كنترل كنيد برج گردان و تانديشكارها در وضعيت مناسبي باشند .

9ـ سيلندرهاي دريچه كشويي پاتيل را با چندين مرتبه باز و بسته كردن آزمايش كنيد و از سالم بودن شيلنگ هاي هيدروليك و هوا اطمينان حاصل كنيد

10ـ از وجود پاتيل اضطراري در زير برج گردان و در موقعيت صحيح قرار داشتن آن اطمينان حاصل نماييد .

11ـ كنترل كنيد قسمتهاي مختلف سيستم برش بطور صحيح عمل كنند و تنظيمات مشعلهاي برش به درستي انجام گرفته باشد .

12ـ كنترل كنيد كليه ميزهاي حمل شمش و بستر خنك كننده كاملاً تخليه شده باشند و تجهيزات مربوطه نيز درست كار مي كند .

13ـ ميزان روغن در تانكهاي روانكاري قالبها كنترل گردد و از پر بودن آنها اطمينان حاصل كنيد .

14ـ بازرسي كلي از تمام تجهيزات مورد نياز براي عمليات ريخته گري و اطمينان از عملكرد صحيح آنها صورت گيرد . شامل :

ـ پودر تانديش

ـ ترموكوپل

ـ لنس حرارتي

ـ نمونه گير جهت تعيين آناليز شيميايي ذوب ريخته گري شده

ـ لنس نمونه گير

ـ لنس اكسيژن

ـ مشعلهاي برش دستي

ـ ابزارهاي مورد نياز (لوله ، ميلگرد ، …)

3ـ كنترل هاي شروع ريخته گري (تمام نشان دهنده هاي Consent to Cast روي HMI بايد سبز باشند .)

1. HORN Enabled

2. Main emergency stop not present

3. Power from normal line _ (Ready)

4. Compressed Air Pressure _ (Ready)

5. Emergency water Circuit _ (Ready)

6. Secondary water Circuit _ (Ready)

7. Tertiary water Circuit _ (Ready)

8. Tertiary water valves _ (open)

9. Hydraulic unit _ (Ready)

10. Mcc Power supply _ (on)

11. PLC _ (Ready)

12. Cutting torch gas & oxygen _ (Ready)

13. Strands Primary flow > minimum

14. Strands Primary Pressure > minimum

15. Withdrawal motor _ (Ready)

16. Oscillation motor _ (Ready)

17. Auxiliary line (insered)

18. Mould level _ (ok)

19. Cost mode _ (enabled)

20. Menor consent _ (ok)

21. Major consent _ (ok)

4ـ ريخته گري :

الف) سيكل عملكرد پاتيل و تانديش :

1ـ قرار دادن پاتيل روي بازوي برج گرداننده پاتيل .

2ـ نصب سيلندر دريچه كشويي و شيلنگ هواي خنك كننده آن .

3ـ مشعل هاي پيشگرم تانديش را خاموش كنيد .

4ـ بازوي سيستم پيشگرم تانديش را بالا ببريد .

5ـ تانديش را توسط تانديش كار به موقعيت ريخته گري منتقل كنيد . (روي قالبها)

6ـ مركز استكانيهاي تانديش را با مركز قالب مربوطه هم محور كنيد .

7ـ برج گردان را چرخانده و پاتيل را در وضعيت ريخته گري قرار دهيد .

ب) شروع ريخته گري :

1ـ يكبار دريچه كشويي را عقب و جلو نموده تا از عملكرد صحيح دريچه اطمينان حاصل كنيد.

2ـ دريچه را با دادن فرمان Opening به سيلندر باز كنيد .

3ـ تانديش را به وسيله مذاب پر كنيد تا به مقدار 8 تا 10 تن برسد و در صورت نياز مقداري پودر تانديش يا سبوس روي سطح ذوب داخل تانديش بريزيد .

ج) راه اندازي شاخه ها :

1ـ كنترل كنيد پتانسيومترها در وضعيت عدد صفر باشد .

2ـ تنظيم كننده وضعيت را از حالت آمادگي به حالت ريخته گري تغيير دهيد (Pre / cast)

3ـ كليد Automation start را فشار دهيد .

4ـ تنظيم كننده (Sevel man / auto) را در وضعيت auto قرار دهيد .

5ـ پتانسيومتر را روي وضعيت شروع سرعت ريخته گري قرار دهيد .

6ـ سرعت هاي مختلف شروع براي سايزهاي مختلف شمش به همراه قطر استكانيهاي تانديش در جدول زير آورده شده است :

ابعاد شمش	سرعت ريخته گري بر اساس قطر استكاني تانديش
ابعاد شمش	15	16	5/16	17
130 × 130	6/1 – 5/1	8/1 – 7/1	2 – 9/1	2/2 – 1/2
150 × 150	15 – 4/1	7/1 – 6/1	9/1 – 8/1	1/2 - 2

وvni ani hsj

7ـ كليد Extraction start را فشار دهيد .

8ـ كنترل كنيد چراغ سبز Cosent to cast به حالت چشمك زن باشد .

9ـ كنترل كنيد لامپ هاي مربوط به Extaraction start & Lubrication start / stop mould oscollation start / stop به حالت چشمك زن باشند .

10ـ پس از رسيدن ميزان مذاب داخل تانديش به 8 تا 10 تن ، درجه حرارت مذاب اندازه گيري شود .

11ـ بر اساس درجه حرارت داخل تانديش شاخه ها به ترتيب زير باز شوند .

11ـ الف) در صورتي كه دماي تانديش 1565 درجه سانتيگراد يا بالاتر باشد :

ـ اول شاخه هاي 1 و 6 باز شوند (زماني كه مذاب داخل تانديش به 8 تا 9 تن رسيد)

ـ سپس شاخه هاي 2 و 5 باز شوند (زماني كه مذاب داخل تانديش به 10 تا 11 تن رسيد)

ـ شاخه هاي 3 و 4 در پايان باز شوند (زماني كه مذاب داخل تانديش به 12 تا 13 تن رسيد)

11ـ ب) در صورتي كه دماي تانديش كمتر 1565 درجه سانتيگراد باشد :

ـ اول شاخه هاي 3 و 4 باز شوند (زماني كه مذاب داخل تانديش به 8 تا 9 تن رسيد)

ـ اول شاخه هاي 2 و 5 باز شوند (زماني كه مذاب داخل تانديش به 10 تا 11 تن رسيد)

ـ شاخه هاي 1 و 6 در پايان باز شوند (زماني كه مذاب داخل تانديش به 12 تا 13 تن رسيد)

تذكر : سطح مذاب داخل تانديش همواره بايستي طوري تنظيم شود كه سرعتهاي ريخته گري طبق جدول شماره 1 باقي بمانند .

12ـ طناب يا ميله فلزي را از داخل استكانيها بيرون آوريد .

13ـ ناوداني مربوطه را زير استكاني قرار دهيد .

13ـ الف) در صورت خارج شدن مذاب (پس از ريختن پودر داخل استكاني) صبر كنيد تا جريان مذاب يكنواخت و نرمال شود .

13ـ ب) در صورت خارج نشدن پودر و مذاب از داخل استكاني توسط لانس اكسيژن پيش بيني شده با فشار حداكثر چهار بار به داخل استكاني اكسيژن دميده شود تا جريان مذاب برقرار شود به محض خروج مذاب ناوداني را مانند حالت قبل سريعاً به زير آن منتقل كنيد . (در صورت زياد بودن فشار اكسيژن ممكن است قطر استكاني افزايش يافته و در نتيجه باعث افزايش بيش از حد سرعت ريخته گري گردد .)

14ـ پس از يكنواخت شدن جريان مذاب ، ناوداني را كنار زده و اجازه دهيد مذاب وارد قالب شود .

ـ اجازه دهيد 5 تا 6 ثانيه مذاب به داخل قالب بريزد .

ـ ناوداني را مجدداً زير جريان ذوب قرار دهيد و با توجه به دماي ذوب به 15 تا 25 ثانيه نگه داريد .

ـ مجدداً ناوداني را كنار زده و اجازه دهيد 5 تا 6 ثانيه مذاب داخل قالب شود .

ـ ناوداني را مجدداً زير جريان ذوب قرار دهيد و با توجه به دماي ذوب بين 15 تا 25 ثانيه نگه داريد .

ـ مقداري پارافين به صورت دستي به داخل قالب بريزيد .

ـ ناوداني را كنار زده و اجازه دهيد مذاب وارد قالب شود .

15ـ وقتي فولاد مذاب به سطح تعيين شده در قالب رسيد شاخه به صورت اتوماتيك راه اندازي مي شود .

16ـ سطح مذاب در قالب طبق مقدار تعيين شده ، به طور اتوماتيك تنظيم شود .

17ـ تا نرمال شدن وضعيت تزريق پارافين ، به صورت دستي پارافين به داخل قالب ريخته شود .

18ـ در صورت وجود سرباره ، با ميله مخصوص سرباره گيري ، سرباره را از داخل قالب خارج كنيد .

د) بررسي هاي لازم در سطح ريخته گري در زمان ريخته گري :

1ـ سطح مذاب داخل تانديش كنترل گردد .

2ـ پودر تانديش در دسترس باشد .

3ـ سيليكون كلسيم در دسترس باشد .

4ـ لانس اكسيژن در دسترس باشد .

5ـ دماي تانديش در ابتدا حدود 5 دقيقه بعد از شروع ريخته گري و سپس هر 20 دقيقه يكبار گرفته شود .

تذكر : در صورت نياز با درخواست مشئول شيفت غير از زمانهاي تعيين شده ، دما اندازه گيري شود .

5ـ نمونه گيري جهت آناليز شيميايي :

ـ بعد از اينكه مقدار مذاب داخل تانديش به 10 تن رسيد اولين نمونه گرفته شود .

ـ بعد از اينكه 50% مذاب ريخته گري شد نمونه دوم گرفته شود (با هماهنگي اتاق كنترل)

ـ زماني كه حدود 10 تن مذاب در داخل پاتيل باقي مانده است نمونه سوم گرفته شود (با هماهنگي اتاق كنترل)

تذكر : در صورت درخواست نماينده اتاق كنترل كيفي لازم است نمونه هاي ديگري گرفته شود .

6ـ بررسي هاي اتاق كنترل در زمان ريخته گري :

1ـ كنترل دبي آب خنك كننده اوليه و فشار آن و tΔ .

2ـ پارامترهاي نوسان كننده .

3ـ مقدار سطح قالب .

4ـ سرعت ريخته گري مطابق با دماي ذوب .

5ـ كنترل دبي و فشار آب خنك كننده ثانويه .

6ـ آب مدار ثالثيه .

7ـ مدار آب اضطراري .

8ـ فشار كشاننده و صاف كننده .

9ـ جدا شدن اتوماتيك دامي بار (زماني كه دامي بار در پاركينگ قرار دارد بايد به طور اتوماتيك جدا شود .)

10ـ سيكل اتوماتيك مشعل برش .

تذكر : در صورتي كه به هر دليل هر يك از مشعل ها به طور اتوماتيك شمش را برش ندهد لازم است برشكار شيفت با مشعل برش دستي و با در نظر گرفتن طول شمش ، آن را برش دهد .

11ـ كنترل طول شمش هاي توليدي .

12ـ ميزهاي انتقال دهنده ، تجهيزات بالا برنده ، ترانسفركار ، بستر خنك كننده و سيكل هل دهنده به طور اتوماتيك .

7ـ پايان ريخته گري :

الف) پايان ريخته گري پاتيل :

1ـ در هر سكونس ريخته گري لازم است پاتيل مذاب بعدي 10 دقيقه قبل از خالي شدن پاتيل قبلي روي برج گرداننده قرار گيرد تا سيلندر دريچه كشويي و شيلنگ هواي مربوطه به آن نصب گردد .

2ـ زماني كه وزن پاتيل قبلي به صفر رسيد و يا به مرحله اي رسيد كه ديده شد سرباره از آن خارج مي شود ، دريچه كشويي پاتيلي كه در حال ريخته گري است بايد بسته شود .

3ـ برج گرداننده پاتيل را از 180 درجه بچرخانيد تا پاتيل بعدي در وضعيت ريخته گري قرار گيرد .

4ـ دريچه پاتيل جديد را مطابق با آنچه كه قبلاً گفته شد باز كنيد .

5ـ در صورت نياز مقداري پودر تانديش يا سبوس روي سطح مذاب داخل تانديش بريزيد .

6ـ سيلندر و شيلنگ هواي دريچه كشويي پاتيل قبلي را از آن جدا كنيد .

7ـ پاتيل قبلي را توسط جرثقيل سقفي به محل تخليه سرباره منتقل كرده و تخليه نماييد و سپس آن را به محل تعمير دريچه كشويي منتقل كنيد .

ب) پايان ريخته گري تانديش :

شاخه ها طبق مراحل زير بسته شوند :

2ـ ابتدا شاخه هاي 1 و 6 را ببنديد (زماني كه تقريباً 18 تن مذاب داخل تانديش است .)

3ـ در مرحله دوم شاخه هاي 2 و 5 را ببنديد (زماني كه تقريباً 12 تن مذاب داخل تانديش است .)

4ـ در پايان شاخه هاي 3 و 4 را ببنديد (زماني كه تقريباً 5 تن مذاب داخل تانديش است .)

تذكر : به چراغ Bollet cut optimization روي تابلوي آويز توجه كنيد زماني كه طول شمش به مقدار مورد نظر رسيد لامپ شروع به چشمك زدن مي كند (لامپ سبز) زماني كه از حالت چشمك زدن به حالت روشن و ثابت درآمد ، شاخه را ببنديد .

5ـ ابزار لازم جهت بستن استكاني را وارد آن كنيد .

6ـ كليد Level man / Auto را روي حالت Manual قرار دهيد .

7ـ سرعت را با پتانسيومتر كاهش داده و پس از 10 تا 15 ثانيه مي توانيد سرعت را تا مقدار تعيين شه در جدول شماره 1 افزايش دهيد .

8ـ زماني كه قسمت انتهاي شمش از كشاننده خارج شد آژير ممتد روي تابلوي آويز به صدا در خواهد آمد . در اين موقع پتانسيومتر را روي عدد صفر قرار دهيد .

9ـ كليد Extraction stop را فشار دهيد .

10ـ كليد Preparation / cast را روي وضعيت Preparation قرار دهيد .

11ـ دقت كنيد Pinch Roll در پايين ترين وضعيت خود باشد در غير اين صورت دكمه Pinch Roll lowering روي ميز كنترلي Extraction Group / Intremediat را فشار دهيد .

12ـ زماني كه آخرين قسمت شمش بريده شد كليد Auto / man روي ميز كنترلي Transport R.T را فشار دهيد (سوئيچ را روي حالت Manual قرار دهيد .)

13ـ انتهاي شمش را به صورت دست بريده و ميزهاي انتقال دهنده شمش را تخليه كنيد .

14ـ كليد Stop روي صفحه Slid gate hyd ladle turret hyd . Strand hyd را در HMI فشار دهيد .

15ـ روي HMI در صفحه Water overviev ، شير آب اوليه اضطراري را با فشردن كليد CLOS ببنديد .

16ـ پس از تخليه بستر خنك كننده كليد Stop روي HMI در صفحه Runout area hyd را فشار دهيد و شير آب خنك كننده ثالثيه را ببنديد (با فشردن كليد Close در صفحه Water overiew در HMI)

17ـ پمپ هاي آب مدار اوليه و مدار ثانويه را از واحد آبرساني متوقف كنيد .

18ـ تمام واحد را بازرسي كنيد و از پوسته ، گرد و غبار ، ذرات مذاب ، سرباره و غيره پاكسازي كنيد .

19ـ كيفيت شمش هاي توليد را بررسي كنيد و در صورت نياز جهت رسيدن به كيفيت مطلوب در ريخته گري ذوب هاي بعدي ، عيوب ريخته گري را مطالعه كنيد .

20ـ تانديش را پس از انجماد كامل مذاب داخل آن ، توسط جرثقيل سقفي به قسمت تعمير تانديش منتقل كنيد .

ج) اقدامات مورد نياز در شرايط غير نرمال :

1ـ توقفات ناشي از برق :

ـ فوراً جريان مذاب را از تانديش توسط ناوداني منحرف نموده و سريعاً توسط ابزار مناسب استكاني تانديش را مسدود كنيد .

ـ سريعاً شمش ها را از شاخه ها خارج كنيد .

ـ كم شدن مقدار دبي آب خنك كننده اوليه .

ـ كنترل كنيد شير دستي به طور كامل باز باشد .

ـ كنترل كنيد شير تنظيم كننده آب خنك كننده اوليه در وضعيت اتوماتيك باشد (روي صفحه Strand در HMI)

2ـ قطع آب خنك كننده مدار اوليه :

ـ سريعاً جريان مذاب از تانديش توسط ناوداني متوقف كرده و با ابزار مناسب استكاني را مسدود كنيد در صورت لزوم مي توانيد از نيزه گفته شده در قسمت قبل استفاده كرده و از داخل تانديش استكاني را مسدود كرده .

ـ سريعاً شمش ها را از شاخه ها خارج كنيد .

ـ كم شدن مقدار دبي آب خنك كننده اوليه .

ـ كنترل كنيد شير دستي به طور كامل باز باشد .

ـ كنترل كنيد شير تنظيم كننده آب خنك كننده اوليه در وضعيت اتوماتيك باشد (روي صفحه Strand در HMI)

3ـ فشار هواي فشرده آمادگي ندارد (Consent to cast در HMI) :

ـ كنترل كنيد فشار هواي فشرده ارسالي از واجد اكسيژن بيش از 4 بار باشد (Water over viewدر HMI)

ـ كنترل كنيد شير مكانيك تانك اضطراري هواي فشرده باز باشد و فشار درون تانك بيش از 4 بار باشد .

ـ اگر فشار هوا بيش از 4 بار بود ولي آمادگي وجود ندارد ، تمام سوئيچ هاي فشار را كنترل كنيد كه درست كار مي كنند در غير اين صورت آنها را تنظيم كنيد .

4ـ مشكل جدا شدن دامي بار :

ـ سعي كنيد به صورت دستي با فشردن كليد Straigh . Rollclosing روي ميز كنترل Extraction Group I.R.T آنرا جدا كنيد .

ـ در صورتي كه به صورت دستي امكان پذير نبود سريعاً آن شاخه را ببنديد و سوئيچ Auto / man روي ميز كنترل Rigid D.B. Mobile Roll را در حالت Man قرار دهيد .

ـ توسط مشعل برش دستي شمش را از قسمت سردامي بار بريده و دامي بار را بالا ببريد و حركت دادن شمش از شاخه را شروع كنيد .

4ـ بعد از اتمام رخته گري كنترل كنيد كه تمام ليميت سوئيچ هاي اين قسمت درست كار مي كنند .

5ـ تجهيزات بالابرنده شمش ها :

ـ اطمينان حاصل كنيد هيدروليك Runout كار مي كند (لامپ Runout HYD. Running روي ميز كنترل Billet transfer بايد قرمز باشد)

ـ كنترل كنيد اتصالات الكتريكي هيدروليك بالابرنده شمش آسيب نديده باشند .

6ـ مشكلات بستر خنك كننده :

ـ اطمينان حاصل كنيد هيدروليك Runout كار مي كند . (لامپ Runout HYD. Running روي ميز كنترل Billet transfer بايد قرمز باشد)

ـ مطمئن شويد هيدروليك Runout درست كار مي كند نشتي شديدي وجود نداشته باشد مسيرهاي By pass بسته باشند (شير مكانيكي زير بستر خنك كننده)

ـ قبل از استارت و كار كردن با بستر خنك كننده مطمئن شويد كه در موقعيت صفر قرار گرفته است .

نكات ايمني

رعايت نكات ايمني زير قبل از شروع ريخته گري و در انتهاي آن الزامي است :

ـ استفاده از تجهيزات ايمني فردي مناسب از ابتدا تا انتهاي ريخته گري .

ـ اطمينان از خشك بودن كامل ابزارهايي كه مورد استفاده قرار مي گيرند و آغشته نبودن آنها به روغن .

ـ اطمينان از خشك بودن كامل داخل قالبها .

ـ اطمينان از خشك بودن و عدم لغزنده بودن سطح ريخته گري .

ـ اطمينان از پر بودن و عملكرد صحيح كپسولهاي آتش نشاني و در دسترس بودن آنها .

ـ اطمينان از سالم بودن كليه شيلنگ هاي گاز اكسيژن و غيره ، مورد استفاده در ريخته گري .

ـ عدم استفاده از اكسيژن جهت پاك سازي تجهيزات يا اطراف آن (براي اين كار از هواي فشرده استفاده شود .)

8ـ جمع آوري وسايل غير قابل استفاده از سطح ريخته گري .

9ـ در صورتي كه در پايان ريخته گري مذاب داخل تانديش باقي مانده است تا انجماد كامل آن از انتقال تانديش به قسمت تعمير تانديش خودداري شود .

عيوب ريخته گري

مهمترين عيوبي كه در بيلت ريخته گري شده بوجود مي آيند عبارتند از :

1ـ عيوب سطحي :

مهمترين فاكتورهايي كه شكل تركها را تعيين مي كنند عبارتند از :

ـ نامناسب بودن سرعت ريخته گري (غير واقعي)

ـ نامناسب بودن نوسان قالب (غير واقعي)

همانطور كه اغلب در ريخته گري اتفاق مي افتد برخي از انواع فولادها نسبت به ساير آنها تمايل بيشتري به رشد ترك در درونشان دارند . در صورتيكه تركها در بيلت رشد كرده باشند ، لازم است در تمام داده هاي ريخته گري و پارامترهاي مربوطه را بدانيم .

در تحليل علل بايد فاكتورهايي مانند آناليز شيميايي فولاد ، نوع و كيفيت روغن روانكاري و روشهاي كاري را مورد نظر قرار داد و مشخص نمود كه مشكلات در تمام شاخه ها وجود دارند يا فقط در يك شاخه . زماني كه سرعت ريخته گري و خنك كننده اوليه و ثانويه تنظيم باشند بيلت عاري از ترك خواهد بود . (هر يك به مقدار صحيح و بسته به دما و نوع فولادي كه ريخته گري مي شود .)

1ـ1 تركهاي طولي لبه (كناري) :

تركهايي كه در قسمت شعايي يا پخ خورده بيلت وجود دارند كه در راستاي طولي محول توليد ادامه دارند .

علل واقعي بروز اين گونه تركها به صورت زير خلاصه مي شوند :

ـ پوشش قالب يا تغيير شكل (باريك شدن نامناسب)

ـ سرد شدن غير يكنواخت قالب در اثر مسدود شدن پوشش آن به وسيله مواد خارجي موجود .

ـ سرد شدن غير يكنواخت قالب در اثر رسوب مواد زايد آب در بدنه قالب مسي .

ـ تنظيم نامناسب قالب با غلطك هاي راهنما .

ـ دماي اضافي مذاب داخل تاندش .

ـ سرعت زياد ريخته گري .

ـ وجود بيش از حد مجاز ناخالصيهايي مانند : گوگرد فسفر ، آرسنيك در فولاد مذاب .

ـ سرد شدن نامناسب شمش توسط افشانكهاي ناحيه 1 و 2 و 3 .

قالبهاي لوله اي تمايل بيشتري به تغيير شكل در طول توليد در ارتفاعي از سطح قالب مذاب نشان مي دهند مي توان با بازرسي دقيق وضعيت قالب و يا تعويض به موقع آنها (اگر تغيير شكل داده اند يا نادرست هستند .) از بروز اين گونه تركها جلوگيري نمود .

2ـ1 تركهاي سطحي طولي :

تركهايي هستند كه در داخل قسمت شعاعي يا پخ خورده وجود ندارند . بلكه در راستاي محور توليد امتداد يافته اند .

دو نوع از اين تركها وجود دارد . تركهاي سطحي مركزي و تركهاي نزديك به لبه ها . هر دو نوع اين تركها مي توانند به دليل سرد شدن نامناسب قالب يا غير يكنواختي در خنك كنندگي ثانويه روي سطح مختلف بوجود آيند .

مورد بعدي مي تواند به دليل تنظيم نبودن يا گرفتگي نازلهاي پاشش باشد . اين عيب همچنين مي تواند مربوط به تغيير شكل پيدا كردن قالب (بويژه در سطح داغ) در محدوده كوژي يا كاوي باشد .

تركهاي طولي همچنين مي تواند ناشي از يك توده ته نشين شده روي قالب باشند . تركهاي سطحي طولي در مجاورت گوشه با تركهاي طولي ميان تهي پيوند مي خورند .

خارج از مركز بودن جريان مذاب از محور قالب نيز مي تواند علت بروز اين نوع عيب باشد. درجه اكسيداسيون نيز ممكن است علت ديگر اين پديده باشند مانند وجود بيش از حد ناخالصيها .

3ـ1ـ تركهاي عرضي لبه اي (كناري) :

اين نوع تركها روي قسمت هاي شعاعي و پخ خورده بوجود مي آيند و عمود بر محور توليد مي باشند . علل عمومي بروز اين نوع تركها به شرح زير مي باشند :

ـ خمش يا صاف شدن در دماي كمتر از 900 تا 1000 درجه سانتيگراد .

ـ چسبيدن پوسته در داخل قالب در اثر نارسايي يا روانكاري نامناسب .

ـ نامناسب بودن نوسان در نتيجه حفره هاي داخلي يا مسائل مكانيكي .

ـ تنظيم هندسي نامناسب .

4ـ1ـ تركهاي عرضي سطحي :

تركهايي هستند كه روي قسمتهاي شعاعي يا پخ خورده وجود ندارند ، بلكه عمود بر محور محصول مي باشند بيشترين علل ممكن عبارتند از : چسبيدگي در قالب (مانند تركهاي عرضي زاويه اي) و به عبارتي در وضعيتهاي بزرگ ، خنك كنندگي اضافي در قالب يا در محفظه خنك كننده و نوسان غير منظم .

اين نوع تركها اغلب به يك حفره متقاطع پيوسته اند . سطوح متقاطع (مورب) و تركهاي گوشه اي تا جائيكه به يكديگر وصل شوند رشد مي كنند .

اين عيب همچنين مي تواند در اثر يك نوسان شديد در سطح فولاد مذاب ، يك توقف ناگهاني در پروسه ريخته گري يا تغيير شكل قالب رخ مي دهد .

5ـ1ـ حفره طولي :

اين عيب يك حفره به شكل كانال است كه در امتداد سطح بيلت بوجود مي آيد . يك حفره طولي نزديك گوشه نشانه اي از سرعت ترك داخلي يا خارجي است . دليل آن كجي يا تغيير شكل قالب است . تنظيم نامناسب قالب با غلطكهاي راهنما نيز مي تواند علت بروز اين عيب باشد دلايل داده شده در تركهاي سطحي طولي نيز براي اين نوع عيب بكار برده شده اند .

6ـ1ـ حفره عرضي :

اين عيب براي حفره متمركز شده در سطح است ، عمود بر محور و اغلب در فواصل منظم در طول محصول مي باشند . اين عيب در نتيجه عدم تماس با ديواره قالب مي باشد و به چند عامل مانند : روانكاري نامناسب ، سرعت خيلي زياد ، سرد كردن ، نوسان سطح مذاب درون قالب خرابي روليك هاي هدايت كننده ، نسبت داده شده است .

در نتيجه ايجاد پوسته نازك تركهاي سطحي عرضي ، تراوش فولاد و در برخي موارد باعث پارگي شمش مي شود .

7ـ1ـ تراوش :

اين عيب شامل تراوش فولاد از داخل پوسته پاره شده مي باشد . اگر تراوش توسط ديواره قالب يا توسط سردكنندگي ثانويه مهار نشود پارگي رخ خواهد داد .

8ـ1ـ پوسته اي شدن :

اين عيب چند لايه شدن پوسته مي باشد كه توسط پوسته اي شدن مذاب روي لايه هاي قبلي منجمد شده در ديواره قالب بوجود مي آيد . در اغلب موارد هنگامي كه فولاد خيلي گرم است اين عيب رخ مي دهد در دماي مناسب اين عيب از عدم روانكاري ، تغييرات نت منظم سطح مذاب و مشكل در مكانيزم نوسان ايجاد مي شود .

9ـ1ـ پوشش كاري :

فلزي كه روي سطح مذاب منجمد شده توسط ديواره هاي قالب فشار داده شده و گير كند (البته اين يك اتفاق نادرست است .)

10ـ1ـ خطوط متناوب :

خطوط عرضي كه بطور نرمال از يكديگر فاصله دارند و معادل مقدار فولادي است كه در طول سيكل رفت و برگشت ريخته شده است . علائم ياد شده مي توانند باعث پارگي شوند كه بوسيله حركت طولي بخشي يا بخشهايي از علائم ياد شده انجام مي گيرد عمق طول متناوب توسط روانكاري نامناسبي . دماي پائين ريخته گري ، غير عادي بودن سيستم رفت و برگشت ، سرعت پائين ريخته گري و سطح نامناسب ايجاد مي شود . اين عيب بوسيله مصرف پودر پوششي در قالب تشديد مي شود زيرا پودر در داخل تركها نفوذ كرده و باعث شكسته شدن در طول عمليات نورد مي شود .

11ـ1ـ ديواره كاذب :

اين عيب يك سطح نامنظم مي باشد كه دور تا دور شمش را فرا گرفته است . اين عيب به دليل روانكاري نامناسب رخ مي دهند باقيمانده هاي پوسته شمش براي مدت زمان كوتاه در بالاترين سطح مذاب شناور مي شوند سپس جمع آوري مي گردند اگر پوسته هاي شناور جمع آوري نشوند مقدار آن افزايش يافته و هنگامي كه قالب را ترك مي كنند باعث پارگي مي شوند .

12ـ1ـ حركت به طرف جلو :

اين عيب به ريخته گري فولادهاي ناآرام محدود مي شود و به صورت يك سطح نامنظم در اطراف شمش ظاهر مي شود . يك اختلاف در تمايل فعاليت فولاد ناآرام باعث كاهش سطح مذاب شده ، و پوسته اي توليد مي كند كه ضمن خروج شمش باعث پيچيدگي هاي بعدي مي شود .

13ـ1ـ توقف ريخته گري (كمربند) :

اين عيب يك شكست عرضي در امتداد پوسته مي باشد كه دور تا دور شمش امتداد يافته و ناشي از توقف موقتي ريخته گري است . اين عيب شبيه به توقف سرد در ريخته گري شمش مي باشد . ممكن است ريخته گري جهت تصحيح با اكسيژن جهت تميز كردن تكه هاي بريده شده چسبيده به سطح كشاننده و تميز كردن لبه هاي بالاي قالب متوقف نشود . اين توقف يك ناحيه اكسيد شده روي سطح مذاب ايجاد مي كند كه اين ناحيه با مذاب هنگام شروع مجدد ماشين جاري مي شود و به آساني ذوب نخواهد شد . در مورد فولادهاي كربن بالا يا فولادهاي آلياژي اين مشكلات بيشتر مي شود كه مي تواند باعث پارگي ضمن خروج از قالب شود .

14ـ1ـ پاشش :

ذرات كوچك فلز كه بين پوسته شمش و ديواره قالب گير مي كنند . علت آن انجماد ذرات فولادي روي سطح قالب با يك جريان غير يكنواخت فولاد مي باشد .

15ـ1ـ كثافات :

ذرات فلز از يك ريخته گري غير يكنواخت شامل اكسيد و فلز ، سرباره و از ديگر باقي مانده هاي ايجاد شده از مصرف اكسيژن هنگام تميزكاري استكانيها سرچشمه مي گيرد . اين ذرات بالاي قالب يا در مسير دريچه جريان جمع شده ، سپس قطرات روي سطوح ديگر شمش گير مي افتد و ممكن است باعث پارگي در زير قالب شود .

16ـ1ـ ناخالصيهاي سرباره :

اينها محصولاتي از اكسيژن زدايي يا سايش نسوزها هستند كه در سطح مذاب گير افتاده و به صورت نقاطي روي سطح شمش تشكيل مي شوند . ناخالصيهاي سرباره موادي هستند كه بوسيله اكسيژن زدايي فولاد (بخصوص در فولادهاي آرام شده با آلومينيوم) يا از مواد خروجي از پاتيل يا تانديش ايجاد مي شوند . علت آن ممكن است كيفيت پايين نسوز چيني ، سطح پايين مذاب در تانديش ، اشتباه اپراتور در سرباره گيري از سطح مذاب و يا جريان غير يكنواخت داخل قالب باشد كه باعث افزايش سطح تماس با مذاب خروجي مي شود ، جريان مناسب مذاب از پاتيل ، باقي ماندن سطح مذاب در حال تعادل و مقدار مناسب ، سطح تميز مذاب ، كيفيت بالاي نسوز چيني ، انتخاب يك استكاني مناسب براي ثابت نگه داشتن سطح مذاب مي تواند اين عيب را كاهش دهد ناخالصي هاي سراره به دليل استفاده متناوب پودر پوششي نامناسب كه مي توان فولاد و مخلوط پودر را روي سطح شمش گير بياندازد ، ايجاد مي شود .

17ـ1ـ خراشيدگي سطحي :

صدمات مكانيكي ناشي از قفل كردن غلطك هاي صاف كننده و هاديها علت بروز اين عيب است . يك علت ديگر ناشي از چسبيدن مواد خارجي به اين بخش ها مي باشد .

18ـ1ـ مك ها :

اين عيوب حفره هاي بزرگي هستند كه در جهت رشد ستوني بوجود آمده و معمولاً از يك درجه اكسيداسيون نامناسب ناشي مي شوند . مقادير بيش از حد اكسيژن و هيدروژن در فولاد ، روانكاري بيش از حد قالب يا حضور آب در قالب مي تواند بروز اين عيب باشند . تصويه مناسب فولاد در كوره يا در پاتيل مي تواند باعث حذف اين نوع عيب شود . مقدار هيدروژن موجود تأثير بيشتري در مقاطع توليدي در ريخته گري مداوم نسبت به ريخته گري تكباري دارد. پيشگرم روغن روانكاري در ايستگاه پمپاژ اين مشكل را كاهش مي دهد.

19ـ1ـ روزنه هاي سوزني :

حفره هاي كوچك شبيه مك ها هستند كه هم در فولادهاي كشته و هم در فولادهاي ناآرام خيلي نزديك به سطح تشكيل مي شوند . اين حفره ها معمولاً زير سطح تشكيل مي شوند و براي عيب يابي لازم است از سنگ زني و اسيدشويي يا برشكاري استفاده شوند . روزنه هاي سوزني در اثر مقادير بسيار بالاي هيدروژن در فولاد ، روانكاري بيش از حد اكسيداسيون ثانويه كه بين تانديش و قالب رخ مي دهد ، تشكيل گازهايي كه در اثر فشار فرواستاتيك در قالب بيرون مي آيند . انفجار اين حفره هاي كوچك نزديك سطح بوجود مي آيند .

2ـ عيوب داخلي :

1ـ2ـ تركهاي ستاره اي شكل :

تركهاي شعاعي به شكل ستاره پخش شده در مركز توليدات به دليل خنك كنندگي ثانويه اضافي كاهش محسوس دماي پوسته شمش ، بيرون آمدن از محفظه خنك كننده در حالي كه مغز مذاب هنوز منجمد نشده ، تمايل به انجماد و انتقال حرارت به پوسته ، بازپخت و توسعه تنشهاي غير نرمال و انبساط گاز موجود در فولاد نيز مي تواند باعث بروز اين گونه عيوب شود .

2ـ2ـ تركهاي زاويه اي :

تركهايي كه در زير سطح شكاف بوجود آمده از دو صفحه منجمد شده متفاوت توليد مي شوند . در مقاطع مربعي اين تركها مي توانند از يك گوشه به گوشه ديگر امتداد يابند . اين عيوب اغلب به دليل دماي بالاي فولاد مذاب (60 درجه گرمتر از دماي مناسب ريخته گري) بوجود مي آيند . اين عيوب در قالب باعث تغيير شكل شمش و نهايتاً لوزي شدن آن مي شود . يك قالب كهنه يا با شكل نادرست ، يك ماشين نامنظم و يك سردكنندگي نامناسب هم در قالب و هم در سردكنندگي ثانويه مي تواند اين عيوب را به شدت افزايش داده و نهايتاً باعث شكستگي شمش به دو قسمت شود .

3ـ2ـ عيوب مركزي :

اين عيوب حفره ها يا خلل و فرجي هستند كه به تركيب شيميايي فولاد ريخته شده ، ابعاد ، و شكل هندسي محصول و شرايط رخته گري به ويژه در دماي بيش از حد مذاب ، سرعت كشاننده ، مقدار سردكنندگي ثانويه ، اكسيژن زدايي ناكافي و مقادير بيش از حد گاز ويسكوزيته بالاي مذاب در طول انجماد بستگي دارد .

3- عيوب هندسي :

اين عيوب شامل دفرمه شدن سطح مقطع محصول نسبت به سطح مقطع هندسي اصلي مي باشد . اغلب همراه با عيوب هندسي تركها مي تواند ظاهر شوند . علل متعددي وجود دارد اما عيوب هندسي معمولاً همراه با سردكنندگي غير يكنواخت يا ناكافي ، سرعت بيش از حد كشاننده ، دماي بيش از حد ريخته گري بويژه هنگامي كه عوامل ياد شده كاملاً با يكديگر ارتباط ندارند .

لوزي شدن :

d1 – d2

در مورد شمش ها يا تختال ها يك قطر از مقطع مربعي يا مستطيلي مي تواند از قطر ديگر آن بزرگتر باشد . در صورت لوزي شدن عبارتست از :

d1 – d2

R = × 2 × 100

(حد مجاز R حداكثر 3 درصد مي باشد)

كه در فرمول :

1D: قطر بزرگتر

2D: قطر كوچكتر

مي باشند . عواملي نظير سردكنندگي ثانويه ، نگهدارنده نامناسب غلطكهاي هادي ، و در يك قالب كهنه يا با شكل /// معيوب و سردكنندگي اوليه غير يكنواخت در تشكيل اين عيب مؤثر مي باشند .

براي ديدن ساير اقدام پژوهي هاوگزارش تخصصي ها وتحقيقات ديگر برروي لينک هاي زيرکليک کنيد

مي پسندم 6 نمي پسندم 0

اين مطلب در تاريخ: شنبه 09 اسفند 1393 ساعت: 15:28 منتشر شده است
برچسب ها : تحقیق درباره ریختگری,عيوب ريخته گري,پايان ريخته گري پاتيل,

نويسنده:nevisandeh

منبع : سايت علمی و پژوهشي آسمان--صفحه اینستاگرام ما را دنبال کنید

تحقیق درباره چدن چکش خوار

بازديد: 332

دسته بندي: تحقیق و پروژه رایگان,پروژه و تحقیق رایگان,دانش آموزی,تحقیق دانشجویی,

چدن چكش خوار :

چكيده :

چدن چكش خوار يك آلياژ آهن ـ كربن به عمل آمده تحت گرماست كه در شرايط ريخته گري به حالت انجماد درمي آيد. با يك ساختار بدون گرافيت. يعني ميزان كل كربن به شكل محكم شده (سيماني شده) وجود دارد. (Fe3C)

دو گروه از چدن هاي چكش خوار مشخص شده است. (چدن چكش خوار ميان سفيد و ميان سياه) كه بوسيله تركيب شيميايي، چرخه دما و زمان جريان گداختگي ، فضاي گداختگي و
ويژگي ها و ريزساختار حاصل از آن تشخيص داده مي شود.

چدن چكش خوار يك آلياژ ـ آهن ـ كربن به عمل آمده تحت گرما است. كه در شرايط ريخته گري به حالت انجماد درمي آيد. دو گروه از چدن هاي چكش خوار مشخص شده است. (چدن چكش خوار ميان سفيد و ميان سياه) كه بوسيله تركيب شيميايي، چرخه دما و زمان جريان گداختگي ، فضاي گداختگي و ويژگي ها و ريزساختار حاصل از آن تشخيص داده مي شود.

چدن چكش خوار ميان سفيد :

ريزساختار چدن چكش خوار ميان سفيد بستگي به اندازه بخش دارد. بخش هاي كوچك شامل پرليت و كربن بازپخت در زمينه فريتي هستند. در بخش هاي بزرگ سه منطقه وجود دارد:

ـ منطقه سطح كه شامل فريت (آهن) خالص است.

ـ منطقه مياني كه داراي كربن بازپخت و فريت (آهن) و پرليت است.

ـ منطقه هسته شامل پرليت، كربن بازپخت و دخول فريتي.

ريزساخت نبايد شامل گرافيت ورقه باشد.

چدن چكش خوار پرليتي و ميان سياه :

ريزساختار چدن چكش خوار ميان سياه يك قالب و زمينه ضرورتاً از فريت (آهن) دارد.

ريزساختار چدن چكش خوار پرليتي داراي كي قالب برطبق درجه مشخص شده از پرليت يا محصولات تغيير شكل محصولات سخت شده است.

گرافيت به شكل برآمدگي هاي كربن بازپخت وجود دارد. ريزساختار نبايد شامل گرافيت ورقه باشد.

سيستم تعيين (انتخاب) چدن چكش خوار :

تعيين براساس ISO 5922 (1981) چدن چكش خوار شامل يك حرف نشانگر نوع آهن و دو عدد نشانگر قدرت كششي و دو عدد نشانگر امتداد حداقل است.

الف) حروف كه نشانگر نوع چدن چكش خوار هستند مي توانند باشند:

W ـ براي چدن چكش خوار ميان سفيد

B ـ براي چدن چكش خوار ميان سياه

P ـ براي چدن چكش خوار پرليتي

پس از اين حرف يك فاصله بكار مي رود.

ب) اولين دو عدد نشانگر قدرت كششي حداقل است. برحسب نيوتن در هر ميلي مترمربع، از يك قطعه آزمايشي به قطر 12 ميلي متر تقسيم بر 10 ـ براي مثال: اگر حداقل قدرت كششي N/mm² 350 باشد عدد تعيين 35 خواهد بود.

ج) دو عدد بعدي نشانگر امتداد حداقل است. (L₀ = 3d) بعنوان درصدي از قطعه آزمايشي به قطر 12 ميلي متر. يك عدد صفر بايد اولين عدد باشد وقتي كه مقدار كمتر از 10% باشد براي مثال اگر حداقل امتداد 4% باشد عدد تعيين 4 است و اگر حداقل امتداد 12% باشد عدد تعيين 12 است.

براي مثال عدد تعيين چدن چكش خوار ميان سفيدي كه داراي حداقل قدرت كششي N/mm² 400 و حداقل امتداد 5% هنگاميكه بر روي يك قطعه آزمايشي به قطر 12 ميلي متر اندازه گيري مي شود. W40_05 خواهد بود.

تركيب شيميايي چدن چكش خوار :

تركيب شيميايي چدن چكش خوار عموماً مطابق با محدوده داده شده در جدول 1 است. مقادير كوچك كُرُم (03/0% تا 01/0%) ـ بور (0020/0%) ـ مس (0/1% < ) ـ نيكل (8/0% تا 5/0%) و موليبدن (5/0% تا 35/0%) نيز گاهي وجود دارند.

جدول (1) : تركيب شيميايي چدن چكش خوار

% تركيب	عنصر
90/2 ـ 16/2	كربن
90/1 ـ 90/0	سيليسيوم
25/1 ـ 15/0	منگنز
20/0 ـ 02/0	سولفور
15/0 ـ 02/0	فسفر

خصوصيات مكانيكي آهن چكش خوار :

آهن چكش خوار، مانند آهن نرم (واكتيل) مقدار قابل ملاحظه اي نرمي و سفتي را به دليل تركيب آن از گرافيت گره دار و قالب فلزي كم كربن دارد.

به هر حال به علت روشي كه در آن گرافيت شكل مي گيرد در آهن چكش خوار، گره ها به درستي كروي نمي شوند آنگونه كه در آهن نرم (واكتيل) هستند ولي به شكل نامنظم و بي قاعده
جمع مي شوند.

آهن چكش خوار و آهن نرم (واكتيل) براي بعضي از كاربردهايي كه در آن نرمي و سفتي مهم هستند بكار مي روند. در بسياري از موارد انتخاب بين آهن نرم و چكش خوار براساس اقتصاد يا دسترسي به آن است بجاي اينكه براساس ويژگي ها و خصوصيات باشد.

در كاربردهاي خاصي به هر حال آهن چكش خوار يك مزيت مشخص دارد. آن ترجيح داده مي شود براي ريخته گري بخش كوچك :

ـ براي قسمتهايي كه بايد سوراخ شده، تازه درست مي شوند و يا با سرما شكل داده مي شوند.

ـ براي قسمتهايي كه نياز به حداكثر قابليت تراش را دارند.

ـ براي قسمتهايي كه بايد اثر مقاومت خوبي را در دماهاي پايين حفظ كنند.

ـ براي قسمتهايي كه مقاومت را مي پوشانند (فقط آهن چكش خوار)

آهن نرم (واكتيل) مزيت واضحي دارد جائيكه انقباض تبديل به حالت انجماد براي پرهيز از قطرات گرم به مقدار كم مورد نياز است و يا جائيكه آن بخش بيش از حد ضخيم است و اجازه نمي دهد. تبديل به انجماد همانند آهن سفيد انجام شود (تبديل به انجماد مانند آهن سفيد در تمام يك بخش براي توليد آهن چكش خوار ضروري است.)

ريخته گري هاي آهن چكش خوار در ضخامت هاي بخشي در محدوده از حدود 5/1 تا 100 ميلي متر و وزن هاي كمتر از 03/0 تا 180 كيلوگرم يا بيشتر توليد مي شود.

ويژگي هاي مكانيكي قطعات آزمايشي چدن چكش خوار بايد مطابق با ارقام داده شده زير باشد:

جدول (2): خصوصيات مكانيكي چدن چكش خوار ميان سفيد

سختي

امتداد

(L₀=3d) min

2/0% فشار نمونه N/mm²

قدرت كششي

N/mm²

قطرقطعه آزمايشي

به ميلي متر

معيار تعيين

230

200

220

3 ـ 5

8 ـ 15

4 ـ 8

4 ـ 10

ـــ

210 ـ 170

230 ـ 200

280 ـ 230

360 ـ 340

380 ـ 320

420 ـ 360

480 ـ 400

15 ـ 9

W 35- 04

W 38- 12

W 40- 05

W 45- 07

جدول (3): خصوصيات مكانيكي چدن چكش خوار پرليت و ميان سياه

سختي

امتداد

(L₀=3d) min

2/0% فشار نمونه N/mm²

قدرت كششي

N/mm²

قطرقطعه آزمايشي

به ميلي متر

معيار تعيين

max 150

ـــ

300

15 ـ 12

B 30 - 06

عمليات ذوب :

ذوب مي تواند با سرد كردن منقطع ذوب يا با فرآيند دوپلكس انجام شود. سرد كردن ذوب در كوره هاي القا (يا اندوكسيون) كانال مانند يا فاقد هسته، كوره هاي قوس الكتريكي ، يا كوره هاي طاقي انجام مي شود. در دوپلكس، آهن در يك كوره قوس الكتريكي يا طاقي ذوب مي شود و فلز ذوب شدني به كوره القاء (يا اندوكسيون) كانال مانند براي نگهداري و ريخته گري انتقال
داده مي شود.

مواد شارژ (بازگشت ريخته گري، تراشيدن فولاد، آلياژهاي آهن و به جز در ذوب طاقي، كربن) به دقت انتخاب مي شوند و عمل ذوب به خوبي كنترل مي شود براي توليد فلز كه داراي تركيب و ويژگي هاي مطلوب باشد.

اصطلاحات كوچكي در تركيب و دماي ريخته گري در مرحله دوم ذوب دوپلكس انجام مي شود ولي بيشتر اين روند كنترل در كوره ذوب اوليه صورت مي پذيرد. قالب ها در شن سبز، شن داراي سيليكات CO₂ ، يا شن داراي صمغ (قالب هاي پوششي) توليد مي شوند.

دامنه وسايل و تجهيزات از ماشين آلات كاملاً اتوماتيك و مكانيزه تا روش هاي قالب گيري دستي يا مورد نياز در كف زميني، بسته به اندازه و تعداد، ريخته گري مورد توليد متغير است. بطور كلي تكنولوژي قالب گيري در ريخته گري آهن چكش خوار شبيه به تكنولوژي مورد استفاده براي توليد آهن خاكستري است.

عمليات گرما در كوره هاي مداوم كنترل شده با توليد بالا يا كوره هاي نوع منقطع كه مجدداً بستگي به نيازمندي هاي توليد دارند انجام مي شود.

پس از تبديل به انجماد و سرد شدن فلز به حالت آهن سفيد درمي آيد و دريچه ها (گسيت ها) و sprues خط تغذيه مي تواند به راحتي از ريخته گري با ضربه برداشته شود.

با اين عمل كه sprues (مهميز زدن) نام دارد عموماً به صورت دستي با چكش انجام مي شود زيرا تنوع و گوناگوني قطعه توليد شده در ريخته گري موجب مي شود كه مهميز كردن (spuring) اتوماتيكي و مكانيزاسيون خيلي مشكل بشود. پس از مهميز كردن (spuring) قطعه هاي ريخته گري تحت عمليات گرما قرار مي گيرند در حاليكه دريچه ها و بالا برنده ها به قسمت ذوب براي عمليات مجدد برمي گردند.

براي ديدن ساير اقدام پژوهي هاوگزارش تخصصي ها وتحقيقات ديگر برروي لينک هاي زيرکليک کنيد

مي پسندم 2 نمي پسندم 0

اين مطلب در تاريخ: شنبه 09 اسفند 1393 ساعت: 15:25 منتشر شده است
برچسب ها : تحقیق درباره چدن چکش خوار,چدن چكش خوار ميان سفيد,تركيبات شيميايي چدن چكش خوار,

نويسنده:nevisandeh

منبع : سايت علمی و پژوهشي آسمان--صفحه اینستاگرام ما را دنبال کنید

تحقیق درباره لیزر

بازديد: 729

دسته بندي: تحقیق و پروژه رایگان,پروژه و تحقیق رایگان,دانش آموزی,تحقیق دانشجویی,

سوالاتي كه اغلب درباره ليزر عنوان ميشود؟

1) ليزرها

ليزرها دستگاههايي هستند كه تابش همدوس يا تقويت تابش در بسامدهايي در ناحيه مادون قرمز، مريي يا فرابنفش طيف موج الكترومغناطيسي را ايجاد ميكنند.

2) مولفه هاي اساسي يك ليزر

مولفه هاي اساسي يك ليزر به قرار زير است :

الف) محيط فعال شامل مجموعة مناسبي از اتمها، مولكولها، يونها و يا نيمرساناها.

ب ) فرآيند دمش كه قادر است اين اتمها و يا مولكولها را به ترازهاي با انرژي بالاتر تحريك سازد.

ج ) عناصر بازخور مناسب كه به باريكه تابش اجازه ميدهد كه در محيط فعال نوسان كند (به اين امر نوسان ليزر ميگويند) و يا آنكه باريكه از محيط فعال يك بار بگذرد (كه به آن تقويت تك عبور ميگويند) و ممكن است تعداد عبورها زيادتر شده به آن تقويت دو عبور، سه عبور و ... ميگويند. عناصر بازخور در واقع از دو آينه تشكيل شده است. يك آينه (آينه انتهايي) تمام بازتابنده است و آينه ديگر نيمهشفاف است. با رفت و بازگشت باريكه بين دو آينه، هر بار عمل تقويت براي باريكه حاصل شده و هنگامي كه بهره سيستم از كل تلفات بيشتر گردد، عمل ليزر آغاز ميشود و خروجي ليزر را از طرف آينه نيمهشفاف دريافت ميدارند.

3) تاريخچه ليزر

ليزرها بر اساس اصل كلي كه در بسامدهاي ميكروموج اختراع گرديده بود و به آن ميزر (تقويت ميكروموج توسط گسيل تابش القايي) گفته ميشد، كار ميكنند. وقتي طول موج نوسان به ناحيه بسامدهاي اپتيكي ميرسد، طبيعتاً به آن ليزر (تقويت نور توسط گسيل تابش القايي) گفته ميشود.

اختراع اولين ليزر به سال 1960 توسط تئودور مايمن بازميگردد و آن يك ليزر ياقوت است كه با لامپ درخش فعال ميشود. جالب است بدانيم كه امروزه ليزرهاي حالت جامد (نظير ياقوت، نئوديميوم ياگ) نيز كم و بيش به صورت همان تكنيك قديمي خود كار ميكنند. روش دميدن محيط فعال از طريق اپتيكي است. البته حضور ليزرهاي نيمرسانا و تابش انها در ناحيه جذب شديد بلورهاي ليزر، تكنولوژي بسيار جديد امروزي را كه دمش ليزرهاي حالت جامد توسط ليزرهاي نيمرساناست متحول ساخته است. اين ليزرها كه با باريكة ليزرهاي نيمرسانا دميده ميشوند، بسيار كوچك و قابل حمل و كم مصرف و با بازدهي بالايي هستند. حتي در اين خصوص پا فراتر گذاشته شده است و ليزرهاي پرقدرت كه در حجم كوچك ساخته ميشوند قادر به توليد باريكههاي پرتوان براي مصارف صنعتي ميباشند.

برندگان جايزه نوبل در زمينه ليزر

دانشمندان بسيار زيادي در چند دهه گذشته در اهداف مرتبط با فيزيك كه به نحوي با ليزر سر و كار پيدا ميكند موفق به دريافت جايزه نوبل شدهاند. در اينجا اسامي چند دانشمند كه مستقيماً در ارتباط با ليزر جوايز نوبل را دريافت كردهاند را ذكر خواهيم نمود.
- چارلز اچ تاونز به خاطر اختراع ميزر آمونياك (1964).

- نيكلا جي باسوف، و الكساندر پروكرف براي سهم خود در ميزرها و ليزرها (1964).

- دنيس گابور ، براي ارائه تصاوير سه بعدي (هولوگرافي) (1971).

- نيكلاس بلومبرگن و آرتورشالو براي سهم آنها در ميزر سه ترازي، اپتيك غيرخطي و اسپكتروسكپي ليزري (1981).

- احمد ذويل (كه دانشمند مصري است) براي كاربرد ليزر در شيمي (1999).

از ساير فعاليتهاي اساسي در زمينه ليزر ميتوان از اختراع پرفسور علي جوان، دانشمند ايراني به خاطر اولين ليزر گازي هليوم نئون و سي.ك.ان پاتل (دانشمند هندي) براي اختراع ليزر CO2 نام برد.

با وجودي كه از اختراع ليزر بيش از 40 سال (و نزديك به نيم قرن) ميگذرد، ليزرها به صورت ابزارهايي كاملاً توسعه يافته براي توليد باريكه نور همدوس درآمدهاند. گسترش كاربردهاي آن بسيار وسيع بوده و در تمام شئون زندگي بشري، از جراحيهاي ظريف گرفته تا صنعت، مسائل دفاعي و حتي خريد از فروشگاهها قابليت خودرا نشان دادهاند. بنابراين ميتوان ادعا كرد كه كاربردهاي آن در آينده وسيعتر شده و جايگاه ليزر و اهميت آندر اجتماع و زندگي انسانها روز به روز ملموستر خواهد شد.

4) مفاهيم اساسي ليزر

ليزرها بر اساس برهمكنش تابش و ماده فعال ميشوند. اين برهمكنش شامل گسيل خود به خود، گسيل القايي و جذب ميباشد.

گسيل خود به خود فرض كنيم توانسته باشيم اتمهاي زيادي را به تراز بالاتر اتم و يا مولكول با تحريك خارجي (كه به آن دمش گفته ميشود) فرستاده باشيم. تعداد اين اتمها يا مولكولها در واحد حجم در تراز بالاتر را با N2 نمايش ميدهيم. اين اتم يا مولكول به صورت خود به خود به تراز پايينتر فروميافتد و اگر اين فروافت توام با گسيل موج الكترومغناطيسي باشد به آن فروافت تابشي يا گسيل خودبه خود ميگويند. اتم و يا مولكول هرگاه به طريق ديگري مثلاً در برخورد با گاز در محيط به تراز پايينتر فروافتد و همراه با تابش نباشد به آن فروافت غيرتابشي ميگويند.

گسيل القايي

علاوه بر فروافت به طريق گسيل خود به خود، اتم و يا مولكول در تراز بالاتر ميتواند در اثر برهمكنش با يك ميدان تابش خارجي به تراز پايينتر فروافتد در اين صورت دو فوتون به وجود ميآيد، فوتون القاء شونده و فوتون القاء كننده. هر دو فوتون در يك جهت گسيل ميشوند و همفاز و با يك قطبش هستند (فاز و قطبش فوتون القاء شونده در همان فاز و قطبش فوتون القاء كننده است). اين اساس تقويت نوري را فراهم ميسازد و اساس ليزر مبتني بر همين اصول تقويت نور ميباشد.

جذب هنگامي كه در يك سيستم اتمي كه اتمها در تراز پايينتر (تراز پايه) هستند موج الكترومغناطيسي اعمال گردد به نحوي كه فركانس موج فرودي درست در همان فركانس گذار اتمي باشد، در اين صورت به سادگي موج الكترومغناطيسي فرودي بر اتم يا مولكول، جذب اتم و يا مولكول شده و آن را به تراز بالاتر ارتقاء ميدهد. به اين فرآيند جذب گفته ميشود.

4-1) جمعيت معكوس

در يك اتم فرض كنيد، تراز انرژي و جمعيت تراز پايين (N₁ و E₁) و تراز انرژي و جمعيت تراز بالاتر (N₂ و E₂) باشد. در حالت عادي توزيع بولتزمن براي اتم يا مولكول برقرار است، لذا همواره چون E₁ > E₂ است، خواهيم داشت N₂ > N₁ ، بنابراين اختلاف N₂ - ΔN = N₁ همواره مثبت است و تابش فرودي جذب اتم يا مولكول ميشود. اگر شرايطي غيرعادي حاصل آيد به نحوي كه N₁ > N₂ گردد، با جذب منفي و يا بهره سر و كار داريم. به اين عمل كه توسط دمش حاصل ميشود و جمعيت تراز بالاتر بيشتر از تراز پايينتر به وجود ميآيد، ايجاد جمعيت معكوس ميگويند و هرگز در شرايط ترازمندي گرمايي حاصل نميشود.

4-2) چگونگي ايجاد جمعيت معكوس

روشهاي مختلفي جهت ايجاد جمعيت معكوس وجود دارد كه بسته به محيط فعال از اين روشها جهت ايجاد جمعيت معكوس استفاده ميكنند به عملي كه انجام ميشود تا جمعيت معكوس حاصل شود دمش (پمپاژ) گفته ميشود. روشهاي پمپاژ به قرار زير است. دمش الكتريكي، دمش نوري، دمش شيميايي، دمش گرمايي.

5) انواع ليزرها

5-1) ليزرهاي حالت جامد

سه موضوع اساسي براي ايجاد بهره در ليزرهاي حالت جامد عبارتند از :

محيط ميزبان ، يونهاي فعال در داخل محيط ميزبان ، منابع نوري براي دمش مواد تشكيل دهنده محيط ميزبان محيط ميزبان به دو دسته بلوري و شيشهاي تقسيم ميشوند. محيط ميزبان ميبايد از نظر اپتيكي، مكانيكي و خواص گرمايي شرايط عمل كرد ليزري را متحمل شوند. محيطهاي ميزبان بلوري كه پس از اختراع اولين ليزر ياقوت مورد بررسي و مطالعه و كاربرد قرار گرفتهاند عبارتند از:

سافاير، Al₂O₃ گارانتها، ايتريوم، آلومينيوم گارنت Y₃Al₅O₁₂ كه با YAG نشان ميدهند.

گادولنيوم، گاليوم گارنت Gd₃Ga₅O₁₂ كه با GGG نشان ميدهند. گادولنيوم اسكانديوم آلومينيوم گارنت Gd₃Sc₂Al₃O₁₂ كه با GSAG نشان ميدهند. آلومينيت، ايتريوم اورتوآلومينيت (Y AlO₃)، كه با YAlO يا YAP نشان ميدهند. فسفاتها و سيليكاتها، كلسيم فلوروفسفات يا Ga₅⁺ (PO₄ ⁺)₃ F نام معدني فلوراپاتيت (FAP) سيليكات اكسي پاتيت يا Ga La SOAP تنگستيتها، موليبديتها، واناديتها و بريليتها فلورايدها، سراميكها، شيشهها، يونهاي فعال :

«يونهاي خاكي نادر»

نئوديميوم Nd⁺³ خط Nd:YAG در λ = 1.06 μm

اربيوم Er⁺³ خط Er:YAG در λ ~ 2.9 μ m

هولوميوم Ho⁺³ خط Ho:YAG در λ ~ 2 μ m

تاليوم Tm⁺³ خط Tm:YAM در λ ~ 2 μ m

«يونهاي آكتانايد»

ياقوت Cr⁺³ : Al₂O₃

الكساندريت Cr⁺³ : BeAl₂O₄

تايتانيوم سافير Ti⁺³ : Al₂O₃

5-1-1 ليزرهاي حالت جامد كوكپذير (قابل تنظيم طول موج)

گسيل ليزري در ليزرهاي حالت جامد كوكپذير وقتي جفتشدگي گسيل القائي و گسيل كوانتايي ارتعاشي (فونون) در بلور حاصل ميشود اتفاق ميافتد. آنها عبارتند از :

الكساندريت :

BeAl₂O₄ در گسترة 700-800 nm

Cr : GSGG) Cr:Gd Sc Ga-Garnet در (100-900 nm)

Cr:KZn F₃ (در 185-865 nm)

5-1-2 سيستمهاي دمش نوري در ليزرهاي حالت جامد

در گذشته لامپهاي هالوژن-تنگستن براي دمش موج پيوسته Nd:YAG به كار ميرفته است.

لامپهاي درخش (لامپ فلاش) براي ليزرهاي پالسي به كار ميرود كه از يك لوله كوارتز با دو الكترود انتهايي (گاز داخلي Xe) تشكيل شده است. امروزه از ليزرهاي نيمرسانا براي دمش ليزرهاي حالت جامد مخصوصاً Nd:YAG استفاده ميشود. از نظر طيفي بهترين بازدهي انتقال انرژي نوري از تشعشع منبع دمش به محيط جامد وقتي است كه ناحيه طيفي بيشينه تشعشع لامپ تحريك با نواحي جذب شديد در محيط فعال جامد منطبق باشد.

5-2 ليزرهاي رزينهاي (مايع رنگين)

ليزرهاي رزينهاي به آن دسته از موادآلي گفته ميشود كه در حلالهاي مناسب حل شده جهت محيط فعال مورد استفاده قرار ميگيرند. دمش اين رنگها از طريق نوري است كه با استفاده از لامپ فلاش و يا يك ليزر مناسب ميباشد. اين مواد قادراند بسته به نوع رنگ به كاررفته از ناحيه فرابنفش تا نزديك مادون قرمز نوسان قابل تنظيم طولموجي داشته باشند. لذا از زمره ليزرهاي كوكپذير هستند و داراي كاربردهاي وسيع در طيفنگاري ميباشند. براي دمش اين ليزرها، اگر به صورت پالسي مد نظر باشد از ليزرهاي نيتروژن، اگزايمر، بخار مس استفاده ميشود. هارمونيكهاي مراتب بالاي ليزرNd:YAG در طولموجهاي 532، 353 و 266 نانومتر براي دمش رنگهاي آلي نيز مناسب و مقرون به صرفه اقتصادي است. براي نوسان موج پيوسته از ليزر آرگون يوني ميتوان استفاده نمود.

5-3 ليزرهاي گازي

نظر به اين كه گازها به عنوان محيط فعال نسبت به محيط هاي فعال حالت جامد از چگالي پايينتري برخوردار هستند. بنابراين بايد انتظار داشت كه ليزرهاي گازي نسبتا بزرگ و حجيم باشند. گازها در ليزرهاي گازي توسط برخورد الكتروني و يا باريكه الكتروني تحريك ميشوند و لذا دمش آنها از نوع دمش الكتريكي است.

تحريك برخورد الكتروني

تحريك مناسب در گازها در فرآيندهاي برخورد الكتروني رخ ميدهد. تحريك تراز بالايي ليزر يا به صورت برخورد مستقيم الكترون مثلا در ليزر آرگون خنثي است. طبق سازوكار Ar + e -> Ar^* + e كه ^*Ar نشان دهنده تراز تحريكي اتم آرگون است، يا انتقال انرژي توسط گازي از نوع ديگر (مثل ليزر He-Ne) صورت ميگيرد كه He نقش دهندة انرژي به اتم نئون را داراست و عمل ليزر روي گذارهاي اتم Ne تحقق مييابد.

He^* + Ne -> Ne^* + He

^*He و ^*Ne نشان دهنده اتم He و Ne در حالت تحريكي است.

5-3-1 ليزر آرگون يوني (Ar II)

ليزر آرگون يوني يكي از ليزرهاي مهم گازي است كه تحريك توسط برخورد الكتروني در اتم Ar صورت ميگيرد. از ساير ليزرها يوني گازهاي نادر ميتوان از ليزرهاي يوني كريپتون، زينون و نئون نام برد. برخي از خطوط مهم و توانهاي نوعي خطوط نوساني در زير آورده شده اند.

ليزرهاي يوني پالسي

Ar (II) (nm 488 ، nm 496 توان حدود 10 وات ؛ nm 496 ، nm 502 و nm 514)
Ne (III) (nm 473 ، توان 400 وات)
Xe (IV) (nm 364 ، توان 3600وات ، nm 430 ، توان 1000 وات)

ليزرهاي يوني موج پيوسته

Ar (II) (nm 0/488 ، nm 5/514 توان حدود W 1)
Kr (II) (nm 1/647 ، توان 4/0 وات ، nm 4/676 ، nm 5/752 ، nm 7/350 ، توان 5وات)

5-3-2 ليزر He-Ne

يكي از متداولترين ليزرهاي گازي است. محيط فعال اختلاطي از گاز هليوم و نئون است كه نسبت آنها تقريبا 5:1 تا 20:1 ميباشد. اين اختلاط گاز در لوله شيشهاي به قطر چند ميليمتر و به طول 0/1 تا 1 متر در فشار حدودا mmHg 10 و با تحريك توسط ولتاژ بالا چند كيلو ولت قادر است عمل ليزر روي ترازهاي نئون را حاصل كند. (3/39μm ، 1/15 mm ، 632/8 μm و 5/543nm )

5-3-3 ليزر بخار مس

ليزر بخار مس يكي از ليزرهاي مهم و پرقدرت به حساب ميآيد. براي آن كه جمعيت كافي از اتمهاي مس حاصل شود نياز به آن است كه دماي محيط به 1400ْC تا 1500ْC برسد . اين امر در تيوبهاي خاص از آلومينا و با رگبار بسيار بالا (kHz 5~ ) براي گرم شدن تيوب ليزر و بخار شدن فلز مس توسط سوئيچهاي تايروترون حاصل ميشود. قطر لوله ها بين 10 تا 80 ميليمتر است. همچنين براي دريافت قدرت مناسب از ليزر نياز به استفاده از گاز نئون در فشار 50-25 ميليمتر جيوه ميباشد.

عمل ليزر در دو طول موج nm 578 و nm 510 تحقق مييابد، هر دو گذار به تراز نيمهپايدار منجر ميشود و عمل ليزر تنها در مدتي كوتاه قبل از نابودشدن جمعيت معكوس حاصل ميشود. توان متوسط در رگبار kHz 5~ ، W 40-10 است، براي توانهاي بالاتر نياز به آن است كه سيستم به صورت نوسانگر-تقويتكننده عمل كند. بازدهي كلي سيستم نسبتا بالا (تا 2%) ميرسد، بنابراين اگر توانهاي كمي مورد نياز باشد سيستم ليزر ميتواند توسط هوا خنك شود. در غير اين صورت در توانهاي بالا، به سرد كردن ليزر توسط جريان آب سرد نياز ميباشد.

5-3-4 ليزر گازكربنيك (ليزر CO₂)

ليزر گازكربنيك تاكنون مهمترين ليزر در ردة خود به شمار ميرود و از نقطهنظر كاربردهاي تكنولوژيكي اين ليزر از مهمترين ليزرها محسوب ميشود. با در نظر گرفتن بازدهي (30%~) و خروجي پرتوان، توانهاي موج پيوسته اين ليزر به دهها كيلووات ميرسد، بنابراين كاربردهايي نظير جوشكاري، برش فلزات و اجراي نقوش فلزي و كاربردهاي نظامي اين ليزر ميسر شده است. گذار ليزري در اين ليزر با ليزرهاي يوني يا اتمي متفاوت است، چه ترازهاي انرژي مرتبط با حالتهاي كوانتومي مدهاي ارتعاشي و چرخشي مولكول CO₂ ميباشد. در مورد مدهاي ارتعاشي، سه نوع مد ارتعاشي غيرمتقارن، متقارن و خمشي در گذارهاي ليزر درگير ميباشند. عمل ليزري در نواحي بين دو طول موج 9/4و 10/6 ميكرومتر است كه در ناحيه فروسرخ طيف واقع ميشود. اين ليزر با ساختارهاي متفاوت تكنيكي ساخته ميشود كه عبارتند از : ليزر پالسي فشار اتمسفري (TEA)، محفظه بسته، جريان گازي و ديناميك گازي.

5-3-5 ليزر نيتروژن (N₂)

گذارهاي ليزري در ليزر نيتروژن بين ترازهاي انرژي الكتروني مولكول N₂ صورت ميگيرد كه منجر به خروجي در ناحيه فرابنفش (337/1nm) ميشود. اين ليزر در نوع پالسي فعال است و پهناي زماني آن كوتاه و به حدود چند نانو ثانيه ميرسد. دمش الكتريكي اين ليزر ميبايد بسيار سريع و در زمانهاي حدود مقياس پهناي پالس تحقق يابد. اين ليزرها در رده ليزرهاي خودپايانيابنده قرار ميگيرند.

5-3-6 ليزرهاي اگزايمر

واژة «اگزايمر» از بهم بستن واژة excited dimer يا دوتايي تحريك شده ساخته شده است و مفهوم آن است كه انرژي الكتروني مولكول دو اتمي در حالت تحريك شده به صورت پايدارو در حالت پايه به صورت دافعه است. هالايدهاي گاز نادر نظير ArF ، KrF و XeCl نمونه هايي از اين نوع ليزر هستند. تخليه الكتريكي و باريكه هاي الكتروني را ميتوان براي تحريك اختلاطهاي گازي از نوع گازهاي نادر و مولكولهايي نظير F₂ يا HCl براي حصول عمل ليزر در ليزرهاي اگزيمر به كار برد. عمل دمش اين ليزرها به گونهاي شبيه به ليزرهاي N₂ ميباشد ليكن براي تحريك نياز به آن است كه قبل از تخليه الكتريكي اصلي توسط فوتونهايUV و يا پرتو x محيط توسط يك پيشيونش براي تخليه يكنواخت الكتريكي آماده شود. بعضي از ليزرهاي اگزايمر نظير XeF و KrF كاملا كارآمد بوده و قادرند توانهاي خروجي تا J1 و با توان متوسط W 200 را حاصل سازند.

5-4 ليزرهاي شيميايي

تركيبات شيميايي داراي اين توانايي هستند كه مقادير زيادي از انرژي كه ممكن است بخشي را در واكنشهاي شيميايي گرمازا از دست بدهند، در خود ذخيره نمايند. به اين ترتيب آنها نمونه هاي جالب توجهي جهت تبديل انرژي شيميايي به تابش نوري همدوس به شمار ميآيند. ليزرهاي شيميايي كه امروزه با آن سر و كار داريم مرتبط با گذارهاي حالتهاي ارتعاشي مولكولهايي نظير HF ، CO و امثالهم ميباشند. حد پايين گذار ليزري آنها در طول موج μm2~ ميباشد. مثال خاصي از اين ليزرها، انواع ليزرهاي HF و DF ميباشند كه قدرتهاي بسيار بالايي از آنها به دست آمده است. واكنشهاي مرتبط به قرار زير هستند :

F + H₂ -> HF ^* + H

F + D₂ -> DF ^* + D

با وجودي كه واكنشهاي بالا نمونه هاي تحريكي را كه با علامت ستاره نشان داديم حاصل ميكنند، ليكن تجزيه هيدرژن و فلئور ميبايد از مولكولهاي اوليه H2 و F2 حاصل شود. واكنشهاي مرتبط در اين نوع ليزرها به صورت زنجيرهاي است، به اين معنا كه وقتي واكنش رخ داد مراكز فعال ليزري را ميبايد خودشان حاصل كنند و اين متضمن تزريق پيوسته مولكول H2 و F2 به سيستم است مثلادر ادامه واكنش بالا براي H رها شده، داريم :

H + F₂ -> HF ^* + F

و براي F رها شده، واكنش خواهد شد

F + H₂ -> HF ^* + H

5-5 ليزرهاي نيمرسانا

يكي از پراستفاده ترين ليزرها، ليزرهاي نيمرسانا ميباشد كه در حجم زياد ساخته ميشوند و داراي كاربردهاي بسيار زيادي هستند. امروزه آنها را حتي به عنوان علامت دهنده نور موازي در دست مردم عادي ميبينيم و يا در هنگام خريد از فروشگاه هاي بزرگ قيمت اجناس را فروشنده توسط دستگاهي كه به ليزر نيمرسانا مجهز است تعيين كرده در كار مشتري سرعت قابل ملاحظهاي ميبخشد. ليزرهاي نيمرسانا با استفاده از پرش الكترون بين نيمرساناهايي كه شامل نوعهاي مختلف و ترازهاي ناخالصي كنترل شده ميباشد كار ميكنند. مهمترين مواد نيمرسانا شامل مواد دوتاييها نظير نيمرساناي V-III مثل GaAs ، InSb با مواد سهتاييها نظير Al_xGa_1-_xAs (كه x فاكتور كوچكتر از واحد است) يا مواد چهارتاييها مثل In_xGa_1-_xAl_yP_1-_y ميباشند. مهمترين پارامتر كه از يك سيستم نيمرسانا به سيستم ديگر تغيير ميكند، گاف انرژي است. اين گاف فاصلة انرژي Eg بين بالاترين نوار پرشده از الكترون و يا پايين نوار انرژي خالي از الكترون است. طول موج منتسب به اين گاف انرژي از μ=Ch/E_g به دست ميآيد. ليزرهاي نيمرساناي امروزي چنان ساخته ميشوند كه جريان الكتريكي را به ناحيهاي خاص در قطعه محدود سازند.

اين هندسه ساخت به طرق : هدايت شده بهره، هدايت شده ضريب شكست و امثالهم ميباشد. ساخت ردّه جديدي از ليزرهاي نيمرسانا به گونهاي است كه باريكه ليزر در جهت عمود بر ويفر گسيل ميشود كه به آن «ليزر گسيل سطحي» ميگويند. نوع ديگركه نوع «ليزر گسيل سطحي جفت شده توري» ناميده ميشود. به گونهاي است كه توان خروجي بالا و واگرايي پايين را به دست ميدهد. براي قدرتهاي بالاتر رديفهاي دايودي اختراع شده كه از تعداد ليزرهاي زيادي نزديك به يكديگر شكل گرفته است.

از ليزرهاي جديد ديگر نيمرسانا، ليزرهاي چاه كوانتومي هستند كه محيط فعال آن با لايه بسيار نازك (مثلا nm 20) از دو طرف توسط GaAlAs محدود شده است. اگر ليزر تنها يك چنين لايه اي داشته باشد به آن تك چاه كوانتومي گفته ميشود (SQW) و اگر از چند لايه با تناوبي از GaAs و GaAlAs شكل گرفته باشد به آن ليزر چاه كوانتومي چندتايي (MQW) ميگويند.

5-6 ليزرهاي الكترون آزاد

طرز عمل ليزرهاي الكترون آزاد كاملا با ساير ليزرهايي كه از آنها نام برده شده است متفاوتست. چشمه اصلي انرژي در اين نوع ليزرها باريكه نسبيتي الكترون است. تحت بعضي شرايط اين الكترونها قادرند مقداري از انرژي خود را به صورت باريكهاي از فوتون در همان مسير الكترونهاي سريع رها سازند. به اين منظور باريكه الكترون سرعت يافته را از مغناطيسهاي تناوب يافته كه به آن ويگلر (جنبانده) گفته ميشود عبور ميدهند. با عبور الكترونها از ويگلر آنها شروع به نوسانهاي عرضي ميكنند. نتيجه امر در اين نوسانها تشعشع موج الكترومغناطيسي است كه طول موج آن در جهت تشعشع از μ=μ_w/2γ² به دست ميآيد. μ_wتناوب ويگلر و γ نسبت انرژي الكترون به انرژي الكترون در حالت سكون است.

بنابراين با تغيير μ_wو يا γ ميتوان گسترة وسيعي از فركانسهاي ليزر را حاصل كرد، يعني اين ليزرها كوكپذير هستند. ضمنا سيستمهاي ليزرهاي الكترون آزاد به علت استفاده از شتابدهنده، دستگاههاي عظيمي به شمار ميآيند يعني در واقع براي راهاندازي آن نياز به تجهيزات شتابدهنده الكترون ميباشد.

بنابراين آنها دستگاههايي نيستند كه در مقطع فعلي از زمان به صورت كوچك و مستقل بتوان در آزمايشگاههاي متداول تحقيقاتي از آنها استفاده كرد.

««جوشكاري با قوس پلاسما»»

درجوشكاري با قوس پلاسما‌ , قوسي توليد مي شود كه بسيار بلندتر , داغتر و قابل كنترل تر ازقوس ايجاد شده در جوشكاري تيگ است. هرگاه شدت جريان كم باشد ـ كمتر از 100آمپر ـ مي توان جوشكاري موسوم به جوشكاري با قوس سوزني انجام داد. از اين قوس بلند و سوزن مانند براي اتصال قطعات بسيار نازك فلز , به ضخامت 02/0 تا mm3استفاده ميكنند. درجوشكاري با قوس پلاسما از شدت جريانهاي بيشتر هم مي توان استفاده كرد. اگرچه با افزايش شدت جريان قوس پهنتر مي شود ,مي توان با استفاده از شدت جريان تا 400آمپر ورق هاي تا ضخامت mm25 رابا كيفيت مطلوب جوشكاري كرد. درجوشكاري با قوس پلاسما,نفوذ به دو روش انجام مي شود: روش ذوبي و روش سوراخ كليدي. در روش ذوبي از قوس پلاسما براي جوشكاري متعارف دستي و ماشيني , به روش ذوبي , استفاده مي شود. مزيت عمده آن بر جوشكاري تيگ , كنترل بهتر متصدي روي فاصله مشعل تا قطعه كار و حذف احتمال آلودگي الكترود تنگستني است.

زيرا در اين روش الكترود تنگستني در داخل مشعل محافظت مي شود. با استفاده از اين روش مي توان جوشهاي لب به لب باريك و مرغوب , روي ورقهايي با ضخامت 3مليمتر ايجاد كرد.

درروش سوراخ كليدي قوس باريك و بلند ايجاد مي شود كه بطور كامل در قطعه نفوذ مي كند و سوراخ كليدي در وسط حوضچه جوش به وجود مي آورد. اگر درز جوش لب به لب و كاملاً جفت سازي شده باشد, به فلز پر كننده نياز نيست. با پيشروي مشعل, حوضچه مذاب در جلو قوس تشكيل مي شود, در جلو قوس تشكيل ميشود , دور قوس مي پيچد و بالا مي آيد تا مهره جوش كوچكي در پشت آن تشكيل دهد. در هر بار عبور , خط جوش كاملي در هر دو سطح زير و روي قطعه ايجاد مي شود. نفوذ كامل در قطعه و حركت فلز مذاب سبب جدا شدن ناخالصيها وگازها از خط جوش , پيش از انجماد آن مي شود. در نتيجه مي توان خط جوشي با بالاترين كيفيت ممكن ايجاد كرد. جوشكاري سوراخ كليدي را مي توان روي فلزهايي تا ضخامت 6ميليمترانجام داد.

««وسايل مورد نياز در جوش پلاسما:»»

1. مشعل 2. يك واحد كنترل كننده 3. ژنراتور با فركانس زياد 4.يك دستگاه واتر پمپ 5.منبع جريان 6.ركتي فاير كه ظرفيت آن حدود 500آمپر و با جريان DCSP براي جوشكاري اكثر فلزات و فولادهاي ضد زنگ بكار مي رود

انتخاب نوع گاز به نوع روش مورد استفاده ـ ذوبي يا سوراخ كليدي ـ و نوع فلز جوشكاري بستگي دارد. مثلا ً براي جوشكاري فولاد ـ كربني, كم آلياژ يا زنگ نزن ـ وآلومنيم به روش سوراخ كليدي يا ذوبي از گاز آرگون استفاده ميكنند. در هنگام استفاده از روش ذوبي, اگر ضخامت فلز از 45ميليمتر بيشتر باشد مخلوط 75درصدهليم و 25درصد آرگون را به كار مي برند. براي جوشكاري فلزات واكنش پذيري مانند تيتانيم, اگر ضخامت فلز از 6ميليمتر كمتر است از گاز آرگون استفاده كنيد. در ساير كاربردها مخلوط هليم و آرگون را به كار ببريد؛ در روش سوراخ كليدي 50 تا 75 درصد هليم و در روش ذوبي 75 درصد هليم مصرف كنيد.

««مزيت جوشكاري با قوس پلاسما:»»

1.تمركز زياد انرژي 2. ثبات زياد قوس 3.سرعت فوق العاده 4.انتالپي زياد

««برشكاري با قوس پلاسما»»

در برشكاري با قوس پلاسما از قوسي پرسرعت و بسيار محدوداستفاده مي شود كه مشابه روش جوشكاري سوراخ كليدي , در فلز نفوذ مي كند . براي ذوب كردن فلز از ولتاژي تا 50000 ولتاستفاده مي شود. براي بيرون راندن فلز مذاب از راه برش, از هواي فشرده حاصل از يك كمپرسور يا مخلوط گاز محافظ بي اثر استفاده مي كنند. چون در اين فرايند قوس بسيار باريك, ستون مانند و مستقيم است, پهناي راه برش بسيار كم خواهدبود. به دليل تميز بودن عمليات برشكاري, به تميز كاري سطوح بريده شده نيازي نيست. با استفاده از دستگاه برشكاري قوس پلاسما مي توان فلزاتي تا ضخامت 150ميليمتر را, بسته به نوع فلز و شدت جريان قوس, برشكاري كرد.

دربرشكاري با قوس پلاسما مي توان از گاز نيتروژن, به منزله گاز محافظ, استفاده كرد. استفاده از گاز محافظ فقط براي ايجاد برشهاي بسيار تميز و فارغ از اكسايش به كار مي رود؛ در ساير موارد مي توان از هواي فشرده استفاده كرد زيرا ارزانتر است. هواي فشرده و پر سرعت, درهنگام بيرون آمدن از شيپوره سر و صداي زيادي ايجاد مي كند و به همين سبب مي توان از مصرف آن چشمپوشي كرد. صداي خروج هواي فشرده, شبيه صداي تفنگ بادي است كه از فاصله كم شنيده شود.

مشعل برشكاري با پلاسما براي كار در كارگاههاي ساخت اتاق اتومبيل عالي است زيرا بدون توجه به رنگ, آستر, بطانه كاري بدنه و كثيف بودن, مي توان برشكاري كند. در اين روش به تميز كاري قبلي نيازي نيست. چون در اين روش براي برش فلز به فرايند اكسايش تكيه نمي شود, براي برشكاري فولاد پراستحكام و كم آلياژ كه در ساخت بدنه اتومبيلهاي جديد به كار مي رود از اين روش در برشكاري فولاد زنگ نزن , و فلزات غير آهني از قبيل آلومينيم, مس و برنج نيز استفاده مي شود.

مزيت بزرگ برشكاري با قوس پلاسما سرعت برش در اين روش تا 20برابر روش برشكاري با اكسي استيلن است. در حال حاضر واحدهاي سيار برشكاري با قوس پلاسما , داراي منبع تغذيه, منبع گاز و مشعل ساخته شده اند كه مي توان آنها را به پريز برق تك فاز V220 وصل كرد و به كار انداخت.

«« جوشكاري ليزري »»

دستگاه اشعه ليزري داراي طول موجهاي يكسان ,موج نوسان ندارد و بصورت آرام مي باشد و روي يك سطح خيلي كوچك متمركز مي گردد. ليزرهاي جوشكاري اغلب به عنوان محيط موثر از يك مونو كريستال استفاده مي كنند .

انرژي نوراني تحريك كننده بوسيله يك لامپ فلاش محتوي گاز اگزنول كه مونو كريستال را احاطه كرده است تشكيل مي گردد و در داخل دستگاه دو آينه نيمه انعكاسي بطور موازي قرار دارند و به دسته هاي اشعه فرصت مي دهند كه خارج شوند. گاهي اوقات بجاي آينه يك منشور قرار داده مي شود و اغلب اوقات منشور دنباله همان مونوكريستال تشكيل مي شود.در اثر لامپ فلاش در محفظه يك ضربان نوري بوجود مي آيد كه زمان آن برحسب انرژي مصرفي مي باشد.

«« نكات مورد نظر در جوشكاري ليزري »»

1.شدت حرارت بالا از انواج نوراني ليزر بدست مي آيد.

2.هنگام تبديل اشعه ليزر به صورت نور مي تواند از دو محيطي مانند هوا خلاء , گازهاي خنثي.

3.نياز به تماس ميكانيكي با قطعه كار مانند روشهاي ديگرندارد و از طرفي قطعه مورد نظر براي جوشكاري نياز به قابليت هدايت الكتريكي ندارد.

4.هنگام متمركز شدن اشعه ليزري كه يك سيستم ساده است مي توان آنرا به سهولت خم ـ مستقيم و بصورت انعكاسي در آورد.

5.جوشكاري ليزري بوسيله انرژي ماكزيمم و مينيموم تعشعشعي آن و مدت ضربان و تعداد متوسط اين ضربه ها و نيز قدرت بزرگنمايي مشخص مي شود.

وقتي يك اشعه LAZARروي يك سطح فلزي برخورد مي كند درجه حرارت آن سطح را تقريبا ً بطور آني اقزايش مي دهد و حرارت سريعا ً به داخل فلز منتقل ميشود جوشكاري ليزر بر اساس شدت تابش دسته هاي نوراني مي باشد كه از كريستال خارج مي شوند و با برخورد آن به قطعه كار تمركز اين پرتوها دو قطعه به همديگر پيوند مي خورند. مقدار حجم فلز بستگي به شدت و انرژي دارد كه بوسيله ستون ليزر منتقل مي گردد.

سرعت عمل جوشكاري و ضخامت فلز جوش دادني بستگي به سرعت حرارت دارد كه با فلز تماس پيدا ميكند. مقدار انرژي كه براي عمل جوشكاري لازم است مستقيما ً به حجم فلز بستگي دارد كه بايستي به نقطه ذوب برسد از طريق جوش ليزري مي توان اجسام مختلفي را بهم جوش داد مانند اجسام غير هم جنس فلزات نيكل , مس تانتالم ـ فولاد ضد زنگ ـ آلومنيم ـ

جوشكاري ( جوش زير پودري )

جوش زير پودری يک فرايند جوش قوس الکتريکی است که در آن گرمای لازم برای جوشکاری توسط يک يا چند قوس بين يک فلز پوشش نشده، يک يا چند الکترود مصرفی و يک قطعه کار تامين می شود. قوس توسط لايه ای از فــلاکس پودری قابل ذوب شدن که فلز جوش مذاب و فلز پايه نزديک اتصال را پوشانده، و فلز جوش مذاب را از آلودگی های اتمسفر حفاظت می کند پوشيده می شود. اصول عمليات:درجوش زير پودری جريان الکتريکی از قوس و حوضچه مذاب جوش که ترکيبی از فلاکس مذاب و فلزجوش مذاب است می گذرد. فلاکس مذاب معمولا", هادی خوب جريان الکتريسته است، در حالی که فلاکس سرد, هادی نيست. پودر جوش می تواند اکسيدزداها و ناخالصی زداهايی که با فلز جوش واکنش شيميايی می دهند را نيز تامين کند علاوه براينکه يک لايه محافظ ايجاد می کند. فلاکس های جوش زير پودری فولادهای آلياژی همچنين می توانند حاوی عناصر آلياژی برای بهبود ترکيب شيميايی فلز جوش باشند. . جريان الکتريکی از يک ژنراتور (ترانسفورماتور يا رکتی فاير) تامين شده، از اتصالات عبور می کند تا قوسی را بين الکترود و فلز پايه بر قرار کند را ذوب می کند که حوضچه مذاب را برای پرکردن اتصال تشکيل دهند. . . درکليه انواع تجهيزات, غلطک های هدايـت با نيروی مکانيکی بطور پيوسته سيم الکترود مصرفی فلزی را از ميان لوله تماس (نازل) و توده فلاکس به اتصالی که بايد جوش شود می راند. سيم الکترود عموما" يک فولاد کم کربن با ترکيب شيميايی دقيق که در يک قرقره يا بشکه پيچيده شده می باشد. سيم الکترود در منطقه جوش ذوب شده و در طول اتصال رسوب می کند. فلاکس دانه ای در جلوی قوس ريخته شده و پس از انجماد فلز جوش، فلاکس ذوب نشده تــوسط سيستم مکش جمع کننده برای استفاده مجدد جمع آوری می شود. در جوش خودکار بازيابی فلاکس مجموعه ای از تجهيزات و يک لوله بازيابی فلاکس که درست پس از لوله تماس قرار گرفته است مي باشد. ..جوش زير پودری به هر دو روش نيمه خودکار و خودکار قابل انجام بوده و روش خودکار بخاطر مزايا بيشتر، استفاده گسترده تر دارد. در روش نيمه خودکار جوشکار بصورت دستی يک تفنگ جوشکاری (به انضمام مخزن فلاکس) که فلاکس و الکترود را به محل اتصال تغذيه مي کند را هدايـت کرده و خودش سرعت حرکت را کنترل مي کند. در روش جوش کاملا" خودکار دستگاه بصورت خودکار الکترود و فلاکس را در طول مسير جوش تغذيه و هدايـت کرده و نرخ رسوب را کنترل می کند.در کاربردهای خاصی جوش خودکار زير پودری دو يا چند الکترود بصورت متوالی در يک اتصال تغذيه می شوند. الکترودها ممکن است کنار يکديگر بوده و به يک حوضچه تغذيه شوند يا اينکه به اندازه کافی فاصله داشته تا پس از انجماد يکی حوضچه ديگری تشکيل شود و مستقلا" منجمد شوند. روش جديدتر جوش قوس های پشت سرهم است که جوش چند پاس را دريک شيار اتصال برای افزايش سرعت حرکت و نرخ رسوب جوشکاری تامين می کندمزايا و محدوديت ها ::روش های خودکار و نيمه خودکار جوش زير پودری در مقايسه با ساير روش های جوشکاری مزايا و معايب زير را دارند: اتصالات را مـــی توان با شيار کم عمق آمـاده نموده که باعث مصرف کمترفلز پرکننده می شود. (در برخی کاربردها نيازی به شيار برای اتصالات بين ورق های با ضخامت کمتر از "4/1 نيست).پوشش برای حفاظت اپراتور از قوس نياز نيست, اگرچه حفاظت چشمان اپراتور بخاطر احتمال پرتاب جرقه جوش توصيه می شود.جوش را می توان با سرعت حرکت و نرخ رسوب بالا و برروی سطح صاف يا استوانه ای يا لوله و از نظر تئوری با هر اندازه و ضخامتی انجام داد. اين روش برای سخت کردن سطحی نيز مناسب است.فـــلاکس به عنوان اکسيدزدا و آخال زدا برای خارج کردن ترکيبات ناخواسته از حوضچه جوش عمل می کند تا جوش سالم و باخواص مکانيکی مناسب ايجاد کند.سيم هـــای الکترود ارزان برای جوش فولادهای غيرآلياژی و کم کربن استفاده می شوند. (معمولا" سيم های فولادی کم کربن بدون پوشش يا با پوشش نازک مسی برای هدايت بهتر و جلوگيری از خوردگی می باشند). جوش زير پودری را می توان در زير وزش بادهای نسبتا" شديد جوشکاری نمود. ذرات فلاکس حفاظت بهتری انجام می دهند تا پوشش الکترود در روش جوشکاری الکترود دستی.

محدوديتهای جوش زير پودری که برخی در روش های ديگر جوشکاری نيز وجود دارند به شرح زير است: پودرجوش: تجهيزات حمل فلاکس و سازه نگهدارنده مخزن پودر، اتصالات ديگر و همچنين صفحه نوار يا حلقه پشتبند نيز مورد نياز می باشد.پودر جوش ممکن است به آلودگی هايی آغشته شود که باعث تخلخل جوش شوند.برای دستيابی به يک جوش خوب فلز پايه بايد، يکنواخت بدون پوسته اکسيدی, زنگ, غبار و روغن و ساير آلودگی ها باشد.جداشدن سرباره از جوش در برخی موارد به سختی صورت می گيرد. در جوش های چند پاس پس از هر عبور بايد سرباره جوش برداشته شود تا از باقی ماندنش درون فلز جوش جلوگيری شود. اين روش معمولا" برای جوش فلزات با ضخامت کمتر از 3/16", بخاطر BurnThrough مناسب نمی باشد.مگر در کاربردهای خاص شديدا " به مسطح بودن وضعيت جوشکاری محدود است، زيرا مسطح بودن و افقی بودن وضعيت برای جلوگيری از ريختن فلاکس لازم است.

فلزات مناسب جوش زير پودری:جوش زير پودری برای همه فلزات و آلياژها مناسب نيست. برای سهولت فلزات و آلياژها را می توان با توجه به مناسب بودن آنها برای جوش زير پودری به سه دسته تقسيم کرد: فلزات بسيارمناسب، فلزات اندکی مناسب و فلزات غيرمناسب فلزات بسيارمناسب: جوش زير پودری بيشترين استفاده را در جوش فولادهای غيرآلياژی (فولاد ساده ) کم کربن حاوی کمتر از %30/0 کربن, کمتر از% 5 0/0 فسفر و کمتر از % 5 0/0 گوگرد دارد. اغلب مثال های اين مقاله به اين فولادهامربوط است, که محدوده تنش تسليم آنها حدود 000/45 تا Psi 000/85 است و معمولا با فلاکس و الکترود AWS 15.17 – 69 (مشخصات فنی فلاکس ها و الکترودهای فولادهای آرام ساده برای جوش قوس زير پودری) جوش می شوند. فولادهای کربن متوسط و کم آلياژ ساختمانی در رده فولادهای مناسب جوش زير پودری هستند اگرچه اغلب به پيشگرم، پس گرم و استفاده از فلاکس و سيم الکترودهای ويژه نياز دارند. فولاد ضد زنگ, فولاد کربنی آلياژی قابل سخت شدن, و فولاد ساختمانی پراستحکام نيز با روش جوش زير پودری جوشکاری می شوند. روش جوشکاری اين فولادها مستقلا" در مقالات ديگر با عنوان جوشکاری فولادهای کربنی قابل سخت شدن, فولادهای آلياژی و فولادهای ضد زنگ توضيح داده شده است. جوش زير پودری همچنين برای ايجاد پوشش های مقاوم به سايش برای موقعيـت هايی که تحت سايش هستند بکار می رود. فلـــزات اندکی مناسب : بــرخی فلزات و آلياژهايی را که می شود به روش جوش زير پودری جوش داد، بيشتر با روش هايی جوش می دهند که منطقه حرارت داده شده باريک تر باشد. برخی فولادهای ساختمانی پراستحکام کم کـــربن جزء اين گروه هستند زيرا استحکام ضربه و کشش مورد نياز در روش جوش زير پودری به سختی بدست می آيند.

فولادهای پرکربن, فولادهای مار تنزيتی, و مس و آلياژهای مس نيز جزء اين گروه هستند. فلــزات نامناسب: چدن را معمولا" نمی توان به روش جوش زير پودری جوش داد, زيرا نمی تواند تنش های حرارتی ناشی از گرمای ورودی را تحمل کند. با اين حال مثال 241 در مقاله جوش قوس چدن, کاربردی را که در آن چدن ماليبل به فولاد کم کربن جوش شده است را تشريح می کند. مسائلی که در جوش فولاد آستنيته منگنزی و فولاد ابزار پرکربن رخ می دهند جوشکاری آنها را با هر روش معمولی دشوار می سازد.

آلياژهای آلومينيوم و آلياژهای منيزيوم را نمی توان به روش زير پودری جوش داد زيرا فلاکس مناسب برای آن پيدا نمی شود. سرب و روی بخاطر نقطه ذوب پايين مناسب جوش زير پودری نيستند. تيـتانيوم در کاربردهای آزمايشگاهی به روش زير پودری جوشکاری شده ولی فلاکس مناسب برای جوش آن تاکنون ارائه نشده است. جنبه های متالورژيک :سه ويژگی جوش زير پودری در جريان های بالا نيازمند توجه ويژه است : الف) در صد بالای فلز پايه در جوش هنگامی که قطب معکوس جريان مستقيم استفاده شود. ب) مقدار زياد سرباره توليد شده در عمليات . ج) گرمای ورودی زياد که ريز ساختار را تحت تاثير قرارمی دهد. هنگامی که درصد فلز پايه در رسوب فلز جوش بالا باشد, به حداقل رساندن ناخالصی های مضر مانند فسفر و گوگرد بسيار اهميت دارد.مقدار زياد سرباره عموما" منبعی از سيليسيم يا منگنز است که ممکن است مقداری از آن به رسوب فلزجوش منتقل شود. لذا معمولا" هنگام استفاده از فلاکس های پرسيليسيم، از سيم الکترود کم سيليسيم (حداکثر % 05/0 سيليسيم) استفاده می شود تا از جذب سيليسيم اضافی توسط فلز جوش جلوگيری شـود. همچنين از سيم الکترود کم منگنز حاوی کمتر از 0.50% منگنز معمولا" بـــا فلاکس های پـٌر منگنز استفاده می شود. سيــــم الکترود پرمنگنز حاوی %2 منگنز عموما" با فلاکس های کم منگنز استفاده می شوند. گرمای ورودی زيادی که ازجوشکاری در جريان زياد ناشی می شود (تا حدود 1500 آمپر) در سرعت های حرکت پايين باعث تغيير ساختار در منطقه متاثر از حرارت شده و استحکام ضربه را کاهش و استحکام کششی و دمای تبديل تردی به نرمی را افزايش می دهد.

تغييرات ريز ساختار : افزايش تغييرات ساختار فلز پايه به چهار عامل وابسته است://حداکثر دمايی که فلز در آن قرارداده می شود //زمان آن دما//ترکيب شيميايی فلز پايه //سرعت سرد شدنساختار فلز جوش ستونی است زيرا از مرزجامد شروع شده و فقط در يک جهت امکان رشد دارد. در فولاد کربنی قابل سخت شدن امکان درشت شدن ساختار منطقه نزديک قسمت جوش از فلز پايه بخاطررسيدن به دمای حدود 2800 تا 2200 فارنهايت وجود دارد.فلزی که در دمای 1700 تا 2200 فارنهايت گرم شده نواری از دانه های نازک تر دارد. اگرچه اين منطقه در بيشتر از دمای دگرگونی فاز گرم شده, ولی زمان باقی ماندن در اين دما برای درشت ساختار شدن کافی نبوده است. منطقه بعدی 1700 تا1400 فارنهايت، منطقه ای است که فولاد باز پخت شده و به مقدار قابل توجهی نرم تر از منطقه مجاور جوش است. فلز پايه دورتر از اين منطقه نيز تغيير نکرده باقی می ماند. اندکی کاربيد کروی شده بخاطر باقی ماندن در حدود 1330 فارنهايت، ممکن است ايجاد شود. پيش گرم و پس گرم کردن, اصول پيش گرم کردن و پس گرم کردن برای جوش زير پودری مشابه ساير روش های جوشکاری است. پيش گرم و پس گرم برای فولادهای سختی پذير, مخصوصا" فولادهايی که کربن آنها از حدود %3/0 و ضخامت آنها بيشتر از "4/3 باشد بکار می رود.کاهش سرعت سردشدن که در اثر پيش گرم رخ می دهد، زمان ماندگاری در دمای بالاتر از شروع تغيير حالت مارتنزيتی را افزايش می دهد و لذا تغيير حالت آستنيت به پرليت ظريف تر بجای مارتنزيت سخت را افزايش می دهد. در منطقه جوشی که پيش گرم شده نسبت به جوش پيش گرم نشده احتمال کمتری وجود دارد که فاز سخت تشکيل شود. همچنين بخاطر سرعت سرد شدن کمتر در فولاد های پيش گرم شده, خطر ترکيدگی جوش و تنش های حرارتی کاهش پيدا می کند. پـــس گــرم کردن هنگام نياز به تنش زدايی حرارتی, بازپخت, نرمالايز کردن يا تمپرکردن بکارمی رود.

منابغ تغذيه:منابع تغذيه جوش زير پودری عبارتند از:الف) موتور ژنراتور و ترانسفورماتور رکتی فاير, با خروجی جريان مستقيم (DC) . ب)ترانسفورماتور با خروجی جريان متناوب (AC) هر دو جريان های مستقيم و متناوب درجوش زير پودری نتايج قابل قبولی ارائه می دهند. اگرچه هر کدام در برخی کاربردهای خاص معايب ناخواسته ای دارند- بسته به شدت جريان، قطر سيم الکترود, و سرعت حرکت –که در ليست زير ذکر شده اند: جوش نيمه خودکار با الکترود "64 / 5 يا "32/3 در جريان مستقيم 300 تا 350آمپر، استفاده از جريان مستقيم ارحج است. جوش خودکار با يک الکترود در جريان پايين (300تا 500 آمپر) و سرعت حرکت بالا (40 تا 200 اينچ در دقيقه)، استفاده از جريان مستقيم ارحج است. جوش خودکار با يک الکترود و جريان متوسط (600 تا 900 آمپر) سرعت حرکت 10 تا 30 اينچ در دقيقه، هم جريان مستقيم و هم متناوب استفاده می شوند.

جوش خودکار با يک الکترود و جريان بالا (1200 تا 21500 آمپر) سرعت حرکت 5 تا 10 اينچ در دقيقه, استفاده از جريان متناوب ارحج است. جوش خودکار با بيش از يک الکترود و در حالت پشت سرهم و جريان هر کدام از الکترودها 500 تا 1000 آمپر با هم الکترودها، جريان متناوب (يا جريان مستقيم در الکترود جلويی ) استفاده می شود. جوش خودکار با دو الکترود در عرض هم, باهر دو جريان مستقيم و جريان متناوب استفاده می شود.

سيستم های تغذيه سيم جوش: تجهيز تغذيه سيم الکترود جوش زير پودری از دو نوع سيستم کنترلی برای کنترل سرعت تغـــذيه سيم (سيستم های حساس به ولتاژ و سيستم های سرعت ثابت) استفاده می کنند. سيستم های کنترلی حساس ولتاژ با منبع تغذيه های جريان ثابت و سيستم های کنترل سرعت ثابت با منبع تغذيه های ولتاژ ثابت استفاده می شوند. سيم الکترود جوش زير پــودری:سيم های الکترود جوش زير پودری فولاد در اندازه های مختلف توليد می شوند. پوشش نازکی از مس برای بهبود هدايت الکتريکی و بالا بردن مقاومت در برابرخوردگی بر روی سيم ايجاد می شود.ترکيب شيميائی سيم الکترود به ترکيب شيميائی فلز جوش و خواص مکانيکی و انتخاب نوع خاص الکترود و ترکيب آن به جنس فلز قطعه و نوع فلاکس وابسته است. برای رسيدن به نرخ رسوب بالاتر می توان از دو يا چند الکترود نازک تر بجای يک الکترود ضخيم تر استفاده کرد. کاهش قطر الکترود باعث افزايش چگالی جريان و فشار پلاسما جت و افزيش عمق نفوذ و باريک شدن باند جوش می شود.الف) همـــه الکترودها علاوه برمقادير جدول حداکثر دارای % 35 0/0 گوگرد, % 030/0 فسفر, %15/0مس (غيراز پوشش) و % 50/0 ساير عناصر می باشند. ب) به علاوه حاوی 05/0 - 15/0 تيتانيوم, 2 0/0 - 12/0 زيرکونينوم, 5 0/0 تا 15/0 آلومينيوم و تا 50/0 درصد ساير عناصر نيز می باشد. ساده ترين روش برای جلوگيری از تشکيل پرليت و فريت گوشه دار استفاده از حدود %5/0 موليبدن و %200/0 بــُر در ترکيب فولاد است, که با کاهش آهنگ تشکيل محصولات دگرگونی در دمای بالا باعث ايجاد فاز بينيت می شود. لذا استحکام کششی و تسليم را افزايش می دهد.

پـودرهای جوش زير پودری :پودرهای جوش زير پودری به سه شکل وجود دارند. پودرهای ترکيب شده پودرهای چسبيده شده پودرهای آگلومره پودرهای ترکيب شده: برای توليد پودرهای ترکيب شده ابتدا اجزاء بصورت خشک مخلوط سپس دريک کوره الکتريکی ذوب و با پاشش آب سرد يا ريختن روی صفحه سرد منجمد می شود. مزايای اين نوع پودر عبارت است از :کاملا توزيع ترکيب شيميائی يکنواخت دارند. می توان خاکه آن را بدون تغيير در ترکيب شيميايی جدا کرد.محصول رطوبت گير نيست و مسائل ذخيره سازی و نگهداری ساده تر دارد.پودرهاي ذوب نشده را می توان چندين دور مورد استفاده قرار داد (بدون تغيير قابل توجه). مناسب برای جوشکاری با بيشترين سرعت محدوديت : محدوديت مهم اين پودر ها عدم امکان افزودن اکسيد زداها و فرو آلياژها بخاطر دمای حلاليت بالای آنها است.پودرهای چسبيده شده: برای توليد پودرهای چسبيده شده مواد خام تا اندازه D * 100 آسياب می شوند. بصورت خشک با هم مخلوط شده و با افزودن سيليکات پتاسيم يا سيليکات سديم به هم چسبيده می شوند.

مخلوط حاصل به شکل گلوله درآمده و در دمای پايين خشک می شوند و بصورت مکانيکی خرد شده و دانه بندی می شوند. مــزايــا :-بخاطر دمای توليد پايين, اکسيد زداها و فرو آلياژها دراين روش قابل افزوده شدن هستند.-چگالی پودر پايين تر است و امکان استفاده از لايه ضخيم تر فلاکس برروی منطقه جوش وجود دارد. -سرباره ايجاد شده بر روی جوش پس از سردشدن بهتر جدا می شود. محدوديت :محدوديت های مهم اين روش عدم امکان جداکردن خاکه بدون تغيير در ترکيب شيميايی و حساسيت بالا به جذب رطوبت است.پودرهای آگلومره: روش توليد مشابه پودرهای چسبيده شده است غير از اينکه از يک الک سراميکی استفاده می شود. در اين نوع پودر نيز برای استفاده از اکسيد زداها و فرو آلياژها بخاطر دمای Curing بالای الک (1400 oc) مانند پودرهای ترکيب شده محدوديت وجود دارد.دانه بندی: اندازه دانه های پودر جوش بخاطر تاثير برمصرف بهينه پودر جوش در جريان های جوش مختلف حائض اهميت است. در جريان های بيشتر از 1500 آمپر بايد از درصد ذرات ريز بيشتر و ذرات درشت کمتر استفاده کرد.

پودرهای چسبيده شده که در جريان های کمتر استفاده می شوند بستگی کمتری به اندازه ذرات دارند و عمدتا" در يک سايز توليد می شوند. حداکثر جريان مناسب برای اين نوع پودر 800 تا 1000 آمپر است. در حالی که برخی انواع پودر ترکيب شده (انواع سيليکات کليسم اصلاح شده ) را تا 2000 آمپر نيز می توان بکار برد. ترکيب پودرهای جوش::درزمان پيشرفت فرايند جوش زير پودری در اواسط دهه 1930 پودرهای ترکيب شده حاوی ترکيبات سيليکاتی استفاده می شدند که عمدتا" حاوی آلومينا سيليکات منيزيم، کلسيم و منگنز بودند. ترکيبات مورد مصرف در سراسر دنيا ترکيبات سيليکات منگنز ارائه شده درجدول1 بودند. برای تنظيم محدوده ذوب و ساختار آن از دياگرام MnO – SiO2 استفاده می شد. نتيجه جوشکاری با پودرهای چسبيده شده تقويت شده، پس از ذوب و انجماد جوش در فلز جوش مشابه پودر ترکيب شده است. فروسيليم و اکسيد منگنز و سيلسيم فلاکس ترکيب می شوند. لذا مقدار MnO نسبت به SiO2 که برای جوش زير پودری مناسب است در قسمت جوش باقی می ماند.انواع پودرهايي که در جدول1 توضيح داده شده برای دستيابی به خواص پيشرفته تر و هزينه اقتصادی تر و ظاهر مناسب تر گرده جوش در مقادير کمتر منگنز اصلاح شده اند. برخی ترکيبات پودرها با بازيسيته بيشتر (که مقادير CaF2, CaO دارند) خواص مکانيکی بهتری در فلز جوش ارائه می دهند و افزودن تيتانيوم پايداری قوس بيشتر و اکسيد فلزات خاص ظاهر جوش را در فولادهای آلياژی بهبود می دهند. برای رسيدن به ظاهر جوش مناسب در جوشکاری پرسرعت ورق ها خواص دمايی گرانروی فلاکس را بايد تنظيم کرد. فلاکس های کاربردهای خاص برای منظورهای خاص طراحی می شوند. مقايسه پودر جوش زير پـــودری با پوشش الکترود:پودرهای جوش زير پودری در مقايسه با مواد بکار رفته در پوشش الکترودهای جوشکاری الکترود دستی چند تفاوت عمده دارند. فلاکس های جوش الکترود دستی حاوی ترکيباتی مانند سلولز برای ايجاد گاز محافظ است. همچنين ترکيباتی با تابع کاری پايين مانند اکسيد سديم و اکسيد پتاسيم برای کمک به شروع قوس و پايداری آن و مواد ديگری برای تقويت نفوذ, نرخ ذوب و استفاده از قطب های مختلف جريان به پوشش الکترود اضافه شوند. که پودرهای جوش زير پودری غالبا" به اين ترکيبات نيازی ندارند, زيرا وجود سرباره مذاب و دانه های کروی پودر از قوس حفاظت کرده و نيازی به گاز محافظ نيست. وجود ترکيبات سيليس و فلورايد عموما"پايداری مطلوب قوس را تضمين می کند و حداقل %10 فلورايد کلسيم برای بهبود سياليست فلاکس مذاب به سيليکات های فلزی پودر اضافه می شوند.پوشش های الکترود های جوش قوس الکترود دستی بخاطر اينکه بايد قابل اکسترود باشد و ساير ملزومات توليد دارای فــرمول پيچيده اند وبرعکس آن پودرهای جوش زير پودری ازترکيبات معدنی ساده و از سيستم های دوتايی, سه تايی و يا چهار تايی انتخاب می شوند. رايج ترين فلاکس ها از سيستم MnO – SiO2 و يا CaO - SiO2 تشکيل شده انـــد که می توانند با اکسيدهای آلومينيم, منيزيم, زيرکونيوم و تيتانيوم ترکيب شود و فلاکس های کاربردهای خاص را به وجود آورند.فلاکس های الکترودهای پوشش و فلاکس های جوش زير پودری به روش های متفاوتی دسته بندی می شوند.

استانـــدارد AWS A5.1-6 الکترودهـــا را برحسب نوع مواد پوشش فلاکس دسته بندی می کند. و استاندارد A 5.1 7-69 برای دسته بندی پودر جوش زير پودری به طبيعت شيميايی فلاکس ارتباطی ندارد فقط به خواص مکانيکی رسوب جوش که با الکترود مخصوص به وجود می آيد مربوط است. در عمل بيشتر الکترود و فلاکس جوش زير پودری از روی ظاهر جوش انتخاب می شوند تا در نظر گرفتن جنبه های فنی. نقطه ذوب و نرخ ذوب پودرهــای جوش:يک پودر جوش موثر بايد دردمای بالا به خوبی سيال باشد و لايه روان و محافظ برروی فلز جوش ايجاد نمايد و آنرا از اکسيد شدن حفاظت کرده ولی در دمای اتاق ترد باشد و به آسانی از روی جوش جدا شود. نقطه ذوب و چگالی فلاکس نيز بايد کمتراز فلز جوش باشد که گازهای توليد شده بين فلز و سرباره بتوانند وارد سرباره شوند و برای تکميل وظيفه سرباره سازی بايد فلاکس پس از تکميل انجماد فلز جوش منجمد شود. لذا حد بالايی دامنه ذوب پودر جوش زير پودری حدود 1300 oC می باشد. مقدار فلاکس ذوب شده در هر دقيقه به ولتاژ و جريان جوش بستگی دارد و در جريان ثابت مقدار پودر ذوب شده در هر دقيقه با افزايش ولتاژ جوش افزايش می يابد. در عمل معمولا" وزن فلاکس ذوب شده و وزن الکترود ذوب شده برابرند. تاثير فلاکس بر ترکيب فلز جوش:واکنش های بين فلز جوش مذاب و پودر جوش ذوب شده در ضمن جوشکاری زير پودری شبيه واکنش بين مذاب و سرباره در فولاد سازی است. و لذا وظيفه سرباره مذاب کاهش ناخالصی های فلز جوش و تامين عناصری مانند منگنز و سيليکون برای فلز جوش است. چنانچه در قسمت الف شکل 4 مشاهده می شود با افزايش MnO درسرباره تا حدود 10 درصد مقدار منگنز فلز جوش افزايش سريع دارد که به تدريج مقدار اين افزايش کم می شود. لذا بسياری از فلاکس ها حاوی حدود %10 اکسيد منگنز است. رابطه مقدار SiO2 موجود در فلاکس و مقدارSi فلز جـــوش متفاوت است و تا هنگامـــی که SiO2 موجود در سرباره حدود %40 باشد سيليسم اندکی جذب نمی شود لذا فلاکس های تجاری و مخصوصا" فلاکس هايی که برای جوش های با چند پاس توليد می شوند مقدار زياد حدود %40, SiO2 دارند. برخی فلاکس ها می توانند فروآلياژها را برای جوش تامين کنند. اکسيدهای فلزی موجود در پودر مانند NiO, MnO3, Cr2O3 باعث انتقال عناصر فلزی از سرباره به فلز جوش شوند. مقدار Cr2O3 فلاکس, ترکيب الکترود, ترکيب فلز پايه ای که بر روی آن فلز جوش رسوب می کند بر مقدار سيليسم باقي مانده در فلز جوش تاثير می گذارند.همه عواملی که زمان واکنش فلز - سرباره يا متوسط دمای حوضچه جوش را تغيير دهد, برتوزيع عناصر آلياژی باقی مانده در فلز جوش تاثير خواهد گذاشت. در شرايط طبيعی جوشکاری, سرعت حرکت مهمترين عامل در رسوب عناصر آلياژی است و نيز افزايش ولتاژ عموما" باعث افزايش عناصر فلزی منتقل شده به فلز جوش می شود.*****گرانروی و هدايت سرباره ها :برای اينکه فلاکس در برابر نفوذ گازهای اتمسفری مقاوم باشد بايد گرانروی آن در منطقه جوش به اندازه کافی بالا باشد که در ضمن بتواند از سرريز شدن فلز مذاب و حرکت آن به سمت جلوی قوس که ممکن است باعث حبس سرباره در زير فلز جوش مذاب شود جلوگيری کند. از طرف ديگر به اندازه کافی سيال باشد که حل شدن سريع اجزاء غير فلزی مانند اکسيدها و خارج شدن گازها از فلز مذاب را ممکن سازد. ويسکوزيته فلاکس مذاب در دمای oC1400 در حدود 2 تا 7 poises می باشد.دانه های پودر جوش در دمای اتاق عايق الکتريکی هستند و مقاومت آنها با افزايش دما کاهش می يابد و سرباره های مذاب در دمای حوضچه جوش بسيار هادی هستند. روابط الکتريکـی :روابط الکتريکی منطقه جوش توسط نوع فلاکس و روش جوشکاری تعيين می شود.. بررسی های نوسان نگاری، اسپکتوگرافيک و راديو گرافيک, قوس طبيعی را در هنگام جوشکاری زير پودری نشان مــی دهند. برای محاسبه روابط الکتريکی ثبت ولتاژ در بررسی های نوسان نگاری مهمترين عامل است. شرايـط جوش:دانسيته جريان الکتريسته در سيم الکترود جوش زير پودری در مقايسه با مقدار آن در جوش الکترود دستی چندين برابر بزرگتر و نرخ ذوب و سرعت جوشکاری نيز بيشتر است. ارتباط بين ولتاژ معمول تجهيزات صنعتی و جريان نشان داده شده است. برای اين داده ها فرض شده که هر يک از تنظيمات جريان جوشکاری دامنه ای حدود 10 ولت دارد، که در اين محدوده جوش سالم در ولتاژهای بالاتر گرده جوش پهن تر و در ولتاژهای پايين تر گرده جوش باريکتر می دهند. در ولتاژ جوشکاری و مجموع و پتانسيل کاتد و آند با افزايش جريان جوشکاری افزايش می يابند. و در هر جريانی با کاهش ولتاژ و يا مجموع پتانسيل کاتد و آند مقدار پودر ذوب شده کاهش می يابد و به صفر نزديک می شود. خطی نبودن کاهش پتانسل کاتد و آند نشان دهنده وجود هدايت الکتروليتی است.حداکثر سرعت جوشکاری قابل استفاده برای جوشکاری بدون عيب و رفتار پايدار, با جريان جوشکاری تغيير می کند. هنگامی Undercut رخ می دهد که جوشکاری در سمت راست خط مورب انجام شود.مثلا" جوش تک پاس را در ورق های به ضخامت 1 اينچ را می توان با 1500 آمپر و با سرعت 10 اينچ در دقيقه جوش داد. فاصله نازل : فاصله بين سطح فلز پايه و نوک لوله تماس (نازل) در گرمای وارده به جوش و لذا نرخ ذوب تاثير می گذارد. زيرا نرخ ذوب الکترود جوش مجموع ذوب شدن براثر گرمای قوس و ذوب شدن براثر گرمای مقاومت الکتريکی (I2R) در طول الکترودی که از نازل خارج شده است می باشد. بسته به طرح اتصال و طول قوس, انتهای الکترود ممکن است بالاتر, هم سطح يا زير سطح بالايی فلز پايه باشد.

نرخ ذوب ناشی از گرمای مقاومتی I2R در الکترود تابع نمايی از طول الکترود بين نازل و قطعه کار، جريان و قطر الکترود می باشد. افزايش مقدار ذوب بر اثر گرمای مقاومتی به شدت جريان و طول الکترود خارج از نازل وابسته است, که هر دو تابعی از قطر الکترود می باشند. نفـــوذ: نفوذ, عمق تشکيل رسوب جوش درشيار يا سطح فلز پايه است که معمولا" فاصله زيرسطح اصلی است، که فلز آن ذوب شده است. ولتاژ کم اهميت ترين و جريان جوشکاری مهمترين عامل در محاسبه نفوذ و سرعت جوشکاری است. تاثير متقابل ولتاژ, جريان و سرعت حرکت جوش بر مقدار نفوذ که از چندين آزمايش زير پودری بدست آمده اند. برای ساير فرايندهای جوش قوس، GMAW وSMAW نيز رابطه خطی مشابهی بدست آمده است. شيب اين خط مورب در فرايندهای مختلف متفاوت است و بيشترين مقدار آن مربوط به فرايندهايی است که از گازهای محافظ هليم يا CO2 استفاده می کنند. ظرفيت حرارتی فلز جوش مذاب برای محاسبات گرمای ورودی و سرعت سردشدن دارای اهميت هستند و با مقطع عرضی گرده جوش که نشان دهنده مقدار فلزی است که برای ذوب شدن گرم می شود، متناسب است. بازده توليد برای هر روش جوشکاری به اندازه گيری اين ناحيه مربوط می شود. ارتفاع گرده جوش با افزايش جريان جوشکاری و کاهش سرعت حرکت جوشکاری افزايش می يابد و تاثير ولتاژ برگرده جوش ناچيز است. رقــت: نسبت فلز پايه به رسوب فلز جوش عامل مهم در کنترل خواص مکانيکی فلز جوش است. رقت فلز جوش از فلز پايه را می توان از روی نسبت حجم گرده (سطح مقطع عرضی درطول گرده) بر فلز پايه حساب کرد.رقت فلز جوش از فلز پايه با افزايش نسبت جريان به سرعت جوشکاری افزايش می يابد. با افزايش ولتاژ نرخ ذوب الکترود اندکی کمتر شده و لذا باعث افزايش رقت می شود. بازيسيته پــودر جــوش : انديس بازی پودر جوش (BI) معيار ديگری برای طبقه بندی پودرهای جوش است که مقدار اسيدی بودن روش توليد فلاکس را و همچنين فعال ، خنثی يا آلياژی بودن فلاکس را مشخص می کند. انديس بازی نسبت مجموع اکسيدهای فلزی با پيوند سخت به مجموع اکسيدهای فلزی با پيوند سست است . انديس بازی برآوردی از مقدار اکسيژن فلز جوش است و لذا می تواند برای بيان خواص فلز جوش بکار رود. پودرهای جوش با بازيسيته بيشتر تمايل به داشتن اکسيژن کمتر و استحکام بالاتر در فلز جوش دارند. در حالی که پودرهای جوش اسيدی, جوشی با اکسيژن بيشتر ، ريز ساختار درشت تر و با مقاومت کمتر در مقابل تورق توليد می کنند.پودرهای جوشی با انديس بازی بيشتر از 5/1 پودر جوش بازی و با انديس بازی کمتر از يک ، پودر جوش اسيدی شناخته می شوند. پودرهای جوش اسيدی معمولا برای جوش های تک پاس مناسبند و رفتار جوش مناسب و در گرده جوش خاصيت ترکنندگی خوب دارند.علاوه برآن پودرهای جوش اسيدی در مقايسه با پودرهای جوش بازی مقاومت بيشتری در برابر ايجاد تخلخل ناشی از آلودگی های چون روغن ، زنگ و پوسته های نوردي در ورق دارند.پودرهای جوش بازی در مقايسه با پودرهای جوش اسيدی مقاومت به ضربه بهتری نشان می دهند. اين مزيت در جوش چند پاس به وضوح مشهود است. پودرهای جوش با بازيسيته زياد در جوش های بزرگ با چند پاس خواص ضربه خيلی خوب ودر جوش تک پاس خواص ضعيفتری را در مقايسه با پودرهای جوش اسيدی نشان می دهند.لذا مصرف پودرهای جوش بازی بايد به جوش های بزرگ چند پاس که در آن استحکام ضربه خوب برای فلز جوش نياز باشد محدود شود. منابع عيوب در جوش زير پودری::جوش زيرپودری فرايندی با گرمای ورودی بالاست و در زير لايه محافظ فلاکس انجام می شود ولذا امکان بروز عيوب جوش در اين روش بسيار کمتر از ساير روش هاست . عيوبی که بعضا" در جوش زيرپودری رخ می دهند عبارتند از: ذوب ناقص ، سرباره باقيمانده درون جوش ترک انقباضی ترک هيدروژنی و تخلخل. ذوب ناقص و سرباره باقيمانده درون جوش اغلب ناشی از قرار گرفتن صحيح گرده جوش برروی درز جوش و يا از فرايند ناشی می شود. انحراف گرده جوش از محل خود باعث ايجاد چرخش و تلاطم فلز مذاب و اکسيژن تکه هايی از سرباره به درون فلز جوش شود. و اگر هم که گرده جوش دور از لب های اتصال باشند باعث عدم نفوذ کافی جوش به فلز پايه شود. گرده جوش تاجی شکل که براثر پايين بودن ولتاژ ايجاد می شود نيز احتمال بروز نفوذ ناقص و محبوس شدن سرباره را بخاطر مختل شدن حرکت يکنواخت مذاب تشديد می کند. ترک انقباضی :ترک انقباضی در وسط طول گرده جوش زير پودری هنگامی رخ می دهد که شکل گرده جوش و يا طرح اتصال مناسب نباشد و يا مواد جوش غلط انتخاب شده باشند.متمايل به ترک انقباضی در جوش با گرده جوش محدب و به شکل گرده ماهی هنگامی که نسبت پهنا به ارتفاع آن بيشتر از يک باشد کمتر است. هنگامی که عمق نفوذ جوش زياد باشد تنش های انقباضی باعث ترک طولی در وسط جوش می شود و خطر اين ترک می تواند براثر طرح اتصال نامناسب تشديد شود. مواد مستحکم تر بدليل تنش بيشتر در جوش تمايل بيشتری به ايجاد ترک دارند. لذا هنگام استفاده از اين مواد بايد در انتخاب مواد جوش, آماده سازی طرح اتصال, دمای پيش گرمايش و دمای بين پاس ها کاملا دقت شود. ترک هيدروژنی ::ترک هيدروژنی يک فرايند کند است و برخلاف ترک انقباضی که بلافاصله پس از جوش ظاهر می شود ايجاد آن تا روزها پس از جوش نيز می تواند ادامه يابد. برای کاهش خطر ترک هيدروژنی بايد همه منابع هيدروژن مانند آب ، روغن و آلودگی های موجود در فلاکس الکترود و سطوح اتصال حذف شوند و ورق فلاکس و الکترود کاملا" تميز و خشک باشند.فلاکس و الکترود را بايد در محل های خشک و مقاوم به رطوبت نگهداری کرد و چنانچه در معرض رطوبت قرار گرفت بايد طبق دستور سازنده مجددا" خشک شوند.انتخاب مواد جوش مناسب برای فولادهای پراستحکام مقاومت جوش را در برابر ترک هيدروژنی افزايش می دهد. مواد جوش ويژه مقاوم در برابر ترک هيدروژنی ساخته می شوند که قابليت نفوذ هيدروژن در جوش را کاهش می دهند. پيش گـــرمايش قطعه کار خطر ترک هيدروژنی را باز هم کاهش می دهد. قطعات ضخيم گرمای پيش گرم را تا ساعت ها پس از جوشکاری در قطعه نگه می دارند. لذا خطر ترک هيدروژنی در اين قطعات کمتر است. دمای پيش گرم مناسب بيشتر از oC100 است زيرا در اين دما هيدروژن درون فولاد کاملا متحرک است و به خروج بيشترين مقدار هيدروژن از فولاد کمک می کند. تخلخل: درجوش زير پودری سرباره حفاظت خوبی از مذاب انجام می دهد و لذا تخلخل ناشی از ورود گاز به مذاب در جــوش. زير پودری معمول نيست. در جوش زيرپودری منشاء تخلخل ممکن است از درون مــذاب و يا فشردگی هايی در سطح گرده جوش باشد. برای کاهش تخلخل در جوش زير پودری بايد پوشش فلاکس کافی باشد و ورق، الکترود و فـــلاکس از همه آلودگی ها از جمله رطوبت روغن و غيره پاک باشند. در سرعت های بيش از حد جوش کاری نيز حباب های گاز فرصت خارج شدن از مذاب را پيدا نمی کنند که در صورت وجود حباب ها درست در زير سرباره برای کنترل آن بايد سرعت پيشروی جوشکاری را اندکی کاهش داد.

جوشكاري با اشعه ليزر

ليزر يك نام اختصاري به معني تقويت نور با انتشار برانگيخته تابش است . فرآيند به برخورد يك اشعه نور تكرنگ همفاز جهت دار و شديد به قطعه كاري كه ماده به وسيله تبخير از آن خارج ميشود بستگي دارد .

جوشكاري و برشكاري با استفاده از اشعه ليزر از روشهاي نوين جوشكاري بوده كه در دههاي اخير مورد توجه صنعت قرار گرفته و امروزه به خاطر كيفيت ، سرعت و قابليت كنترل آن به طور وسيعي در صنعت از آن استفاده مي شود .به وسيله متمركز كردن اشعه ليزر روي فلز يك حوضچه مذاب تشكيل شده و عمليات جوشكاري انجام مي شود .
اصول كار و انواع ليزرهاي مورد استفاده در جوشكاري :

به طور عمده از دو نوع ليزر در جوشكاري و برشكاري استفاده مي شود : ليزرهاي جامد مثل Ruby و ND:YAG و ليزرهاي گاز مثل ليزر CO2 . در زير اصول كار ليزر Ruby كه از آن بيشتر در جوشكاري استفاده مي شود توضيح داده مي شود . اين سيستم ليزر از يك كريستال استوانه اي شكل Ruby (Ruby يك نوع اكسيد آلومينيوم است كه ذرات كرم در آن پخش شده اند . ) تشكيل شده است . دو سر آن كاملا صيقلي و آينه اي شده و در يك سر آن يك سوراخ ريز براي خروج اشعه ليزر وجود دارد . در اطراف اين كريستال لامپ گزنون قرار دارد كه لامپ فوق براي كار در سرعت حدود 1000 فلاش در ثانيه طراحي شده است . لامپ گزنون با استفاده از يك خازن كه حدود 1000 بار در ثانيه شارژ و تخليه شده فلاش مي زند و هنگامي كه كريستال Ruby تحت تاثير اين فلاش ها قرار بگيرد اتمهاي كرم داخل شبكه كريستالي تحريك شده و در اثر اين تحريك امواج نور از خود سطع مي كنند و با باز تابش اين اشعه ها در سطوح صيقلي و تقويت آنها اشعه ليزر شكل مي گيرد . اشعه ليزر شكل گرفته از سوراخ ريز خارج شده و سپس به وسيله يك عدسي بر روي قطعه كار متمركز شده كه بر اثر برخورد انرژي بسيار زيادي در سطح كوچكي آزاد مي كند كه باعث ذوب و بخار شدن قطعه و انجام عمل ذوب مي شود .

محدوديت ليزر Ruby پيوسته نبودن اشعه آن است در حاليكه انرژي خروجي ان بيشتر از ليزر هاي گاز مانند ليزر CO2 است كه در آنها اشعه حاصله پيوسته است، از ليزر CO2 بيشتر به منظور برش استفاده مي شود و از ليزر ND:YAG بيشتر براي جوشكاري آلومينيوم استفاده ميشود .

از انجا كه در اين روش مقدار اعظمي از انرژي مصرف شده به گرما تبديل مي شود اين سيستم بايد به يك سيستم خنك كننده مجهز باشد .

در جوشكاري ليزر دو روش عمده براي جوشكاري وجود دارد : يكي حركت دادن سريع قطعه زير اشعه است تا كه يك جوش پيوسته شكل بگيرد و ديگري كه مرسوم تر است جوش دادن باچند سري پرتاب اشعه است .

در جوشكاري ليزر تمامي عمليات ذوب و انجماد در چند ميكروثانيه انجام مي گيرد و به خاطر كوتاه بودن اين زمان هيچ واكنشي بين فلز مذاب و اتمسفر انجام نخواهد شد و از اين رو گاز محافظ لازم ندارد .

طراحي اتصال در جوشكاري ليزر : بهترين طرح اتصال براي اين نوع جوشكاري طرح اتصال لب به لب مي باشد و با توجه به محدوديت ضخامت در آن مي توان ازطرح اتصال هاي T يا اتصال گوشه نيز استفاده نمود .

مزاياي جوشكاري ليزر :

- حوضچه مذاب مي تواند داخل يك محيط شفاف ايجاد شود ( باعكس روشهاي معمولي كه هميشه حوضچه مذاب در سطح خارجي آنها ايجاد مي شود ) .

- محدوده بسيار وسيعي از مواد را مانند آلياژها با نقاط ذوب فوق العاده بالا ، مواد غير همجنس و ... را ميتوان به يكديگر جوش داد .

- در اين روش ميتوان مكان هاي غير قابل دسترسي را جوشكاري نمود .
- از آنجا كه هيچ الكترودي براي اين منظور استفاده نمي شود نيازي به جريانهاي بالا براي جوشكاري نيست .

- اشعه ليزر نياز به هيچگونه گاز محافظ يا محيط خلايي براي عملكرد ندارد .
- به خاطر تمركز بالاي اشعه منطقه HAZ بسيار باريكي در جوش تشكيل ميشود .
- جوشكاري ليزر نسبت به ساير روشهاي جوشكاري تميز تر است .
محدوديت ها و معايب جوشكاري ليزر :

سيستم هاي جوشكاري ليزرنسبت به ساير دستگاههاي سنتي جوشكاري بسيار گران هستند و در ضمن ليزرهايي مانند Ruby به خاطر پالسي بودن اكثر آنها از سرعت پيشروي كمي برخوردارند ( 25 تا 250 ميليمتر در دقيقه ) . همچنين اين نوع جوشكاري درراي محدوديت عمق نيز مي باشد .

موارد استفاده اشعه ليزر :

از اشعه ليزر هم به منظور برش و هم به منظور جوشكاري استفاده مي شود . اين نوع جوشكاري در اتصال قطعات بسيار كوچك الكترونيكي و در ساير ميكرو اتصال ها كاربرد دارد . از اشعه ليزر ميتوان در جوش دادن آلياژها و سوپر الياژها با نقطه ذوب بالا و براي جوش دادن فلزات غير همجنس استفاده نمود . به طور كلي اين روش جوشكاري براي استفاده هاي دقيق و حساس استفاده ميشود . از اين روش ميتوان در صنعت اتومبيل و مونتاژآن براي جوش دادن درزهاي بلند استفاده نمود.

جوشكاري ليزر ساخت مدلها را سرعتميدهد

ليزر هايَ StarWeld شركت Rofin Baasel جايگاه ويژه اي در امور تحقيقاتي پيدا كرده است . يك آزمايشگاه تحقيقاتي اغلب نيازمند آنست كه محصولات جديد را نمونه سازي كند تا زمان به بازار رسيدن محصول را كاهش دهد . سيستم هاي ليزر StarWeld با قابليت جوشكاري انواع فلزات شامل مس ، فولادهاي ابزار و تيتانيوم واكنون قابليت ايجاد درز جوش و نقطه جوش قطعات حتي در زير ميكروسكوپ را دارند . جوشها مي توانند از حدود 2.5 mm تا 60 ميكرون ايجاد شوند . سيستم اصلي با ولتاژ استاندارد 240 ولت و 13 آمپر تغذيه مي شود . اكثر افراد ميتوانند در عرض 5 دقيقه يك جوش نسبتا خوب را با اين سيستم انجام دهند .

كاربرد ليزر در صنعتچيست؟

كاربرد ليزر در صنعت چيست؟

ماشين‌كاري با ليزر كه از گاز اكسيژن مي‌توان براي افزايش بازده ماشين‌كاري بهره برد. مثلاً سوراخ‌كاري با ليزر، به علت اينكه برخورد فيزيكي بين ابزار ليزر و قطعه وجود ندارد بنابراين شكست و سايش سرمته حذف مي‌شود. برشكاري: براي برش فولاد از ليزري با توان 1 تا kw200 استفاده مي‌شود. همان‌طور كه گفته شد جت اكسيژن مي‌تواند به عمل برش كمك بسزايي كند. كنده‌كاري : مواد ترد مثل سيليسيم، شيشه و سراميك را با كنده‌كاري با ليزر مي‌توان براده‌برداري و شكل‌دهي كرد. شكست كنترل شده : انرژي ليزر را مي‌توان براي شكستن اجزاء دقيق مثل مدارها و يا اجزاء الكترونيك، به صورت كنترل شده بكار برد. برش اجزاء الكترونيك: بالانس ديناميكي اجزاء مدار: با برشكاري ليزر بالانس بسيار دقيق قابل انجام است. در اين كار براده‌برداري با سرعت چند ميلي‌گرم در هر پالس با سوراخ‌كاري عميق انجام مي‌شود. جوشكاري : در صنايع اتومبيل سازي براي جوشكاري درب‌ها و سقف اتومبيل به ندرت استفاده مي‌شود.

ليزر

مقدمه

بدون شك ليزر يكي ازبرجسته‌ترين ابزار علمي و فني قرن بيستم بشمار مي‌آيد .

پيشرفت سريع تكنولوژيليزر از سال 1960 ميلادي ، هنگامي كه اولين ليزر با موفقيت تهيه شد ، شروع گرديد . ليزر امروزه در زمينه‌هاي گوناگون از قبيل بيولوژي ، پزشكي ، مدارهاي كامپيوتر ،ارتباطات ، سيستم‌هاي اداري ، صنعت ، اندازه‌گيري در زمينه‌هاي مختلف و … بكار بردهمي‌شود . ليزر يك منبع نور خاص است و بطور كلي با نور لامپهاي معمولي ، چراغ برق ،نور فلورسانت و غيره تفاوت فاحش دارد و در مقايسه با ساير منابع نور : در رده‌اي بامشخصات فوق‌العاده نوري قرار دارد . اين مطلب با عنوان اينكه نور ليزر از همدوستي (coherence) فوق‌العاده برخوردار است ، بيان مي‌شود .

ليزر را مي‌توان درمقايسه با ساير مولد‌هاي نوري كه فقط نور را منتشر مي‌كنند ، يك فرستنده نوريپنداشت . تا قبل از ظهور ليزر محدوده فركانس امواج راديوئي و محدوده نوري از نقطه‌نظر همدوستي با يكديگر اختلاف داشتند . در فيزيك راديوئي بطور گسترده‌اي امواجهمدوس مورد استفاده قرار مي‌گيرند و اين در حالي است كه امواج نوري (اپتيكي) غيرهمدوس نيز در اختيار است . در گذشته كتب درسي تنها مكاني بود كه امواج ليزري موردبحث قرار مي‌گرفت . اين امواج هنگامي واقعيت پيدا كردند كه ليزر اختراع گرديد .

دانش مربوط به ليزر درحقيقت علم تابش نور همدوس (coherence radiation) است گرچه اين رشته از دانش فيزيكدر حدود 20سال است ظهور نمود و در حال تكامل است . معذالك نمودهاي نوظهور آن درمعرض كاربردهاي جالب قرار گرفته‌اند .

آنچه در اين تحقيق موردبحث قرار مي‌گيرد كاربردهاي ليزر و ليزر به عنوان سلاح مخرب و نحوه مقابله باسلاحهاي ليزري و قوانين بين‌الملل در مورد اين تكنولوژي برتر مي‌باشد .

بسوي ليزر

Light amptificationaly stimnlatcd emission of radiation

فكر ساختن وسيله‌اي كهنور همدوس توليد كند ، مدتها دانشمندان قرن حاضر را به خود مشغول داشته بود . درسال 1985 فيزيكدان مشهور آمريكايي چالز تاونز راه اين كار را پيدا كرد . دو سال بعددانشمند ديگر آمريكايي ، تئودور مايمن به نظريه تاونز جامه عمل پوشاند و اولين ليزررا با بلوري از ياقوت مصنوعي ساخت اين دو بعداً به دريافت جايزه نوبل نايل آمدند . يك ليزر ياقوتي ساده از سه بخش تشكيل مي‌شود : استوانه‌اي از ياقوت مصنوعي ، يكچشمه نور ـ مثلاً يك لامپ گزنون كه مانند لامپ نئون كار مي‌كند . ( گزنون و زنون هردو از گازهاي بي‌اثرند يعني اتمهايشان با اتمهاي ديگر مولكول نمي‌سازد . ) ـ و يكبازتابنده كه نور را از لامپ گزنون به ياقوت هدايت مي‌كند

استوانه ياقوتي ، بخشاصلي دستگاه است . قطر آن در حدود 7 ميليمتر و طولش 3.5 تا 5 cm است . دو قاعدهاستوانه صيقل خورده و نقره اندود شده است تا آينه كاملي باشد . قاعده ديگر نيز نقرهاندود است ولي نه كاملاً به طوري كه مي‌تواند قسمتي از نور را از خود عبور دهد .

ياقوت بلور اكسيدآلومينيوم است كه در آن تعداد نسبتاً كمي اتم كروم معلق است . اتمهاي كروم از طريقگسيل القايي ، كوانتوم نور توليد مي‌كنند ، اتمهاي اكسيژن و آلومينيم كه بقيه بلوررا تشكيل مي‌دهند فقط اتمهاي كروم را در جايشان نگه مي‌دارند. اتمهاي كروم نسبتاًبزرگ است و تعداد زيادي الكترون در مدارهايشان دارد . در اين جا فقط الكتروني موردتوجه ماست كه بيش از ديگران برانگيخته مي‌شود .

لازم به ذكر است واژهليزر از حروف اول (( تقويت نور بوسيله گسيل برانگيخته تابش )) در زبان انگليسيگرفته شده كه آن را مي‌توان توسعه “maser” تقويت ميكروويو بوسيله گسيل برانگيختهتابش در محدوده فوتوني طيف امواج الكترومغناطيسي دانست .

در سال 1917 اينشتين براياولين بار وجود دو فرايند براي گسيل تابش را بصورت زير پيشگويي كرد .

1 . گسيل خودبخود spantaneous

2 . گسيل برانگيخته stimulated

دانشمنداني همانند townes و schawlow در امريكا و basov و prochror از روسيه قديم امكان استفاده از روش دوم (گسيل برانگيخته) را براي يك طراحي نور همدوس كشف كردند . در سال 1958 ميلادي مي‌من ( muiman ) اولين ليزر ياقوت سرخ ruby را به نمايش گذاشت . در سال 1960 ميلادي عليج.ان در امريكا اولين ليزر گازي He_Ne را ساخت و از آن به بعد ليزرهاي گوناگونبمانند گازي ، مايعات ، مواد شيميايي ، جامدات و تهيه رساناها با قابليت‌هاي متفاوتو ويژگيهاي گوناگون براي كاربردهاي مختلف ساخته و بكار گرفته شد .

اجزاي اصلي در يك ليزر :

محيط فعال (active medium) : محيط فعال مجموعه‌اي از اتم‌ها و مولكول‌ها ، با يونها در حالت جامد ،مايع يا گازي است كه همانند تقويت‌كننده عمل مي‌كند .

منبع تحريك :وسيله‌ايبراي ايجاد شرايط لازم جهت گسيل ليزري كه اين شرايط اساسي را وارونگي جمعيت (inrerted population) مي‌نامند و ممكن است منبع تحريك نوراني و يا الكتريكي و … باشد . مثلاً در ياقوت قرمز اين منبع از يك لامپ فلاش و در ليزر He - Ne پتانسيلالكتريكي در حدود چند هزار ولت است . اگر در محيط فعال چگونگي تقويت يا تضعيف رابررسي كنيم خواهيم ديد كه شدت تحريك I با وارونگي جمعيت وابستگي كمي دارند .

اصول كارليزر

محيط فعال و عناصر ديگردر داخل مشدد نوري قرار دارند . مشدد محور نور در ليزر را تعيين و نور ساطع شده درامتداد محور تابش مي‌كند . بايد توجه داشت كه يك ليزر مي‌تواند نور را در يك يا دوامتداد مخالف در امتداد محور نوري ساطع كند . ماشه تحريك يك ليزر بوسيله سيستمپمپاز شروع بكار مي‌نمايد . كار اين سيستم تحريكي عناصر فعال است كه در اثر آنجمعيت وارونه (inrerted population) سطوح تابش‌كننده ايجاد مي‌گردد . مشدد نور (همراه با عناصر) اضافي عمل گزينش را بر روي حالات فوتوني تدارك مي‌بينند . درنتيجه ، يك تابش فوق‌العاده همدوس موسوم به تابش ليزر در امتداد محور حاصل مي‌شود .

محيط‌هاي فعال و روش‌هايتحريك :

مواد فعال زير در ليزرهابكار برده مي‌شوند :

گازها و يا مخلوطي ازگازها (ليزرهاي گازي)

بلورها و شيشه‌هاي ممزوجبا يونهاي مخصوص (ليزرهاي جامد)

مايعات (ليزرهايمايع)

نيمه‌هادي‌ها (ليزرهاينيمه‌هادي)

كاربردهاي ليزر :

در نظر اول فهم اين نكتهمشكل است كه چرا با نور ليزر مي‌توان يك تيغه را سوراخ كرد ولي با نور معمولي ،مثلاً نور يك لامپ الكتريكي ـ هر قدر هم قوي باشد اين كار ميسر نيست . اين سئوال سهجواب دارد :

اولاً نور لامپ ناهمدوساست يعني فوتونهاي لامپ همفاز نيستند و با مختصري اختلاف زماني به هدف مي‌رسند ، درحالي كه فوتونهاي تابه ليزري ، همه دقيقاً با هم حركت مي‌كنند و درست در يك نقطه بههدف مي‌رسند . دليل دوم اين كه نور از چشمه‌هاي ديگر كوبنده‌تر است ، اين است كهتابه نور معمولي فقط از يك طول موج معين تشكيل شده است بلكه شامل طيف نسبتاً وسيعياز طول موج‌هاست . اين مطلب ، دليل سوم را نيز در بر مي‌گيرد : نور معمولي بر خلافنور ليزر به شكل تابه‌اي باريك و موازي توليد نمي‌شود ، بلكه راستاهاي مختلف رااختيار مي‌كند .

نور ليزر براي روشنايي :

ليزرهاي حالت جامد وليزرهاي تزريقي درخشهاي كوتاه بسيار روشني توليد مي‌كند كه براي عكسبرداري بسيارسريع ، ايده‌آل است . ما در عصري هستيم كه سالانه ميليونها پوند صرف ساختنهوانوردهاي سريع ـ اعم از موشك‌هاي بالستيكي ، قاره‌پيما يا هواپيما مي‌شود . بايددانست كه سرعتهاي زياد چه بر سر اجسام متحرك مي‌آيد و يكي از بهترين راههاي اين كارعكسبرداري از جسم در حال حركت است . سرعت بعضي از پرتابه‌ها بقدري زياد است كه اغلبچندين كيلومتر در ثانيه كه حتي عكسي كه به كمك سريعترين فلاشهاي متداول از آنهاگرفته مي‌شود ، چيزي جز تصويري محو نيست . از آنجايي كه حتي سريعترين پرتابه‌ها همدر اين مدت فاصله بسيار كمي را خواهند پيمود ، عكسي كه با درخشش ليزري از اجسام تيزپرواز گرفته مي‌شود ، واضح و دقيق خواهد بود . ارتش آمريكا سرگرم آزمايش باتلويزيون ليزري براي استفاده در گشتهاي شبانه مخفي با هواپيماست و طراحان نظاميدرصدد ساختن كلاهك بمب‌هايي هستند كه هدف را با استفاده از پرتو ليزري نامرئي مادونقرمز پيدا كنند .

استفاده از ليزر درفاصله‌يابي :

يافتن فاصله هدف مورد نظر ازمشكلات دائمي توپچيها و ضدهوايي‌ها بوده است . فاصله‌ياب ليزري ، اساساً از يك ليزر، يك منبع توان ، يك سلول فتوالكتريك و يك كامپيوتر رقمي كوچك تشكيل مي‌شود . پرتويي كه ليزر مي‌فرستد ، پس از برخورد به هدف بازتابيده مي‌شود و وارد سلولفتوالكتريك مي‌گردد . از روي زمان رفت‌وبرگشت فاصله هدف ، توسط كامپيوتر محاسبه وبر حسب هر واحدي كه بخواهد ثبت مي‌شود .

نوعي فاصله‌ياب ليزري كه برايناتو ساخته شده ، به اندازه يك تفنگ نسبتاً بزرگي است كه منبع توان و كامپيوتر آنرا مي‌توان در بسته‌اي روي پشت حمل كرد . فاصله‌يابهاي ليزري تا مسافت 11 km را بادقتي حدود 5/4 متر تعيين كرده‌اند .

استفاده از ليزر در هوانوردي ودريانوردي :

يكي از بديعيترين وسايلليزري ، ژيروسكوپ ليزري است . ژيروسكوپ معمولي اساساً چرخ دواري است كه بسرعتمي‌چرخد . به دليل اين چرخش ، محور چرخ همواره در يك صفحه باقي مي‌ماند . محورژيروسكوپ چرخنده هميشه در يك راستا باقي مي‌ماند و تغيير مسير كشتي تأثيري بر آنندارد . اين محور ، كار يك ((خط مبنا)) را انجام مي‌دهد كه تغييرات جهت كشتي را ازروي آن مي‌توان تشخيص داد . سفينه‌هاي فضايي كه غالباً بي‌سرنشينند تنها به كمكژيروسكوپ مسير خود را حفظ مي‌كنند . اين ژيروسكوپ متشكل است از يك ليزر گازي مثلاًليزر هليوم ، نئون كه از هر دو انتهايش نور همدوس خارج مي‌شود . با نصب اينژيروسكوپ به سفينه فضايي ، انحراف سفينه از مسير ، قابل تشخيص است .

استفاده از ليزر در پزشكي :

ليزر بعنوان يك منبع قويانرژي ، در پزشكي نيز بكار گرفته شده است بخصوصدر امريكا كه زادگاه ليزر بود و هنوزهم موطن آن است . به عقيده برخي جراحان ، ليزر براي بريدن اعضايي كه رگهاي خونيبسيار پيچيده دارد ـ مانند مغز ـ فوق‌العاده مناسب است. تابه ليزر در حين قطع‌كردنرگهاي خوني ، با سوزاندن، دهانه آنها را مي‌بندند . برخي از چشم‌پزشكان ليزر رابراي جوش‌دادن جداشدگي شبكيه چشم ، مفيد يافته‌اند .

كاربرد ليزري در نوسازي صنعت :

گسترش تكنولوژي ليزر در دهه گذشته در تماميشاخه‌هاي زندگي رشد فزاينده‌اي داشته است به گونه‌اي كه امروزه ليزر جزء لاينفكزندگي انسان محسوب مي‌شود يكي از شاخه‌هائي كه ليزر از ابتداي اختراع آن بيش ازديگر زمينه‌هاي كاربردي مورد توجه محققين و متخصصين قرار گرفت ، كاربرد صنعتي ليزربوده است .

برش‌كاري توسط ليزر از همان روزهاي آغازينتولد ليزر مورد توجه بسياري از علاقه‌مندان و صنعتگران كه به آينده درخشان كار خوداميد داشتند قرار داشت . پرتو ليزر با توجه به ويژگيهاي منحصر خود كه شامل تك‌رنگي، همدوسي ، شدت بالا و واگرائي كم است نشان داد كه با بكارگيري آن مي‌توان نه تنهابه گسترش حوزه صنعت بلكه به تحول كيفي محصولات آن اميد فراواني پيدا نمود . بدنبالساخت اولين ليزر گازكربنيك در سال 1964 اين امكان فراهم‌شد كه بتوان با حداقلامكانات ليزرهاي پرقدرتي در ناحيه حرارتي مادون قرمز ، همان منطقه‌اي كه موردنياز صنعت است تهيه و به بازار عرضه نمود . اينك وسيله‌اي پا به عرصه وجود گذاشته بود كهامكان فراهم‌نمودن يك منبع حرارتي قابل كنترل و در عين حال بسيار باريك به راحتي دردسترس كاربران قرار مي‌گرفت . با يك نگاه گذرا اما عميق به نقش ليزر در صنعتمي‌توان به اين نكته واقف شد كه ليزر تحولي بي‌سابقه در اين عرصه ايجاد كرده است كهدامنه رشد آن هر روزه گسترش مي‌يابد . امروزه اگر شاهد محصولاتي باشيم كه به جهتكيفي و مرغوبيت در كمترين زمان به بازار عرضه مي‌شوند ، متوجه نقش و اهميت ليزر درصنعت خواهيم بود .

اثربخشي ليزر در تمامي زيرشاخه‌هاي صنعت امريمحسوس و غيرقابل انكار است . براي مثال برش‌كاري، سخت‌كاري ، سوراخكاري ، علامت‌زني، بيشترين كاربردها را در خانواده صنعت عهدا‌دار بوده است . آمارها نشان مي‌دهد بيشاز 85% فعاليت‌هاي صنعتي در همين موارد خلاصه مي‌شود .

امروزه بكارگيري ليزر در شاخه‌هاي مورد اشارهبالا امري طبيعي ، روتين و با يك سابقه 20 ساله مملو از تحقيقات و تجربيات فراواناست .

در خصوص برشكاري اينامكان فراهم مي‌شود كه پرتوي ليزر توسط يك عدسي بر روي قطعه كار متمركز شده بطوريكهدر زماني نزريك به يك‌هزارم ثانيه درجه حرارتي بيش از 4000 درجه سانتي‌گراد بر رويقطعه‌كار (فلز) ايجاد مي‌كند .

نتيجه اين عمل ذوب‌شدنلحظه‌اي فلز در يك باريكه‌اي به قطر 1/0 ميلي‌متر است . اينك با حركت‌دادن 2 آينهكه نقش هدايت پرتو ليزر بر روي عدسي مورد‌نظر را دارد اين امكان فرهم مي‌شود كهپرتو ليزر در جهت x و yحركت نموده و براحتي هر شكلي را كه مايل باشيم بر روي قطعهكار ايجاد نماييم . از ديگر مزاياي بكارگيري ليزر در برش‌كاري مي‌توان به : افزايشسرعت كار ، دقت بالا ، كمترين خسارت حرارتي به قطعه‌كار اشاره كرد . در زمينهجوشكاري نيز بكارگيري ليزر مزاياي قابل‌ملاحظه‌اي را در صنعت بدنبال داشته است .

در نگاه اول جوشكاري باليزر بنظر مي‌رسد كه قادر است براحتي و در كمترين زمان ممكن نه تنها فلزات را درابعاد و اندازه‌هاي مختلف به يكديگر جوش دهد بلكه با اين تكنيك اين امكان فراهم شدهاست كه فلزات غيرهمنام نيز به يكديگر جوش داده شوند . ليزر در كنار يك CNC يك سيستمكامل ليزر جوش را ايجاد مي‌كند كه با كمك آن صنعت گران قادرند با سرعت زياد ، دقتبالا و حداقل هزينه مصرفي از قابليت‌هاي آن استفاده نمايند . يكي از شاخه‌هاي صنعتكه در دو دهه اخير مورد توجه و بسط فراوان قرار گرفته است پديده بهينه‌سازي وبكارگيري مواد با آلياژهاي مختلف با طول‌عمر بالاست . هر قطعه مكانيكي بعد از يكدوره مشخص بر اثر صدمات مختلف از رده خارج شده و بايد قطعه‌هاي نو جايگزين آن شود . قطعاتي مانند مته‌ها ، توربين‌ها ، تيغه اره‌ها و سيلندرها دچار بيشترين ساييدگي وپوسيدگي هستند لذا بيش از عناصر تشكيل‌دهنده مورد توجه قرار گرفته‌اند .

امروزه باكمك ليزر مي‌توان عمل سخت‌كاري بر روي لايه‌هاي سطحي فلزات انجام داد . به گونه‌ايكه طول‌عمر آنها به ميزان قابل‌توجه‌اي افزايش پيدا‌ كند . اين عمل نه تنهاصرفه‌جويي فراواني را به‌همراه دارد بلكه در حداقل زمان ممكن صورت مي‌پذيرد . امروزه عمل سخت‌كاري با ديگر روش‌ها نيز صورت‌ مي‌پذيرد اما عملاً هيچيك از آنهانتوانسته جايگزين خوبي براي ليزر باشد .علامت‌زني بر روي قطعات مختلف با مواد مختلف از نكات حائز اهميت حوزه صنعتبشمار مي‌رود بسياري از توليدكنندگان مايلند جهت جلوگيري از سوءاستفاده محصولاتتقلبي به گونه‌اي محصولات اصلي را از نمونه‌ تقلبي متمايز نمايند . حك‌كردن علامت ويا يك آرم مشخص با دقت بالا يك راه حل خوبي به‌نظر مي‌رسد كه ساليان سال مورداستفاده قرار گرفته است . به همين خاطر با متمركز كردن پرتو ليزر در ابعادي حدود 50ميكرون با كمك 2 اسكنر مكانيكي ميتوان هر شكل دلخواهي را در اندازه‌هاي مختلف برروي محصولات حك نمود .

سرعت حكاكي به قدريبالاست كه اين فرايند ظرف چند ثانيه به اتمام خواهد رسيد . امروزه حك‌نمودن 300 حرفدر يك ثانيه توسط ليزر امري عادي بنظر مي‌رسد . از آنجا كه تمامي كنترل و هدايت اينفرايند توسط كامپيوتر صورت ‌مي‌گيرد ، كاربران با حداقل مهارت قادر به انجام آنخواهند بود . حكاكي با ليزر هيچگونه محدوديتي جدي به جهت نوع جنس فراهم نخواهد كرد. دستگاههاي حكاكي ليزري با قيمت‌هاي نازلي قابل تهيه از سازندگان آن مي‌باشنديكي از كاربردهاي پرطرفدار ليزر در صنعت در امر سوراخكاري مي‌باشد . ايجاد نمودنسوراخهاي بزرگ و ريز بر روي موادي مانند چوب ، فلز امري عادي بنظر مي‌رسد . اماهمين كه مايل باشيم اين عمل را در ابعاد چند ميكرون و بر روي موادي مانند سراميكها، شيشه و پلاستيك انجام دهيم خود پي مي‌بريم كه اگر نگوييم غيرممكن ، بسيار مشكلخواهد بود . اما امروزه به كمك ليزر اين عمل در كمتر از ثانيه و با آهنگ بالا قابلاجرا و تكرارپذير است . و اين همان چيزي است كه صنعتگران ساليان سال بدنبال آنبوده‌اند . اميد است در آينده‌اي نه‌چندان دور شاهد بكارگيري اين فناوري جديد درعرصه صنعت بوده و با اين كار بر دامنه فعاليت‌هاي ليزر ، اين نور شگفت‌انگيزبيافزاييم .

سلاحهاي ليزري و نحوه مقابله با سلاحهاي ليزري :

غير قابل اجتناب است كهميدان جنگ ليزري به طور محسوسي سالهاي آينده جنگ را تهديد نكند . اين نتيجه نه تنهاتوسعه و استفاده از سلاحهاي ليزري مفيد است بلكه نتيجه شمار فزاينده‌اي از وسائلليزري از قبيل مسافت‌ياب و هدف‌ياب مي‌باشد . بنابراين در نيروهاي مسلح لازم است كهاز حساسه‌ها و توسط اقدامات عامل و غير عامل الكترومغناطيسي حفاظت شود . تهديداوليه ليزري از خود سلاحهاي ليزري بوجود مي‌آيد. نگهداري و نحوه مقابله با سلاحهايليزري مسائل مشكلي است كه تاكنون حل نشده باقي مانده‌اند .

براي ديدن ساير اقدام پژوهي هاوگزارش تخصصي ها وتحقيقات ديگر برروي لينک هاي زيرکليک کنيد

مي پسندم 5 نمي پسندم 0

اين مطلب در تاريخ: شنبه 09 اسفند 1393 ساعت: 15:23 منتشر شده است
برچسب ها : تحقیق درباره لیزر,كاربرد ليزر در صنعت چيست؟,انواع لیزر,

نويسنده:nevisandeh

منبع : سايت علمی و پژوهشي آسمان--صفحه اینستاگرام ما را دنبال کنید

تحقیق درباره اهن و فولاد

بازديد: 243

دسته بندي: تحقیق و پروژه رایگان,پروژه و تحقیق رایگان,دانش آموزی,تحقیق دانشجویی,

آهن و فولاد

وضعيت جهاني مواد اوليه براي توليد آهن و فولاد

انتخاب شيوه هاي توليد آهن و فولاد به روش كوره قوس الكتريكي و غيره مي تواند به نوع كميت ذخاير مواد اوليه در دسترس و عيار آنها بستگي داشته باشد . همچنين انتخاب فرايندهاي احياي مستقيم در كوره هاي تنوره دار ،‌كوره ها ي دوار،‌بسترهاي سيال و غيره نيز به نوع سنگ آهن و عيار آهن در دسترس بستگي دارد،‌زيرا در روشهاي احياي مستقيم سنگ آهن و نيز نوع و كيفيت مواد اوليه مي تواند در كيفيت آهن اسفنجي، چدن و فولاد توليدي و در نتيجه مصرف انرژي، مواد ،‌استهلاك كوره ها و بازده آنها در فرايند توليد آهن و فولاد تأثير داشته باشد.

تركيب گاز خروجي نيز خود متأثر از نوع سنگ آهن و بازده گاز احياكننده بوده و مي تواند در فرايند توليد گاز در برخي از روشها در طول كاتاليزورهاي مصرفي مؤثر باشد.

ماده اوليه براي ساخت و توليد گندله

براي گندله سازي سنگهاي آهن خرد و آسيا شده با دانه بندي بين صفر و صد ميكرون در سطح جهان به عنوان خوراك گندله[1] عرضه مي گردد. اين ماده اوليه در صورت آسياكردن تكميلي در مدتي كوتاه براي واحدهاي احياي مستقيم مانند مجتمع هاي فولاد اهواز و مباركه كه مجهز به تجهيزات گندله سازي هستند، باري مناسب بشمار مي آيند. در برخي از فرايندهاي احياي مستقيم از گندله خام [2] و خام سخت شده نيز استفاده مي شود.

ماده اوليه براي ساخت و توليد كلوخه

سنگهاي آهن تجاري با دانه بندي زير 10 ميليمتر (معمولا 6 ميليمتر) براي كاربرد در كوره بلند و واحدهاي احياي مستقيم در سطح جهاني به عنوان خوراك كلوخه [3] عرضه مي گردد. اين مواد براي استفاده در كوره بلند مستقيماً به بار اوليه دستگاه كلوخه سازي اضافه مي شود و براي استفاده در روشهاي احياي مستقيم مي‌تواند بعد از آسيا شدن مجدد به مواد بار اوليه گندله نيز اضافه گردد.

در مجتمع هاي احياي مستقيم مجهز به واحدهاي گندله سازي خوراك كلوخه براي گندله سازي نيز مناسب است بخصوص كه حمل و نقل اين ماده نسبت به خوراك گندله سهلتر و تلفات نسبي آن در حمل و نقل كمتر است،‌مضافاً به اينكه تجهيزات ويژه اي براي حمل و نقل لازم ندارد.

گندله طبيعي

سنگهاي آهن با ابعادي حدود 6 تا 7 ميليمتر نيز در بازارهاي بين المللي عرضه مي گردد . اگر دانه بندي سنگهاي 15 ميليمتر باشد به عنوان گندله طبيعي عرضه مي شود. اين ماده پيش از مصرف سرند شده و پس از حذف نرمة آنها مي تواند در كوره هاي احياي مستقيم مورد استفاده قرار گيرد.

به علت سطوح خاص اين سنگها بويژه گوشه هاي تيز دانه هاي آن ونيز سختي پايينتر آن نسبت به گندله هاي پخته ، در كوره نرمه بيشتري توليد مي كند. گندله هاي طبيعي را نيز مي توان پس از خرد و آسيا كردن به بار اوليه كلوخه سازي اضافه كرد.

4ـ1ـ مرغوبيت جهاني سنگ آهن براي احياي مستقيم

همانطور كه پيش از اين اشاره شد ،‌در انتخاب سنگهاي آهن براي فرايندهاي احياي مستقيم توجه به آناليز شيميايي در اولويت قرار دارد. كيفيت سنگهاي آهن از نظر ناخالصي ها در طيف وسيعي قرار دارند. سنگهاي آهن با عيار بالا و با تركيبات بازي در اولويت قرار دارند.

4ـ2ـ وضعيت جهاني آهن قراضه

در اغلب روشهاي احياي مستقيم مانند روشهاي ميدركس، پوروفر، اج ـ واي ـ ال و قائم به علت ويژگي آهن اسفنجي توليدي، ذوب آن جهت پالايش به تنهايي مقدور نيست، لذا بايد يا دربار كوره بلند و يا در كنورتور و يا در حوضچه مذابي از آهن قراضه در كوره قوس و يا به بار مذاب كوره القايي اضافه شود.

با توجه به افزايش ريخته گريهاي مداوم و كاهش ضايعات آنها نسبت به ريخته گريهاي غير مداوم و افزايش توليد فولاد در كوره هاي قوس الكتريكي و افزايش نسبي مصرف آهن قراضه در آنها، ميزان قراضه برگشتي بمرور كاهش مي يابد.

مضافاً به اينكه وجود ناخالصيهاي غير مجاز و تنوع قراضه ها شرايط كار با آنها را بمرور مشكلتر مي سازد . كمبود آهن قراضه براي كنورتور مي تواند بوسيله آهن اسفنجي جبران گردد زيرا هم تركيب آهن اسفنجي يكنواختر و هم درجه فلزي آهن بالاتر است و لذا آهن اسفنجي براي كاربرد به جاي آهن قراضه ، مجاز و مطلوب مي باشد.

با توجه به اينكه توليد يك تن فولاد خام در روش سنتي حدود 58/2 تن سنگ آهن ، سنگ آهك و كك لازم دارد،‌حال آنكه همين مقدار فولاد خام را با حدود يك تن قراضه با مقدار محدودي مواد آلياژي مي توان توليد كرد، ارجهيت توليد فولاد از آهن قراضه نسبت به توليد آن از مواد اوليه معدني مشخص مي شود.

ميانگين مصرف آهن قراضه براي توليد 723 ميليون تن فولاد خام طي دهه 1990 ميلادي بالغ بر 9/327 ميليون تن بوده است (‌رديف 2 جدول 5ـ1) ،‌يعني حدود 50 درصد فولاد خام توليدي، از طريق مصارف آهن قراضه توليد شده است، لذا هرچه مواد اوليه كمتري براي توليد فولاد مورد نياز باشد، متناسباً استخراج حمل و نقل، فرآوري مواد كمتر و در نتيجه مواد آلوده كننده كمتري به محيط زيست وارد خواهد شد.

علاوه بر صرفه جوييهاي فوق،‌تأمين انرژي براي كلوخه سازي ،‌گندله سازي ،‌كك سازي و غيره را نبايد از نظر دور داشت. مجموع صادرات و واردات آهن قراضه 10 كشور در دهة 1990 ميلادي در جدول 6 آمده است. از داده هاي اين جدول و مقايسه آن با ارقام جدول 1ـ5 مي توان دريافت كه در دهه 1990 ميلادي :

ـ مجموع صادرات و واردات آهن قراضه اين كشورها ( ستون 12 ، جدول 1ـ6) ،‌از صادرات و واردات جهاني آهن قراضه (‌رديف 3 و 1ـ5) كمتر است. اختلاف اين دو صادرات و واردات آهن قراضه ساير كشورها مي‌باشد.

ـ آمريكا بين كشورهاي صادر كننده آهن قراضه، بيشترين سهم را دارد و پس از آن كشورهاي اروپايي و بالاخره شوروي سابق عمده ترين صادر كننده در بلوك شرق بوده اند.

ـ در بين كشورهاي وارد كننده آهن قراضه ،‌ايتاليا و اسپانيا عمده ترين واردكنندگان آهن قراضه بوده اند و كشورهاي تركيه،‌كره جنوبي ،‌هندوستان و تايوان در مقامهاي بعدي قرار دارند و ميزان واردات آنها بمرور افزايش يافته است.

ـ‌با توجه به روند صعودي توليد فولاد خام در كشورهاي رو به رشد (رديفهاي 1 و 2 جدول 1ـ5) و برخورداري از ريخته گريهاي مداوم و توليد نسبي قراضه كمتر، كمبود آهن قراضه اين كشورها آنها همه ساله افزايش يافته است به طوري كه ميزان واردات آهن قراضه اين گروه كشورها از 647/4 ميليون تن در سال 1981 ميلادي به 372/10 ميليون تن در سال 1990 افزايش يافته است (رديفهاي 2 تا 4 جدول 1ـ5) . در اين گروه كشورها در سال 1990 ميلادي 254/14 ميليون تن آهن اسفنجي توليد و بجاي آهن قراضه مصرف شده است.

سنگ آهن و مشخصات آن

سنگ آهن مهمترين ماده اوليه براي توليد آهن و فولاد مي باشد. به طور كلي قسمت عمده سنگ آهن در روش سنتي توليد آهن و فولاد (كوره بلند / كنورتور) و فقط قسمت جزئي از آن در ساير روشها بخصوص احياي مستقيم مصرف مي شود ،‌به طوري كه از كل مقدار سنگ آهن كه در جهان مورد استخراج قرار مي‌گيرد، كمتر از 10 درصد آن به منظور كاربرد در روش احياي مستقيم و بيش از 90 درصد آن در كوره بلند مصرف مي گردد.

مشخصات لازم براي سنگ آهن با توجه به نوع مصرف و منطقه توليد و تهيه، متفاوت مي باشد. مثلاً سنگ آهني كه بخوبي در روش سنتي قابليت كاربرد دارد ممكن است به هيچ وجه قابل مصرف در روش هاي احياي مستقيم نباشد و يا مشخصات لازم براي مصرف خاك سرخ در رنگ سازي كاملاً متفاوت از مصارف متارلوژي آن است. بدين ترتيب ملاحظه مي شود كه نه تنها مشخصات لازم براي سنگ آهن در مصارف مختلف و همچنين نقاط مختلف يكسان نيست حتي در مورد هر كوره بلند و يا روش احياي مستقيم بايد مشخصات سنگ آهن با نوع كوره ، ظرفيت ، ارتفاع آن و غيره مطابقت داشته باشد. در جدول 2ـ1 مواد اصلي لازم براي توليد يك تن فولاد را نشان مي دهد.

جدول 2ـ1 مواد اوليه اصلي لازم هر تن فولاد

ماده اوليه	مقدار به ازاي هر تن فولاد	ملاحظات و محل مصرف
سنگ آهن	1500 تا 2000 كيلوگرم
كك	400 تا 500 كيلوگرم	در كوره بلند و روش سنتي
سنگ آهن	100تا200 كيلوگرم	در كوره بلند و توليد گندله خودگداز
هوا	1900 تا 2000 كيلوگرم	در كوره بلند
مواد افزودني مانند ينتونيت	10 تا 50 كيلوگرم	در گندله سازي
اكسيژن	40 تا 50 متر مكعب	در فولاد سازي از چدن (كنورتور)
گاز طبيعي	100 تا 120 متر مكعب	در كوره بلند
گاز طبيعي	300 تا 700 متر مكعب	در احياي مسقيم بر حسب نوع روش
انرژي الكتريكي	500 تا 600 كيلووات	در فولادسازي از آهن اسفنجي در كوره قوس الكتريكي
انرژي	5/1 تا 3 ميليون كيلووات	توليد گندله و پخت آن
انرژي	3/0 تا 5/0 ميليون كيلو كالري	پخت كلوخه
آب	70 تا 80 مترمكعب
نسوز	30 تا 50 كيلوگرم	بر حسب نوع روش

مشخصات هريك از مواد اوليه جدول 2ـ1 به نوع روش و عوامل بستگي دارد كه در اين بخش فقط مشخصات مربوط به سنگ آهن مورد بررسي قرار خواهد گرفت.

كاربرد سنگ آهن براي توليد آهن و فولاد به طور معمول به يكي از اشكال زير صورت مي گيرد:

سنگ آهن دانه بندي شده

سنگ آهن دانه بندي شده امروزه كمتر مورد مصرف مي باشد. علت اين امر را در خاصيت احياپذيري كم آن، مي توان توجيه كرد. در هر حال براي مصرف سنگ آهن به صورت مستقيم در تهيه آهن بايد ابعاد آن كاملاً مشخص باشد.

سنگ آهن بصورت كلوخه

كلوخه متداولترين روش كاربرد سنگ آهن مي باشد. همه ساله حدود 700 ميليون تن كلوخه توليد و در صنايع توليد آهن و فولاد مصرف مي شود.

سنگ آهن به صورت گندله

توليد گندله در حال حاضر حدود 300 ميليون تن در سال مي باشد كه بيش از 80 درصد آن در كوره بلند و بقيه در احياي مستقيم مصرف مي شود. بديهي است مشخصات گندله براي مصرف در هريك از روشها متفاوت مي باشد.

طرز تشكيل سنگهاي معندي آهن در طبيعت

به طور كلي مي توان گفت كه چگونگي تشكيل سنگهاي معدني آهن و خواص كاني هاي متشكله آن از نظر فيزيكي و شيميايي (‌پرعيار كردن ،‌كلوخه كردن و غيره) بستگي به تشكيل و تغييرات آنها در دورانهاي زمين شناسي دارد. لذا چگونگي تشكيل سنگ آهن در طبيعت بسيار مهم مي باشد. تشكيل كانسارهاي آهن به صورتهاي مختلف انجام گرفته و از نظر زمين شناسي به چهاردسته تقسيم شده اند كه عبارتند از :

ـ كانسارهاي رسوبي

ـ كانسارهاي آتشفشاني يا هيدروترمال،

ـ كانسارهايي كه از پرعيار شدن آهن محتواي آنها ناشي از حلاليت و خروج ناخالصي هاي موجود در سنگ بوجود آمده اند.

ـ كانسارهايي كه منشاء سولفوري داشته و در اثر تغييرات فيزيكي و شيميايي آنها، تبديل به كانسارهاي آهني شده اند . كه به طور مختصر به شرح هريك از آنها پرداخته .

الف ـ كانسارهاي رسوبي

اين كانسارها منشاء رسوبي دارند و معمولا به صورت لايه اي هستند. عيار آهن آنها بستگي به رسوب هم زمان كاني آهن دار با ساير ناخالصي ها دارد و معمولا همراه با كاني هاي رسي و سيليسي مي باشد. مشخصه عمومي سنگهاي رسوبي ، تراكم و سختي نسبتا زياد آنهاست. مهمترين اين كانسارها عبارتند از :

1ـ تاكونيت و نيمه تاكونيت

لغت تاكونيت به سنگهاي آهني اطلاق مي شود كه كاملا متراكم و معمولا بسيار سخت مي باشند. اكثرا سنگ به همان شكل اوليه باقيمانده و اثر عوامل طبيعي در تخريب و هوازدگي آنها ناچيز مي باشند. نيمه تاكونيت ها سنگهايي هستند كه كم و بيش مورد عمل هوازدگي قرار گرفته اند.

به طور كلي تاكونيت هاي داراي قابليت پرعيار شدن بالا مي باشند. كاني آهن دار در اين سنگها مي تواند مختلف و شامل كاني هاي اكسيدي، اكسيدهاي آبدار،‌سيدريت و غيره باشد و معمولا بر حسب نوع كاني اصلي آن دسته بندي مي شوند، مانند تاكونيت هاي مگنتيتي ،‌تاكونيت سيدريتي ،‌تاكونيت گوتيتي و غيره.

كانسارهاي تاكونيت در كشورهايي مانند ونزوئلا ـ آمريكاي شمالي ( معادن آهن مزابي در ايالت مينسوتا) ديده مي شود.

2ـ ژاسپيلت ها

اين سنگها كه از رسوب هم زمان اكسيد آهن و كاني ژاسپر [4](‌كاني هاي سيليسي) تشكيل شده اند معمولابه صورت لايه هاي منظم كاني ژاسپر و اكسيد آهن در طبيعيت يافت مي شود. اين سنگها مانند تاكونيت ها مي‌باشند، با اين تفاوت كه حاوي سيليس بيشتر بوده و نوع كاني آهن دار آن معمولا هماتيت است.

3ـ ايتابريت ها

در اين سنگها كاني آهن دار اغلب هماتيت بوده و گاهي نيز سيدريت در آنها ديده مي شود. معمولاً اين كانسارها فاقد كاني هاي رسي مي باشد. مشخصه اصلي اين سنگها توزيع بسيار دانه ريز سيليس در آنها مي‌باشد اين كانسارها در برزيل به وفور يافت مي شود و قسمت عمده معادن سنگ آهن برزيل در ايالت Minas – gerais از اين نوع بوده كه اغلب به صورت شيست مي باشند.

4ـ لاتريت ها

لاتريت ها نيز معمولا متراكم و سخت بوده و كاني آهن دار در اين سنگها معمولاً اكسيدهاي آهني آب دار مانند ليمونيت مي باشد. اين سنگها معمولا همراه با ساير كاني هاي منگنز دار، كرم و نيكل دار مانند معادن سنگ آهن ونزوئلا ،‌فيليپين ، و غيره ديده مي شوند.

5ـ اووليتيك

در اين كانسارها به طور كلي كاني آهن دار ،‌ليمونيت بوده و قسمت عمده معادن سنگ آهن لرن (فرانسه) از اين نوع مي باشد.

6ـ معادن سيدريتي

در اين كانسارها كاني آهن دار به طور عمده از سيدريت تشكيل شده و معادن آهن پنسيلوانيا در آمريكا از اين نوع است.

7ـ معادن شني

در اين نوع كانسارها سنگ آهن خرد شده و به صورت دانه هاي نسبتاً ريز در آمده اند و اكثر معادن كانادا، زلاندنو و هندوستان از اين نوع مي باشند.

ب ) كانسارهاي آتشفشاني يا هيدروترمال

اين كانسارها اكثراً حاوي كاني هاي ساير عناصر مانند تيتان مي باشند. اگر منشاء آتشفشاني داشته باشند به صورت عدسي يا توده هاي بزرگ در طبيعت يافت شده و اگر منشاء آنها هيدروترمال باشد معمولا به صورت رگه اي ديده مي شوند. كاني آهن دار معمولا منگنيت مي باشد كه گاهي در سطح اكسيد شده و قسمتي از مگنتيت به هماتيت تبديل شده است. اين نوع كانسارها را مي توان در ايالت ميسوري آمريكا ،‌آلاسكا ،‌كانادا و سوئد مشاهده نمود.

ج)كانسارهاي پر عيار شده در اثر حلاليت ناخالصي ها و خروجي آنها از سنگ

اين نوع كانسارها مي توانند منشاء رسوبي يا آتشفشاني داشته باشند. قسمتي از ناخالصي هاي آنها در دورانهاي زمين شناسي توسط آبهاي سطحي بتدريج حل شده و از سنگ خارج شده اند و بدين ترتيب عيار آهن بتدريج افزايش يافته و كانسارهاي بزرگ آهن نسبتاً‌غني را تشكيل داده اند. از اين نوع كانسارها در برزيل، استراليا ،‌بيهار هنديوتان و كانادا (لابرادور) ديده مي شود.

د) كانسار با منشاء سولفور

در اين كانسارها كاني اصلي و اوليه به صورت سولفور بوده و در شرايط اكسيد كننده اين سولفورها كه بطور عمده از پيريت و پيروتيت تشكيل مي شده اند تجزيه و اكسيد شده اند. مشخصه اصلي اين نوع معادن وجود گوگرد باقيمانده در آنها مي باشد. از اين نوع كانسار در كشورهاي اروپايي مانند اسپانيا و معادن آنتاريو كانادا يافت مي شود.

ه ) كانسارهاي كنگلومرا

اين كانسارها به صورت كنگلومرا بوده و دانه هاي اكسيد آهن كه بيشتر هماتيت است توسط سيمان ليمونيتي به يكديگر اتصال مي يابند. قسمتي از معادن برزيل از اين نوع مي باشد.

كاني شناسي سنگهاي آهن

كاني شناسي در كاربرد سنگهاي معدن آهن اهميت فراواني دارد. بسياري از كاني ها كه ممكن است عيار بالايي نيز از آهن داشته باشند به علت نوع تركيب كاني به عنوان ماده اوليه آهن و فولاد قابل مصرف نيستند. مثلا فاياليتFeO)2 (SiO₂. با وجود آنكه از آهن نسبتا غني مي باشد (عيار آهن حدود 55 درصد) ولي به علت تركيب سيليكاته آن كه عملاً در روشهاي توليد آهن و فولاد غير قابل احيا مي باشد، در متالورژي آهن قابل كاربرد نيست. در بين انواع كاني هاي آهن دار تعداد محدودي از آنها از نظر متالورژي آهن مهم و قابل مصرف مي باشند.

مهمترين آنها كاني هاي اكسيدي و سيدريت است. در بين كاني ها اكسيدي بعضي از آنها به علت خاصيت احياپذيري كم (مگنتيت) به صورت مستقيم كاربرد ندارند و بايد مورد عمليات كلوخه سازي يا گندله سازي قرار گيرند تا شكل كاني شناسي آن در جريان اين عمليات تغيير يابد و سپس بكار برده شوند. سرانجام در بعضي از كاني ها وجود عناصري كه مي توانند نقش مهمي در آلودگي محيط زيست داشته باشند، مانند كاني ها ارسنيك دار مانع از كاربرد آنها مي باشد.

در جدول 2ـ2 كاني هاي مهم آهن دار و بعضي از مشخصات آنها نشان داده شده است.

ارزشيابي سنگ معدن آ‌هن

عوامل بسياري در ارزشيابي سنگ معدن مؤثر مي باشند كه به طور خلاصه عبارتند از :‌

1ـ رطوبت و آب تبلور

مقدار رطوبت سنگ معدن بين 0 تا 20 درصد تغيير مي كند،‌آب موجود در سنگهاي معدن ممكن است رطوبت يا آب تبلور باشد. در بعضي از كاني هاي ليمونيتي مقدار آب تبلور مي تواند به 15 الي 16 درصد نيز برسد. هرقدر آب موجود در سنگ معدن بيشتر باشد ارزش آنرا بيشتر كاهش مي دهد. وجود آب در سنگ معدن باعث گران شدن حمل و نقل و همچنين افزايش مصرف انرژي براي بي آب كردن آن مي گردد.

بخصوص در مورد آب تبلور بايد در نظر داشت كه حذف آن در درجه حرارت بالاتري نسبت به رطوبت انجام گرفته و هزينه انرژي مصرفي براي حذف آن بالاتر خواهد بود.

2ـ عيار آهن

عيار سنگ آهن عامل اصلي در ارزش آن مي باشد. معمولا عيار پايه اي براي سنگ آهن در نظر گرفته مي شود و سنگهاي پرعيار مشمول اضافه قيمت تصاعدي شده و سنگ با عيار كمتر مشمول جريمه مي شود . عيار پايه براي سنگهاي مصرفي در كوره بلند 5/51 درصد و در مورد كنستانتره هاي احياي مستقيم حدود 67 درصد است.

3ـ انديس بازي

انديس بازي سنگ يعني در حقيقت نسبت نير در ارزشيابي سنگ معدن موثر بوده و با افزايش عددي اين نسبت ارزش سنگ نيز بالا خواهد بود. همچنين نسبت نيز در ارزشيابي موثر بوده و با افزايش آن ، قيمت سنگ نيز بالا مي رود.

4ـ ناخالصي ها

ناخالصي ها موجود در سنگ معدن روي ارزشيابي آن اثر عمده دارند. در بين اين ناخالصي ها عنصر فسفر بسيار مهم مي باشد و با افزايش مقدار فسفر در سنگ معدن ارزش سنگ كاهش مي يابد. همچنين وجود ساير ناخالصي هاي نامطلوب باعث كاهش قيمت سنگ معدن مي گردد. سرانجام وجود ناخالصي هاي مطلوب مانند كاني هاي منگنز دار و يا افزايش انديس بازي سنگ معدن باعث افزايش قيمت مي شود.

5ـ ابعاد

ابعاد سنگ معدن خود عامل مؤثري در ارزشيابي آن مي باشد. با كاهش ابعاد سنگ بر ارزش آن افزوده مي شود. كاهش ابعاد سنگ معدن باعث صرفه جويي در هزينه خردايش بعدي آن شده و همچنين به علت آنكه وزن مخصوص ظاهري سنگ را افزايش مي دهد،‌لذا سنگ حجم كمتري را اشغال كرده و هزينه حمل و نقل آن كاهش مي يابد.

خرد بودن ابعاد سنگ محدود بوده و چنانچه از حدي كمتر باشد به علت مشكلات مربوط به حمل و نقل مواد بسيار دانه ريز ، از ارزش سنگ كاسته مي گردد. ذرات بسيار دانه ريز بخصوص در حجم هاي كوچك هزينه حمل و نقل بالايي دارند، در صورتي كه در حجم هاي بزرگ مي توان آنها را توسط لوله جابجا كرد و هزينه حمل و نقل را بسيار كاهش داد.

به طور كلي از نظر ابعاد، سنگهاي اهن به چند دسته تقسيم مي شوند كه عبارتند از :

ـ سنگ درشت كه معمولا متوسط ابعاد آن از 50 ميليمتر بزرگتر است.

ـ سنگ متوسط كه داراي ابعادي بين 1 تا 50 ميليمتر مي باشد.

ـ سنگ خرد كه ابعاد آن 1 تا 10 ميليمتر مي باشد.

ـ سنگ دانه ريز با ابعاد 1/0 تا 1 ميليمتر .

ـ نرمه يا پودر كه معمولاً ابعاد آن كمتر از 74 ميكرون (200 مش ) است.

ارزش سنگ معدن از سنگ درشت تا سنگ دانه ريز افزايش يافته و در مورد نرمه مسائل بسياري از قبيل حجم، چگونگي حمل و نقل و غيره روي ارزش آن اثر مي گذارند.

چگونگي حمل و نقل نيز خود در ارزش سنگ معدن در محل معدن اثر مي گذارد. با توجه به اينكه حمل و نقل دريايي 5 الي 10 بار ارزانتر از حمل توسط كاميون و راه آهن مي باشد و حمل توسط كشتي هاي بزرگ با ظرفيت هاي بالا (بالغ بر صد هزار تن) حداقل 30 تا 40 درصد ارزانتر از حمل با كشتي هاي كوچك است، لذا معادن سنگ آهن كه در نزديكي درياها بخصوص درياهاي عميق قرار گرفته اند از ارزش بالاتري برخوردارند. حمل نرمه سنگهاي معدني توسط لوله نيز راه حل جالبي براي جابجايي مواد بسيار ريز مي باشد ولي دامنه كاربرد آن به نواحي گرمسير( نقاطي كه امكان يخ زدن وجود ندارد ) و مسطح ( غير كوهستان) محدود مي شود. همچنين خاصيت فرسايشي ذرات، شكل آنها (گرد و يا گوشه دار بودن ) و غيره اثر روي انتقال آنها توسط لوله به منظور حمل و نقل دراد.

6ـ قابليت پر عيار شدن

بيشتر سنگهاي آهن امروزه عملا مورد عمليات كانه آرايي به منظور پر عيار شدن ويا حذف ناخالصي هاي نامطلوب آن قرار مي گيرند. لذا قابليت پرعيار شدن و هزينه آن در ارزشيابي سنگ معدن مؤثر خواهد بود . به طور كلي روشهاي فيزيكي و مغناطيسي ارزانتر از روش فلوتاسيون مي باشند،‌لذا كاني هاي آهن دار كه خاصيت مغناطيسي باشند با هزينه كمتري قابل پرعيار شدن هستند. سرانجام توزيع ناخالصي ها در سنگ معدن نيز در هزينه پرعيار كردن اثر مي گذارد.

هر قدر توزيع ناخالصي ها دانه درشت تر باشد امكان عمل پرعيار كردن در ابعاد درشت تري وجود داشته و هزينه آن كمتر خواهد بود. در هر حال قابليت پرعيار شدن سنگ و هزينه آن از عوامل مهم در ارزشيابي سنگ آهن مي باشد.

7ـ قابليت خردايش

خردايش سنگ يكي از گرانترين عمليات كانه آرايي مي باشد. عملا بيش از 50 درصد هزينه و 70 درصد انرژي مصرفي در هر كارگاه كانه ‌آرايي صرف خردايش مي گردد. لذا قابليت خردايش سنگ آهن روي ارزشيباي آن اثر بسيار مهم دارد.

در خردايش سختي سنگ يكي از عوامل اصلي بوده و هرقدر سختي سنگ بيشتر باشد هزينه خردايش آن بالاتر خواهد بود. بسياري از سنگهاي معدني به آساني تا ابعاد كوچك ( حدود 1 ميليمتر) خرد مي شوند ولي خردايش نرم آنها مواجه با اشكال و هزينه و مصرف انرژي زياد مي باشد. قابليت خردايش سنگ را مي‌توان به دو قسمت تقسيم كرد كه عبارتند از :

الف ـ قابليت خردايش درشت

قابليت خردايش درشت كه مربوط به خردكردن سنگ تا ابعاد حدود 1 ميليمتر مي باشد. در اين قابليت وجود درز، ترك ،‌شكاف ، تراكم ، تخلخل صفحات كليواژ، رگه هاي ناخالصي و سرانجام سختي از عوامل مهم هستند.

ب ـ قابليت خردايش نرم

قابليت خردايش نرم مربوط به خردايش سنگ از ابعاد حدود 1 ميليمتر به ابعاد مورد نظر مي باشد. معمولا خردايش نرم براي توليد گندله بكار گرفته مي شود و حد خردايش نرم در حدود 44 ميكرون قرار د ارد. در اين خردايش سختي سنگ و شكل بلوري و خواص فيزيكي آن از عوامل اصلي مي باشند. لذا بسته به نوع عملياتي كه بايد روي سنگ معدن انجام شود و نوع مصرف سنگ آهن قابليت خردياش درشت و يا نرم در ارزشيابي سنگ موثر خواهد بود.

8ـ شكل و چگونگي عمليات انجام شده بر روي سنگ معدن

عمليات قبلي انجام شده بر روي سنگ معدن يكي ديگر از عوامل ارزشيابي سنگ آهن مي باشد. سنگ آهن به صورتهاي مختلفي در صنعت وجود دارد كه عبارتند از :‌

ـ سنگ آهن به صورت مستقيم

سنگ معدني آهن دار به صورت مستقيم سنگي است كه از معدن استخراج و پس از خردايش تا ميزان معيني مستقيما به بازار عرضه مي گردد.

ـ‌كنستانتره آهن

كنستانتره هاي آهن سنگهاي معدني هستند كه پس از استخراج و خردايش مورد نظر عمليات كانه آرايي قرار مي گيرند و معمولا داراي عيار آهن بالا بوده و فاقد ناخالصي ها نامطلوب مي باشند.

ـ‌كلوخه

براي توليد كلوخه سنگ آهن پس از خردايش مورد عمل كلوخه سازي قرار مي گيرد. معمولا به علت آنكه كلوخه قابليت حمل و نقل زياد را ندارد و در جريان حمل و نقل هاي طولاني خرد مي شود اين شكل سنگ آهن در بازار وجود نداشته و عمل كلوخه سازي در خود كارخانه ذوب آهن انجام مي گيرد.

ـ‌گندله

گندله يكي از متداول ترين شكل سنگ آهن موجود در بازار مي باشد. در گندله سنگ آهن پس از خردايش و عمليات كانه آرايي به صورت گندله در آمده و به بازار عرضه مي گردد. توليد آهن كه در ميان فلزات بيشترين مصرف را دارد ، 95% ذخيره فلزي توليد شده در تمام دنيا را به خود اختصاص مي دهد و بنيان تمدن امروزي را تشكيل مي دهد. دليل اين موضوع نيز فراواني ، سهولت ، قيمت كم و استحكام زياد آن است.

آهن در ساخت انواع ماشين هاي سبك و سنگين ، كشتي ها ،‌راه آهن ، پل ها ، سدها ،‌ساختمان سازي ،‌تهيه اداوات جنگي، لوازم خانگي و ساخت كارخانه ها به مصرف مي رسد. 99% از كل مصارف سنگ آهن مربوط به صنايع توليد فولاد و چدن مي شود.

مصارف ديگر سنگ آهن كه بسيار ناچيزند عبارتند از : مصرف سنگ آهن در بتن ، استفاده در توليد سيمان ، استفاده در گل حفاري ، استفاده به عنوان واسطه سنگين در شستشوي زغال سنگ و استفاده به عنوان رنگدانه.

در كارخانه هاي ذوب آهن ، كانسنگ آهن يا كك و سنگ آهك مخلوط شده و سپس ذوب مي گردد. سنگ آهك دماي ذوب كانسنگ آهن را كاهش داده و كك با اكسيژن كانسنگ تشكيل گاز كربنيك را مي دهد. آهن ذوب شده كه حاوي 3 تا 4% كربن است براي مصارف گوناگون استفاده مي شود.

99% از كل مصرف كربن و مقادير متغيري آلودگي هاي سولفور ،‌سيليس و فسفات است كه اين آلودگي ها اثر منفي در خواص چدن ايجاد مي كند . گاهي چدن حاوي 2 تا 5/3% كربن ومقادير كمي منگنز است. چدن نقطه ذوب 1470-1420K دارد كه پائين تر از اجزاء‌اصلي سازنده آن است و زماني كه آهن و كربن به اتفاق گرم مي شوند،‌محصول اوليه ذوب مي شود. چدن ها بي نهايت مستحكم ، سخت و شكننده هستند. چدن نرم ( كارشده) چدني گرم و سفيد است كه تمايل به شكنندگي دارد.

فولاد كربني حاوي 5/0 تا 5/1 % كربن است و محصولي سخت و چكش خوار است اما مانند چدن ديرگداز (نسوز) نيست. فولاد آلياژهاي حاوي مقادير متغيري كربن است و به خوبي فلزاتي چون كروميم ،‌واناديوم ،‌موليبدن،‌نيكل ،‌تنگستن و . . . مي باشد.

آهن كربن دار به كوره تهيه فولاد منتقل مي شود تا كربن و ديگر ناخالصي هاي آن حذف شده و در ضمن عناصر بخصوصي به آن اضافه گردد تا خواص ويژه اي در آن ايجاد شود. عناصري كه در تهيه انواع فولاد استفاده مي شوند عبارتند از :‌كروم ،‌منگنز ،‌كبالت، واناديوم، نيكل ، تنگستن ، موليبدن، مس ، سرب ،‌نيوبيوم و سيليس.

نوع فولاد	خصوصيت مهم
كروم دار	ضد زنگ ، مقاوم در برابر حرارت بالا
منگنز دار	مقاوم، مقاومت سايشي بسيار خوب ، سخت
واناديم دار	مقاوم ، هادي خوب ،‌خاصيت ارتجاعي خوب
نيكل دار	ضد زنگ، سخت و مقاوم
موليبدن دار	مقاوم ، هادي ،‌مقاوم در برابر شوك و ضربه
تنگستن دار	سخت بالاو مقاوم در برابر حرارت بالا
كبالت دار	داراي خاصيت مغناطيسي دائم، مقاوم در برابر حرارت بالا
مس دار	ضد زنگ و قابل استفاده در قطعات ماشين
نيوبيوم دار	مقاوم در برابر حرارت بالا
سيليس دار	ضد زنگ،‌مقاوم در برابر حرارت و سايش

جدول 6 ـ خصوصيات مهم انواع فولاد

اكسيدهاي فريك در توليد ذخيره مغناطيسي در كامپيوترها استفاده مي شود. آنها اغلب با مواد مركب ديگر مخلوط مي شوند و خواص مغناطيسي آنها در محلول باقي مي ماند.

موارد كاربرد اكسيد آهن طبيعي:

رنگ سازي، جوهر چاپ،‌مداد شمعي پلاستيك، لاستيك، كاغذ ،‌بتون و مواد ساختماني ،‌ساروج، آجر و كاشي ،‌جلاي سراميك،‌غذاي دام، داروسازي، لوازم آرايشي ،‌تهيه شيشه هاي رنگي ، رنگين كردن مواد ساختماني ،‌ضد زنگ ، كاتاليزور.

موارد كاربرد اكسيد آهن مصنوعي :

رنگ ،‌لاستيك‌، پلاستيك، لوازم آرايشي ، داروسازي ،‌رنگ چوب

موارد كاربرد منيتيت:

آهنرباهاي سراميكي صلب و انعطاف پذير، بهبود دهنده هاي اصطكاك در دماي بالا مانند لنت ترمز، جوهر چاپ مغناطيسي، خمير شيشه و چيني و مواد مغذي ريز براي خاك ،‌الكترونيك ( موتورهاي DC ،‌تجهيزات مورد استفاده در بستن درب مانند درب يخچال، تصوير سازي تشديد مغناطيسي ، ضبط با سرعت پايين و كيفيت بالا (hi-fi) .

كليات مربوط به توليد آهن و

مواد اوليه مورد نياز آنها

صنايع توليد آهن و فولاد در نيم قرن اخير تحولات چشمگيري را پشت سر گذاشته است. از طرفي صدها روش احياي مستقيم سنگهاي آهن بر اساس استفاده از گاز طبيعي به جاي استفاده از كك متالورژي مورد بهره برداي قرار گرفته اند و از طرف ديگر روشهايي بر اساس مصرف زغالهاي غير كك شو براي احياء‌ذوب ،‌و روشهاي نوين احياء ذوب و پالايش مستقيم حتي تا مرحله فولاد سازي بكار گرفته شده اند كه اساسا با ديگ روشها فرق دارند.

در عين حال روش سنتي با قدمت 500 ساله توليد آهن خام در كوره بلند و توليد فولاد در انواع كنورتورها و نيز پالايش فولاد خام در كوره هاي پاتيلي ، سير تكاملي خود را هنوز حفظ كرده اند به طوريكه هم اكنون :‌

ـ تلاشهايي براي كاربرد مستقيم زغال ،‌مازوت و گاز طبيعي جهت كاهش مصرف كك در كوره بلند،

ـ افزايش ظرفيت آهن خام ،‌

ـ كاهش آلودگي محيط زيست از طريق حذف فرايندهاي كك سازي و كلوخه سازي ،‌

ـ كامپيوتري كردن روند توليد و غيره

صورت گرفته است و هنوز نيز اولويت توليد آهن به روش سنتي ادامه دارد، به طوري كه نسبت توليد آهن خام به ديگر روشها نسبت به آهن خام توليدي در كوره بلند از پنج درصد تجاوز نمي كند. تحقيقات زيادي براي ابداع و توسعه روشهاي متعددي براي استفاده از زغالهاي غير كك شو به طور مستقيم در آلمان ، ژاپن ،‌آمريكا ،‌استراليا و كانادا با اهداف ذيل در حال تكوين مي باشد:

ـ‌كاهش مصرف زغالهاي كك شو به علت كمبود عرضه و در نتيجه گراني آنها ،

ـ كاربرد زغال هاي غير كك شو به علت وفور جهاني آنها ،

ـ حذف واحدهاي كك سازي به علت آلوده كردن محيط و نياز به سرمايه گذاري بالا ،‌

ـ حدف واحدهاي گندله سازي به علت آلوده كردن محيط و نياز به سرمايه گذاري بالا ،‌

ـ افزايش سرعت ،

ـ‌حذف معايب روشهاي احياي مستقيم با گاز طبيعي به علت گراني كاتاليزور و نيز لوله هاي راكتور توليد گاز احيا كننده ، كاهش مصرفي انرژي الكتريكي ،‌فرايند و جلو گيري از اكسايش مجدد آهن اسفنجي ،

ـ احداس واحدهاي اقتصادي كوچكتر به جاي كوره بلند / كنورتور با ظرفيت بالا

ـ كاهش هزينه هاي جاري .

در اين فصل روش سنتي توليد آهن خام در كوره بلند و توليد فولاد در كنورتور و نيز روشهاي مختلف احياي مستقيم براي توليد آهن اسفنجي و فولاد در كوره هاي قوس الكتريكي بويژه روشهاي تجاري احياي مستقيم به اختصار مورد تجزيه وتحليل قرار گرفته است. همچنين مواد اوليه مورد نياز اين روشها نيز به اختصار بررسي شده است.

1ـ توليد آهن و فولاد به روش سنتي كوره بلند / كنورتور

نظر به اينكه كميت و كيفيت مواد اوليه براي توليد آهن خام و فولاد به روش توليد بستگي دراد، لذا در اين بخش به اختصار شيوه توليد آهن و فولاد به روشهاي مهم بويژه روشهايي كه در ايران كاربرد دارند از جمله روش سنتي كوره بلند / كنورتور، توليد آهن اسفنجي به روشهاي احياي مستقيم ميدركس، اچ ـ ال ،‌پوروفر، قائم و نيز نمونه اي از روشهاي احياي مستقيم كه موفقيتهايي براي آينده آنها پيش بيني شده است مانند كوركس به اختصار تشريح مي شود.

براي توليد آهن و فولاد به روش سنتي كوره بلند / كنورتور ،‌واحدهاي آماده سازي مواد اوليه و مواد واسطه توليدي ،‌لازم مي باشد. كه به برخي از آنها اشاره مي شود :

ـ سلول كك سازي براي توليد كك متالورژي از انواع زغال سنگها به منظور بهبود بخشيدن به ويژگي انواع مواد اوليه مصرفي و حذف مواد نامطلوب زغال سنگ از طريق فرآوري آنها ؛

ـ تجهيزات واحد كلوخه سازي و گندله سازي به منظور يكنواخت نمودن خواص فيزيكي ـ‌شيميايي و مكانيكي انواع سنگهاي آهن و بهبود كيفيت مواد اوليه ؛

ـ‌كوره بلند براي توليد آهن خام (چدن ) ،‌از كلوخه (آگلومره )‌و يا گندله (پلت ) و يا سنگ آهن از طريق احيا و ذوب ؛

ـ كنورتور به منظور تبديل آهن خام (چدن ) توليدي در كوره بلند به فولاد ؛

ـ‌كوره پاتيلي به منظور پالايش فولاد خام توليدي در كنورتور.

1ـ1ـ توليد كلوخه و گندله در واحدهاي كلوخه و گندله سازي

سنگهاي آهن از نقطه نظر ساختار و نيز تركيب شيميايي متفاوت و متنوع هستند. نظر به اينكه كوره هاي توليد آهن و فولاد با تركيب ثابت مواد اوليه ، حداكثر بازده را مي توانند داشته باشند،‌لذا ضروري است كه انواع مختلف سنگهاي آهن در دسترس و نيز مواد جنبي با خواص فيزيكي ـ شيميايي و مكانيكي ثابت توليد گردد. اين عمل از طريق كلوخه سازي و گندله سازي ميسر مي گردد كه در فصلهاي ششم و هفتم به تفصيل مورد بررسي قرار خواهد گرفت. روش سنتي كوره بلند / كنورتور به انضمام كلوخه سازي و گندله سازي در شكل 1ـ1 و طرح تجهيزات مورد نياز اين فرايند در شكل 1ـ2 نشان داده شده است.

براي تنظيم تركيب بار كلوخه و گندله بر حسب ضرورت علاوه بر مصرف انواع سنگهاي آهن ،‌عبار كوره بلند و كنورتور ،‌آهك ، دولوميت ،‌منيزيت ، بنتونيت ،‌فلورين،‌زغال سنگ و . . . . نيز به كار برده مي شود كه آن مواد نيز در فصلهاي مربوط كتاب مورد بررسي قرار گرفته اند.

بديهي است پيش از كلوخه سازي سنگهاي آهن ،‌مواد اوليه آنها بايد خرد و نرم شوند تا كانه آرايي آنها ممكن گردد. در اغلب روشهاي متداول ، كاربرد اين نوع نرمه ها مقدور نيست و بار بايد ابعاد معيني داشته باشد. هدف از كلوخه سازي و يا آگلومراسيون توليد دانه هاي درشت از نرمه و مواد ريز اوليه فوق الذكر به طرق مختلف باشد.

در اين فرايند، تخلخل ،‌مقاومت مكانيكي و قابليت واكنش مواد تغيير مي كند و به اين ترتيب ويژگي مواد نقش بسزايي در افزايش بازده توليد در كوره بلند دارد زيرا:‌

ـ موادي مانند غبار كوره بلند / كنورتور را كه نمي توان مستقيما در كوره بارگيري نمود ، زيرا باعث كاهش بازدهي مي شوند، در حالي كه مي توان در فرايند كلوخه سازي و گندله سازي مصرف كرد ؛

ـ‌كاربرد مستقيم موادي مانند سنگ آهن و سنگ منگنز كه براي بهبود عمليات كوره ضروري هستند باعث افزايش مصرف انرژي گران قيمت كوره بلند (كك) مي شوند در حالي كه مي توانند در اين فرايندها با مصرف سوختهايي با ارزش كمتر ، آماده شوند.

ـ سرانجام ابعاد مواد در تخلخل بار ،‌جريان مواد ، جريان گازهاي درون كوره و در نتيجه تغيير و تحولات احيا و ذوب مؤثر است.

1ـ2ـ توليد كك در سلولهاي كك سازي

در كوره بلند از كك به همراه گاز طبيعي، مازوت و زغال سنگ استفاده مي شود. اما كك نقش اصلي را در تأمين انرژي مورد نيازي براي احياي اكسيد آهن و حرارت بعهده دارد . كك در اثر حرارت دادن ذغال سنگ هاي خاصي در سلول هايي مخصوص به طور غير مستقيم و در جوي خالي از هوا توليد مي شود . روند كلي و چرخه مواد و نيز طرح تجهيزات كوره بلند و ساير تجهيزات جنبي آن به ترتيب در شكل هاي 1-1 و 1-3- نشان داده شده است .

سلولهاي كك سازي به شكل مكعب مسطيل بوده و در عرض به اتاقك هاي كوچكي تقسيم شده است در اين اتاقك ها گاز تصفيه شده با هوا سوخته و حرارت لازم براي تبديل ذغال سنگ به كك تامين مي گردد . در اين فرآيند مواد فرار ذغال سنگ و نيز قير و قطران آن جدا مي گردد كك توليدي حاوي كربن ، گوگرد و مواد سنگي همراه ذغال سنگ اوليه مي باشد . علي رقم تخلخل زياد كك ، مقاومت مكانيكي آن بسيار زياد است چون دماي كك گداخته توليدي در سلولهابالا مي باشد لذا نگهداري از آن پس از خروج از سلولها در اتمسفر محيط ممكن نيست زيرا با اكسيژن هوا مي سوزد . براي جلوگيري از اين عملكرد خود به خودي ، كك گداخته با پاشيدن آب روي آن ،‌سرد و سپس انبار مي شود و مورد استفاده قرار مي گيرد. موقعيت سلولهاي كك سازي و نقش آن در فرايند كوره بلند / كنورتور را مي توان در شكل 1ـ1 مشاهده نمود.

1ـ3ـ توليد آهن خام در كوره بلند

نقش كوره بلند در روش سنتي كوره بلند / كنورتور در شكل 1ـ1 و 1ـ2 نشان داده شده است. كلوخه ،‌سنگهاي آهن،‌كك ، آهك و ساير مواد جنبي با نظم خاصي در كوره بلند بار مي شوند .از طريق لوله هاي دم ،‌گاز طبيعي و مازوت به همراه هواي گرم در كوره تزريق و گازهاي احيا كننده بر اساس واكنشهاي ذيل توليد مي گردد:

(1)

(2)

(3)

(4)

واكنشهاي جزئي كك و متان با گازكربنيك،‌بخار آب و اكسيژن در كوره ،‌حرارت و نيز گازهاي احيا كننده ايجاد مي كند كه در خلاف جهت نزول بار در كوره صعود مي كنند و موجب احياي اكسيدهاي آهن و ذوب آهن خام مي شود. ساير مواد سنگي همراه بار نيز در كوره گرم ، ذوب و به سرباره منتقل مي گردند. عمليات گرم شدن ، تكليس ،‌احيا،‌ذوب ، و پالايش در داخل كوره بلند در چهار منطقه به شرح زير انجام مي شود:

1ـ منطقه خشك شدن در قسمت بالاي كوره قرار دارد و دما زير 400 درجه سانتيگراد است. در اين منطقه در اثر عبور گازهاي گرم ،‌رطوبت مواد حذف مي گردد و دولوميت شروع به تجزيه مي كند.

2ـ منطقه احيا كه در قسمت پايين كوره قرار دارد و به علت افزايش دما ،‌احياي اكسيدهاي آهن و تحول مواد گداز آور شروع مي گردد. در اين منطقه واكنشهاي ذيل مي توانند بر حسب موقعيت مواد و عوامل احيا كننده كم و بيش با سرعت متفاوت انجام شوند :‌

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

3ـ منطقه كربونيزه شدن آهن خام كه در اثر تركيب كربن و آهن تحت دماي 900 تا 1200 درجه سانتيگراد از طريق تشكيل سمانتيت صورت مي گيرد:

(18)

در اين منطقه گوگرد ،‌منگنز ،‌فسفر به همراه آهن خام و سمانتيت به سمت پايين حركت مي كنند.

4ـ منطقه احياي نهايي و ذوب ؛‌در اين منطقه و ستيت باقيمانده كه در مناطق بالاتر فرصت كافي براي احياي كامل نداشته تحت دماي 1200 تا 1600 درجه سانتيگراد احيا مي گردد و ضمنا كربن در آهن بيشتر مبادله مي شود. در اين منطقه احياي سيليس و اكسيد منگنز به صورت جزئي و نيز واكنشهاي ديگري نيز انجام مي‌گيرد :

19)

20)

(21)

(22)

23)

(24)

(25)

1ـ4ـ توليد فولاد خام از آهن خام در كنورتور

موادي كه در كوره بلند توليد مي شوند شامل آهن خام مذاب ، سرباره مذاب و گازهاي خروجي كوره مي باشد. به علت خواص فيزيكي ـ شيميايي آهن خام مذاب ،‌مقداري كربن ، سيليسيم ،‌منگنز ،‌گوگرد و فسفر در آن حل مي شود. چون برخي از اين عناصر موجب پايين آمدن كيفيت فولاد مي گردند لذا ناگزير از حذف آنها مي باشيم. بجز گوگرد ساير عناصر مي توانند از طريق اكسايش در كنورتور حذف گردند. نقش كنورتور و چرخه مواد در فرايند توليد آهن و فولاد در شكل 1ـ1 نشان داده شده است.

براي حذف ناخالصي ها فوق الذكر ،‌اكسيژن به تنهايي و يا همراه آهك در كنورتور دميده مي شود و آنها از طريق واكنشهاي ذيل به فازگازي تبديل و يا به سرباره مذاب منتقل مي شوند:

(26)

(27)

(28)

(29)

از واكنشهاي فوق مي توان دريافت كه ناخالصي هاي كربن و سيليسيم به صورت اكسيد ولي گوگرد به صورت سولفيد كلسيم و سولفيد منگنز در مي آيد.

به منظور اكسايش كربن ،‌سيليسيم و فسفر ،‌انواع مختلفي از كنورتورها در صنايع فولاد سازي مورد استفاده قرار گرفته اند كه نقش اصلي آنها ،‌كاهش كربن آهن خام و تبديل آن به فولاد مي باشد:‌

(32)

(33)

با توجه به رابطه 33 مي توان دريافت كه هرچه فشار جزئي اكسيژن (درجه خلوص آن) بيشتر باشد كربن بيشتري مي تواند تحت دماي ثابت و زمان كوتاهتر حذف گردد. بدين ترتيب بازده توليد افزايش مي يابد. همچنين فسفر زدايي تحت شرايط اكسايش و كاهش دما بر اساس رابطه 34 صورت مي گيرد:

( 34)

(35 )

چون شرايط لازم براي حذف گوگرد در كنورتور تحت شرايط اكسيد كنندگي تأمين نيست لذا بايد از اضافه نمودن مواد جنبي گوگرد دار در كنورتور تا حد ممكن جلوگيري شود.

1ـ5ـ پالايش فولاد خام در كوره پاتيلي

در فرايند پالايش آهن خام در كنورتور با تزريق اكسيژن نمي توان عناصر نامطلوب همراه آهن خام را تا حد دلخواه حذف نمود و فولاد خام حاصل معمولا حاوي مقدراي گوگرد و گازهاي حل شده در آن مانند نيتروژن و هيدروژن مي باشد. به منظور حذف گازهاي حل شده در فولاد خام ، روشهاي متعددي وجود دارد كه از جمله كوره هاي پاتيلي تحت خلاء را مي توان نام برد و يا اينكه با تزريق گازهاي بي اثر مانند نيتروژن ياآرگون مي توان هيدروژن محلول را تا حد مطلوبتري پايين آورد:‌

(36)

(37)

همچنين تركيب شيميايي فولاد مي تواند از طريق افزودن فروآلياژها بهبود يابد. روشهاي متعددي به منظور تنظيم تركيب شيميايي فولاد بكار گرفته شده و همچنين صدها نوع فولاد توليد و مورد بهره برداري قرار گيرند.

2ـ توليد آهن و توليد فولاد به روشهاي احياي مستقيم / كوره قوس الكتريكي

تا كنون صدها روش احياي مستقيم در سطوح مختلف آزمايشگاهي ،‌نيمه آزمايشگاهي و صنعتي در ظرفيت هاي مختلف احداث و مورد بهره برداري قرار گرفته اند. بديهي است، امكان بررسي آنها در اين مجموعه نيست. در اين بخش به برخي از روشهاي احياي مستقيم اشاره مي شود . در اغلب روشهاي نسبتا قديمي تر، احياي مستقيم سنگهاي آهن در حالت جامد صورت گرفته و در اثر احياء آهن اسفنجي توليد مي شود. در اين نوع فرايندها مواد سنگي همراه كانه هاي آهن و ساير مواد جنبي بار اوليه در آهن اسفنجي به صورت جامد باقي مي ماند. فرايند احياي مستقيم بنا به ويژگي آن نياز به سنگ آهن غني تر و فاقد ناخالصي هاي نامطولب دارد.

2ـ1ـ توليد آهن اسفنجي به روش احياي مستقيم ميدركس

همانطور كه پيش از اين اشاره شد ،‌كيفيت مواد اوليه مصرفي در فرايندهاي توليد آهن و فولاد كم و بيش به روش توليد آنها بستگي دارد.

آگاهي از مواد اوليه لازم، آماده سازي آن مواد و نيز مواد واسطه و نهايي براي توليد آهن اسفنجي به روش ميدركس لازم است. احياي مستقيم به روش ميدركس شامل تأسيسات و واحدهاي ذيل مي باشد كه به اختصار تشريح مي شوند:

ـ كوره احيا براي توليد آهن اسفنجي؛‌

ـ راكتور توليد گاز احيا كننده

ـ تجهيزات جنبي .

روند كلي چرخه مواد و طرح كوره احيا،‌راكتور توليد گاز احيا كننده و ساير تجهيزات جنبي احياي مستقيم به روش ميدركس را مي توان در شكل هاي 1ـ3 و 1ـ4 مشاهده نمود.

2ـ1ـ1ـ كوره احيا به روش ميدركس

يكي از متداولترين شيوه هاي احياي مستقيم سنگهاي آهن با گاز طبيعي در سطح جهان ،‌روش ميدركس مي باشد. در ايران نيز در مجتمع فولاد اهواز سه مدول و در مجتمع فولاد مباركه پنج مدول احياي مستقيم به اين روش وجود دارد.

در روش ميدركس گندله هاي پخته توليدي از سنگ آهن توسط گازهاي حاصل از اكسايش جزئي گاز طبيعي در كوره احيا در حالت جامد به طور مداوم احيا مي گردند . كوره احيا در روش ميدركس به شكل استوانه طراحي شده است. به اين منظور گندله هاي پخته سرند شده به بالاي كوره منتقل و در محفظه قيف مانندي تخليه مي گردند.

در اين مخزن در مسير انتقال گندله به كوره ،‌گازي خنثي دائما جريان دارد. به اين وسيله نشت گاز احيا كننده، سمي و قابل احتراق از كوره به خارج جلوگيري مي گردد. طرح سه كوره احياي مستقيم به روش ميدركس مدول 400 به انضمام راكتورهاي توليد گاز احيا كننده و ساير تجهيزات جنبي اين واحد در مجتمع فولاد اهواز در شكل 1ـ4 مشاهده مي شود.

2ـ2ـ توليد آهن اسفنجي به روشهاي احياي مستقيم اچ ـ واي ـ‌ ال

چون در سطح جهاني ، واحدهاي احياي مستقيم متعددي به روش اچ ـ واي ـ ال ،‌آهن اسفنجي توليد مي كنند و در ضمن در ايران نيز سه مدول از اچ ـ واي ـ ال وجود دارد، لذا اين شيوه احياي مستقيم نيز به اختصار تشريح مي شود. واحدها و تأسيسات احياي مستقيم با روشهاي اچ ـواي ـ ال شامل :‌

ـ‌كوره هايي براي احياي مستقيم سنگهاي آهن جهت توليد گندله آهن اسفنجي ،‌

ـ راكتوري براي توليد گاز احيا كننده از گاز طبيعي،

ـ راكتورها ، تجهيزات و تأسيسات جنبي براي آماده سازي مواد اوليه ، توليدات و افزايش بازده فرايند توليد مي باشد. تكامل روشهاي اچ ـ واي ـ ال در دو دوره كاملا متمايز صورت گرفته است :‌

ـ دوره اي كه توليد آهن اسفنجي در اثر احياي سنگهاي آهن به صورت غير مداوم اما توليد گاز احيا كننده در اثر اكسايش جزئي گاز طبيعي با بخار آب به طور مداوم انجام مي گيرد كه به روش اچ ـ واي ـ ال يك و دو معروف هستند.

ـ دوره اي كه توليد آهن اسفنجي در اثر احياي سنگهاي آهن و نيز توليد گاز احيا كننده در اثر اكسايش جزئي گاز طبيعي با بخار آب به طور مداوم انجام مي گيرد كه به روش اچ ـ واي ـ ال سه معروف مي باشد. در شكل 1ـ5 و 1ـ6 روند و چرخه مواد براي توليد آهن اسفنجي به صورت جامد به روش غير مداوم اچ ـ واي ـ‌ال يك و دو نشان داده شده است.

2ـ2ـ1ـ احياي مستقيم به روش مداوم اچ ـ واي ـ ال سه

احياي مستقيم سنگهاي آهن به روش اچ ـ‌واي – ال سه برخلاف روشهاي اچ ـ واي ـ ال يك و دو مداوم مي باشد. براي توليد آهن اسفنجي در حالت جامد، هر مدول اچ ـ واي ـ ال سه فقط يك كوره دارد.[5]

گندله هاي پخته از سنگ آهن هماتيتي در مخازن خورجين مانندي در بالاي كوره تخليه مي شوند . چرخه مواد در كوره احيا،‌رفورمرو . . . به انضمام ساير تجهيزات يك مدول اچ ـواي ـ ال سه در شكلهاي 1ـ7 و 1ـ8 نشان داده شده اند.

تاسيسات جنبي احياي مستقيم به روش اچ – واي – ال يك دو سه :

در روند اچ – واي – ال علاوه بر كودها و راكتور توليد گاز احيا كننده ، تجهيزاتي وجود دارد فهرست آنها به شرح ذيل مي باشد :

- نوار نقاله براي انتقال گندله ها به كوره و انتقال آهن اسفنجي از كوره به خارج

- تجهيزات لازم براي باركردن گندله پخته سنگ آهن در كوره

- تجهيزات لازم براي تخليه گندله آهن اسفنجي از كوره

- برج شستشو براي حذف غبار ، گاز كربنيك و بخار آب گاز خروجي از كوره ها راكتور گوگرد زدايي گاز طبيعي .

2ـ3ـ توليد آهن اسفنجي به روش احياي مستقيم پوروفر

گرچه احياي مستقيم به روش پوروفر ايران در سطح جهان منحصر بفرد مي باشد ولي به علت نياز برآورد مواد اوليه لازم براي آن واحد ، اين روش به اختصار بررسي مي شود، ظرفيت ساليانه اين واحد حدود 300 هزار تن آهن اسفنجي و تجهيزات آن به ترتيب زير است :

ـ يك كوره احيا كه به طور مداوم كار مي كند،

ـ دو راكتور كه به صورت ادواري گاز احيا كننده توليد مي نمايند.

ـ ساير تجهيزات جنبي از جمله ماشين خشته سازي ، سيستم توليد گاز خنثي و غيره.

روند كلي و چرخه مواد و طرح تجهيزات احيا به روش پوروفر مجتمع فولاد اهواز براي توليدي حدود 300 هزار تن آهن اسفنجي در سال را به ترتيب در شكلهاي 1ـ9 و 1ـ10 مي توان مشاهده نمود.

2ـ4ـ توليد آهن اسفنجي به روش احياي مستقيم قائم

فرايند احياي مستقيم گندله هاي هماتيتي به روش طرح قائم يك با ظرفيت 40 هزار تن آهن اسفنجي پس از يك دوره آزمايشي منجر به طراحي واحدي با ظرفيت 600 هزار تن شد. در اين روش گندله هاي هماتيتي پس از پيش گرم شدن در محفظه اي در آتمسفر نيتروژن ،‌به طور مداوم در كوره احيا وارد شده و توسط گاز احيا كننده در دمايي حدود 800 تا 900 درجه سانتيگراد به آهن اسفنجي با د رجه فلزي تا 96 درصد احيا مي گردد.

گاز احيا كننده در طرح قائم يك در دو راكتور مرتبط به هم توليد مي شود. در يك راكتور گاز اوليه شامل گاز طبيعي و گاز فرايند بصورت ركوپراتيو پيش گرم و اين گاز به انضمام گاز طبيعي با اكسيژن در يك اجاق احتراق بصورت ناقص سوخته ، در دمايي حدود 1300 درجه سانتيگراد به گاز احيا كننده تبديل مي شود.

بايد توجه داشت كه گاز احيا كننده در اين روش بدون استفاده از كاتاليزور توليد مي شود و حاوي حدود 90 درصد گاز احيا كننده هيدروژن بعلاوه اكسيد كربن مي باشد. در شكل 1ـ11 روند كلي و چرخه مواد و در شكل 1ـ12 طرح كوره احيا،‌راكتور آماده سازي و توليد گاز احيا كننده به روش قائم نشان داده شده است.

در كارخانه ذوب آهن اصفهان يك واحد احياي مستقيم به روش قائم دو با ظرفيت 600 هزار تن آهن اسفنجي در سال طراحي و مراحل راه اندازي را پشت سر مي گذارد و توليد آن رسما در 29 مرداد 1375 آغاز شد.

توليد آهن خام به روش كوركس :

يكي از روشهاي احياي مستقيم كه مي تواند در آينده جانشين مناسبي براي روش سنتي توليد آهن در كوره بلند / توليد فولاد در كنورتور و روش احياي مستقيم براي توليد آهن اسفنجي با گاز طبيعي به شمار مي آيد ، روش كروكس مي باشد زيرا اين روش بر اساس استفاده از ذغال غير كك شو طراحي شده كه عرضه آن بر خلاف گازطبيعي و ذغال هاي كك شو در جهان بالا است . اين روش از واحد هاي اصلي زير تشكيل شده است .

- راكتور توليد گاز احياء كننده ، احياي سنگ آهن پيش احيا شده و پالايش آهن خام

- كوره براي پيش احياي گندله هاي پخته

- تجهيزات جنبي

طرح چرخه مواد به روش كوركس در شكل 1-13 و طرح راكتور احيا ء ذوب و پالايش كوره احيا و وساير تجهيزات جنبي اين واحد در شكل 1-14 نشان داده شده است .

توليد فولاد خام از آهن اسفنجي در كوره قوس الكتريكي

در اغلب واحد هاي احيايي مستقيم بر اساس مصرف گاز طبيعي همچون ميدرگس در مجتمع پروفر و اچ – واي – ال مجتمع فولاد اهواز ، واحدهاي ميدرگس در مجتمع فولاد مباركه و طرح قائم و كارخانه ذوب آهن ، گندله آهن اسفنجي به صورت جامد توليد مي گردد در اين نوع آهن اسفنجي ، همراه با آهن فلزي مقداري كربن به صورت دوده و مقداري آهن به صورت سمانتيت ( Fe3C) و وستيت (Fe95C ) و كليه مواد سنگي همراه اكسيد هاي آهن در كانه اوليه وجود دارد براي توليد فو.لاد بايد كليه ناخالصيهاي آهن اسفنجي حذف گردد .

به علت ويژگي خاص آهن اسفنجي ،‌پالايش اوليه آن به طور كلي در كوره قوس الكتريكي انجام مي گيرد.[6]

چرخه مواد و طرح تجهيزات كوره قوس الكتريكي در شكل 1ـ15 نشان داده شده است.

در كوره قوس الكتريكي به علت هدايت حرارتي پايين آهن اسفنجي ،‌نخست آهن قراضه همراه آهك در كوره شارژ مي شود و پس از برقراري جريان الكتريكي و تشكيل حوضچه اي از فولاد مذاب ،‌گندله هاي آهن اسفنجي مي تواند به طور مداوم و يا غير مداوم در كوره شارژ و سرباره مذاب و نيز فولاد خام مذاب طبق برنامه از كوره تخليه شود.

چون دماي كوره قوس الكتريكي بالاست،‌لذا مقداري آهن تبخير و همراه دود از كوره خارج مي گردد . جهت كاهش آلودگي محيط زيست ، غبار گاز خروجي حذف گرديده و مجدداً به فرايند توليد در روند گندله سازي برگشت داده مي شود. در مجتمع فولاد اهواز شش كوره قوس الكتريكي و در مجتمع فولاد مباركه هشت كوره قوس الكتريكي براي ذوب و پالايش آهن اسفنجي با ظرفيتي حدود 180 تا 200 تن فولاد و در مجتمع هاي ديگر فولاد سازي ايران كوره هاي كوچكتري از اين نوع وجود د ارد.

3ـ وضعيت واحدهاي احياي مستقيم براي توليد آهن اسفنجي در جهان

واحدهاي احياي مستقيم متعددي كه از سال 1957 تا كنون در سطح جهان در 82 كارخانه ،‌مشتمل به 115 مدول احداث شده و يا در حال احداث مي باشند كه برخي از آنها فعال و برخي ديگر در حال راه اندازي هستند و فهرست آنها در جدول 1ـ1 و 1ـ2 مي باشد. برداشت كلي از وضعيت اين واحدها به ترتيب ذيل خلاصه مي گردد:

ـ ظرفيت اسمي 53 واحد فعال احياي مستقيم تاسال 1991 ميلادي كه با گاز طبيعي كار مي كنند 5/23 ميليون تن مي باشند.

ـ ظرفيت اسمي 20 واحد فعال احياي مستقيم تا سال 1991 ميلادي كه با زغال كار مي نمايند 48/2 ميليون تن است.

ـ ظرفيت اسمي 4 واحد فعال خشته سازي تا سال 1991 ميلادي 9/2 ميليون تن مي باشد.

عوامل مؤثر بر قيمت آهن

گروه بازار سرمايه با توجه به زمان بربودن سرمايه گذاري و به دليل عدم امنيت مناسب براي سرمايه گذاري تنها راه مقابله با كمبود آهن در حال حاضر واردات كنترل شده آهن مي باشد.

يزدي زاده سرپرست معاونت فروش و صادرات ذوب آهن اصفهان در رابطه با راه هاي مقابله با كمبود آهن در كشور به خبرنگار جهان اقتصاد افزود :‌تنها راه مقابله با كمبود آهن از طريق واردات مي باشد و نمي توان منتظر بالا بردن ظرفيت توليد بمانيم چرا كه توليد زمان پر است.

وي افزود : به دليل عدم امنيت مناسب ، سرمايه گذاران علاقه اي به سرمايه گذاري ندارند و امكان سرمايه گذاري كلان در بخش فولاد گرفته شده است و تا زماني كه شرايط را براي سرمايه گذاري مهيا نكنيم نمي توان از سرمايه گذاران انتظار چنين امري را داشته باشيم.

يزدي زاده در ادامه گفت : در عين حال قيمت شمش وارداتي نيز نسبت به محصولات توليد شده بالا است و نمي توان در شرايط فعلي مواد اوليه وارد كرد.

وي تصريح كرد: با واردات محصولات آهني مي توان بر مشكلات مقطعي غالب شد.

سرپرست فروش ذوب آهن در ادامه گفت : بايد براي واردات برنامه ريزي شده حركت كرد و اين امر باعث تكرار تجربه گذشته نشود چرا كه عدم كنترل واردات باعث واردات بي رويه و غير استاندارد محصولات شده و توليد كنندگان داخلي را دچار خلل كنيم و بازار دچار شوك شود.

كاظم جعفري از فعالان بازار آهن نيز در همين رابطه به جهان اقتصاد گفت : راه مقابله با كمبود آهن بالا بودن توليد است و نبايد در دراز مدت به واردات تكيه كرد.

وي افزود : واردات باعث نابودي صنعت ملي مي گردد به ويژه آن كه صنعت فولاد ايران از محدود صنايع ايران است كه در سطح دنيا حرفي براي گفتن دارد و مي توان با تقويت جايگاه آن در بازار در جهان حرفي براي گفتن داشته باشيم.

جعفري در ادامه گفت : يكي از مشكلاتي كه بازار آهن را به چالش كشانده و كمتر كسي به آن اشاره مي كند ورود افراد غير متخصص و همين طور افراد سودجو و فرصت طلب به اين بازار است به نحوي كه اين دو دسته با عملكرد منفي خود فضاي مناسب كاري فعالان بازار را تنگ كرده اند و بسياري از مشكلات بازار فولاد ايران به دليل حضور اين افراد است.

وي تصريح كرد : مي توان با تسويه اين افراد از بازار آهن و ساماندهي مجدد بازار بسياري از مشكلات بازار را از جمله كمبودهاي مقطعي حل كرد و فضاي ا مني را براي بازار آهن بوجود آورد.

وي با بيان اين كه عده اي با بزرگ كمبود و راه انداختن جنگ رواني به دنبال مقاصد شوم خود هستند گفت : البته نمي توان منكر كمبود آهن در كشور شد اما بخش عمده برهم ريختگي بازار و بزرگ نمايي كمبود آهن به دليل احتكار آهن از سوي افراد سودجو مي باشد.

و بخشي نيز به دليل با راه انداختن جنگ رواني بر عليه بعضي از نهادها به دنبال رسيدن به خواسته هاي نامشروع خود هستند.

جعفري در ادامه اظهار داشت : دولت براي مقابله با كمبود آهن و هرج و مرج هرچه سريعتر شرايط سرمايه گذاري در بخش مولد را مهيا كنند سرمايه گذاران بخشي خصوصي در فضاي امن بتوانند توليد آهن كشور را به سطح مطلوب برسانند.

يكي از اعضاي تعاوني آهن قزوين نيز در همين رابطه با جهان اقتصاد گفت : براي جبران كمبود آهن كشور راه هاي مختلفي وجود دارد اما سريعترين و مناسب ترين آن واردات كنترل شده است.

وي افزود : نبايد در زمينه بدون برنامه كاري كرد چرا كه ممكن است خسارتي كه واردات بي رويه با بازار آهن وارد مي كند بيشتر از كمبود مقطعي آهن باشد.

وي تصريح كرد: در چند سال گذشته افراد سودجو با وارد كردن آهن آلات ارزان قيمت و در عين حال غير استاندارد باعث وارد شدن خسارت فراوان به توليد كنندگان داخلي شدند در عين حال كه استفاده از اين محصولات تبعات منفي زيادي دارد.

اين كارشناس افزود :‌واردكنندگان بايد افراد شناسنامه دارد و بازار باشند و دولت نبايد به هر كسي اجازه واردات آهن را بدهد.

بازار آهن در انتظار سرنوشت

بازار آهن كه سال گذشته را همراه با ركود نسبي سپري كرده بود در روزهاي اخير حال و هواي پر التهابي پيدا كرده و مانند الاكلنگي شده كه گاهي با گراني قيمت آهن و گاهي با كاهش قيمت اين محصول همراه است.

به گزارش خبرنگار باشگاه خبرنگاران جوان ، اگرچه دولت براي جلوگيري از روند رو به رشد قيمت آهن تعرفه واردات آن را از 20 درصد به صفر رساند، ولي از سوي ديگر واردات آهن آلات به چهار وزارتخانه صنايع و معادن ،‌بازرگاني ،‌نيرو و مسكن سپرده شد كه مي توانست اقدام مناسبي در جهت كاهش قيمت آهن باشد، اما در عمل به دليل تورم در قيمت هاي جهاني فولاد كه به تبع افزايش بي سابقه قيمت نفت بوده است توفيق چنداني در كاهش و تثبيت قيمت آهن حاصل نشد.

هنوز تكاپوي بازار آهن براي تطبيق خود با حذف تعرفه واردات آهن پايان نيافته بود كه به دنبال آن با مصوبه هيات وزيران جهت حفظ تعادل در بازار اين محصول، صادرات تيرآهن نيز متوقف شد تا بازار شاهد كاهش قيمت اين محصول باشد. اين توقف صادرات در حالي است كه بررسي ها نشان مي دهد آهن آلات رتبه نخست كالاهاي وارداتي و صادراتي كشور به لحاظ حجم و ارزش را در سال 84 به خود اختصاص داده است . حجم صادرات آهن در سال 84 بالغ بر 2 ميليون و 552 هزار و 800 تن و به ارزش يك ميليارد و 326 ميليون دلار بوده و سهم وزني صادرات آهن آلات و فولاد از كل صادرات كشور در سال گذشته 7/11 درصد و سهم ارزشي آن 4/13 درصد بوده است.

توقف صادرات ذوب آهن ،‌كاهش قيمت ها

سبحاني ،‌مدير عامل ذوب آهن اصفهان در ارتباط با توقف صادرات اين شركت در گفت و گو با خبرنگار باشگاه خبرنگاران گفت :‌ذوب آهن از حدود 2 ماه پيش تا كنون دريافت سفارش صادرات را متوقف كرده است و حداكثر توليد تير آهن خود را كه ماهانه 120 هزار تن است،‌از طريق بورس فلزات عرضه مي كند. وي با اشاره به تاثير توقف صادرات تير آهن ذوب آهن اصفهان در بازار اين محصول خاطر نشان كرد: تا بيش از اين اقدام ، قيمت اين محصول رو به رشد بود،‌اما پس از توقف صادرات تيرآهن قيمت اين محصول ابتدا ثبات پيدا كرد و سپس كاهش يافت . همچنين با افزايش نگراني مصرف كنندگان از عدم ثبات در بازار آهن جمعي از وزراي دولت مامور ساماندهي بازار آهن شدند و ذوب آهن اصفهان را موظف كردند 25 درصد توليدات خود را به صورت تحويل فوري و بر اساس نرخ كشف قيمت بورس فلزات به تعاوني ها عرضه كند.

اين تعهدات دولت در كنار خبر ورود 130 هزار تن تير آهن به گمرك كشور توانست بازار آهن را در طي هفته گذشته با كاهش قيمت روبه رو كند، اما اين ثبات و كاهش قيمت تداوم چنداني نيافت و قيمت آهن با وجود تمام تدابير ،‌روند صعودي گذشته را در پيش گرفته است. در اين خصوص محمد ‌آزاد، رييس اتحاديه صنف آهن فروشان گفت :‌130 هزار تن آهن وارد گمرك شده است كه ظرف هفته جاري وارد بازار شده و پيش بيني مي شود واردات اين حجم آ‌هن قيمت را كاهش دهد. وي افزود : هفته گذشته از شنبه تا چهارشنبه قيمت آهن در بازار كاهش يافت اما متاسفانه از چهارشنبه مجددا به قيمت قبل بازگشت.

بازار داخلي متاثر از بازارهاي جهاني

رسول خليفه سلطان ، دبير انجمن توليد كنندگان فولاد نيز به ثبات نرسيدن در بازار آهن را تاثير پذيري اين بازار از بازارهاي جهاني عنوان كرد و گفت :‌هم اكنون يك سوم فولاد مصرف داخل از طريق واردات تامين مي شود كه اين بازار را تحت تاثير بازارهاي جهاني قرار مي دهد.

وي افزود : عرضه زياد مي تواند قيمت ها را متعادل كند و دولت براي عرضه زياد بايد تسهيلاتي در اختيار توليد كنندگان قرار دهد تا شمش را ارزان خريداري و محصول را ارزان بفروشند تا بسياري از توليد كنندگان بخش خصوصي هم از ورشكستگي نجابت يابند.

حسين مصيب زاده ، عضو انجمن توليد كنندگان فولاد ايران نيز پايين آمدن قيمت آهن در روزهاي اخير را به دليل وجود شايعاتي براي واردات فولاد و آهن دانست و گفت :‌هم اكنون با وجود همه مشكلات موجود در توليد محصولات فولادي قيمت آهن گران نيست و نوسان قيمت آهن به عرضه و تقاضا بستگي دارد. وي افزود: دولت براي رفع اين نوسان بايد با ارائه وام هاي طولاني مدت و يارانه به توليد كنندگان براي تامين مواد اوليه توليد را افزايش داده و سبب كاهش قيمت ها شود.

اما آنچه اين روزها از زبان گروهي از كارشناسان و مسوولان كشور در خصوص دلايل اين نوسان قيمت در بازار آهن شنيده مي شود،‌عدم نظارت كافي بر معاملات بورس فلزات تهران است.

سازمان بورس فلزات كه با هدف كشف قيمت واقعي فلزات در كشور همراه با تقابل در عرضه و تقاضا براي يافتن كمبوها و افزايش در واردات يا صادرات ايجاد معاملات شفاف، پايين بودن ميزان ريسك و خطر پذيري معاملات و ايجاد امنيت براي خريدار و فروشنده و كنترل استاندارد محصولات راه اندازي شد، اين روزها مورد انتقاد شديد فعالان و كارشناسان بخش فولاد و آهن كشور قرار گرفته است. عضو كميسيون صنايع و معادن مجلس در اين باره گفت :‌نوسان قيمت آهن ناشي از فرصت طلبي برخي توليد كنندگان داخلي است و به دليل ارزاني قيمت فولاد در داخل كشور بسياري از توليد كنندگان سعي در رساندن قيمت اين محصول به قيمت بازارهاي جهاني دارند. وي گفت : دولت براي مهار افزايش يا كاهش قيمت بايد اجازه واردات فولاد خام را به بخش خصوصي بدهد و نظارت خود را بر بورس فلزات افزايش دهد.

بورس فلزات سبب رشد اقتصادي ملي

از سوي ديگر يزدي زاده ،‌سرپرست معاونت فروش ذوب آهن اصفهان در خصوص شايعه تضعيف يا انحلال بورس فلزات به خبرنگار ما گفت :‌دولت خود بر منافع بيشمار بورس هاي كالايي واقف است و سخنان رئيس جمهور مبني بر احتمال تغيير سياست هاي دولت به معناي برخورد با بورس فلزات نيست اما از سوي ديگر واقعيت اين است كه تاسيس بورس بر اساس قانون سوم توسعه و مصوبه مجلس شوراي اسلامي بوده و دولت به تنهايي نمي تواند در مورد تداوم فعاليت هاي بورس تصميم گيرنده باشد.

وي افزود : افزايش قيمت فولاد در ايران به د نبال افزايش قيمت هاي جهاني است به ويژه آ“كه در طول سال گذشته قيمت فولاد در بازارهاي داخلي رشد نكرده است. وي گفت : عملكرد بورس فلزات باعث رشد اقتصاد ملي شد و بورس فلزات جزو افتخارات دولت است كه بايد تمامي فعالان بازار از اين جايگاه دفاع كنند.

قيمت آهن تحت تاثير جو سازي ها

همچنين سبحاني ، مدير عامل ذوب آهن اصفهان گفت : اين بحث تحت تاثير جو سازي ها قرار گرفته است و قيمت محصولات ما در بورس فلزات بالا نيست بلكه بر اساس عرضه و تقاضا تعيين مي شود.

وي افزود : در حالي كه قيمت آهن 10 تا 15 درصد رشد داشته كه هزينه هاي شركت هر ساله حدود 20 درصد رشد كرده است.

مصارف عمده آهن

آهن كه در ميان فلزات بيشترين مصرف را دارد ، 95% ذخيره فلزي توليد شده در تمام دنيا را به خود اختصاص نيز فراواني ،‌سهولت ،‌قيمت كم و استحكام زياد آن است.

آهن در ساخت انواع ماشين هاي سبك و سنگين ، كشتي ها ،‌راه آهن ، پل ها ، سدها،‌ساختمان سازي ، رسد . 99% از كل مصارف آهن مربوط به صنايع توليد فولاد و چدن مي شود.

تجهيزات و نوارهاي ضبط مغناطيسي ،‌ MICR ،‌رنگدانه تونر ، فتوكپي و فكس غير رنگي )، زغال شويي.

موارد كاربرد اكسيد آهن ميكايي :

كنترل خردگي مانند سازه هاي فولادي در پلها ،‌دكلهاي دريايي، مبدلهاي ولتاژ بالا،‌دكلهاي انتقال برق،‌طرحهاي صنعتي ،‌مخازن ذخيره.

موارد كاربرد هماتيت ريزدانه :‌

صنايع ساينده مانند ساينده هاي بادي ،‌ساينده هاي تجهيزات اپتيكي، گل حفاري ،‌خطوط لوله درياييو سكوهاي نفتي.

استانداردها :‌

در صنعت رنگ :

اكسيد آهن طبيعي به چهار رده A,B,C,D بر حسب محتواي Fe₂o₃تقسيم مي شوند كه عبارتند از قرمز <65 ،‌70 ،50 و 10% زرد <83 ،‌70،50 و 10% قهوه اي <87 ،‌70 و 30% سياه <95 و 70% و خاكستري <MIO 85% ،‌فاكتورهاي ديگر شامل مواد محلول و فرار ،‌كلريدها و سولفيدهاي محلول در آب آهك ، چگالي كل ،‌جذب نفت ، گذري ، مقاومت نسبي در برابر تغيير رنگ ،‌سطح مخصوص ويژه ، اندازه ذرات ( به عنوان مثال 10 يا 50 ميكرومتر ).

استاندارد ASTM از اين قرار است :

اخري :‌

< Fe2o3 7% ،‌رطوبت و مواد فرار كمتر از 1%

سينا :‌ (sienna)

fe2O3 38% > فرار و رطوبت >4% براي كنستانتره خاكه بايد كم شود.

فريت :‌ (Ferrite)

پايين ترين درصد مجاز Fe2O3 38% و بالاترين درصد مجاز تركيبات ديگر عبارت است از cr2o3 0.1%,Al-203 0.2%,Cl 0.25% , : sio2 0.3%ورطوبت 1% همراه 85% مش 325.

گل حفاري API (‌وزن مخصوص بيشتر از 5 و منش 300.

اگرگات پرچگال : (high – density aggregate)

پايين ترين درصد مجاز Fe2O3 65% و بالاترين درصد مجاز Sio2+Al – 203 5% ،‌جذب كمتر از 4% واكنش پذيري كم با سولفيد و مواد قلياي ،‌شكل دانه ها زاويه دار يا نيمه زاويه دار ،‌وزن مخصوص ، 1/5 ـ 5/4.

غذاي دام :‌ (pet Food)

بالاترين درصد مجاز آرسنيك ppm 5 ،‌سرب ppm 20 ،‌جيوه ppm 3 .

مواد دارويي و آرايشي :‌

بالاترين حد مجاز آرسنيك ppm 3 ، سرب ppm 10 ، جيوه ppm 3.

بازيافت :‌

تقريبا بيشترين مقدار اكسيد آهن توليد شده از فلز قراضه بدست مي آيد.

جايگزين ها :‌

رنگيزه (Pigment)

مواد سنگين (‌گل حفاري ) :

بريت ،‌ايلمنيت

آگرگات سنگين وزن :

باريت ،‌ايلمنيت ، براده هاي شمش و فولاد ضرب ديده ،‌ساچمه هاي فولادي ،‌سرباره آهن فسفر دار.

بازار سنگ آهن دنيا متاثر از مصرف چند كشور عمده است. هشت كشور كره جنوبي ، هند ،‌برزيل، آلمان ،‌آمريكا ، كشورهاي مشترك المنافع، ژاپن، و چين بيش از نيمي از مصرف ظاهري دنيا را به خود اختصاص مي دهند.

ميزان مصرف ظاهري سنگ آهن در جهان در طي اين دوره 1997 (2001 ـ با نرخ رشد 1/0 ـ 2% ميليارد تن بوده كه از 3136 ميليون تن در سال 1997 به 2230 ميليون تن در سال 1999 و 3114 ميليون تن در سال 2001 كاهش يافته است. (جدول 7)

[1]Pelwt Feed

[2]Green Pellet

[3]Sinter Feed

[4]Jasper

[5] يك مدول اچ ـ واي ـ ال يك دو دو چهار كوره دارد

[6] آهن اسفنجي مي تواند در كوره بلند ،‌كنورتور ،‌كوره كوپل و غيره مصرف شود (مأخذ 32).

براي ديدن ساير اقدام پژوهي هاوگزارش تخصصي ها وتحقيقات ديگر برروي لينک هاي زيرکليک کنيد

مي پسندم 0 نمي پسندم 0

اين مطلب در تاريخ: شنبه 09 اسفند 1393 ساعت: 15:21 منتشر شده است
برچسب ها : تحقیق درباره اهن و فولاد,اهن و فولاد,ماده اوليه براي ساخت و توليد كلوخه,

نويسنده:nevisandeh