تحقیق بررسی كوره های قوس الكتریكی و القائی

تحقیق بررسی كوره های قوس الكتریكی و القائی در 40 صفحه ورد قابل ویرایش 

مقدمه

امروزه یكی از اساسی ترین پایه های اقتصادی و اجتماعی كشورهای جهان را صنایع آهن و فولاد تشكیل می دهد و این به سبب نیاز مبرمی است كه انسان جهت پیشبرد، مفاصد خود در زندگی دارد. با نگاه اجمالی به كارایی این عنصر حیاتی، می توان به نقش سازنده آن پی برد. زیرا علاوه بركاركرد آن درامر ساختمان سازی، پل سازی و غیره یكی از كالاهای اساسی در صنایع اتومبیل سازی، كشتی سازی و لكوموتیو سازی است و به صورت آلیاژ های مختلف، اساس تكنولوژی ماشین آلات را تشكیل می دهد. كه آهن و فولاد به روش های مختلفی تهیه و تولید می شدند ما  دراین تحقیق روش تهیه بوسیله كوره بلند را از ابتدا مورد بررسی قرار می دهیم.

آهن عنصر شیمیایی است كه در جدول تناوبی با نشان Fe و عدد اتمی 26 وجود دارد. آهن فلزی است كه در گروه 8 و دوره 4 جدول تناوبی قرار دارد.

تاریخچه آهن (Fe)

اولین نشانه های استفاده از آهن به زمان سومریان و مصریان برمی گردد كه تقریباً 4000 سال قبل از میلاد با آهن كشف شده از شهاب سنگها اقلام كوچكی مثل سر نیزه وزیور آلات می ساختند. از 2000 تا 3000 سال قبل از میلاد، تعداد فزاینده ای از اشیاء ساخته شده با آهن مذاب (فقدان نیكل، این محصولات را از آهن شهاب سنگی متمایز می كند) دربین النهرین، آسیای صغیر و مصر به چشم می خورد؛ اما ظاهراً تنها در تشریفات از آهن استفاده می شد و آهن فلزی گرانبها حتی با ارزش تر از طلا به حساب می آمد.

براساس تعداد از منابع آهن، به عنوان یك محصول جانبی از تصفیه مس تولید می‌شود مثل آهن اسفنجی – و به وسیله متالوژی آن زمان قابل تولید مجدد نبوده است. از 1600 تا 1200 قبل از میلاد درخاورمیانه بطور روز افزون ا زاین فلز استفاده می شد، اما جایگزین كاربرد برنز درآن زمان نشد.  تیرآهنی متعلق به عنصر آهن سوند در گاتلند سوئد یافت شده است. از قرن 10 تا 12 در خاورمیانه یك جابجایی سریع درتبدیل ابزار و سلاحهای برنزی به آهنی صورت گرفت. عامل مهم دراین جابجائی آغاز ناگهانی تكنولوژی های پیشرفته كار با آهن نبود، بلكه عامل اصلی، مختل شدن تامین قلع بود. این دوره جابجایی كه در زمانهای مختلف و درنقاط مختلفی از جهان رخ داد، دوره ای از تمدن به نام عصرآهن را به وجود آورد. همزمان با جایگزینی آهن به جای برنز، فرآیند كربوریزاسیون كشف شدكه به وسیله آن به آهن موجود درآن زمان كربن اضافه می كردند. آهن را بصورت اسفنجی كه مخلوطی از آهن و سرباره به همراه مقدار ی كربن یا كاربید است، بازیافت كردند. سپس سرباره آنرا با چكش كاری جدا نموده و محتوی كربن را اكسیده  می كردند تا بدین طریق آهن نرم تولید كنند.

مردم خاورمیانه دریافتند كه با حرارت دادن طولانی مدت آهن نرم درلایه ای از ذغال و آب دادن آن در آب یا روغن می توان محصولی بسیار محكم تر بدست آورد. محصول حاصله كه دارای سطح فولادی است، از برنزی كه قبلاً كاربرد داشت محكمتر و مقاوم تر بود. در چین نیز اولین بار آهن شهاب سنگی استفاده شد و اولین شواهد باستان شناسی برای اقلام ساخته شده با آهن نرم درشمال شرقی نزدیك xinjiang مربوط به قرن 8 قبل از میلاد به دست آمده است. این وسایل از آهن نرم و با همان روش خاورمیانه و اروپا ساخته شده بودند و گمان می رفت كه برای مردم غیر چینی هم ارسال می كردند.

        ·روش كوره باز (با روش مارتن):

دراین روش برای جداكردن ناخالصی های موجود در چدن، از اكسیژن موجود در زنگ آهن یا اكسید آهن به جای اكسیژن موجود در هوا در روش بسمه (به منظور سوزاندن ناخالصی هایی مانند كربن، گوگرد و غیره) استفاده می شود. برای این منظور از كوره باز استفاده  می شود كه پوشش جدار داخلی آن از CaO , MgO تشكیل شده است و گنجایش آن نیز بین 50 تا 150 تن چدن مذاب است. حرارت لازم برای گرم كردن كوره از گازهای خروجی كوره و یا مواد نفتی تأمین می شود. برای تكمیل عمل اكسیداسیون، هوای گرم نیز به چدن مذاب دمیده می شود. زمان عملكرد این كوره طولانی تر از روش بسم است. از این نظر می توان بادقت بیشتری عمل حذف ناخالصی ها را كنترل كرد و در هر نتیجه محصول مرغوب تری به دست آورد.

        ·روش الكتریكی:

از این روش در تهیه فولادهای ویژه ای كه برای مصارف علمی و صنعتی بسیار دقیق لازم است، استفاده  می شود كه دركوره الكتریكی با الكترودهای گرافیت صورت می گیرد. از ویژگی های این روش این است كه احتیاج به ماده سوختنی و اكسیژن ندارد و دما را می توان نسبت به دو روش قبلی بالاتر برد.

این روش برای تصفیه مجدد فولادی كه از روش بسمه و یا روش كوره بار به دست آمده است، به منظور تبدیل آن به محصول مرغوبتر، به كار می رود. برای این كار مقدار محاسبه شده ای از زنگ آهن را به فولاد به دست آمده از روشهای دیگر، در كوره الكتریكی اضافه كرده و حرارت می دهند. دراین روش، برای این كار مقدار محاسبه شده ای از زنگ آهن را به فولاد به دست آمده از روشهای دیگر، دركوره الكتریكی اضافه كرده و حرارت می دهند. دراین روش، برای جذب و حذف گوگرد موجود در فولاد مقدار محاسبه شده ای اكسید كلسیم و برای جذب اكسیژن محلول در فولاد مقدار محاسبه شده ای آلیاژ فروسیلسیم (آلیاژ آهن و سیلسیم ) اضافه می كنند.