فروکروم چیست؟
فروکروم با نشان FeCr یکی از فروآلیاژهای بسیار مهم و کاربردی است که بیشتر از آن در صنعت فولادسازی استفاده می‌شود. پیشوند فرو، نشان دهنده میزان آهن موجود در این آلیاژ است و تفاوت اصلی آن با عنصر کروم دقیقا مربوط به همین مقدار آهن در فروکروم است. در ترکیب فروکروم نزدیک به ۵۰ الی ۷۰ درصد کروم وجود دارد. فروکروم‌ها را به وسیله کوره‌های قوس الکتریکی تولید می‌کنند. به دلیل اینکه در ساخت فروکروم نیاز به استفاده از انرژی قابل توجهی است، این فروآلیاژ در کشورهایی تهیه می‌شود که استفاده از انرژی برای آن‌ها نسبت به دیگر کشورها مقرون به صرفه‌تر خواهد بود.
این فروآلیاژ بسیار ارزشمند و کاربردی به صورت خاص در هند، قزاقستان، روسیه، آفریقای جنوبی و چین تولید می‌شود. بنابراین تولیدکنندگان اصلی فروکروم در جهان این مناطق هستند. از آن جایی که در تولید فروکروم از سنگ‌های معدنی با درصد بسیار کمی کربن استفاده می‌کنند (کربن کمتر از ۱.۲ درصد)، این فروآلیاژ برای تولید و ساخت فولادهای ضد زنگ بسیار کاربرد دارد. مناسب‌ترین فروکرومی که در جهان بالاترین استاندارد ممکن را دارد و میزان کربن به کار رفته در آن نیز کم است، فروکروم آفریقای جنوبی است که به کروم شارژی (Charge Chrome) معروف است. در ادامه با روش تولید فروکروم آشنا خواهیم شد.
چگونگی تولید فروکروم
با پیشرفت تکنولوژی و افزایش مهارت و تخصص نیروهای انسانی، از روش‌ها و تکنیک‌های جدیدی برای تولید فروکروم استفاده می‌شود. در میان روش‌های مختلفی که می‌توان به وسیله آن‌ها فروکروم تولید کرد، تکنیکی وجود دارد که بیش از دیگر روش‌ها کاربردی و مشهور است. شرح این روش به این صورت است که با احیای کربوترمیک اکسیدهایی شامل منیزیم، کروم و آهن در دمای بسیار بالا، فروکروم تولید می‌شود. در این روش، با احیا کردن سنگ معدنی که حاوی کروم است و با بهره گرفتن از کک و زغال سنگ در حرارت بالا، آلیاژ FeCr تولید می‌شود.
همانطور که قبلا نیز اشاره کردیم این روش توسط کوره قوس الکتریکی انجام می‌شود. بعد از اتمام فرایند احیا کردن، فروکروم تولید شده در فواصلی منظم از کوره جمع آوری می‌شود. پس از اینکه مقدار کافی از آلیاژ فروکروم تهیه شد، فلز مذاب و سرباره به کمک سوراخ تعبیه شده در کوره خارج می‌شوند. در فرایند ریخته گری، فروکروم مذاب را منجمد کرده و آن را برای استفاده در فرایندهای بعدی آماده می‌کنند. دقت داشته باشید که فروکروم بسته به موارد مختلفی دسته‌بندی می‌شود و انواع گوناگونی دارد. در بخش بعدی به معرفی انواع فروکروم می‌پردازیم.
انواع فروکروم
فروکروم‌ها را می‌توان به سه دسته تقسیم‌بندی کرد. گروه اول فروکروم‌های کم کربن، گروه دوم با کربن متوسط و گروه سوم فروکروم‌های پرکربن. عناصر کروم، کربن، گوگرد، سیلیکون، فسفر و نیتروژن در هریک از این فروکروم ها، درصدهای متفاوتی دارند. در ادامه به طور مجزا با انواع فروکروم آشنا می‌شویم.
فروکروم کم کربن
فروکروم کم کربن را می‌توان یک ماده آلیاژی به شمار آورد که در آن کروم، به عنوان اصلی‌ترین عنصر شناخته می‌شود. به این دلیل که خواص و ترکیبات مختلف فولادها کاملا شناخته شده هستند، با اضافه شدن عناصر آلیاژی به آن‌ها این خواص به شکل چشمگیری بهبود پیدا می‌کنند. در نتیجه این عملیات می‌توان شاهد مواردی همچون مقاومت فولاد در برابر خوردگی، سایش و افزایش میزان سختی آن بود. از موارد کاربرد این فروکروم عبارتند از:
- تولید و ساخت فولادهای ضد زنگ
- کاربرد در صنایع شیمیایی
- تولید فولادهای دما بالا
- استفاده در واحدهای آهنگری
- استفاده در صنعت جوشکاری
- کاربرد در صنعت ریخته‌گری
- استفاده برای تولید و ساخت میله
این گروه از فروکروم‌ها خصوصیاتی دارند که می‌توان این مشخصه‌ها را نوعی مزیت نیز به شمار آورد. برخی از این ویژگی‌ها عبارتند از:
- تمامی خواص فروکروم کم کربن بهینه است
- این فروکروم‌ها جایگزین بسیار خوب و مناسبی برای کروم فلزی هستند که هزینه‌های به صرفه‌تری نیز دارند.
- این فروکروم‌ها کاربرد بسیار زیادی در صنعت فولاد و ریخته‌گری دارند.
فروکروم پرکربن
آن دسته از فلزاتی که دارای مقدار کربن زیادی هستند، از طریق ذوب سنگ معدن با کک و در کوره‌های الکتریکی تولید می‌شوند. از جمله فروآلیاژهای رایج تولیدشده در این زمینه فروکروم پرکربن است. از موارد کاربرد فروکروم‌های پرکربن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.
- تولید فولادهایی با میزان کروم بسیار بالا
- تولید فولادهای ضد زنگ
- ساخت بلبرینگ‌ها و ابزارهای فولادی
- ساخت فولادهای مهندسی
- اجرای عملیات جوشکاری
- انجام عملیات ریخته‌گری
- و تولید سایر فولادهای آلیاژی
این فروکروم به صورت پودرشده نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. از این پودر جهت تولید صفحات مقاوم به سایش، ساخت الکترودهای لوله‌ای و همچنین فولادهای مهندسی استفاده می‌شود. نحوه بسته‌بندی کردن این نوع فروآلیاژها نیز خاص و ویژه است. اصولا این فروکروم‌ها را در ظروف استوانه‌ای شکل ۱ تنی، ۲۰۰ کیلویی و ۵۰ کیلویی بسته‌بندی می‌کنند.
حال که تا حدودی با انواع فروکروم آشنا شدید در ادامه تصمیم داریم تا با کاربردها و موارد مصرف کلی فروکروم‌ها آشنا شویم و این موارد مصرف را مورد بررسی قرار دهیم.
موارد مصرف فروکروم
- اصلی‌ترین کاربردی که از آلیاژ فروکروم انتظار می‌رود، استفاده از آن در ساخت و تولید فولادهای ضدزنگ است. می‌توان گفت تقریبا در سراسر جهان از این فروآلیاژ برای تولید فولادهای ضدزنگ بهره می‌برند. محتوی و ترکیباتی که در این فروکروم‌ها وجود دارند باعث می‌شود تا مقاومت فولاد در برابر خوردگی تا حد زیادی افزایش پیدا کند. علاوه بر افزایش مقاومت فولاد، تاثیر زیادی بر روی ظاهر و زیبایی آن خواهد داشت. زمانیکه در فولادهای کربنی نیاز به مقدار کروم بیشتری باشد، از فروکروم استفاده می‌شود و بهترین نتایج از این کار حاصل خواهد شد.
- جالب است بدانید که از گردوغبار فروکروم نیز استفاده‌های زیادی در صنایع می‌شود. صنایع برنزه‌سازی چرم، از مصرف کنندگان اصلی گردوغبار فروکروم هستند.
- از این آلیاژ برای ساخت فروکروم لیگنو سولفونات هم بهره گرفته می‌شود. فروکروم لیگنو سولفونات یکی از کاربردی‌ترین و مهم‌ترین مواد و ترکیبات اولیه در ساختمان هاست. مزیت استفاده از این ماده در ساختمان‌ها منجر به روان‌تر شدن بتن‌ها می‌شود.
- سرباره‌های فروکروم پایداری بسیار زیاد و قابل توجهی دارند، به دلیل این ویژگی، می‌توانند جهت تولید مواد نسوز و همچنین در راه‌سازی‌های عمرانی نقش تاثیرگذاری داشته باشند.
- برای ساخت و تولید قطعات با روش متالورژی پودر، از پودر فروکروم استفاده می‌کنند.
- برای تولید چدن نیز از این فروآلیاژ بهره‌های زیادی می‌برند. فروکروم‌هایی که در ترکیب خود از ۶۲ الی ۶۶ درصد کروم و تقریبا ۵ درصد کربن برخوردار هستند، بهترین و مناسب‌ترین آلیاژها برای تولید چدن می‌باشند.
- در تولید و ساخت فولادهای ریخته‌گری با کروم بالا از فروکروم‌هایی که غنی از نیتروژن هستند بهره می‌برند. این فروکروم‌ها ساختار دانه‌ای ریزتری در مقایسه با دیگر آلیاژها دارند. در واقع این نیتروژن موجود در فروکروم است که باعث ایجاد دانه‌های ریز می‌شود و همین عامل به صورت مستقیم روی افزایش استحکام و مقاومت محصول تاثیر می‌گذارد.
بنا بر توضیحات ارائه شده به خوبی می‌توان نتیجه گرفت که فروکروم‌ها آلیاژهای بسیار ارزشمند و کاربردی هستند که در صنایع مختلف جایگاه ویژه‌ای دارند. به دلیل اهمیت این محصولات در بازار جهانی، کارخانجات و شرکت‌های متعددی در زمینه تولید و عرضه این نوع فروآلیاژ فعالیت می‌کنند. با توجه به افزایش روز افزون مصرف فروکروم در بازار، برخی افراد سودجو نیز اقدام به ارائه کالایی نامرغوب و ارزان قیمت می‌کنند که خواص و کارایی مورد انتظار را ندارد. بنابراین لازم است تا خریداران به هنگام خرید فروکروم دقت لازم را داشته باشند.