فروکروم

با سلام خدمت دوستان و همراهان همیشگی پارس بوته. امروز هم با یک مطلب آموزشی دیگر در خدمت شما هستیم. فلز کروم یکی از مهم‌ترین عناصر در صنعت است.

این فلز قدرت مقاومت فولاد در برابر فرسایش و زنگ‌زدگی را افزایش می‌دهد و همچنین به افزایش سختی فولاد کمک می‌کند. به همین دلیل کروم کاربرد گسترده‌ای در صنایع مختلف دارد. یکی از مهم‌ترین آلیاژهای تولید شده از این عنصر، فروکروم (ferrochrome) است.

این فروآلیاژ یک آلیاژ آهن – کروم با محتوای بالای کروم است که به دلیل خواص منحصربه‌فرد خود، کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف دارد. در این مقاله، ابتدا به تعریف فروکروم و نحوه تولید آن خواهیم پرداخت. سپس انواع مختلف آن و ویژگی‌های هر یک را بررسی خواهیم کرد.

فروکروم چیست

فروکروم یک فروآلیاژ بسیار مهم و کاربردی است که عمدتاً در صنعت فولادسازی مورداستفاده قرار می‌گیرد. این آلیاژ آهن – کروم، حاوی ۵۰ تا ۷۰ درصد کروم است و به دلیل خواص منحصربه‌فرد خود، در صنایع مختلفی کاربرد دارد.

این محصول به‌عنوان یکی از مهم‌ترین فروآلیاژها شناخته می‌شود. پیشوند «فرو» نشان‌دهنده میزان آهن موجود در این آلیاژ است که در مقایسه با عنصر خالص کروم، تمایز اصلی آن را شکل می‌دهد. در ترکیب فروکروم، حدود ۵۰ تا ۷۰ درصد کروم وجود دارد که به آن خواص منحصربه‌فردی می‌بخشد.

فرایند تولید فروکروم

فروکروم معمولاً با استفاده از روش قوس و کربوترمی سنگ کروم در کوره‌های قوس الکتریکی (Electric Submerged Arc Furnace) تولید می‌شود.

مواد اولیه مورداستفاده در این فرایند، تأثیر بسزایی بر روی رفتار کوره، فرایند احیا، تشکیل سرباره و میزان انرژی مصرفی خواهند داشت. به‌طورکلی، هرچه سرباره تشکیل‌شده ضخیم‌تر باشد (مواد اولیه با ناخالصی بیشتر)، انرژی موردنیاز فرایند نیز افزایش خواهد یافت.

مواد اولیه موردنیاز در تولید این فروآلیاژ عبارت‌اند از:

• سنگ کرومیت: Lompy ore با ۳۵٪ اکسید کروم و ۳۰٪ اکسید آهن، همچنین سنگ کرومیت بریکت‌شده
• احیاکننده: کک، زغال‌سنگ، آنتراسیت
• فلاکس: سیلیس، آهک، دولومیت

در این میان، کشور آفریقا جنوبی با در اختیار داشتن بیش از ۷۰٪ منابع سنگ کرومیت جهان، بازار این ماده معدنی را رهبری می‌کند. پس از آن، زیمباوه با ۲۵٪ منابع کرومیت، در رتبه دوم قرار دارد. همچنین کشور قزاقستان، دارای منابع باکیفیت و خلوص بالای کروم است که در مصارف حساس موردتوجه است.

قبل از شارژ سنگ کرومیت در کوره قوس الکتریکی، ابتدا آن را کلوخه‌سازی کرده و سپس عملیات زینترینگ را بر روی آن انجام می‌دهند. در نهایت، پلت‌ها و بریکت‌های تولیدشده، آماده شارژ در کوره خواهند بود.

کاربرد‌های فروکروم

فروکروم یک فروآلیاژ بسیار مهم و کاربردی است که اغلب در صنعت فولادسازی مورداستفاده قرار می‌گیرد. این فروآلیاژ دارای کاربردهای متنوعی است که در ادامه به آنها اشاره می‌شود:

1. تولید فولادهای ضدزنگ: بیشترین مصرف این فروآلیاژ در سراسر جهان مربوط به تولید فولادهای ضدزنگ است. محتوای کروم موجود در این فولادها، مقاومت در برابر خوردگی را فراهم می‌کند و ظاهر قابل‌قبولی به آنها می‌بخشد.
2. تولید فولادهای آلیاژی: نوع با کربن بالا در ساخت فولادهای بلبرینگ، فولادهای ابزار و سایر فولادهای آلیاژی کاربرد دارد. همچنین انواعی از این فروآلیاژ با نیتروژن بالا نیز در بازار موجود است که برای تولید فولادهای ریخته‌گری با کروم بالا استفاده می‌شود.
3. تولید چدن: در تولید چدن، از فروکروم دارای ۶۲-۶۶ درصد کروم و تقریباً ۵ درصد کربن استفاده می‌شود.
4. متالورژی پودر: پودر آن در ساخت قطعات به روش متالورژی پودر به کار می‌رود.
5. ساخت مواد نسوز و راه‌سازی عمرانی: به دلیل پایداری شیمیایی سرباره‌های فروکروم، از آنها در تولید مواد نسوز و همچنین در راه‌سازی‌های عمرانی استفاده می‌شود.
6. تولید فروکروم لیگنوسولفونات: این ماده یکی از کاربردی‌ترین مواد اولیه در شیمی ساختمان است و باعث روان‌تر شدن بتن می‌شود.
7. صنعت برنزه‌سازی چرم: امروزه از گردوغبار این فروآلیاژ در صنعت برنزه‌سازی چرم نیز استفاده می‌شود.

ویژگی‌های فروکروم

فروکروم یک فروآلیاژ بسیار مهم و کاربردی با ویژگی‌های منحصربه‌فردی است که موجب استفاده گسترده آن در صنایع مختلف شده است.

• مقاومت به دما: این ماده نسبت به عوامل خورنده معمول در دمای اتاق بسیار مقاوم بوده و به همین خاطر یکی از اجزای اصلی در تولید فولادهای ضدزنگ به شمار می‌رود.
• مقاوم در برابر خوردگی: افزودن کروم به فولاد، علاوه بر افزایش مقاومت در برابر خوردگی، باعث افزایش سختی و همگنی این خاصیت در فولاد نیز می‌شود. همچنین، کروم موجود در این فروآلیاژ، خاصیت مقاومت حرارتی فولاد را نیز بهبود می‌بخشد.
• ویژگی های شیمیایی: این ماده به‌صورت جامد و در اشکال مختلفی همچون کریستال‌های کوچک، کلوخه‌ها، گرانول‌ها و پودر یافت می‌شود. رنگ این ماده می‌تواند از تیره مانند خاکستری فلزی تا خاکستری روشن متغیر باشد. این ماده بی‌بو بوده و در آب نامحلول است. اگرچه ذرات این آلیاژ قابل‌اشتعال هستند، اما در محیط‌های معمول و شرایط انبارداری با دمای مشخص، پایداری خود را حفظ می‌کند.

چگالی آن در محدوده ۶ تا ۹ گرم بر سانتی‌متر مکعب متغیر بوده و چگالی بالک آن نیز در بازه ۳٫۳ تا ۳٫۷ گرم بر سانتی‌متر مکعب قرار دارد. این ماده دارای نقطه ذوب بالاتر از ۱۵۰۰ درجه سانتی‌گراد و نقطه‌جوش در محدوده ۲۷۰۰ تا ۳۰۰۰ درجه سانتی‌گراد است.

انواع فروکروم

فروکروم یک آلیاژ آهن و کروم است که در ترکیبات مختلفی موجود است. درصد کربن موجود می‌تواند متغیر باشد و بر اساس این تفاوت، انواع مختلفی از آن وجود دارد که هر کدام کاربردهای خاص خود را دارند.

فروکروم ضعیف

یکی از انواع این آلیاژ، فروکروم با درصد کربن کمتر از ۰٫۱٪ است که به‌عنوان «فروکروم ضعیف» یا «کم‌کربن» شناخته می‌شود. این نوع بیشتر در تولید وسایل آشپزخانه، ابزارهای برقی و قطعات خودرو استفاده می‌شود.

فروکروم متوسط

نوع دیگر آن، با درصد کربن بین ۰٫۱٪ تا ۰٫۵٪ است که «فروکروم متوسط» یا «کربن متوسط» نامیده می‌شود. این آلیاژ در تولید قطعات ماشین‌آلات صنعتی، ابزارهای برش و قطعات پمپ‌ها کاربرد دارد.

فروکروم سخت

همچنین نوع پرکربن این آلیاژ، با درصد کربن بیشتر از ۰٫۵٪ وجود دارد که «فروکروم سخت» یا «پرکربن» نامیده می‌شود. این آلیاژ برای تولید ابزارهای برشی، قطعات ماشین‌آلات سنگین و سایر قطعاتی که نیاز به مقاومت بالا در برابر سایش دارند، مورداستفاده قرار می‌گیرد.

جمع بندی

فروکروم یک ماده بسیار کاربردی و ارزشمند است که در صنایع متنوعی مورداستفاده قرار می‌گیرد. این آلیاژ آهن و کروم به‌عنوان یک پوشش محافظ، نقش مهمی در بهبود عملکرد و زیبایی محصولات ایفا می‌کند.

باتوجه‌به ویژگی‌های منحصربه‌فرد و کاربردهای گسترده آن در صنایع مختلف، انتخاب نوع مناسب این محصول بسیار حائز اهمیت است. به همین منظور، توصیه می‌شود که برای استفاده از فروکروم، از مشاوره متخصصان باتجربه و آگاه در این زمینه بهره گرفته شود. این امر کمک می‌کند تا بهترین انتخاب بر اساس نیازها و حوزه فعالیت خود داشته باشید.