تاثیر عناصر گوناگون در استخراج آهن

تاثیر عناصر گوناگون در استخراج آهن

برخی دیگر به این دلیل اضافه می شوند که آهن باعث سیال شدن ، سخت شدن و یا کیفیت مطلوب دیگر می شود. انتخاب سنگ معدن ، سوخت و شارع نحوه رفتار سرباره و مشخصات عملیاتی آهن تولید شده را تعیین می کند. در حالت ایده آل سنگ آهن فقط حاوی آهن و اکسیژن است. در واقع به ندرت چنین است. به طور معمول ، سنگ آهن شامل عناصر زیادی است که اغلب در فولاد مدرن ناخواسته هستند.

سیلیکون :  تقریباً همیشه در سنگ آهن وجود دارد. بیشتر آن در طی فرآیند ذوب سرباره می شود. در دمای بالاتر از 1300 درجه سانتیگراد (2370 درجه فارنهایت) مقداری کاهش می یابد و آلیاژی با آهن تشکیل می دهد. هرچه کوره گرمتر باشد ، سیلیکون بیشتری در آهن وجود دارد. یافتن حداکثر 5/1٪ Si در چدن اروپایی از قرن 16 تا 18 غیر معمول نیست.تأثیر عمده سیلیکون در ایجاد آهن خاکستری است. اتو خاکستری شکننده تر و راحت تر از آهن سفید است. به همین دلیل برای اهداف ریخته گری ترجیح داده می شود. ترنر گزارش داد که سیلیکون همچنین باعث کاهش جمع شدگی و تشکیل سوراخ های هوا می شود و تعداد ریخته گری های بد را کاهش می دهد.

فسفات: فسفر (P) چهار اثر عمده بر آهن دارد: افزایش سختی و مقاومت ، کاهش دمای جامد ، افزایش سیالیت و کوتاه بودن سرما. بسته به کاربردی که برای آهن در نظر گرفته شده است ، این اثرات خوب یا بد هستند. سنگ معدن باتلاق غالباً دارای مقدار زیادی فسفر است

مقاومت و سختی آهن با غلظت فسفر افزایش می یابد. 05/0٪ فسفر موجود در آهن فرفورژه آن را به اندازه فولاد کربن متوسط ​​سخت می کند. هرچه فسفر بیشتر باشد 30٪ افزایش دهند ، بدون اینکه مقاومت در برابر ضربه را با حفظ سطح فسفر بین 0.07 تا 0.12٪ کاهش دهند. ، آهن سخت تر می شود و می توان با چکش کاری آن را سخت کرد. کنترل دقیق فسفر می تواند در عملیات ریخته گری بسیار مفید باشد. فسفر دمای مایع را کاهش می دهد ، اجازه می دهد آهن برای مدت بیشتری ذوب بماند و سیالیت را افزایش می دهد.

فسفر یک آلاینده مخرب است زیرا باعث شکننده شدن فولاد ، حتی در غلظت های 0.6٪ می شود. فسفر را نمی توان با شار یا ذوب به راحتی از بین برد و بنابراین برای شروع کار سنگ معدن آهن معمولاً باید فسفر کمی داشته باشد.

آلومینیوم: مقادیر کمی آلومینیوم در بسیاری از سنگ معادن از جمله سنگ آهن ، شن و ماسه و برخی سنگهای آهکی وجود دارد. اولین مورد را می توان با شستن سنگ معدن قبل از ذوب از بین برد. تا زمان معرفی کوره های آجری کاری شده ، میزان آلودگی آلومینیوم به اندازه کافی کم بود که تاثیری روی آهن و سرباره نداشت. با این حال ، هنگامی که شروع به استفاده از آجر برای کوره های داخلی و داخلی کوره های بلند ، میزان آلودگی آلومینیوم به طرز چشمگیری افزایش یافت. این به دلیل فرسایش پوشش کوره توسط سرباره مایع بود.

کاهش آلومینیوم دشوار است. در نتیجه ، آلودگی آلومینیوم آهن مشکلی ایجاد نمی کند. با این حال ، ویسکوزیته سرباره را افزایش می دهد این امر تأثیرات سوئی بر عملکرد کوره خواهد داشت. سرباره ضخیم تر باعث کاهش سرعت بار می شود و روند کار را طولانی می کند.

گوگرد : گوگرد (S) یک آلوده کننده مکرر در زغال سنگ است. این ماده همچنین در بسیاری از سنگ معدن ها به مقدار کم وجود دارد ، اما با کلسیمی می توان آن را حذف کرد. گوگرد در دمای موجود در ذوب آهن به راحتی در آهن مایع و جامد حل می شود. اثرات حتی مقدار کمی گوگرد نیز فوری و جدی است. آنها از اولین ساخته های آهن سازان بودند. گوگرد باعث قرمز یا داغ شدن آهن کوتاه می شود

آهن داغ در هنگام گرم شدن شکننده است. این یک مشکل جدی بود زیرا بیشتر آهنهای مورد استفاده در طول قرنهای 17 و 18 میلادی آهن یا فرفورژه بود. آهن فرفورژه در اثر ضربات مکرر با چکش در حالت گرم شدن شکل می گیرد.

در چدن گوگرد باعث ایجاد آهن سفید می شود.تعدادی از روش های درمانی برای آلودگی گوگرد وجود دارد.

گوگرد را می توان با بو دادن و شستشو از سنگ معادن خارج کرد. تفت دادن گوگرد را اکسید می کند و دی اکسید گوگرد را تشکیل می دهد که یا به جو می ریزد و یا می تواند شسته شود. در آب و هوای گرم می توان سنگ معدن پیریت را در زیر باران خارج کرد.

امروز گوگرد دیگر مشکلی ندارد. درمان مدرن ، افزودن منگنز است.