کاربرد های آهن در صنایع

  • صنایع ذوب آهن

    صنایع ذوب آهن

    تاریخچه انسان اولیه معلوم نیست چگونه و از کجا سنگ آهن را کشف ، ذوب و فلز آهن را بدست آورده است. اما از شواهد امر پیداست که از 2400 سال پیش و شاید هم بیشتر ، انسانهای اولیه آهن را شناخته اند. بنظر می‌رسد ابتدا شهاب‌های ثابت آسمانی که حاوی آهن و نیکل است، مورد استفاده انسانهای اولیه قرار گرفته باشد و اطلاق سنگ و فلز آسمانی به آهن توسط انسانهای اولیه موید همین امر است. بعدها سنگ آهن شناخته شد. دید کلی آهن عنصری است با حرف اتمی Fe ، وزن اتمی 56 ، چهارمین عنصر موجود در پوسته زمین از نظر فراوانی و میزان آن در پوسته زمین در حدود 5 درصد می‌باشد و سنگهائیکه بیشتر از 20 درصد آهن داشته باشند سنگ معدنی آهن اصطلاح می‌شوند.استخراج فلز آهن از سنگ آهن با یک عمل شیمیایی انجام می‌گیرد، باین معنی که سنگهای اکسیدی آهن بوسیله کربن ، احیا و عنصر آهن آزاد می‌شود. قرن ها زغال چوب بعنوان احیا کننده بکار می‌رفته، ولی از سال 1907، که نقطه عطفی در کار ذوب آهن پدید آمده، کک جای آنرا گرفت که بعنوان مهمترین سوخت کوره بلند نیز بکار می‌رود.برای تحصیل یک تن آهن خام ، حدود 3- 5/1 تن سنگ آهن ، 1000-900 کیلوگرم کک و 6-5 تن هوا لازم است و سنگ آهک نیز بعنوان ماده گداز آور در کوره بلند بکار می‌رود. در ابتدا ذوب آهن در کوره‌های ابتدائی که از سنگ یا آجر ساخته می‌شد و از هوای دم برای جریان هوا استفاده می‌شد، انجام می‌گرفت و ارتفاع کوره نیز ، حداکثر به 10 متر می‌رسید.ولی امروزه با اختراع ماشین و وارد کردن هوای تحت فشار به کوره ، ارتفاع و قطر کوره افزایش یافته و کوره های بلند جدید از ورقه های آهنی که روی ستونهایی استوار گردیده و ارتفاع بدنه کوره به حدود 30 متر می‌رسد، ساخته شده است. بدین ترتیب ، پیشرفت صنعت و احتیاج روز افزون بشر به نوع بهتر آهن ، کوره‌های بلند جدید را بوجود آورده است. سنگهای معدنی آهن سنگهای معدنی آهن ، که می‌توان از آنها با صرفه اقتصادی استخراج کرد، باید بیش از 20 درصد آهن داشته باشد. با ارزش ترین سنگهای معدنی ، سنگ آهن مغناطیسی یا مگنتیت (Fe3O4) و هماتیت (Fe2O3) می‌باشند که مقدار آهن در آنها تا 70% می‌باشد و بقیه عبارتند از: لیمونیت (Fe2O3,3H2O) و اسپانیک (FeCO3) ، پیریت (Fe2S) ، ایلمینت (FeTiO3) و غیره. مقادیر عمده‌ای از سنگهای معدنی بهمان شکلی که از معدن استخراج شده‌اند، در کوره ها بکار برده میشوند، ولی بسیاری از سنگهای معدنی را ، برای اینکه آسانتر در کوره‌ها ذوب شوند، قبلا آرایش کرده و آماده می‌سازند.مراحل مختلف آرایش سنگهای معدنی عبارتند از: خرد کردن سنگهای معدنی ، دانه‌بندی سنگهای معدنی ، پر عیار کردن سنگهای معدنی ، گرفتن آب مواد معدنی ، تکلیس ، اگلومراسیون ...



  • صنایع ذوب آهن

    صنایع ذوب آهن  تاریخچه انسان اولیه معلوم نیست چگونه و از کجا سنگ آهن را کشف ، ذوب و فلز آهن را بدست آورده است. اما از شواهد امر پیداست که از 2400 سال پیش و شاید هم بیشتر ، انسانهای اولیه آهن را شناخته اند. بنظر می‌رسد ابتدا شهاب‌های ثابت آسمانی که حاوی آهن و نیکل است، مورد استفاده انسانهای اولیه قرار گرفته باشد و اطلاق سنگ و فلز آسمانی به آهن توسط انسانهای اولیه موید همین امر است. بعدها سنگ آهن شناخته شد.دید کلی آهن عنصری است با حرف اتمی Fe ، وزن اتمی 56 ، چهارمین عنصر موجود در پوسته زمین از نظر فراوانی و میزان آن در پوسته زمین در حدود 5 درصد می‌باشد و سنگهائیکه بیشتر از 20 درصد آهن داشته باشند سنگ معدنی آهن اصطلاح می‌شوند.استخراج فلز آهن از سنگ آهن با یک عمل شیمیایی انجام می‌گیرد، باین معنی که سنگهای اکسیدی آهن بوسیله کربن ، احیا و عنصر آهن آزاد می‌شود. قرن ها زغال چوب بعنوان احیا کننده بکار می‌رفته، ولی از سال 1907، که نقطه عطفی در کار ذوب آهن پدید آمده، کک جای آنرا گرفت که بعنوان مهمترین سوخت کوره بلند نیز بکار می‌رود. برای تحصیل یک تن آهن خام ، حدود 3- 5/1 تن سنگ آهن ، 1000-900 کیلوگرم کک و 6-5 تن هوا لازم است و سنگ آهک نیز بعنوان ماده گداز آور در کوره بلند بکار می‌رود. در ابتدا ذوب آهن در کوره‌های ابتدائی که از سنگ یا آجر ساخته می‌شد و از هوای دم برای جریان هوا استفاده می‌شد، انجام می‌گرفت و ارتفاع کوره نیز ، حداکثر به 10 متر می‌رسید.ولی امروزه با اختراع ماشین و وارد کردن هوای تحت فشار به کوره ، ارتفاع و قطر کوره افزایش یافته و کوره های بلند جدید از ورقه های آهنی که روی ستونهایی استوار گردیده و ارتفاع بدنه کوره به حدود 30 متر می‌رسد، ساخته شده است. بدین ترتیب ، پیشرفت صنعت و احتیاج روز افزون بشر به نوع بهتر آهن ، کوره‌های بلند جدید را بوجود آورده است. سوخت کوره سوخت‌ها ، در کوره بلند ، دو عمل را انجام می‌دهند: عمل ایجاد گرما و عمل احیا کنندگی و به دو دسته عمده طبیعی و مصنوعی تقسیم می‌شوند. بعضی از سوخت‌های طبیعی از قبیل زغال سنگ آنتراسیت و زغال سنگ قیری و لینیت ، بیشتر جنبه تاریخی دارند تا جنبه اقتصادی و از سوخت های مصنوعی که زغال چوب و کک می‌باشند، کک اهمیت زیادی داشته و در اکثر کارخانه ها بکار می‌رود. مزایای کک عبارت از تخلخل ، سختی ، فراوانی ، قابلیت احتراق بیشتر و ارزانی آن می‌باشد. برای تهیه کک باید چند نوع زغال سنگ را که مواد فرار موجود در آنها متفاوت می‌باشد، با یکدیگر مخلوط و در کوره‌های مخصوص به کک تبدیل نمود. این عمل را کربنیزاسیون می‌نامند. ترکیب شیمیایی کک عبارت است از 94-85 درصد کربن و بقیه شامل ...

  • روش های فرآوری سنگ آهن – قسمت اول

    مقدمه : صنعت ذوب آهن و فولاد پیوسته خواهان مواد اولیه و به خصوص سنگ آهن با کیفیت بهتر می باشد. از آنجایی که اغلب سنگ های معدنی استخراج شده شرایط مورد نیاز صنعت را برآورده نمی کنند، لذا فرآوری سنگ های آهن اهمیت فراوان داشته و به طور پیوسته مورد بررسی و تحقیق به منظور توسعه و پیشرفت تکنولوژی مربوط به آن قرار دارد که اثر بسیاری در کاهش هزینه ی ذوب و تصفیه و هزینه ی مصرف انرژی در کل تولید دارد. همچنین با انجام عملیات فرآوری، می توان بعضی از روش های حرارتی را حذف و یا شدت آلایندگی آن را کاهش داد. مجموعه ی این اهداف باعث شده است که امروزه فرآوری در صنایع معدنی و متالوژی آهن از اهمیت فراوانی برخوردار بوده و در بسیاری از موارد نیز کاربرد آن شرط اصلی برای انجام پذیری و اقتصادی بودن روش صنعتی باشد. شایان ذکر است که دامنه ی فرآوری و مراحل آن بستگی به سنگ معدن و پیچیدگی آن دارد. پیچیدگی سنگ می تواند ناشی از عوامل متعددی همچون پیچیدگی ترکیب کانی شناسی، دانه بندی کانسنگ و پیچیدگی ناشی از هوازدگی باشد. سنگ های استخراج شده طبیعی بدون خردایش قابل مصرف برای تولید آهن و فولاد نبوده و از طرف دیگر کاربرد کلوخه و گندله در کارآیی روش های تولید آهن و فولاد عملا غیر قابل اجتناب است و تولید این دو محصول واسطه نیز مستلزم خردایش سنگ معدن می باشد. لذا اولین قدم، آزادسازی ذرات آهن دار از ذرات باطله ی سنگ آهن است که در این راستا شکستن و خرد کردن کانسنگ های آهن یکی از مهم ترین عملیات فرآوری را تشکیل می دهد. مراحل بعدی، جدایش کانی های مفید آهن از کانیهای مضر است که غالب روش های جداسازی، بر پایه ی خصوصیات فیزیکی کانی های مزبور بنا شده است.     روش های فرآوری کانسنگ آهن:    به طور کلی هر کارگاه فرآوری کانسنگ آهن شامل سه مرحله ی مجزا از یکدیگر زیر می باشد:    ۱-سنگ شکنی و خردایش    ۲-پرعیار کردن    ۳-جداسازی مایع از جامد    در هر یک از این مراحل، روش های متفاوتی را می توان به کار برد که در ادامه به طور مختصر مورد بررسی قرار می گیرد.    سنگ شکنی و خردایش سنگ آهن:    سنگ شکنی و خردایش با هدف رساندن ابعاد بار به حد مطلوب و مورد نیاز برای عملیات بعدی، اولین قسمت از کارگاه فرآوری و بیش از نیمی از هزینه ی فرآوری و بیش از ۷۰ درصد انرژی مصرفی در کارگاه را به خود اختصاص می دهد، لذا بررسی و کاربرد روش هایی که بتوانند در کاهش مصرف انرژی و هزینه اثر بگذارند، می تواند در اقتصاد کارگاه نقش مهمی را ایفا نماید. یکی از مهم ترین اهداف خردایش، آزادسازی کانی های باارزش از مواد باطله ی همراه در درشت ترین ابعاد ممکن است. بنابراین با کاهش میزان خردایش، ...

  • زاج ها و کاربرد آن ها در ...

    ...زاج سبز نام اختصاصی آهن II سولفات (FeSO4.7H2O) می باشد. به طور كلی زاجها، نمكهای دوگانه سولفات اند. زاج ها فرمول شیمیایی عمومی MAl(SO4)2. 12H2O را دارند كه در آن M عملا" هر كاتیون یك اتمی و یك والانسی غیر از Li+ است، یون Li+ آنقدر كوچك است كه چنانچه در ساختمان بلور قرار گیرد، سبب ناپایدار شدن ان می شود. درواقع زاجها از یونهای [+M(H2O)6]+ ، [Al(H2O)6]3 و دو یون SO4 دو بار منفی ساخته شده اند.  پتاسیم (I) کروم(III) سولفات 12 آبه به نام زاج کروم معروف است.  زاجها را برای انداختن ترشی و شور، برای تصفیه ی آب و فاضلاب، برای سیمان ضد آب، برای كاغذ سازی و به عنوان عوامل ایجاد كف در كفهای آتش نشانی به كار می برند. به عنوان مثال، آلومینیم سولفات جزء زاجها است. كه برای تصفیه آب به كار می رود. از زاجها در صنعت دباغی نیز به طور گسترده استفاده می شود.  دباغی با زاج سفید: این نوع دباغی از روشهای بسیار قدیمی است. برتری دباغی خز با زاج سفید در این است كه به علت بیرنگ بودن آن، اثری بر روی موی خز باقی نمی‌ماند. در صورتی كه در دباغی بوسیله مواد گیاهی و كروم، موهای پوست بیرنگ می‌شود. دباغی با نمكهای آهن: در این روش از نمكهای مختلف آهن استفاده می‌شود كه از آن جمله می‌توان سولفات آهن « III )، كلرید و سولفات آهن « III ) فتالاتهای آهن « III ) و … را نام برد. اما این نام در موارد دیگری به طور اختصاصی استفاده می شود. زاج های رنگی، نامهایی است كه به برخی از نمكهای سولفات فلزات (به علت رنگ آنها) نسبت می دهند . به عنوان مثال مس II سولفات CuSO4,5H2O را زاج آبی می نامند. نمك اپسوم یا زاج سرخ به منیزیم سولفات MgSO4.7H2O اتلاق می شود. زاج سبز نیز آهن II سولفات (FeSO4.7H2O) می باشد..برای تهیه ی بلورهای درشت تر باید روند بلور گیری با سرعت بسیار کم انجام گیرد

  • صنایع ذوب آهن

    تاریخچه انسان اولیه معلوم نیست چگونه و از کجا سنگ آهن را کشف ، ذوب و فلز آهن را بدست آورده است. اما از شواهد امر پیداست که از 2400 سال پیش و شاید هم بیشتر ، انسانهای اولیه آهن را شناخته اند. بنظر می‌رسد ابتدا شهاب‌های ثابت آسمانی که حاوی آهن و نیکل است، مورد استفاده انسانهای اولیه قرار گرفته باشد و اطلاق سنگ و فلز آسمانی به آهن توسط انسانهای اولیه موید همین امر است. بعدها سنگ آهن شناخته شد. دید کلی آهن عنصری است با حرف اتمی Fe ، وزن اتمی 56 ، چهارمین عنصر موجود در پوسته زمین از نظر فراوانی و میزان آن در پوسته زمین در حدود 5 درصد می‌باشد و سنگهائیکه بیشتر از 20 درصد آهن داشته باشند سنگ معدنی آهن اصطلاح می‌شوند.استخراج فلز آهن از سنگ آهن با یک عمل شیمیایی انجام می‌گیرد، باین معنی که سنگهای اکسیدی آهن بوسیله کربن ، احیا و عنصر آهن آزاد می‌شود. قرن ها زغال چوب بعنوان احیا کننده بکار می‌رفته، ولی از سال 1907، که نقطه عطفی در کار ذوب آهن پدید آمده، کک جای آنرا گرفت که بعنوان مهمترین سوخت کوره بلند نیز بکار می‌رود. برای تحصیل یک تن آهن خام ، حدود 3- 5/1 تن سنگ آهن ، 1000-900 کیلوگرم کک و 6-5 تن هوا لازم است و سنگ آهک نیز بعنوان ماده گداز آور در کوره بلند بکار می‌رود. در ابتدا ذوب آهن در کوره‌های ابتدائی که از سنگ یا آجر ساخته می‌شد و از هوای دم برای جریان هوا استفاده می‌شد، انجام می‌گرفت و ارتفاع کوره نیز ، حداکثر به 10 متر می‌رسید.ولی امروزه با اختراع ماشین و وارد کردن هوای تحت فشار به کوره ، ارتفاع و قطر کوره افزایش یافته و کوره های بلند جدید از ورقه های آهنی که روی ستونهایی استوار گردیده و ارتفاع بدنه کوره به حدود 30 متر می‌رسد، ساخته شده است. بدین ترتیب ، پیشرفت صنعت و احتیاج روز افزون بشر به نوع بهتر آهن ، کوره‌های بلند جدید را بوجود آورده است. سوخت کوره سوخت‌ها ، در کوره بلند ، دو عمل را انجام می‌دهند: عمل ایجاد گرما و عمل احیا کنندگی و به دو دسته عمده طبیعی و مصنوعی تقسیم می‌شوند. بعضی از سوخت‌های طبیعی از قبیل زغال سنگ آنتراسیت و زغال سنگ قیری و لینیت ، بیشتر جنبه تاریخی دارند تا جنبه اقتصادی و از سوخت های مصنوعی که زغال چوب و کک می‌باشند، کک اهمیت زیادی داشته و در اکثر کارخانه ها بکار می‌رود. مزایای کک عبارت از تخلخل ، سختی ، فراوانی ، قابلیت احتراق بیشتر و ارزانی آن می‌باشد. برای تهیه کک باید چند نوع زغال سنگ را که مواد فرار موجود در آنها متفاوت می‌باشد، با یکدیگر مخلوط و در کوره‌های مخصوص به کک تبدیل نمود. این عمل را کربنیزاسیون می‌نامند. ترکیب شیمیایی کک عبارت است از 94-85 درصد کربن و بقیه شامل مواد فرار ...

  • مطالب مهم در مورد آهنربا

    آهنربا به اشیایی که میدان مغناطیسی تولید کنند، آهنرُبا گفته می‌شود. آهنربا جهت جداسازی ضایعات آهنی در صنایع مختلف کاربرد دارد و در انواع مختلف دستی، الکتریکی، دائم و ... وجود دارد. نوعی از آهنرباها در دزدگیر لباس کاربرد دارد و برای جدا کردن تگ‌های لباس‌ها استفاده می‌شود. آهنربا از دو بخش آهن و -ربا از فعل ربودن تشکیل شده. کاربرد واژه‌هایی مانند آهنربا و کهربا در فارسی پیشینه طولانی دارد. برابر اروپایی آن: اولین شرح مغناطش به یونانیان قدیم باز می‌گردد که این اسم را به مغناطیس دادند. این اسم از مگنزیا که نام یک دهکدهٔ یونانی است، مشتق شده‌است. از لحاظ لغوی Magnet به معنی «سنگی از اکسید آهن» است. این سنگ حاوی مگنتیت (Fe3O4) بود و هنگام مالش آن به آهن، آن را آهنربا می‌کرد. نظریهٔ دیگر این است که این واژه از ریشهٔ واژهٔ فارسی «مگ» می‌باشد و این واژه magnet به همراه واژهٔ magic از ریشهٔ واژهٔ پارسی mag می‌باشند، که خود برگرفته از مغان ایران است  اثر آهنربا بر حوزه‌های مغناطیسی  چینش آنتی‌فرومغناطیس تلاش جدی برای استفاده از قدرت پنهان مواد مغناطیسی بسیار پس از کشف آن انجام شد. به عنوان مثال در قرن ۱۸ام با ادغام تکه‌های کوچک مواد مغناطیسی تکهٔ بزرگ‌تری بدست آمد که مشخص شد توانایی بلند کردن قابل توجهی دارد. پس از اینکه اورستد در سال ۱۸۲۰ کشف کرد که جریان الکتریکی می‌تواند میدان مغناطیسی به وجود آورد، پیشرفت‌های زیادی در این زمینه حاصل شد. استورگن دانش خودش را با موفقیت برای ساخت اولین آهنربای الکتریکی در سال ۱۸۲۵ بکار برد. با اینکه دانشمندان زیادی (از قبیل گاوس، ماکسول و فارادی) با این پدیده از دیدگاه تئوریک درگیر شدند، اما توصیف درست مواد مغناطیسی به فیزیکدانان قرن بیستم نسبت داده می‌شود.  چینش فرو‌مغناطیس  آزمایش اورستد کیوری و ویس در شفاف‌سازی پدیدهٔ مغناطش دائمی و وابستگی دمایی آن موفق بودند. ویس فرضیهٔ وجود حوزه‌های مغناطیسی را مطرح کرد تا توضیح دهد که مواد چگونه می‌توانند آهنربا شده یا خاصیت مغناطیسی کل آنها صفر شود.  جداساز دستی مغناطیسی مواد معدنی سنگین جزئیات خواص دیواره‌های این حوزه‌های مغناطیسی توسط بلوچ، لاندو و نیل بررسی شد.آهنربای دائم : اولین آهنرباهای دائم از صخره‌های طبیعی به نام لودستون بدست آمدند. این سنگها برای اولین بار،۲۵۰۰ سال پیش توسط چینی‌ها و سپس توسط یونانی‌ها مطالعه شدند. یونانی‌ها اولین بار آهنربا را از منطقهٔ Magnetes بدست آوردند که امروزه آهنرباها به این نام، شناخته میشوند. از آن دوران تا به امروز، خواص مواد مغناطیسی بهینه شده و آهنرباهای دائم امروزی صدها برابر ...