خرسک و شلاکه آهن چیست
در اصطلاح ریخته گری, سرباره و تفاله دقیقا معنای مشابهی ندارند. سرباره به زباله هایی گفته می شود که در نتیجه ذوب مواد غیرآهنی تولید می شود که نقطه ذوب بالایی دارند. این محصولات معمولا از اجزای غیر فلزی مایع تشکیل شده و حاصل آلیاژسازی و اکسیداسیون در هوا هستند. در حالی که گفته می شود تفاله مربوط به آلیاژهای غیرآهنی است که نقطه ذوب پایینی دارند. اینها در تماس فلز مذاب با هوا تولید می شوند. (جهت مطالعه به فولاد سبز مراجعه نمایید)
تفاله یک محصول ضایعاتی است که در طی ذوب فلز مذاب از آن جدا می شود و اساسا دارای ویژگی فلزی است.
باید به طور جداگانه حذف و پردازش شود یا در مکانی امن دور ریخته شود. همچنین ممکن است بسته به زمینه استفاده خطرناک یا سمی باشد. (جهت مطالعه بیشتر به بزرگترین تولیدکنندگان فولاد جهان مراجعه نمایید)
تفاله ذاتی عملیات ریخته گری فلزات غیرآهنی است. این بسیار مهم است زیرا سودآوری یک عملیات غیرآهنی متاثر از میزان تفاله تولید شده در تاسیسات و نحوه استفاده از آن است.
بر روی سطح فلزاتی که نقطه ذوب پایینی دارند, ذرات تشکیل می شود, مانند:
- قلع
- سرباره
- روی
- آلومینیوم
تشکیل ناخالصی ذوب فلز
همانطور که فلز ذوب می شود اکسید می شود و لایه ای از کف و ناخالصی را تشکیل می دهد که با گرم شدن فلز به سطح شناور می شود. این تفاله را می توان از فلز جدا کرد تا محصول تصفیه شده خالص تر باشد و عملکرد قابل اعتمادی را هنگام ریخته گری یا کار کردن تضمین کند. در مورد برخی از فلزات, مقدار تفاله تولید شده می تواند بسیار زیاد باشد, به اندازه ۵۰٪ فلز و این می تواند هزینه فلز را به طور قابل توجهی افزایش دهد. (جهت مطالعه بیشتر به فولاد چیست مراجعه نمایید)
ریزگردها گاهی اوقات سلامت انسان را به خطر می اندازند و می توانند در پالایشگاه ها و کارخانه ها مشکلاتی ایجاد کنند زیرا ممکن است هنگام گرم شدن به طور خطرناکی از گاز خارج شوند.
تفاله جامدی است از سرباره که مایع است متمایز می شود مواد زائد کاملا زائد نیستند. برای مثال تفاله های آلومینیومی قابل بازیافت هستند و در فولادسازی ثانیویه برای اکسیداسیون سرباره استفاده می شوند. (جهت مطالعه بیشتر به فولادهای آلیاژی مراجعه نمایید)
بهترین راه برای کاهش وقوع تفکیک, متوقف کردن تشکیل آن از طریق روش های خوب ریخته گری است.
تکنیک های ریخته گری
برخی از فلزات مذاب نسبت به سایرسرباره/ تفاله بیشتری از خود به جا می گذارند. ریخته گری های ساخته شده از این آلیاژها مقدار بیشتری زباله غیر فلزی به جا می گذارند. با این حال برخی از تکنیک های ریخته گری, بررسی های کیفی و عوامل طراحی می توانند به کاهش قابل توجهی از وقوع اجزای غیرفلزی کمک کنند. اصول طراحی بهتر در صورت استفاده باعث کاهش وقوع اجزای غیر فلزی در فرآیند ریخته گری می شود که بر برتری ریخته گری تاثیر می گذارد. (جهت مطالعه بیشتر به تولید قطعات فولادی مراجعه نمایید)
بهترین راه برای کاهش وقوع اجزای غیرفلزی, توقف تشکیل آنها از طریق روش ها ی خود ریخته گری است.
آلیاژهایی که عمر سیال بالایی دارند می توانند از فیلترهای سرامیکی استفاده کنند که به طور فزآینده ای به ریخته گری کمک می کند تا اجزای غیر فلزی را کاهش دهد. آلیاژهایی مانند تیتانیوم که دارای شیوع بالایی هستند باید از ذوب خلاء و ریختن برای جلوگیری از ریزش استفاده کنند. (جهت مطالعه بیشتر به تحلیل قیمت آهن مراجعه نمایید)
لایه تفاله اکسید آلومینیوم, که لایه ای را در بالای فلز مذاب تشکیل می دهد می تواند از طریق شارهای ریخته گری از فلز مذاب جدا شود. تفاله و فلز (به صورت مایع یا جامد) معمولا در این لایه از تفاله باهم مخلوط می شوند. هنگامی که شارهای ریزش بر روی اکسید آلومینیوم در سرباره یا لایه تفاله واکنش می دهند, فلز معمولا می تواند جدا شده و بازیابی شود.
فلوریدهای موجود در شارهای آبریزش لایه اکسید را مایع و ذوب می کنند. (جهت مطالعه بیشتر به چگونه می توان استحکام فولاد را اندازه گیری کرد مراجعه فرمایید)
اگر واکنش باعث تکان دادن کافی اکسیدها شود, لایه اکسید شکسته شده و فلز را می توان از فیلم جدا کرد.
صنعت آلومینیوم به طور گسترده ای از این تکنیک شارهای ریزش استفاده می کند تا از هدر رفتن فلز در ضایعات جلوگیری کند. تفاله خام ممکن است ۶۰ تا ۸۵ درصد محتوای فلز داشته باشد که اگر اجازه سوختن داشته باشد هدر می رود.
شارهای تمیز کننده دیوار را می توان با دستگاه تفنگ زنی روی دیوارها اعمال کرد. این شارها به کاهش لایه اکسیدی که روی دیوارها تشکیل می شود کمک می کند. (جهت مطالعه بیشتر به دنیای نانوتکنولوژی مراجعه نمایید)
بازیابی تفاله روی
روی مذاب را می توان از تفاله هایی که از ماشین آلات پوشش روی و دیگ روی حاوی فلز استفاده می شود نیز بازیابی کرد.
１. برای تامین برق از یک موتور تحت فشار استفاده می شود. این موتور دارای پیستونی است که به سیلندر متصل شده است.
２. یک پاتیل با دسته بلند برای جدا کردن دستی تفاله ها برای فلز استفاده می شود. این پاتیل U شکل است.
３. یک تکیه گاه محکم به شکل یک قاب C شکل به ارائه می شود. قسمت پایینی این قاب دارای نشیمنگاه کروی است که شبیه U شکل دستگاه اسکیمینگ است. این قاب C از پاتیل زیر قوچ پشتیبانی می کند.
４. یک محور محرک به قسمت بالایی قاب C در یک انتها و موتور تامین کننده قدرت در انتهای دیگر متصل است. این به حرکت رفت و برگشت قوچ کمک می کند.
５. قسمت بالایی رام به محور محرک متصل است. رام تاپ به شکل U معکوس است.
６. دیوار سوراخ شده U شکل از نظر شکل شبیه به بالای قوچ است.
７. اشکال منحنی قوچ و پاتیل باعث می شود یک شکل متحدالمرکز به طور قدرتمندی در حوضچه تفاله و روی وارد شود. بنابراین قطرات فلز باهم ترکیب می شوند و خود را به دیوار پاتیل می چسبانند. فلز به زور از تفاله جدا می شود.
８. روی مذاب استخراج شده از تفاله ها در دیگ روی جمع آوری می شود. (جهت خرید و بررسی به قیمت تیرآهن مراجعه نمایید)
سرباره های آهن و فولاد از محصولات مشترک تولید آهن و فولاد هستند. در تولید آهن, کوره بلند با سنگ آهن, مواد روان کننده, معمولا سنگ آهک و دولومیت, و کک به عنوان سوخت و عامل احیا کننده شارژ می شود. سنگ آهن مخلوطی از اکسیدهای آهن, سیلیس و آلومینا است. که با این عوامل شارژ می شود. سنگ آهن مخلوطی از اکسیدهای آهن, سیلیس و آلومینا است. و با این عوامل شارژ اضافه شده سرباره مذاب و آهن تشکیل می شود. ویژگی های فیزیکی مانند: چگالی, تخلخل و اندازه ذرات تحت تاثیر نرخ خنک سازی و ترکیب شیمیایی قرار می گیرند. (جهت خرید و بررسی به قیمت تیرآهن مراجعه نمایید)
بسته به روش خنک سازی, سه نوع سرباره آهن تولید می شود:
- هوا خنک, منبسط و دانه بندی شده که کاربردهای متفاوتی دارند.
- فرایندی که سرباره آهن و فولاد تولید می کند.
- سربار کوره بلند که هنگام ذوب و کاهش سنگ آهن در کوره بلند تولید می شود.
- سرباره فولادسازی که در طی فرایندهای فولادسازی برای اصلاح اجزای آهن تولید می شود طبقه بندی کرد.
- سرباره کوره بلند ترکیبی از سیلیس و سایر اجزای غیرآهنی سنگ آهن, خاکستر حاصل از کک به عنوان ماده احیا کننده و مواد کمکی سنگ آهک است. از آنجایی که وزن مخصوص آن کمتر از چدن است, در طی فرایند گرمایش, سرباره مذاب بالاتر از آهن خام قرار می گیرد و به راحتی جدا و بازیابی می شود. (جهت خرید و بررسی به قیمت میلگرد مراجعه نمایید)
- سرباره فولاد سازی با فرآیندی تولید می شود که آهن خام تولید شده توسط کوره بلند را به فولاد سخت و بسیار کارآمد تبدیل می کند. (جهت مطالعه بیشتر به انواع تیرآهن در ساخت مراجعه نمایید)
سرباره مبدل ماده اکسید شده ای است که با افزودن آهن و سایر مواد کمکی و دمیدن اکسیژن به چدن به منظور حذف کربن, فسفر, گوگرد و سایر اجزای آهن خام و تصفیه آن برای تولید فولاد قوی تولید می شود. نوع دیگر سرباره فولادسازی, سرباره کوره قوس الکتریکی, زمانی که ضایعات آهن ذوب و تصفیه می شود و تولید می شود. (جهت مطالعه بیشتر به تاثیر تکنولوژی بر قیمت فولاد مراجعه نمایید)
جهت مطالعه بیشتر به فولاد آلیاژی مراجعه فرمایید.
