خ

 کتاب حاضر، اصول علمی و تکنولوژیکی فولادسازی در کوره های قوس الکتریکی را در دو بخش و هجده فصل و یک پیوست ارائه داده است. بخش اول به فولاسازی در کوره های قوس الکتریکی اختصاص دارد و بخش دوم، فولاسازی در پاتیل را تشریح می کند. بدین ترتیب، متالورژی اولیه و متالورژی در تهیه فولاد، در این دو بخش آمده است. در بخش اول، این موارد بررسی شده است: سابقه تاریخ و تشریح سیستم های مختلف کوره قوس، مواد مصرفی در کوره های قوس شامل الکترودها، مواد نسوز، قراضه و افزودنی ها، انواع روش های فولادسازی و تمرکز بر روش بازی، نقش تعیین کننده سرباره در تهیه فولاد، مراحل مختلف اکسایش و احیاء در فولادسازی شامل کربن زادیی، فسفرزدایی و اکسیژن زدایی، آخال ها و گازها در فولاد، پیشرفت های فولادسازی در کوره های قوس و بررسی مهم ترین عوامل اقتصادی در کار کوره های قوس الکتریکی.
بخش دوم به عملیات تکمیلی فولاسازی در کوره قوس پرداخته و متالورژی تهیه فولاد در پاتیل را که به عنوان متالورژی ثانویه شناخته می شود ارائه داده است. امروزه با استفاده از فرایند کوره پاتیلی، که خود به عنوان یک کوره کوچک، عملیات تکمیلی فولاسازی را انجام می‌ دهد. ترتیبی داده شده است که کوره قوس در جایگاه اصلی خود به کار گرفته شود و با استفاده از توان بالای ترانسفورمر، همچون یک ماشین پرسرعت ذوب عمل کند و مذاب را به واحد کوره پاتیلی تحویل دهد تا عملیات نهایی تصفیه احیایی و آلیاژسازی و بهبود کیفیت و تولید فولاد تمیز در کوره پاتیلی انجام شود.

فهرست مطالب

بخش اول فولادسازی در کوره‏های قوس الکتریکی (متالورژی اولیه)
(Primary metallurgy) 1

فصل ۱ تجهیزات کوره قوس الکتریکی ۳
۱.۱ کوره‏های قوس الکتریکی و انواع آن ۴
۱.۱.۱ تاریخچه کوره قوس الکتریکی ۵
۱.۱.۲ ویژگی‌ها و توانایی‌های کوره قوس ۶
۱.۲ طراحی و مهندسی کوره قوس الکتریکی ۷
۱.۳ اجزاء کوره قوس ۷
۱.۳.۱ بدنه ۹
۱.۳.۲ سقف (سرپوش) ۹
۱.۳.۳ ناودانی ۱۰
۱.۳.۴ درب شارژ (درب سرباره) ۱۰
۱.۳.۵ دکل ۱۰
۱.۴ سیستم‌های مختلف کوره قوس الکتریکی ۱۲
۱.۴.۱ سیستم مکانیکی و هیدرولیکی ۱۲
۱.۴.۲ سیستم آبگرد ۱۴
۱.۴.۳ سیستم جمع آوری گرد و غبار ۱۴
۴.۴.۱ سیستم الکتریکی ۱۶
۱.۴.۴.۱ بازده کوره قوس ۱۸
۱.۴.۴.۲ قوس الکتریکی ۱۹
۱.۴.۴.۳ مسئله ناپایداری قوس ۱۹
۴.۴.۴.۱ نقش قوس در ایجاد مناطق گرم در جداره نسوز کوره ۲۰

فصل ۲ الکترود ۲۳
۲.۱ الکترودهای کربنی و گرافیتی ۲۵
۲.۲ مصرف الکترود و عوامل موثر بر آن ۲۶
۲.۳ نکات مهم در نگهداری و کار با الکترود ۲۹

فصل ۳ مواد نسوز ۳۱
۳.۱ خواص مواد نسوز ۳۲
۳.۲ انواع مواد نسوز ۳۳
۳.۳ نسوزچینی کوره قوس ۳۳
۳.۴ عملیات آماده‌سازی کوره ۳۶
۳.۵ ضریب مصرف مواد نسوز ۳۶

فصل ۴ قراضه ۳۷
۴.۱ عملیات آماده‌سازی قراضه ۳۸
۴.۲ مشخصات فیزیکی قراضه ۴۰
۴.۳ مشخصات شیمیایی قراضه ۴۱
۴.۴ سبدهای بارگیری و نحوه قرارگرفتن قراضه در آنها ۴۱
۴.۵ مرحله ذوب ۴۲

فصل ۵ افزودنی‌ها ۴۵
۵.۱ روانسازها ۴۶
۵.۱.۱ آهک (سنگ آهک) ۴۷
۵.۱.۲ فلوئورسپار ۴۸
۵.۲ فروآلیاژها ۴۸
۵.۳ عناصر آلیاژی ۴۹

فصل ۶ روش‌های فولادسازی ۵۱
۶.۱ روش اسیدی ۵۲
۶.۱.۱ مقایسه روش‌های اسیدی و بازی ۵۳
۶.۲ روش بازی ۵۴
۶.۲.۱ عملیات تک سرباره‌ای ۵۴
۶.۲.۲ عملیات دوسرباره‌ای ۵۵

فصل ۷ سرباره ۵۷
۷.۱ منابع اصلی تشکیل سرباره ۵۸
۷.۲ نقش سرباره در فولادسازی ۵۹
۷.۳ قانون توزیع (تقسیم) ۵۹
۷.۴ خواص ۶۰
۷.۵ روش کنترل سرباره ۶۱
۷.۶ ساختار و ترکیب سرباره‌ها ۶۲
۷.۷ نظریه یونی سرباره ۶۳
۷.۸ نسبت بازی ۶۴
۷.۹ درجه اکسایش سرباره ۶۵

فصل ۸ مرحله اکسایش ۶۷
۸.۱ فرایند کربن زدایی ۶۸
۸.۱.۱ ارتباط بین اکسیژن و کربن ۶۹
۸.۱.۲ عبور اکسیژن از فاز گازی به مذاب ۷۱
۸.۱.۳ سینتیک واکنش کربن‏زدایی ۷۳
۸.۱.۴ مکانیسم حباب‏سازی ۷۵
۸.۱.۵ اثر دما بر واکنش کربن‏زدایی ۷۶
۸.۱.۶ نقش سرباره در واکنش کربن‏زدایی ۷۷
۸.۲ مواد اکسیدکننده ۷۷
۸.۳ روش کنترل شده کربن‌زدایی ۷۸

فصل ۹ فسفرزدایی ۷۹
۹.۱ تاثیر فسفر بر کیفیت فولاد ۸۰
۹.۲ شرایط ترمودینامیکی فسفرزدایی ۸۰
۹.۳ اثر ترکیب سرباره بر فرآیند فسفرزدایی ۸۲
۹.۴ سرباره‌گیری و سرباره‌سازی ۸۴
۹.۵ شرایط بهینه فسفرزدایی ۸۶
۹.۶ احیاء و برگشت فسفر ۸۶

فصل ۱۰ مرحله احیاء ۸۹
۱۰.۱ گوگردزدایی ۹۰
۱۰.۱.۱ تاثیر گوگرد بر کیفیت فولاد ۹۰
۱۰.۱.۲ عناصر گوگردزدا ۹۱
۱۰.۱.۳ مکانیسم‌های گوگردزدایی ۹۲
۱۰.۱.۳.۱ گوگردزدایی توسط منگنز ۹۳
۱۰.۱.۳.۲ گوگردزدایی با آهک ۹۶
۱۰.۱.۴ شرایط بهینه گوگردزدایی ۹۶
۱۰.۱.۵ نقش سرباره در گوگردزدایی ۹۷
۱۰.۱.۶ اثر دما بر واکنش گوگردزدایی ۱۰۰
۱۰.۱.۷ سرباره‌گیری و سرباره‌سازی ۱۰۰

فصل ۱۱ اکسیژن‌زدایی ۱۰۱
۱۱.۱ آرام‏سازی فولاد ۱۰۲
۱۱.۱.۱ اکسیژن‏زدایی رسوبی ۱۰۳
۱۱.۱.۲ اکسیژن‌زدایی نفوذی ۱۰۴
۱۱.۱.۳ عملیات خلاء ۱۰۴
۱۱.۱.۴ عملیات با سرباره‌های مصنوعی ۱۰۵
۱۱.۲ اکسایش و احیاء منگنز ۱۰۵
۱۱.۲.۱ اکسیژن‏زدایی توسط منگنز ۱۰۶
۱۱.۳ اکسایش و احیاء سیلیسیم ۱۰۷
۱۱.۳.۱ اکسیژن زدایی توسط سیلیسیم ۱۰۷
۱۱.۴ اکسیژن‏زدایی توسط آلومینیوم ۱۰۸
۱۱.۵ روش افزودن اکسیژن‏زداها به مذاب ۱۱۰

فصل ۱۲ آخال‌ها در فولاد ۱۱۳
۱۲.۱ آخال‏های غیرفلزی ۱۱۴
۱۲.۱.۱ آخال‏های اکسیدی ۱۱۵
۱۲.۲ تاثیر آخال‏ها بر خواص فولاد ۱۱۶

فصل ۱۳ گازها در فولاد ۱۱۷
۱۳.۱ منبع گازهای حل شده در فلز ۱۱۸
۱۳.۲ گاززدایی فولادی ۱۱۹
۱۳.۳ هیدروژن ۱۲۰
۱۳.۴ نیتروژن ۱۲۱
۱۳.۵ اکسیژن ۱۲۲
۱۳.۶ تاثیر گازها بر خواص فولاد ۱۲۲

فصل ۱۴ تخلیه مذاب ۱۲۵
۱۴.۱ دمش نیتروژن ۱۲۶

فصل ۱۵ پیشرفت‌های فولادسازی در کوره‌های قوس ۱۲۷
۱۵.۱ کوره EBT 128
۱۵.۱.۱ مقایسه کوره EBT و کوره EAF معمولی ۱۳۰
۱۵.۲ کاهش زمان تخلیه تا تخلیه ۱۳۱
۱۵.۳ استفاده از مشعل‌های اکسیژن – سوخت ۱۳۲
۱۵.۴ همزدن مذاب ۱۳۲
۱۵.۵ بارگیری مداوم ۱۳۴
۱۵.۶ تسریع در فرایند ذوب ۱۳۴
۱۵.۷ کنترل عناصر باقیمانده به‏وسیله انتخاب نوع شارژ ۱۳۵
۱۵.۸ آماده‌سازی و جابه‌جایی شارژ ۱۳۷
۱۵.۹ آهن احیاء مستقیم ۱۳۸
۱۵.۹.۱ درجه فلزی شدن ۱۳۹
۱۵.۱۰ مواد زائد ۱۴۰
۱۵.۱۱ تخلیه مذاب بدون سرباره ۱۴۰
۱۵.۱۲ کوره قوس با جریان مستقیم (DC) 141

فصل ۱۶ مهم‏ترین عوامل اقتصادی در کار کوره‏های قوس ۱۴۵
۱۶.۱ عوامل موثر بر هزینه مواد مصرفی ۱۴۶
۱۶.۱.۱ هزینه‌های تبدیلی ۱۴۶
۱۶.۱.۱.۱ کاهش مصرف مواد نسوز ۱۴۷
۱۶.۱.۱.۲ کاهش مصرف الکترود ۱۴۷
۱۶.۱.۲ تسریع در عملیات ذوب ۱۴۸
۱۶.۱.۲.۱ تزریق تدریجی اکسیژن ۱۴۸
۱۶.۱.۲.۲ مشعل‌های سوخت – اکسیژن (سوختن در حد کمتر از استوکیومتری) ۱۴۹
۱۶.۱.۲.۳ مشعل‌های سوخت – اکسیژن (سوختن غیراستوکیومتری) ۱۵۰
۱۶.۲ موازنه انرژی ۱۵۲
۱۶.۲.۱ سیستم خنک‌کاری گرم ۱۵۶
۱۶.۳ پیشگرم کردن قراضه ۱۵۸

بخش دوم فولادسازی در پاتیل (متالورژی ثانویه) (Secondary metallurgy) 159

فصل ۱۷ تکنولوژی کوره پاتیلی ۱۶۳
۱۷.۱ تئوری تصفیه فولاد ۱۶۴
۱۷.۲ عملیات تصفیه پاتیلی ۱۶۵
۱۷.۳ چرخه عملیات ۱۶۷
۱۷.۴ تجهیزات کوره پاتیلی ۱۶۸
۱۷.۳ اصول تصفیه احیایی ۱۷۰
۱۷.۳.۱ گرم کردن ۱۷۱
۱۷.۳.۲ همزدن ۱۷۲
۱۷.۳.۳ محیط غیراکسیدی ۱۷۳
۱۷.۳.۴ سرباره سفید ۱۷۴
۱۷.۳.۵ اکسیژن‌زدایی ۱۷۴
۱۷.۳.۶ گوگردزدایی ۱۷۵
۱۷.۳.۷ آخال‌زدایی ۱۷۵
۱۷.۴ کنترل دما و ترکیب شیمیایی ۱۷۶
۱۷.۵ پاتیل به عنوان محفظه عملیات متالورژیکی ۱۷۷
۱۷.۶ فرآیند تولید فولاد تمیز ۱۷۷

فصل ۱۸ روش‌های مختلف متالورژی پاتیلی ۱۷۹
۱۸.۱ عملیات مذاب با سرباره مصنوعی ۱۸۰
۱۸.۲ دمش گاز خنثی ۱۸۲
۱۸.۳ دمش مواد پودری ۱۸۵
۱۸.۴ استفاده از ترکیب کوره – پاتیل ۱۹۱
۱۸.۵ گاززدایی تحت خلاء ۱۹۳
۱۸.۶ انواع روش‏های گاززدایی تحت خلاء ۱۹۶
۱۸.۷ گاززدایی چرخه‌ای ۱۹۸
۱۸.۸ گاززدایی تحت خلاء در پاتیل ۲۰۱
۱۸.۹ روش تصفیه خلاء – اکسیژن (VOD) 201
۱۸.۱۰ روش کربن‏زدایی با دمش آرگون – اکسیژن (AOD) 203
۱۸.۱۱ دمش بخار – اکسیژن ۲۰۶
۱۸.۱۲ فرآیندهای ترکیبی ۲۰۷
۱۸.۱۳ حباب‌سازی توسط دمش آرگون ۲۱۳
۱۸.۱۴ تصفیه سرباره‌ای ۲۱۵
۱۸.۱۵ فرآیندهای تزریق مواد در پاتیل ۲۱۶
۱۸.۱۶ گاززدایی تحت خلاء همراه با گرم کردن ۲۱۸
۱۸.۱۷ مقایسه فرآیندهای فولادسازی ثانویه ۲۱۹

پیوست فرهنگ واژه‌های فولادسازی ۲۲۳

منابع و مراجع ۲۴۷