الرئيسية
أحدث الصورالتصنيفات العامة للمواد الهندسية(حديد الزهر)
صفحة 1 من اصل 1
التصنيفات العامة للمواد الهندسية(حديد الزهر)
من طرف مليجي الجمعة يوليو 15, 2011 3:45 am
المواد الحيدية هي اكثر المواد استخداما في الصناعات الهندسية كما أن عنصر الحديد هو اكثر العناصر شيوعا في الكرة الارضية حيث يحتل المرتبة الرابعة بعد الاكسجين و السيليكون و الالومنيوم و تحتوي القشرة الأرضية علي 4.2% بالوزن حديد.
انتاج الحديد الزهر:
يحضر الزهر الخام باختزال أكاسيد الحديد و يتم هذا الاختزال في الفرن العالي. و الفرن العالي بناء اسطواني يصل ارتفاعه الي حوالي 40 متر و له قطر يصل الي 9 أمتار و تصل سعته الي 1600 متر مكعب و ينتج في اليوم الواحد حوالي 1000 طن من الحديد الزهر. و قد يصل ارتفاع الفرن الي 90 متر باتساع يصل الي 15 متر و يصل انتاجه اليومي الي حوالي 12000 طن في اليوم.الفرن العالي
و الفرن العالي (أيضا يسمي بالفرن اللافح) مغلف من الخارج بألواح من الصلب و مبطن من الداخل بالطوب الحراري. و يتم تسخين الهواء للفرن عن طريق المبدلات الحرارية و عددها من 3 الي 5 و يصل ارتفاعها من 25 متر الي 40 متر و يتراوح قطرها من 6 الي 10 امتار و الوقود ا
لمستخدم في هذهالمبدلات الحرارية هو خليط من غاز الفرن العالي و الهواء و يتم تسخين الهواء اللازم للفرن العالي بامراره خلال مبدل ساخن و يتم تسخين المبدلين الاخرين بامرار غازات الاحتراق خلالهما.
مكونات الفرن العالي
و يتكون الفرن العالي من الأجزاء الرئيسية الاتية:
1. القمة و أعلاها توجد فتحة خروج الغازات.
2. القصبة.
3. الأكتاف.
4. البئر و به فتحة خروج الزهر المنصهر في أسفله و تعلوها فتحة خروج الخبث و كذلك فتحات دخول الهواء الساخن.
الشحنة.
و يشحن الفرن العالي شحنة تتكون من خام الحديد و فحم الكوك و مساعد الصهر.
و يتنوع خام الحديد فنجد منه:
· خام الحديد المغناطيسي Fe3O4 و نسبة الحديد به 60 الي 70%.
· أكسيد الحديديك (الهيماتيت)Fe2O3 و نسبة الحديد به 30ا لي 50%.
· أكسيد الحديديك المائي (الهيماتيت البني أو الجوتايت) Fe2O3 – 3H2O و نسبة الحديد به من 35 الي 45%.
· كربونات الحديد Fe2Co3 و نسبة الحديد به من 25 الي 40%.
و يستخدم مساعد الصهر كي يتفاعل مع الشوائب و المواد الغير مرغوب فيها؛ و يطلق عليها المادة العاطلة، و ذلك لتكوين خبث يطفو فوق سطح المعدن و يسهل ازالته. و مساعد الصهر يمكن أن يكون:
أ. حجر جيري اذا ما كانت المادة العاطلة حامضية(السيليكا و الألومينا).
ب. كوارتز أو رمل اذا ما كانت المادة العاطلة قاعدية(جيرية).
عملية الختزال:
هي العملية الرئيسية في الفرن العالي و تتم تفاعلات الاختزال بطريقتين هما :
أ. مباشرة
يتم فيها اختزال اكاسيد الحديد المنصهرة وفقاً للتفاعل التالي .
FeOn+nC = Fe+nCO
ب. غير مباشرة
يتم فيها اختزال اكاسيد الحديد في حالتها الصلبة بواسطة غازي اول اكسيد الكربون والهيدروجين – الناتج من تفاعل الغاز الطبيعي مع غاز ثاني اكسيد الكربون – وفقاً للتفاعل التالي :
FeOn+n(CO,H2 )= Fe+n(CO2,H2O
وطبقاً للتفاعلات السابقة فانه يتم اختزال اكاسيد الحديد العليا- مثل الهيماتيت والماجنيتيت والووستيت- وكذلك (FeO) بواسطة غاز اول اكسيد الكربون على النحو التالي :
x3Fe2O3+CO---->x2Fe3O4+CO2
Fe3O4+CO---->3FeO+CO2
FeO+CO---->Fe+CO2
النواتج:
و يستخدم الفرن العالي لانتاج نوعين من الزهر:
أ. حديد زهر السباكة الرمادي (زهر تماسيحPig Iron ) و تكون نسبة السيليكون به عالية و يستخدم في مسبوكات الورش.
ب. حديد زهر تحويلي أبيض(نسبة المنجنيز به عالية و كربيد الحديد به ذائب في الحديد) و يستخدم في عمليات انتاج الصلب.
كاتب هذا الموضوع
انتاج الحديد الزهر:
يحضر الزهر الخام باختزال أكاسيد الحديد و يتم هذا الاختزال في الفرن العالي. و الفرن العالي بناء اسطواني يصل ارتفاعه الي حوالي 40 متر و له قطر يصل الي 9 أمتار و تصل سعته الي 1600 متر مكعب و ينتج في اليوم الواحد حوالي 1000 طن من الحديد الزهر. و قد يصل ارتفاع الفرن الي 90 متر باتساع يصل الي 15 متر و يصل انتاجه اليومي الي حوالي 12000 طن في اليوم.الفرن العالي
و الفرن العالي (أيضا يسمي بالفرن اللافح) مغلف من الخارج بألواح من الصلب و مبطن من الداخل بالطوب الحراري. و يتم تسخين الهواء للفرن عن طريق المبدلات الحرارية و عددها من 3 الي 5 و يصل ارتفاعها من 25 متر الي 40 متر و يتراوح قطرها من 6 الي 10 امتار و الوقود ا
لمستخدم في هذهالمبدلات الحرارية هو خليط من غاز الفرن العالي و الهواء و يتم تسخين الهواء اللازم للفرن العالي بامراره خلال مبدل ساخن و يتم تسخين المبدلين الاخرين بامرار غازات الاحتراق خلالهما.
مكونات الفرن العالي
و يتكون الفرن العالي من الأجزاء الرئيسية الاتية:
1. القمة و أعلاها توجد فتحة خروج الغازات.
2. القصبة.
3. الأكتاف.
4. البئر و به فتحة خروج الزهر المنصهر في أسفله و تعلوها فتحة خروج الخبث و كذلك فتحات دخول الهواء الساخن.
الشحنة.
و يشحن الفرن العالي شحنة تتكون من خام الحديد و فحم الكوك و مساعد الصهر.
و يتنوع خام الحديد فنجد منه:
· خام الحديد المغناطيسي Fe3O4 و نسبة الحديد به 60 الي 70%.
· أكسيد الحديديك (الهيماتيت)Fe2O3 و نسبة الحديد به 30ا لي 50%.
· أكسيد الحديديك المائي (الهيماتيت البني أو الجوتايت) Fe2O3 – 3H2O و نسبة الحديد به من 35 الي 45%.
· كربونات الحديد Fe2Co3 و نسبة الحديد به من 25 الي 40%.
و يستخدم مساعد الصهر كي يتفاعل مع الشوائب و المواد الغير مرغوب فيها؛ و يطلق عليها المادة العاطلة، و ذلك لتكوين خبث يطفو فوق سطح المعدن و يسهل ازالته. و مساعد الصهر يمكن أن يكون:
أ. حجر جيري اذا ما كانت المادة العاطلة حامضية(السيليكا و الألومينا).
ب. كوارتز أو رمل اذا ما كانت المادة العاطلة قاعدية(جيرية).
عملية الختزال:
هي العملية الرئيسية في الفرن العالي و تتم تفاعلات الاختزال بطريقتين هما :
أ. مباشرة
يتم فيها اختزال اكاسيد الحديد المنصهرة وفقاً للتفاعل التالي .
FeOn+nC = Fe+nCO
ب. غير مباشرة
يتم فيها اختزال اكاسيد الحديد في حالتها الصلبة بواسطة غازي اول اكسيد الكربون والهيدروجين – الناتج من تفاعل الغاز الطبيعي مع غاز ثاني اكسيد الكربون – وفقاً للتفاعل التالي :
FeOn+n(CO,H2 )= Fe+n(CO2,H2O
وطبقاً للتفاعلات السابقة فانه يتم اختزال اكاسيد الحديد العليا- مثل الهيماتيت والماجنيتيت والووستيت- وكذلك (FeO) بواسطة غاز اول اكسيد الكربون على النحو التالي :
x3Fe2O3+CO---->x2Fe3O4+CO2
Fe3O4+CO---->3FeO+CO2
FeO+CO---->Fe+CO2
النواتج:
و يستخدم الفرن العالي لانتاج نوعين من الزهر:
أ. حديد زهر السباكة الرمادي (زهر تماسيحPig Iron ) و تكون نسبة السيليكون به عالية و يستخدم في مسبوكات الورش.
ب. حديد زهر تحويلي أبيض(نسبة المنجنيز به عالية و كربيد الحديد به ذائب في الحديد) و يستخدم في عمليات انتاج الصلب.
كاتب هذا الموضوع
مليجي- مدير المنتدى
- عدد المساهمات : 108
نقاط : 449
تاريخ التسجيل : 08/06/2011
العمر : 33 -
مواضيع مماثلة» التصنيفات العامة للمواد الهندسية(النحاس)
» التصنيفات العامة للمواد الهندسية(اختبار جومني)
» التصنيفات العامة للمواد الهندسية(الفولاذ السبائكي)
» التصنيفات العامة للمواد الهندسية(اختبار جومني)
» التصنيفات العامة للمواد الهندسية(الفولاذ السبائكي)
صفحة 1 من اصل 1
صلاحيات هذا المنتدى:
لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى