روشهای متداول تولید فولاد

محصول کوره ذوب آهن، چدن است. چدن معمولا دارای ناخالصی کربن و مقادیر جزئی ناخالصی‌های دیگر است. این به نوع سنگ معدن و ناخالصی‌های همراه آن و همچنین به چگونگی کار کوره بلند ذوب آهن بستگی دارد.
مصرف عمده آهن در صنعت بصورت فولاد است. برای کاربرد در صنعت، باید چدن را به فولاد تبدیل کرد. طی این عمل ناخالصی‌های کربن و دیگر ناخالصی‌ها به مقدار ممکن کاهش ‌یابند.

روشهای تولید فولاد

روش بسمه:

در این فرآیند ناخالصی‌های موجود در چدن مذاب را به کمک سوزاندن در اکسیژن کاهش داده و آن را به فولاد تبدیل می‌کنند. پوشش جدار داخلی کوره بسمه از سیلیس یا اکسید منیزیم و گنجایش آن در حدود 15 تن است. نحوه کار کوره به این ترتیب است که جریانی از هوا را به داخل چدن مذاب هدایت می‌کنند. ناخالصی‌های کربن و گوگرد به صورت گازهای SO2 و CO2 از محیط خارج می شوند. ناخالصی‌های فسفر و سیلیس موجود در چدن مذاب در واکنش با اکسیژن موجود در هوا به صورت اکسیدهای غیر فرار P4O10) و (SiO2 جذب جدارهای داخلی کوره شوند و به ترکیبات زودگداز Mg3(PO4)2 و MgSiO3 تبدیل و سپس به صورت سرباره خارج شوند. سرعت عمل این فرآیند بالا است. کنترل مقدار اکسیژن مورد نیاز برای حذف دلخواه ناخالصی‌های چدن دشوار است. در نتیجه فولاد با کیفیت مطلوب و دلخواه را نمی‌توان به این روش بدست آورد.

روش کوره باز (یا روش مارتن):

برای جدا کردن ناخالصی‌ها، از اکسیژن موجود در زنگ آهن یا اکسید آهن استفاده می‌شود. برای این منظور از کوره باز استفاده می‌شود که پوشش جدار داخلی آن از MgO و CaO تشکیل شده است. گنجایش این کوره بین 50 تا 150 تن چدن مذاب است.
حرارت لازم برای گرم کردن کوره از گازهای خروجی کوره و یا مواد نفتی تأمین می‌شود. برای تکمیل عمل اکسیداسیون ، هوای گرم نیز به چدن مذاب دمیده می‌شود. زمان عملکرد این کوره طولانی‌تر از روش بسمه است.
از این نظر می‌توان با دقت بیشتری عمل حذف ناخالصی‌ها را کنترل کرد. در نتیجه محصول مرغوب‌تری به دست می‌آید.

روش الکتریکی:

از این متد در تهیه فولادهای ویژه‌ استفاده می‌شود که در کوره الکتریکی با الکترودهای گرافیت صورت می‌گیرد.
این روش احتیاج به ماده سوختنی و اکسیژن ندارد و دما را می‌توان نسبت به دو روش قبلی، بالاتر برد.
این روش برای تصفیه مجدد فولادی که از روش بسمه و یا روش کوره باز بدست آمده است، بکار می‌رود.

برای این کار مقدار محاسبه شده‌ای از زنگ آهن را به فولاد در کوره الکتریکی اضافه کرده و حرارت می‌دهند. برای جذب و حذف گوگرد موجود در فولاد مقدار محاسبه شده‌ای اکسید کلسیم و برای جذب اکسیژن محلول در فولاد مقدار محاسبه شده‌ای آلیاژ فروسیلیسیم (آلیاژ آهن و سیلیسیم) اضافه می‌کنند.