تعریف فرو آلیاژ، معرفی مشخصات، انواع و کاربردهای آن

فرو آلیاژ، آلیاژی است که از آهن و برخی دیگر از عناصر مثل آلومینیوم، کروم، منگنز و سیلیس تشکیل می‌شود. امروزه فروش فرو آلیاژها بسیار مرسوم است، زیرا برای تولید انواع آلیاژهای فلزی و غیر فلزی به کار می‌روند. در ضمن، آنها بر روی کیفیت فلزات و محصولات تاثیری زیادی دارند.

اگر شما هم در صنعت آهن و فولاد فعالیت دارید، در ادامه این مطلب همراه وبلاگ آیرومارت باشید تا به شما بگوییم فرو آلیاژ چیست و چه کاربردی دارد.

فرو آلیاژ چیست

فروآلیاژها، آلیاژهای مختلفی از آهن محسوب می‌شوند که مقدار قابل توجهی از یک یا چند عنصر دیگر مانند منگنز، کربن یا سیلیکون دارند. ما پیش‌تر درباره اینکه آلیاژ چیست صحبت کرده‌ایم و پیشنهاد می‌کنیم اگر با آلیاژها آشنا نیستید، آن را مطالعه کنید.

اصطلاح فرو، به ترکیبی اطلاق می‌شود که حاوی آهن است. فروآلیاژ از آهن به عنوان عنصر پایه استفاده می‌کند که این عنصر در طول فرآیند تولید فولاد با یک یا چند عنصر دیگر همراه می‌شود. یک فروآلیاژ به طور فیزیکی این عناصر را وارد فلز مذاب می‌کند تا فولاد و چدن تولید شوند.

این نوع آلیاژ می‌تواند از چند عنصر واکنشی که به عنوان سیستم‌های آلیاژی شناخته می‌شوند، مانند نیکل یا کبالت استفاده کند. این آلیاژها به صورت تجربی و با شناسایی عناصر مختلف برای ترکیب با آهن، در طول تولید فولاد اختراع شدند.

انواع مختلفی از این آلیاژها از جمله فرومنگنز، فروکروم و فروسیلیس و … وجود دارند. آنها کیفیت‌های منحصر به‌فردی را در فولاد و چدن ارائه می‌کنند و نقش مهمی در چرخه‌های تولید آهن و فولاد دارند.

نحوه تولید فرو آلیاژها چگونه است؟

فروآلیاژها را با به کار بردن موادی مثل سنگ آهن، سنگ ‌های معدنی غیر آهنی، کک ذغال سنگ و ذغال سنگ تولید می‌کنند. با اینکه در گذشته کوره‌های بلند برای تولید به کار می‌رفتند، ولی امروزه از کوره قوس الکتریکی استفاده می‌کنند.

در کوره‌‌های قوس الکتریکی یک واکنش کربوترمیک ایجاد می‌شود و فرو آلیاژ به وجود می‌آید. در این واکنش‌‌ها، اکسیدهای موجود در مواد اولیه، در حضور آهن و توسط کربن و مونوکسیدکربن حاصل از کک، احیا می‌شوند و این آلیاژها را ایجاد می‌کنند.

برای تولید برخی از آن‌ها، عناصر مختلفی که مورد نظر است، به آهن مذاب اضافه شده و فرآیند تولید کامل می‌شود.

انواع فرو آلیاژها کدامند؟

تعداد زیادی فروآلیاژ وجود دارند و بسته به هدف، استفاده می‌شوند. ولی متداول‌ترین آن‌ها در صنعت، فرومنگنز، فروسیلیس و فروکروم به حساب می‌آیند که در ادامه درباره آنها بیشتر توضیح خواهیم داد:

۱. فرومنگنز

فرومنگنز یک آلیاژ آهن است که در طی احیای کربوترمال که یک واکنش شیمیایی است، با مواد معدنی مبتنی بر اکسید منگنز به دست می‌آید. این برای تولید انواع فولاد به صورت گوگرد زدایی، حذف حباب‌های نیتروژن و کاهش میزان اکسید آهن حاصل از فرآیند تولید، استفاده می‌شود. فرومنگنز برای مقابله با اثرات مضر گوگرد در تولید فولاد و انواع چدن به کار می‌رود.

در حالی که این ماده در شرایط عادی یک ماده پایدار است، تماس با رطوبت، اسیدها یا عوامل اکسید کننده، اکسیدهای فلزی را تولید می‌کند که می‌تواند پس از قرار گرفتن در معرض طولانی مدت مضر باشد.

این ماده هیچ خطری برای حمل و نقل ندارد. با این حال، به دلیل ماهیت آلاینده و تحریک مجاری هوایی، لازم است اقدامات احتیاطی برای جلوگیری از پخش گرد و غبار از این فروآلیاژ انجام شود.

۲. فروسیلیس

فروسیلیس، آلیاژی است که از آهن و سیلیکون با محتوایی بین ۴۰ تا ۸۰ درصد تشکیل می‌شود. این فروآلیاژ با احیای سیلیس از طریق زغال سنگ در حضور سنگ آهن در کوره بلند به دست می‌آید.

از فروسیلیس به عنوان یک اکسیدکننده در تولید فولاد زنگ نزن و برای تولید منیزیم استفاده می‌کنند. در واقع فروسیلیس برای جلوگیری از اتلاف کربن فولاد مذاب در طول تولید فولاد و آلیاژهای آهنی استفاده می‌شود.

در هنگام حمل و نقل فروسیلیس نیز با مراقب گرد و غبار بود. زیرا علاوه بر اینکه برای محیط زیست بسیار مضر است، باعث تحریک مجاری تنفسی نیز می‌شود.

فروسیلیس دارای ویژگی تولید هیدروژن در تماس با رطوبت است که می‌تواند باعث انفجار یا آتش سوزی شود. ناخالصی‌های این آلیاژ ممکن است آرسین و فسفین تولید کنند که دو عنصر بسیار سمی به شمار می‌روند و می‌توانند باعث مسمومیت شوند.

۳. فروکروم

این فرو آلیاژی است که از احیای سنگ معدن کروم یا کرومیت به دست می‌آید. فروکروم با توجه به محتوای کربن آن طبقه‌بندی می‌شود. فروکروم برای ایجاد مقاومت در برابر خوردگی در فولاد زنگ نزن به کار می‌رود و مقاومت به سایش را بهبود می‌بخشد. البته با اینکه کروم به عنوان ماده‌ای خطرناک طبقه‌بندی نمی‌شود، ولی با این حال می‌تواند با اسیدهای خاص واکنش بدهد.

کاربرد فرو آلیاژ چیست؟

از فروآلیاژها برای ایجاد خواص ویژه در فولاد و فلزات استفاده می‌شود. آ‌ن‌ها کاربردهای مختلفی دارند و در ادامه مهم‌ترین استفاده های فروآلیاژها را توضیح می‌دهیم:

۱. اکسیژن زدایی

اکسیژن‌زدایی یکی از مهمترین انواع کاربرد فروآلیاژها محسوب می‌شود. در طول فولادسازی، از آن‌ها به عنوان جاذب اکسیژن استفاده می‌کنند. برای ساخت فولاد، آهن خام باید اکسید شود.

در طی این فرآیند، ناخالصی‌ها و مواد ناخواسته موجود در آهن مانند کربن (C)، گوگرد (S)، فسفر (P) و سایر مواد به اکسید تبدیل می‌شوند. برای حفظ کیفیت آهن، باید قبل از فرآوری کامل، اکسیژن‌زدایی انجام شود.

بهترین روش اکسیژن‌زدایی، اضافه کردن موادی است که از خود آهن میل بیشتری به ترکیب شدن با اکسیژن داشته باشند. عناصر مناسب برای این کار عبارتند از کروم، آلومینیوم، سیلیکون و منگنز.

۲. آلیاژ سازی

کاربرد فولاد در صنعت بسیار زیاد است و در نتیجه، باید همواره به فکر بهبود کیفیت آن باشیم. فروآلیاژهایی که برای اصلاح خواص فولاد استفاده می‌شوند را آلیاژ ساز می‌نامند.

فروکروم، فرو منگنز با کربن زیاد یا کم و فرو وانادیم، از انواع آلیاژسازها به حساب می‌آیند. اگر این مواد با فولاد مذاب ترکیب شوند، کیفیت محصول نهایی را تغییر داده و توانایی بهبود تولید را فراهم می‌کند.

عناصر آلیاژ ساز نیز پس از استفاده دچار تغییراتی می‌شوند. به عنوان مثال، هنگامی که کروم به فولاد مذاب اضافه می‌شود، کیفیت آن بهبود می‌یابد.

این عنصر دوام و مقاومت فولاد را افزایش داده و از زنگ‌زدگی آن جلوگیری می‌کند. به همین دلیل است که فولادهای زنگ نزن از کروم ساخته می‌شوند. همچنین افزودن منگنز به فولاد استحکام آن را افزایش می‌دهد.

۳. انجام تلقیح در ریخته‌گری آهن

در صنعت ریخته‌گری از فروآلیاژها برای اصلاح خصوصیات و شرایط انجماد فولاد استفاده می‌شود. در نتیجه‌ی این عملکرد، سختی شمش‌های به دست آمده پس از انجماد افزایش یافته و شکنندگی آنها کاهش می‌یابد.

از دیگر کاربردهای فرو آلیاژها می‌توان احیا کننده بودن آنها را نام برد. برخی از فرو آلیاژهای قابل احیا عبارتند از: فروسیلیس، فروکروم و سیلیکو منگنز. برخی دیگر از فرو آلیاژها را می‌توان در صنایع ذوب فلزات غیرآهنی مانند صنایع مکانیکی استفاده کرد.

خرید مقاطع فولادی از آیرومارت

فولاد یکی از پرکاربردترین موادی است که در ساخت انواع تجهیزات ساختمانی و صنایع دیگر استفاده می‌شود. در آیرومارت انواع تجهیزات فولادی مانند، لوله، نبشی، میلگرد، ورق و … با قیمت مناسب به فروش می‌رسند.

شما می‌توانید قیمت ورق آلیاژی و تجهیزات دیگر را در سایت آیرومارت مشاهده کنید و محصول مورد نظرتان را آنلاین بخرید. در ضمن، جهت کسب اطلاعات بیشتر و دریافت مشاوره‌های رایگان، کافیست با شماره ۰۲۱۴۵۳۰۶ تماس بگیرید.