موضوع مقاله: آلیاژ آهنی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # آلیاژ آهنی | مقدمه: الیاژ آهنی به آلیاژهای گوناگون آهن گفته می‌شود که به‌طور نسبی بالای یک یا چند عنصر دیگر مانند منگنز، آلومینیم یا سیلیسیم قرار دارد و در تولید انواع فولاد و آلیاژها مورد استفاده قرار می‌گیرد. | ## بخش 1: آلیاژ آهنی | این آلیاژها ویژگی‌های متمایزی را به فولاد و چدن می‌دهند و با صنعت فولاد و فراورده‌های فلزی، ارتباط نزدیکی دارند. تولید در کوره بلند در طول قرن بیستم به‌طور مداوم کاهش یافت، در حالی که تولید به روش احیای مستقیم همچنان در حال افزایش است. امروزه فرومنگنز را می‌توان به‌طور مؤثر در کوره بلند تولید کرد، اما حتی در این حالت نیز، تولید این آلیاژ به روش احیای مستقیم در حال گسترش است. معمولاً آلیاژهای آهن توسط واکنش‌های کربوترمیک تولید می‌شوند که شامل کاهش اکسیدها با کربن (به عنوان کک) در حضور آهن است. تولید و مصرف آلیاژهای آهنی فرومنگنز از میان آلیاژهای منگنز، دو آلیاژ فرومنگنز و سیلیکومنگنز، مواد اصلی برای فولادسازی هستند. بزرگ‌ترین تولیدکننده فرومنگنز، چین است (۲٫۷ میلیون تن) که با اختلاف بسیار از سایر کشورها در صدر تولیدکنندگان این آلیاژ قرار دارد. بیشتر تولید سنگ کرومیت تولید شده در کوره‌های قوس الکتریکی برای استفاده در صنعت متالورژی جهت تولید فروکروم برای صنعت متالورژی ذوب می‌شود. کشورهای پیشرو در تولید فروکروم در جهان در سال ۲۰۱۴ چین (۴٫۵ میلیون تن)، آفریقای جنوبی (۳٫۶ میلیون تن)، قزاقستان (۱٫۲ میلیون تن) و هند (۰٫۹ میلیون تن) بودند. میزان تولید فروکروم در جهان ۱۱٫۷ میلیون تن در سال بود که این عدد در سال ۲۰۱۴ به ۴۱٫۷ میلیون تن در سال رسید. فرومولیبدن اصلی‌ترین تولیدکنندگان این آلیاژ عبارتند از شیلی (۱۶۹۱۸ تن)، چین (۴۰۰۰۰ تن) و ایالات متحده که حدود ۷۸ درصد از تولید جهانی سنگ معدن مولیبدنیت را در سال ۲۰۰۸ به خود اختصاص دادند. | ## بخش 2: آلیاژ آهنی | همچنین دیگر تولیدکنندگان آن شامل کانادا، مکزیک و پرو است که باقی تولید را به خود اختصاص داده‌اند. کنسانتره‌های مولیبدنیت برای تشکیل اکسید مولیبدیک برشته می‌شوند که می‌تواند به فرومولیبدن، مواد شیمیایی مولیبدن یا فلز مولیبدن تبدیل شوند. اگرچه ایالات متحده دومین کشور پیشرو در تولید مولیبدن در جهان در سال ۲۰۰۸ بود، اما بیش از ۷۰ درصد فرومولیبدن مورد نیاز خود را در سال ۲۰۰۸ وارد نمود که بیشتر آن را در صنایع فولاد مورد استفاده قرار داد. در سال ۲۰۰۸ کشورهای پیشرو در تولید این آلیاژ شامل ژاپن (۳۰۱۰۰۰ تن) کالدونیای جدید (۱۴۴۰۰۰ تن) و کلمبیا (۱۰۵۰۰۰ تن) بودند که ۵۱ درصد از تولید جهانی این آلیاژ را به خود اختصاص داده‌اند. با توجه به تولید بالای این آلیاژ توسط کشور چین، این کشور در این آمار محاسبه نشده‌است. منظور از درصد میزان سیلیسیم موجود در آلیاژ است، اما درصدهای مورد نیاز صنعت به خصوص صنایع فولادسازی ۷۰ تا ۷۵ درصد است. از جمله عناصر دیگر که در این آلیاژ وجود دارد و جز عناصر ناخواسته می‌باشد، می‌توان به تیتانیم، کروم، کربن، گوگرد، آلومینیم، فسفر اشاره کرد و معمولاً اکثر فولادسازها با درصد آلومینیم زیر ۲ درصد درخواست می‌نمایند. فرو سیلیسیم تولیدی در سه سایز (اندازه) به بازار مصرف ارائه می‌شود: ۱–۱۰ تا ۶۰ میلی‌متر ۲–۳ تا ۱۰ میلی‌متر ۳–۰ تا ۳ میلی‌متر که هر یک از صنایع با توجه به نوع مصرف از سایز مورد نیاز استفاده می‌کنند، به عنوان مثال در صنایع فولادسازی و ریخته‌گری مداوم بیشتر از اندازه ۱۰ تا ۶۰ میلی‌متر استفاده می‌شود. دیگر تولیدکنندگان این آلیاژ شامل نروژ (۰٫۲۱ تن)، روسیه (۰٫۸۵ تن) و ایالات متحده (۰٫۲۳ میلیون تن) می‌شود. فروتیتانیم تیتانیم در فولادسازی برای اکسیدزدایی، کنترل اندازه دانه و کنترل و تثبیت کربن و نیتروژن استفاده می‌شود. | ## بخش 3: آلیاژ آهنی | در طی فولادسازی، تیتانیم به دلیل دمای ذوب نسبتاً پایین و چگالی بالا معمولاً به عنوان فروتیتانیم استفاده می‌شود. فولادهایی که محتوای تیتانیم نسبتاً بالایی دارند شامل فولاد ضدزنگ، فولاد کم‌آلیاژ پراستحکام و فولادهای بینابینی می‌شود. علاوه بر این، آن را نیز به‌طور مستقیم از کنسانتره معدنی تیتانیم نیز تولید می‌کنند. همچنین فروسیلیکون-تیتانیم نیز به منظور امکان افزودن همزمان سیلیکون و تیتانیم تولید می‌شود. کشورهای پیشرو در تولید فروتیتانیم عبارتند از: برزیل، چین، هند، ژاپن، روسیه، اوکراین، بریتانیا و ایالات متحده. فروتنگستن تنگستن یک عنصر آلیاژی مهم در فولادهای ابزار با سرعت بالا و سایر فولادها است و به میزان کمتری در برخی از فولادهای ضدزنگ و ساختاری استفاده می‌شود. تنگستن اغلب به مذاب فولاد به عنوان فروتنگستن اضافه می‌شود که می‌تواند تا ۸۰ درصد تنگستن داشته باشد. تولید جهانی فروتنگستن تحت سلطه چین است که در سال ۲۰۰۸، ۴۸۳۵ تن (وزن ناخالص) از این آلیاژ را صادر کرد. فروتنگستن قیمت نسبتاً بالای داشته و قیمت آن حدود ۳۱ تا ۴۴ دلار برای هر کیلوگرم تنگستن است. در این سه کشور، وانادیم عمدتاً از سنگ معدن مگنتیت حاوی تیتانیم که برای تولید آهن خام فرآوری شده بود، بازیابی می‌شود. | ## جمع‌بندی | این سرباره حاوی ۲۰ تا ۲۴ درصد پنتوکسید وانادیم بوده که می‌توان آن را به فرووانادیم حاوی ۴۰ تا ۵۰ درصد وانادیم تبدیل کرد.