بلوم
روشهای تولید شمش بلوم (Bloom) از مواد اولیه معدنی
بعد از این که سنگ آهن از معادن استخراج میشود، برای جداسازی آهن خالص آن از ناخالصیها وارد مجموعههای مربوطه مانند ذوب آهن میشود. در این واحدها تحت دمای بالا، سنگ آهن را ذوب کرده، آهن و فولاد خام و اولیه را از آن استخراج مینمایند. سپس به شکل شمش بلوم و سایر انواع شمش آن را برای مراحل بعد به کارخانههای فولاد روانه میکنند. برای این کار چند روش متفاوت وجود دارد که دو مورد از آنها بیشتر مورد استفاده قرار میگیرند.
یکی روش کوره بلند میباشد که بسیار رایج بوده و از زمانهای قدیم مورد استفاده قرار میگرفته است. روش دیگر هم کورههای قوس الکتریکی برای جداسازی آهن خالص است که این روش به طور معمول کمتر از روش کوره بلند استفاده میشود. اکنون به هر دو این روشها و چگونگی فرآیند تولید شمش Bloom در هر یک از آنها خواهیم پرداخت.
نورد اولیه برای تبدیل شمش فلز به محصولاتی مانند بلوم و اسلب استفاده میشود. این فرآیند، ساختار شمش ریخته گری را اصلاح میکند، خواص مکانیکی آن را بهبود میبخشد و عیوب داخلی پنهان را از بین میبرد. برای اطلاعات بیشتر، مقاله فرآیند نورد کاری را مطالعه کنید.
تولید شمش بلوم با استفاده از روش کوره بلند
استفاده از این روش پیشینه زیادی داشته و تقریبا در بیشتر کارخانههای ذوب آهن دنیا از روش کوره بلند استفاده میشود. البته باید توجه داشته باشید که این روش بیشتر برای استخراج آهن و فولاد از سنگ آهن مورد استفاده قرار میگیرد؛ تا این که برای فرآوری مجدد آهنهای ضایعات مورد استفاده قرار بگیرد. برای استخراج آهن خالص ابتدا سنگ آهن را به صورت ابتدایی حرارت میدهند تا کلوخه سازی گردد. در ادامه مواد مورد نیاز جهت جدا شدن آهن از ناخالصیها به سنگآهن اضافه میگردد. کک و آهک جزو مهمترین این مواد هستند که در این مرحله اضافه خواهند شد.
سپس این مواد ناخالص وارد مرحله حرارت دهی میشوند که در این مرحله آهن شروع به ذوب شدن کرده و از پایین کوره خارج میگردد. البته پیش از تولید شمش بلوم، هنوز باید این ماده مذاب یک بار دیگر هم تصفیه شود.از مهمترین مواد ناخالصی که در این مرحله باید از فولاد مذاب جداسازی شود، کربن است. همان طور که میدانید، در سنگ آهن مقداری زیادی کربن وجود دارد که باقی ماندن آن در فولاد نهایی، میتواند استقامت آن را تا حد زیادی کاهش دهد.
به همین دلیل، در این مرحله کربن موجود در فولاد مذاب را به کمک اکسیژن جداسازی خواهند کرد. بعد از این که ناخالصیهای موجود از آهن و فولاد مذاب جدا میشود، این مواد وارد مراحل نهایی میشوند. یعنی فولاد مذاب در ظروف بزرگی که در اصطلاح به آنها پاتیل گفته میشوند، زیخته شده و به سمت قالبهای شمش میروند. در پایان این آهن مذاب بسته به نوع شمشی که قرار است تولید شود، در قالبهای مخصوص آن ریخته خواهند شد. این شمشها میتوانند شمش بلوم یا سایر انواع دیگر آن باشند که در ادامه تفاوتهای آنها را بیان خواهیم کرد.
تولید شمش بلوم با استفاده از فرآوری آهن با کورههای قوس الکتریکی
روش دیگر برای خالص سازی آهن و تولید فولاد خام برای مصارف بعدی، استفاده از کورههای قوس الکتریکی است. این روش بیشتر در مواردی استفاده میشود که قصد بازیافت آهنهای کارکرده و یا ضایعاتی را دارند. به این ترتیب که این آهنآلات را به درون کوره ریخته و مواد مورد نیاز برای سرباره سازی را به آنها اضافه میکنند. مانند روش قبل، این مواد در دماهای بالای هزار درجه ذوب شده و آهن خالص جداسازی میشود.
در ادامه این مواد مذاب توسط پاتیلها به بخشهایی که قالب شمشها قرار دارند، انتقال داده شده و در این قالبها تخلیه خواهند شد. در این روش هم قالبها میتوانند مربوط به شمش بلوم یا انواع دیگر شمش باشند. بعد از ریختن فولاد مذاب در این قالبها، فرآیند سرد سازی و انجماد انجام میگیرد. در پایان شمشهای خام فولادی آماده انتقال به واحدهای بعدی جهت تغییر شکل و تبدیل به ابزارآلات گوناگون هستند.
کابردهای شمش بلوم
بعد از این که فولاد خالص از مواد اولیه که سنگ آهن یا آهن آلات ضایعاتی هستند، خارج شد، وارد قالبهای شمش بلوم میشوند. این شمشها در سایز و طولهای متفاوتی بسته به نوع کارخانه سازنده تولید میشوند. پس از این که انجماد صورت گرفت، این شمشها را خنکسازی کرده و به سمت کارخانههای فولاد میبرند. در کارخانههای فولاد شمشها وارد خط نورد شده و تغییر شکل پیدا میکنند. به این ترتیب، محصولات جدید فلزی از این شمشها تولید خواهد شد.
برای مثال یکی از مهمترین محصولاتی که از این طریق تولید میشوند، انواع میلگرد است که به عنوان یکی از مهمترین مصالح فلزی در بسیاری از ساختمانها به کار میرود. البته از شمش Bloom برای تولید سایر ابزارآلاتی هم که منشا فولادی دارند در مراحل بعدی استفاده میشود. ریلهای قطار، تیرآهن، ناودانی و موارد این چنینی دیگر از جمله رایجترین این موارد هستند.