فروآلیاژ چیست؟
همانطور که از نام این ماده اولیه مشخص است، فروآلیاژ به آلیاژ های آهن داری گفته می شود که برای ایجاد خواص ویژه مکانیکی و شیمیایی در فولاد مورد استفاده قرار می گیرند. آلیاژی هایی نظیر آلومینیوم، کروم، منگنز، سیلیس و … با درصدهای مختلفی به مذاب فلزات و فولاد اضافه می شود. به این ترتیب قابلیت استفاده در محصولات زنجیره فولاد را مثل شمش فولادی پیدا می کنند.
چرا عناصر آلیاژی به صورت خالص مورد استفاده قرار نمی گیرند؟
یکی از سوالات اساسی این است که چرا از عناصر آلیاژی به صورت خالص در فرایند تولیدات استفاده نکنیم؟- نکته اول این است که این فلزات بسیار گران هستند و از نظر قیمتی، استفاده از آنها به صورت خالص اصلا مقرون به صرفه نیست.
- دومین نکته این است که نقطه ذوب این عناصر در حالت خالص بسیار زیاد است؛ در نتیجه حرارت را افزایش داده و هزینه و مشکلات فنی زیادی را به همراه دارد.
جنس فرو آلیاژ چیست؟
فروآلیاژ به محصولی گفته می شود که با ترکیب دو یا چند فلز مختلف با هم به دست می آید. آلیاژها به دلیل داشتن ویژگی های فیزیکی و شیمیایی بهتر نسبت به فلزات خالص، کاربرد بیشتری در صنایع مختلف از جمله صنعت فولاد دارند. فروآلیاژها به دلیل ساختار شکننده و ضعیفی که دارند به تنهایی قابل استفاده نیستند. به همین دلیل به آهن مذاب اضافه می شود تا ترکیب به دست آمده از آن، ویژگی های جدید تقویت شده ای را کسب کند. برخی از فروآلیاژهای رایج از ترکیب آهن با عناصری مثل استیل ضد رنگ، آلومینیوم، مس، نیکل و تیتانیوم بدست می آیند. به طور کلی، فروآلیاژها به دلیل ویژگی هایی همچون مقاومت در برابر خوردگی، شکل پذیری، سختی، مقاومت در برابر سایش و خوردگی جایگاه مهمی در صنایع مختلف به ویژه خودروسازی دارند.
انواع فروآلیاژ کدام است؟
فروآلیاژ ها انواع مختلفی دارند که هر کدام کاربرد خاص خود را دارند. در ادامه برخی از آنها را معرفی خواهیم کرد:فرومنگنز، یکی از انواع فرو آلیاژ
فرومنگنز ها یکی از انواع فروآلیاژ ها هستند که از آهن و منگنز تولید می شوند. در این آلیاژ 80 درصد منگنز استفاده می شود. فرومنگنز برای از بین بردن اثرات بد سولفور در تولیدات مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین استفاده از فرومنگنز، موجب اکسیژن زدایی شده و مقاومت و سختی محصول را نیز افزایش می دهد. فرومنگنز به سه دسته پرکربن، کربن متوسط و کم کربن تقسیم بندی می شود. شما می توانید با توجه به نیاز تولیدات خود، از آنها استفاده کنید. شما می توانید فرومنگنز را در دو نوع چینی و هندی از فولاد رامیار صنعت با کمترین قیمت و با تضمین آنالیز و کیفیت خریداری کنید.
فروسیلیکومنگنز
فروسیلیکومنگنز فروآلیاژی است که از 14 الی 21 درصد سیلیکون و 60 الی 68 درصد منگنز تولید می شود. این فروآلیاژ در واقع جایگزینی برای فروسیلیس و فرومنگنز بوده و برای اکسیژن زدایی استفاده می شود. فروسیلیکومنگنز ها بر اساس کیفیت و ترکیباتی که دارند، قیمت گذاری خواهند شد. این محصول علاوه بر تولید در کارخانه های داخلی، از کشورهای هند و گرجستان نیز وارد می شوند.فروسیلیس، پرمصرف ترین فروآلیاژ
فروسیلیس ترکیبی از آهن و سیلیس بوده که اصولا 10 تا 90 درصد ترکیبات آن را سیلیس تشکیل می دهد. از این فروآلیاژ برای تنظیم خواص مذاب استفاده می کنند. ایران به دلیل داشتن معادن بزرگ سنگ سیلیس، یکی از بزرگترین تولیدکنندگان فروسیلیس در بازار فولاد خاورمیانه به حساب می آید.
فروکروم چیست؟
فروکروم نوعی فروآلیاژ است که از 50 الی 70 درصد کروم تولید شده و برای تولید فولاد ضد زنگ استفاده میشود.فرومولیبدن، از انواع فرو الیاژ
فرومولیبدن همانطور که از نام آن مشخص است، ترکیبی از عناصر آهن و مولیبدن است. از این فرو الیاژ برای افزایش استحکام محصول نهایی و تولید فولاد ضد زنگ استفاده می کنند. علاوه بر این، استفاده از فرومولیبدن در محصولات چدنی نیز سبب افزایش مقاومت محصول در برابر خوردگی و سایش میگردد.
- فرو وانادیوم
- فروتنگستن
- فروتیتانیوم
- فروفسفر
فروآلیاژها در چه مواردی کاربرد دارند؟
همانطور که گفتیم فروآلیاژ ها برای رسیدن محصولات فولادی به خواص ویژه ای مورد استفاده قرار می گیرند. در ادامه برخی از کاربردهای مختلف فروآلیاژ ها را خواهیم گفت.- اکسیژن‌زدایی: عمل اکسیژن زدایی در فرایند فولاد سازی به کمک فروآلیاژها صورت می گیرد. در طی این فرایند ناخالصی های آهن نظیر کربن، گوگرد، فسفر و … به واسطه اکسیژن به اکسیدهای مربوط به خود تبدیل می شوند. اصولا در فرایند اکسیداسیون مقداری اکسیژن در آهن باقی می ماند؛ این اکسیژن باقی مانده سبب ایجاد حفره های کوچکی در آهن خواهد شد که کیفیت محصول نهایی را کاهش می دهد. به همین دلیل فرایند اکسیژن زدایی پیش از به پایان رسیدن فرایند تولید محصول باید صورت بگیرد.
- جوانه‌زایی در ریخته گری آهن: اضافه کردن برخی از فروآلیاژها از جمله فروسیلیس و فرومنگنز به فرایند فولادسازی سبب پراکندگی یکنواخت کربن در ساختار محصول خواهد شد. از طرفی عامل جوانه زا سبب پراکندگی یکنواخت کربن خواهد شد و همین مسئله سبب کاهش شکنندگی خواهد شد.
- آلیاژ سازی: به فروآلیاژ هایی که برای تغییر خواص در فولاد استفاده می شوند، آلیاژ ساز گفته می شود. فروآلیاژ هایی نظیر فروکروم، فرووانادیوم و فرومنگنز را آلیاژ ساز می گویند. برای مثال از افزودن کروم به فولاد، کیفیت ساختاری بهبود پیدا کرده و محصول نهایی مرغوب تر خواهد بود.
فروآلیاژها چگونه تولید می شوند؟
به طور کلی فروآلیاژ ها به دو روش متداول تولید می شوند؛ تولید در کوره بلند یا تولید در کوره قوس الکتریکی. لازم به ذکر است که با آغاز قرن بیستم، استفاده از کوره بلند کاهش یافته و تولید در کوره های قوسی بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند. اما هنوز هم برخی از فروآلیاژ ها از جمله فرومنگنز در کوره بلند تولید می شوند. اصولا واکنش های کربوترمیک منجر به تولید اغلب فروآلیاژ ها می شود. در طی این واکنش، اکسید های موجود در مواد اولیه با کربن موجود در کک و با حضور آهن احیا شده و در نهایت فروآلیاژ تولید می شود. علاوه بر این، برخی از فروآلیاژ ها را می توان از طریق احیای مستقیم یا Direct Reduction نیز تولید کرد. در کشور ژاپن به کمک فرایندی موسوم به krupp-renn، از احیای مستقیم مواد اولیه نیکل و آهن، فرونیکل تولید می کنند.کاربردهای انواع فروآلیاژ در صنعت
از کاربردهای فروآلیاژ در صنعت می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:- بالا بردن خواص فیزیکی و مکانیکی محصولات فولادی
- تغییر نقطۀ ذوب در صنایع ذوب فلزات برای بهبود محصول نهائی
- تولید فولاد با درصدهای متفاوت کربن
- احیاکنندۀ عنصرهای فلزی در تهیۀ فولاد در مراحل اولیه
- بالا بردن خواص ضربه‌پذیری و استحکام در آلیاژهای فولاد
- تولید فلزات غیرآهنی با خاصیت‌های جوش مختلف
- حذف اکسیژن در ساخت صنایع فولادی
- تغییر نقاط ذوب فلزات در صنایعی مانند ریخته‌گری
- بالا بردن مقاومت آلیاژهای مختلف فولاد برای زنگ‌زدگی یا خوردگی
