صنعت بسیار بزرگ و عظیم فولاد را بدون آهک و استفاده از آن در طول فرآیند ساخت فولاد، نمی توان تصور کرد. اضافه کردن آهک به کوره های فولاد سازی یکی از مراحل مهم و ضروری در این صنعت است. آهک در فولاد سازی می تواند کارهای متعددی انجام دهد. از جمله مهم ترین نقش آهک در تولید فولاد این است که این ماده یک تصفیه کننده مهم است که برای از بین بردن ناخالصی ها از آن استفاده می شود. مثلاً در فرایند فولادسازی، آهک می تواند گوگرد و فسفر را حذف کند و به عنوان یک خنثی کننده بسیار مهم عمل می کند. در ادامه با نقش آهک در تولید فولاد بیشتر آشنا می شوید با فولاد موحد همراه باشید.
آهک زنده چیست؟
آهک ماده ای به رنگ سفید و در بعضی موارد به شکل خاکستری می باشد. جنس آهک از جامد سخت می باشد و باید بسیار مواظب باشید که به پوست و چشم شما نرسد، چراکه باعث سوزش پوست و چشم می شود. انسان ها از گذشته های دور از آهک برای ساخت قطعات محکم مانند ابزار آلات از آن استفاده می کردند. از جمله ویژگی های آهک این است که به سرعت با آب ترکیب نمی شود و ترکیب آن با آب بسیار کند است. همچنین زمانی که آهک در حدود ۲۴۰۰ درجه سانتیگراد حرارت ببیند نوعی نور از خود تولید می کند. به این نور، نور آهک می گویند و تا قبل از اختراع الکتریسیته کاربرد داشته است.
آهک زنده و یا اکسید کلسیم ماده ای است که معمولا برای تولید آن به انرژی و حرارت زیادی لازم است و در طبیعت به صورت خالص پیدا نمی شود. زمانی که آهک زنده را با آب ترکیب کنید انرژی گرمایی زیادی از آن آزاد می شود و یک واکنش شیمیایی شدیدی رخ می دهد.
برای اینکه آهک زنده تولید کنیم ابتدا باید به آهک حرارت بسیار بالایی بدهیم تا ناخالصی ها و گاز کربنیک خود را از دست بدهد و هر چه دمایی که برای تولید آهک زنده استفاده می کنیم بیشتر باشد، کیفیت آهک زنده تولید شده نیز بالاتر خواهد بود. این کار معمولاً در کوره های آهک پزی انجام می شود. در قرن حاضر از آهک زنده به عنوان یک عنصر بسیار مهم و ضروری برای تسویه محصولات فولادی استفاده می شود.
نقش آهک در تولید فولاد
از آهک در صنعت فولاد سازی بیشتر برای تصفیه کردن فولاد استفاده می شود که باعث بهبود خواص فولاد می شود. در زیر به سه دلیل مهم استفاده از آهک زنده در فولاد سازی اشاره می کنیم.
- تشکیل سرباره
- حذف فسفر
- حذف گوگرد
- تشکیل سرباره
آهک زنده که به آن اکسید کلسیم هم می گویند از فولاد در برابر عناصری مانند هیدروژن و نیتروژن محافظت می کند. آهک مانند یک عایق محافظتی عمل می کند و باعث می شود که فولاد در دمای بالا بتواند از نیتروژن و هیدروژن در امان بماند.
- حذف فسفر
یکی از نقش های آهک زنده در تولید فولاد حذف فسفر است. فسفری که در ضایعات فلزی و در فرایند ساخت فولاد وجود دارد می تواند به خود فولاد آسیب های جدی وارد کند. از جمله آسیب هایی که فسفر می تواند به فولاد وارد بکند این است که باعث می شود خاصیت شکل پذیری فولاد به شدت کاهش پیدا کند و یا سریع تر شکسته شود. آهکی که به فرآیند فولادسازی اضافه می شود فسفر موجود در فولاد را سریعاً استخراج کرده و از این اتفاق جلوگیری می کند.
- حذف گوگرد
یکی از نقش های آهک در تولید فولاد حذف گوگرد است. وجود گوگرد باعث می شود که فولاد شکننده تر باشد و سریع ترک بخورد. به همین دلیل از آهک زنده استفاده می شود تا گوگرد موجود در فولاد حذف شود و یا آن را به حداقل برساند تا از اثرات منفی آن کاسته شود.
مراحل فولاد سازی
فولاد سازی در چند مرحله انجام می گیرد که در اینجا به دو مرحله آن اشاره می شود:
- فولادسازی اولیه
- فولاد سازی ثانویه
- فولادسازی اولیه
فولاد سازی اولیه در کوره انجام می شود و در این مرحله فلز ها با یکدیگر ادغام می شوند. اولین تصفیه در این مرحله انجام می گیرد. در این مرحله سنگ آهن به صورت پلت، به همراه زغال سنگ و سنگ آهک یا آهک زنده وارد کوره می شوند. در انتهای کوره دو ماده مذاب را شاهد خواهیم بود. یکی از آنها آهن خام هست. از آنجایی که آهن خام چگالی بیشتری دارد معمولاً ته نشین می شود و باید از کوره استخراج شود. پس از استخراج این آهن خام وارد مرحله فولادسازی ثانویه می شود.
سرباره نیز نوعی از ناخالصی هایی هستند که ذوب شده اند و از آنجایی که چگالی پایین تری دارند در بالای آهن خام شناور هستند. این سرباره ها از فرایند فولاد سازی خارج می شوند و در صنایع دیگری مانند ساختن سیمان از آنها استفاده می شود. آهکی که در ابتدای این فرآیند به کوره اضافه کرد ه ایم باعث تولیده این سرباره ها و ناخالصی ها هستند و در واقع عمل تصفیه سازی فولاد را انجام داده اند.
- فولاد سازی ثانویه
در فولاد سازی ثانویه اتفاقات متعددی انجام می گیرد. مثلا در این مرحله غلظت اکسیژن نیتروژن و هیدروژن کاهش پیدا می کند، عناصر و مواد غیر فلزی حذف می شوند و مورفولوژی فولاد با کالیبره شدن دما کنترل می شود.
