مراحل تولید آهن از استخراج سنگ آهن آغاز می شود، که پس از فرآوری به کوره های ذوب منتقل می شود تا آهن خام تولید گردد. این آهن خام سپس به فولاد تبدیل می شود که با اضافه کردن عناصر آلیاژی به خواص مورد نظر می رسد. فولاد مذاب در قالب های مستطیلی به نام تختال یا بلوم ریخته می شود و پس از سرد شدن، به دستگاه های نورد گرم منتقل می شود. در نورد گرم، فولاد تحت فشار و حرارت بالا از میان غلتک های سنگین عبور داده شده و به شکل تیرآهن با مقطع I یا H تبدیل می شود.
پس از نورد، تیرآهن ها به شکل نهایی خود می رسند و به آرامی سرد می شوند تا تنش های داخلی کاهش یابد. سپس تیرآهن ها به طول های مورد نیاز برش داده می شوند و از نظر کیفیت مورد بررسی قرار می گیرند. در نهایت، تیرآهن های تأیید شده بسته بندی شده و برای حمل به پروژه های ساخت وساز آماده می شوند. این فرآیند به تولید تیرآهن هایی با کیفیت و مقاومت مناسب برای کاربردهای ساختمانی و صنعتی منجر می شود.
مواد اولیه تولید آهن
مواد اولیه تولید تیرآهن عمدتاً شامل موارد زیر است:
- سنگ آهن: سنگ آهن اصلی ترین منبع آهن است و شامل اکسیدهای آهن مانند هماتیت (Fe₂O₃) و مگنتیت (Fe₃O₄) است. این ماده پس از استخراج از معادن، به کارخانه های فولاد منتقل می شود.
- کک:کک ماده ای است که از زغال سنگ به دست می آید و به عنوان سوخت و منبع کربن در کوره های بلند استفاده می شود. کک به ایجاد دمای بالا و کاهش اکسیدهای آهن کمک می کند.
- آهک: آهک (کربنات کلسیم) برای حذف ناخالصی ها و تصفیه سنگ آهن در کوره های بلند به کار می رود. آهک به شکل گیری سرباره کمک می کند که ناخالصی ها را جذب و از بین می برد.
- فولاد خام: فولاد خام تولید شده از آهن مذاب است که پس از تصفیه و افزودن عناصر آلیاژی به آن، به ترکیب نهایی برای تولید تیرآهن تبدیل می شود.
- عناصر آلیاژی: برای تنظیم خواص مکانیکی و شیمیایی فولاد، عناصری مانند منگنز، کروم، نیکل و مولیبدن به فولاد اضافه می شوند. این عناصر باعث بهبود استحکام، سختی و مقاومت در برابر خوردگی می شوند.
- گازهای صنعتی: گازهایی مانند اکسیژن و گاز نیتروژن در فرآیندهای ذوب و تصفیه فولاد به کار می روند. این گازها برای کنترل دما و ترکیب شیمیایی فولاد استفاده می شوند.
این مواد اولیه پس از ترکیب و پردازش در مراحل مختلف تولید، به تیرآهن های با کیفیت تبدیل می شوند که در ساخت و سازهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرند.
تولید تیرآهن یک فرآیند صنعتی پیچیده است که از استخراج سنگ آهن تا آماده سازی نهایی تیرآهن برای استفاده در ساخت وساز ادامه دارد. در ادامه، به مراحل تولید آهن از صفر تا صد پرداخته می شود:
- استخراج سنگ آهن: اولین مرحله تولید تیرآهن، استخراج سنگ آهن از معادن است. سنگ های آهن خام از معدن ها استخراج و سپس به کارخانه های ذوب فلز منتقل می شوند.
- فرآوری سنگ آهن: سنگ آهن استخراج شده باید خالص سازی شود تا برای تولید فولاد آماده گردد. در این مرحله، سنگ آهن به کوره های بلند برده شده و با استفاده از موادی مانند کک و آهک تصفیه می شود. این فرآیند منجر به تولید آهن خام (Pig Iron) می گردد که دارای ناخالصی هایی مانند کربن است.
- ذوب و تبدیل آهن خام به فولاد: در این مرحله، آهن خام در کوره های اکسیژن پایه (BOF) یا کوره های قوس الکتریکی (EAF) ذوب می شود و ناخالصی ها از آن حذف می گردند. به این ترتیب، فولاد تولید می شود. به فولاد عناصر دیگری مانند کربن، منگنز، سیلیکون، و آلیاژهای دیگر اضافه می شود تا به خواص مطلوب برای تولید تیرآهن دست یابد.
- قالب ریزی :فولاد مذاب به قالب های مستطیلی بزرگ به نام تختال یا بلوم ریخته می شود. پس از سرد شدن، این قطعات فولادی به بخش های مختلف برای مراحل بعدی تولید منتقل می شوند.
- نورد گر: تختال ها یا بلوم های تولید شده از مرحله قبل به دستگاه های نورد گرم انتقال می یابند. در این مرحله، فلز با عبور از میان غلتک های سنگین تحت فشار و حرارت بالا، به اشکال اولیه تیرآهن تبدیل می شود. با هر بار عبور، مقاطع فلز به ضخامت و ابعاد دلخواه نزدیک تر می شوند.
- شکل دهی نهایی: پس از نورد گرم، تیرآهن ها شکل نهایی خود را پیدا می کنند. تیرآهن ها به شکل I (H شکل) در می آیند که این شکل به خاطر مقاومت بالا در برابر فشارها و بارهای کششی و فشاری است. این مقاطع معمولاً به دو صورت تیرآهن IPE (استاندارد اروپا) و تیرآهن INP (استاندارد چین و روسیه) تولید می شوند.
- سرد کردن: پس از نورد و شکل دهی، تیرآهن ها باید به آرامی سرد شوند تا تنش های داخلی فلز آزاد شود و تیرآهن به شکل ثابت خود برسد. سرد کردن به صورت کنترل شده انجام می شود تا از ترک خوردگی و تغییر شکل ناخواسته جلوگیری شود.
- برش به طول مورد نظر: تیرآهن های تولید شده در طول های استاندارد یا بنا به نیاز بازار و مشتری، به قطعات کوچک تر برش داده می شوند. این برش ها معمولاً با استفاده از اره های صنعتی یا دستگاه های برش پلاسما انجام می شود.
- کنترل کیفیت: تیرآهن های تولید شده باید تحت آزمایش های مختلف قرار گیرند تا مطمئن شویم که از نظر کیفیت، استحکام، و دقت ابعادی با استانداردهای مورد نظر مطابقت دارند. در این مرحله، تیرآهن ها از لحاظ خواص مکانیکی (مانند استحکام کششی و خمش) و مشخصات ظاهری (مانند صافی و یکنواختی سطح) ارزیابی می شوند.
- بسته بندی و آماده سازی برای حمل: پس از تأیید کیفیت، تیرآهن ها برای حمل و نقل بسته بندی می شوند. بسته بندی معمولاً به صورت باندل هایی است که برای جلوگیری از زنگ زدگی و حفظ کیفیت، در معرض رطوبت و هوا محافظت می شوند.
- حمل و نقل به محل پروژه: تیرآهن های بسته بندی شده با استفاده از کامیون ها، قطارها یا کشتی ها به محل های مورد نظر برای استفاده در پروژه های ساخت وساز حمل می شوند.
- استفاده در ساخت وساز: تیرآهن ها در سازه های مختلف مانند ساختمان ها، پل ها، و سازه های صنعتی استفاده می شوند. به دلیل شکل خاص و مقاومت بالای آن ها، این مصالح در تحمل بارهای سنگین و طولانی مدت بسیار مؤثر هستند.
خلاصه:
مراحل تولید آهن از استخراج سنگ آهن و ذوب آن در کوره ها آغاز می شود. پس از خالص سازی و تبدیل آهن خام به فولاد، فرآیندهای نورد گرم و شکل دهی انجام می شود تا تیرآهن های با مقطع خاص تولید شود. در نهایت، تیرآهن ها سرد، برش، کنترل کیفیت و بسته بندی می شوند تا برای استفاده در پروژه های عمرانی و ساخت وساز آماده شوند.
تولید تیرآهن فرآیندی پیچیده و چندمرحله ای است که از استخراج سنگ آهن و ذوب آن در کوره های صنعتی آغاز می شود و به شکل دهی نهایی و کنترل کیفیت محصول منتهی می شود. این فرآیند شامل تصفیه سنگ آهن، تولید فولاد، نورد گرم برای ایجاد شکل تیرآهن، و آزمون های دقیق فیزیکی و شیمیایی برای اطمینان از کیفیت و مقاومت محصول است. استفاده از مواد اولیه مناسب و فناوری های پیشرفته در هر مرحله، باعث تولید تیرآهن هایی با ویژگی های مطلوب و مقاومت بالا برای کاربردهای ساختمانی و صنعتی می شود. این فرآیند در نهایت به ساخت سازه هایی با دوام و ایمن کمک می کند که نقش اساسی در زیرساخت های عمرانی دارند.
جهت دریافت مشاوره رایگان برای خرید انواع آهن آلات و یا دریافت قیمت تیرآهن با کارشناسان فولادکو تماس بگیرید.