فروکروم ، کلید ساخت فولادهای زنگ نزن!

فروکروم چیست؟

فروکروم (Ferrochromium) که با نماد شیمیایی FeCr نشان داده می شود، نوعی فروآلیاژ پر کاربرد در صنایع فولادسازی است که معمولا بین 50 تا 70 درصد کروم دارد. این فروآلیاژ پرکاربرد عمدتا با احیای کربوترمیک سنگ معدن کرومیت توسط کوره قوس الکتریکی تولید می شود.

بیشتر تولید جهانی این فروآلیاژ مربوط به آفریقای جنوبی، قزاقستان و هند است که دارای منابع داخلی بزرگ کرومیت (FeCr₂O₄) هستند. البته چین و روسیه نیز در سال های اخیر حجم زیادی از این فروآلیاژ را تولید کرده اند.

فروکروم تولید شده در آفریقای جنوبی که معمولا با نام کروم شارژی (Charge Chrome) شناخته می شود، مناسب ترین نوع این فروآلیاژ برای تولید فولادهای زنگ نزن است. چرا که از سنگ های معدنی با درصد کربن پایین تولید می شود و این فولادها نیز معمولا کمتر از 1.2 درصد کربن دارند.

در هنگام تولید فروکروم، انرژی زیادی مصرف می شود. بنابراین تولید این فروآلیاژ معمولا در کشورهایی انجام می شود که انرژی هزینه کمی داشته باشد تا تولید مقرون به صرفه باشد.

فرو کروم به چه صورتی تولید می شود؟

امروزه برای تولید فروکروم تکنیک های زیادی به کار گرفته می شود. اما مشهور ترین روش تولید آن احیای کربوترمیک اکسیدهای شامل کروم، منیزیم و آهن در دمای بالا است. در این فرایند، آلیاژ FeCr پس از احیای سنگ معدن حاوی کروم با استفاده از زغال سنگ و کک تحت حرارت بالا تولید می شود. معمولا برای این کار از کوره قوس الکتریکی استفاده می شود.

پس از انجام واکنش احیا، فروکروم در فواصل منظم از کوره جمع آوری می شود. هنگامی که مقدار قابل توجهی از آلیاژ آهن-کروم در کوره تولید شد، سرباره و فلز مذاب از یک سوراخ تعبیه شده خارج می شوند. سپس از یک دهانه عبور می کنند و در محلی دیگر جمع آوری می شوند. فروکروم مذاب در فرایند ریخته گری منجمد شده و برای فراوری های بعدی آماده می شود.

انواع فروکروم

از فرو کروم چه استفاده هایی می شود؟

• بیشتر فروکروم تولید شده در سراسر جهان در ساخت فولادهای زنگ نزن استفاده می شود. محتوای کروم موجود در این فولادها، مقاومت در برابر خوردگی را فراهم می کند و همچنین ظاهر قابل قبولی به آن ها می بخشد. از فروکروم هنگامی که به کروم بیشتری برای افزودن به فولادهای کربنی نیاز باشد نیز استفاده می شود.

3

دقیــقه مطالعه

فولاد ساده کربنی ؛ پدر فولادهای صنعتی

فولاد مادر آلیاژهای صنعتی و یکی از ارکان علوم مهندسی به ویژه مهندسی متالورژی است...

• فروکروم با کربن بالا در ساخت فولادهای بلبرینگ، فولادهای ابزار و همچنین سایر فولادهای آلیاژی کاربرد دارد. انواعی از فرو کروم با نیتروژن بالا در بازار وجود دارد که با افزودن 0/75 درصد ازت به گریدهای مختلف فروکروم ایجاد می شود.
• این آلیاژ غنی از نیتروژن برای تولید فولادهای ریخته گری با کروم بالا که دارای ساختار دانه ای ریزتری هستند، استفاده می شود. محتوای نیتروژن سبب ایجاد دانه های ریز شده و به محصول نهایی استحکام می بخشد.
• در تولید چدن، از فرو کروم دارای 62-66 درصد کروم و تقریباً 5 درصد کربن استفاده می شود.
• پودر این فروآلیاژ در ساخت قطعات به روش متالورژی پودر به کار می رود.
• به دلیل پایداری شیمیایی سرباره های فروکروم، از آن ها در راه سازی های عمرانی و همچنین در تولید مواد نسوز استفاده می شود.
• از جمله موارد استفاده ديگر فروكروم، استفاده از آن در توليد «فروکروم ليگنو سولفونات» است. این ماده يكی از كاربردی ‌ترين مواد اوليه در شيمی ساختمان است. استفاده از این ماده باعث روان ‌تر شدن بتن می شود.

3

دقیــقه مطالعه

سرامیک ساختمانی

به حال دقت کرده اید با هر بار نگاه کردن به اطراف خود در خانه، محل کار، معابر عمو...

• امروزه از گرد و غبار فروکروم در صنعت برنزه سازی چرم نیز استفاده می شود.

در هنگام خرید محصول، به نکات زیر توجه داشته باشید:

بخش اعظم سنگ معدن کرومیت در ایران، در استان ‌های خراسان، سمنان، فارس، كرمان و هرمزگان استخراج می شود. مشهورترین كارخانه‌ های توليد فروکروم در ايران نیز در سه منطقه ماكو در شمال غربی كشور، عجب ‌شير و در رباط كرمان هستند.

توجه داشته باشید كه فروکروم تولید شده توسط این کارخانه ها عمدتا از نوع پر كربن است. در حقيقت فروکروم كم‌ كربن در كشور ما ظرفیت توليد چندانی ندارد و اين آلياژ از كشورهای چين، آفريقای جنوبی، روسيه، هلند و به ايران وارد می ‌شود. این موضوع سبب می شود که قیمت انواع کم کربن این فروآلیاژ گران تر از دیگر انواع آن باشد.

فروکروم با توجه به سفارش مشتری می تواند به شکل کلوخه ای، پودری، چیپسی یا ورقه ای با دانه بندی مشخص و در بسته بندی های متغیر به فروش برسد.

توجه به نکات مطرح شده در این مقاله، در رابطه با انواع فروکروم و ترکیبات آن قبل از خرید ضروری است. پیشنهاد می شود پیش از خرید، آنالیز شیمیایی فروکروم از فروشنده تقاضا شود. در صورت بالا بودن مقادیر ناخالصی و کم بودن میزان کروم در این آلیاژ، ارزش خرید آن کمتر می شود.

پیش از خرید این فروآلیاژ، حتما به نکات بهداشتی که در قسمت انتهایی این مقاله توضیح داده شده، توجه داشته باشید.

به نکات ایمنی توجه داشته باشید:

ذرات گرد و غبار فروکروم می توانند باعث خطرات احتراق یا انفجار شوند. بنابراین توصیه می شود که هیچ گونه شعله آتش نزدیک به پودر فرو کروم نشود. همچنین هنگام دست زدن به این ماده شیمیایی، بهتر است از تجهیزات ضد اشتعال استفاده شود. قرار گرفتن در معرض فروکروم می تواند مشکلات بهداشتی خاصی ایجاد کند.

منابع

Gasik, M. I. (2013). Technology of Chromium and Its Ferroalloys. Handbook of Ferroalloys, 267–316.
www.chemistrylearner.com