متالوژی ثانویه
متالورژی ثانویه و تصفیه فولاد: از تاریخچه تا فناوریهای نوین
گروه صنعتی PTM با بهرهگیری از فناوریهای پیشرفته و استانداردهای بینالمللی، خدمات جامعی در حوزه متالورژی ثانویه و تولید فولادهای باکیفیت ارائه میدهد. در این بخش، مروری بر تاریخچه، فرآیندها، استانداردها و نوآوریهای این حوزه خواهیم داشت.
تاریخچه متالورژی ثانویه
- دهه ۱۹۵۰ : آغاز شکلگیری متالورژی ثانویه با نیاز به فولادهای کمناخالصی برای صنایع هوافضا و خودروسازی.
- ۱۹۶۰–۱۹۷۰ : توسعه روشهای گاززدایی تحت خلأ (VD) و کورههای پاتیلی (LF) برای تولید فولادهای ضدزنگ و کمکربن.
- ۱۹۸۰–۲۰۰۰: معرفی فناوریهای VOD (Vacuum Oxygen Decarburization) و AOD (Argon Oxygen Decarburization) برای فولادهای پرآلیاژ مانند اینکونل و هاستلوی.
- امروز : استفاده از هوش مصنوعی و دیجیتال تویین برای پیشبینی رفتار مذاب و بهینهسازی فرآیندها.
فرآیندهای کلیدی متالورژی ثانویه
|
فرآیند |
کاربرد |
فناوریهای مرتبط |
|
VD |
حذف هیدروژن و نیتروژن با خلأ ≥۰.۵ mbar |
تزریق آرگون + پمپهای مکانیکی |
|
VOD |
کربنزدایی فولادهای پرکروم مثل ۳۱۶L |
دمش اکسیژن تحت خلأ |
|
LF |
گوگردزدایی و همگنسازی |
الکترودهای گرافیتی + سربارههای کلسیم-آلومینا |
|
VAD |
تولید فولادهای ابزار (H13) |
ترکیب خلأ و تزریق پودر آلیاژی |
| AOD | کاهش کربن در فولادهای زنگنزن |
تزریق آرگون- اکسیژن با نسبت ۳:۱ |
استانداردهای بینالمللی
ISO 50001 مدیریت انرژی در فرآیندهای خلأ.
ASTM A106 مشخصات فولادهای کمکربن برای لولههای فشارقوی.
EN 10088 استاندارد فولادهای ضدزنگ اروپا .
API 5CT الزامات فولادهای حفاری نفت با مقاومت ≥۸۰ ksi7.
تکنولوژیهای نوین
سیستمهای IIoT :
مانیتورینگ لحظهای ترکیب شیمیایی با سنسورهای LiDAR و طیفسنجی پلاسما.
ذوب تحت خلأ پیشرفته (VIM):
کاهش ناخالصیها تا ۹۹.۹% برای فولادهای سوپرآلیاژ مثل Inconel 718
روشهای هیبریدی:
ترکیب LF-VD برای تولید فولادهای HSLA با استحکام ۷۰۰ MPa13
گریدهای با ارزش افزوده بالا:
فولادهای ضدزنگ دوبلکس ۲۲۰۵ : مقاومت در برابر خوردگی NaCl تا ۱۰۰۰۰ ساعت
فولادهای ابزار گرمکار (H13): عمر کاری ۲ برابر در دمای ۶۰۰°C
فولادهای کمکربن (ULC): کربن ≤۰.۰۰۲% برای صنایع الکترونیک
فولادهای پراستحکام (AHSS): استفاده در بدنه خودروهای برقی برای کاهش وزن ۳۰%
فولاد مذاب با کیفیت عالی بایستی دارای حداقل ناخالصی وآخال های غیرفلزی ،مقدار مطلوب عناصر آلیاژی و درجه حرارت ، ویکنواختی خوب باشد .تامین کیفیت مورد درخواست به تشکیل ورشد فولاد سازی ثانویه انجامیده است. با گذشت زمان ، مشتریان فولاد ایران بیشتروبیشتربه کیفیت توجه می کنند . ازاین PTM گروه مهندسی برای بهبودکیفیت فولادسازی بطور مستمر تلاش می نمایند.
که باتصفیه وفرآوری فولاد مذاب پس ازاینکه ازکوره فولاد سازی اولیه درپاتیل ریخته شده ارتباط دارد . فولادسازی ثانویه یک مبحث اصلی درتکنولوژی فولاد سازی مدرن است وپیشرفت های قابل توجهی در چهل سال گذشته داشته است . دامنه کاربرد آن وسیع و شامل اکسیژن زدایی ، گاززدایی، گوگردزدایی، یکنواخت کردن ، کنترل درجه حرارت، حذف و اصلاح آخال های غیر فلزی ، مدلسازی فرآیند ها و غیره مطرح گردیده است .
|
Item |
Processes |
||||||
|
VD |
VOD |
IGP |
IM |
VAD |
LF |
ASEA-SKF |
|
|
Desulfurization |
M |
M |
M |
Y |
Y |
Y |
Y |
|
Deoxidation |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
|
Decarburization |
M |
Y |
N |
N |
Y |
Y |
Y |
|
Heating |
N/Y |
Y* |
N |
N |
Y |
Y |
Y |
|
Alloying |
M |
Y |
M |
M |
Y |
Y |
Y |
|
Degassing |
Y |
Y |
N |
N |
Y |
N |
Y |
|
Homogenization |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
|
Achieving more cleanliness |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
|
Inclusion modification |
N |
N |
M |
Y |
Y |
Y |
Y |
*Chemical heating only
نسبت به کيفيت فولاد مورد نظر ضمن متالورژي ثانويه اهداف حاصله متفاوت مي باشند:
- جداسازي فازهاي سرباره و فولاد ضمن تخليه و هنگام ريختن
- اکسيژن زرائي
- تنظيم عناصر آلياژي
- تنظيم درجه حرارت ريختن
- بهبود درجه خلوص
- اصلاح آخالها
- کاهش گازهاي هيدروژن و نيتروژن حل شده در فولاد
- کربن زدائي
- گوگرد زدائي
- فسفر زدائي
- حذف عناصر ناخواسته
- …