گنجاندن حتی مقادیر کمی از برخی عناصر می تواند تأثیرات عمیقی بر ویژگی های رفتاری یک دسته سنگ آهن سنگان یا عملکرد یک کارخانه ذوب داشته باشد.
این اثرات می تواند هم خوب باشد و هم بد، برخی به طرز فاجعه باری بد. برخی از مواد شیمیایی به عمد اضافه می شوند مانند شار که باعث کارآمدتر شدن کوره بلند می شود.
برخی دیگر به این دلیل اضافه می شوند که آهن را روان تر، سخت تر می کنند یا کیفیت مطلوب دیگری به آن می دهند. انتخاب سنگ معدن، سوخت و شار، نحوه رفتار سرباره و ویژگی های عملیاتی آهن تولید شده را تعیین می کند.
در حالت ایده آل سنگ آهن فقط حاوی آهن و اکسیژن است. در واقعیت به ندرت چنین است. به طور معمول، سنگ آهن حاوی مجموعه ای از عناصر است که اغلب در فولاد مدرن ناخواسته هستند.
تقریباً همیشه در سنگ آهن وجود دارد. بیشتر آن در طول فرآیند ذوب سرباره می شود. در دماهای بالاتر از 1300 درجه سانتیگراد (2370 درجه فارنهایت) مقداری کاهش می یابد و با آهن آلیاژی تشکیل می دهد.
هر چه کوره گرمتر باشد، سیلیکون بیشتری در آهن وجود خواهد داشت. یافتن 1.5 درصد Si در چدن اروپایی از قرن 16 تا 18 غیر معمول نیست.
اثر اصلی سیلیکون، تقویت تشکیل آهن خاکستری است. آهن خاکستری نسبت به آهن سفید شکننده تر و راحت تر به کار می رود. به همین دلیل برای اهداف ریختهگری ترجیح داده میشود.
(1900، صفحات 192.197) گزارش داد که سیلیکون همچنین انقباض و تشکیل سوراخها را کاهش میدهد و تعداد ریختهگریهای بد را کاهش میدهد.
فسفر (P) چهار اثر عمده بر آهن دارد افزایش سختی و استحکام، کاهش دمای جامدوس، افزایش سیالیت و کوتاهی سرما. بسته به کاربرد در نظر گرفته شده برای آهن، این اثرات یا خوب هستند یا بد. سنگ معدن باتلاق اغلب دارای محتوای فسفر بالایی است.
استحکام و سختی آهن با غلظت فسفر افزایش می یابد. 0.05 درصد فسفر در آهن فرفورژه آن را به سختی فولاد کربن متوسط می کند. آهن با فسفر بالا نیز می تواند با چکش سرد سخت شود. اثر سخت شدن برای هر غلظت فسفر صادق است.
هر چه فسفر بیشتر باشد آهن سخت تر می شود و با چکش کاری می توان آن را سخت تر کرد. فولادسازان مدرن می توانند سختی را تا 30 درصد افزایش دهند.
بدون دیدگاه