آهن، این عنصر با رتبه چهارم در عناصر متداول پوسته زمین و به طور کلی عنصر اصلی سازنده هسته بیرونی و درونی زمین است. در جدول فلزات خانه بیست و ششم را با دارا بودن چگالی حدود ۷۸۷۴ Kg/m3 اشتغال کرده و در اولین دوره فلزات واسطه قرار گرفته است. به طور کلی باید عرض شود که برای تولید آهن خام، می‌بایست سنگ آهن را در کوره‌‌‌های داغ آهنگدازی تولید کنند، به طوری که اساس تولید و ساخت آهن و فولاد، سنگ آهن است.
فلز استخراج شده از سنگ معدن آهن، یعنی خود آهن علاوه بر سنگین وزن بودن، دارای رنگی خاکستری و درخشان میباشد که در صنایع مختلف از آن و آلیاژ‌هایش مثل فولاد به کار می‌‌‌‌برند مانند صنعت ساختمانسازی مثل میلگرد، نبشی، ناودانی، میخ، پیچ و مهره، گالوانیزه رنگی و روغنی و …
با وجود تفاوتهای زیاد بین آهن و فولاد، اغلب این دو فلز با یکدیگر اشتباه گرفته می‌‌‌شوند اما باید به عواملی همچون استحکام، دوام، خوردگی، هزینه، تطبیق‌پذیری و پایداری و دیگر عوامل توجه کنید تا بتوانید این دو فلز را از یکدیگر تشخیص دهید. اگر بخواهیم به طور مختصر بیان کنیم، فولاد آلیاژی میباشد که عنصر‌‌‌های اصلی آن کربن و آهن هستند که این آهن به افزایش استحکام فولاد کمک شایانی می‌‌‌کند. در این مقاله از سایت بازرگانی نجومی قصد بر بررسی تفاوت فولاد و آهن برای شما را داریم پس تا انتها همراه ما باشید.
سنگ آهن چیست؟!
سنگ آهن از مخلوطی شامل چندین نوع نمک معدنی، سنگ آهن، آلومین و … تشکیل شده است که این غلظت معینی از ترکیبات آهن به شمار می‌رود و با حرارت دادن آن در کوره‌‌‌های آهنگدازی، محصولی خام تولید، سپس از آن برای تولید آهن، فولاد و چدن استفاده می‌‌‌کنند. این سنگ دارای انواع مختلفی همانند هیدروکسید‌‌‌ها، اکسید‌‌‌ها، سولفور و کربنات میباشد. به طور کلی این کانی در حالت طبیعی نرم است و استحکام کمی داشته و در هوای آزاد به راحتی اکسید میشود.
آهن چیست؟!
این فلز سنگین وزن که تقریبا ۶۰۰۰ سال است در صنعت ساختمانسازی کاربرد دارد ولی امروزه گزارش شده که محبوبیت آن مانند گذشته نیست اما باز هم توجه داشته باشید که سازه‌‌‌های مستحکمی همچون برج ایفل و مجسمه آزادی از این عنصر ساخته شده است.
فولاد چیست؟!
فولاد یا Steel یکی از انواع آهن‌آلات است که با تغییر دادن خواص و بهبود ویژگیهای آهن تهیه میشود. به طور کلی آهن خام که نرم و شکننده است، سریع اکسید میشود، به همین دلیل باید به آلیاژ‌‌‌های متفاوت تبدیل شود که اساس تفاوت این آلیاژ‌‌‌ها، تغییر دادن میزان درصد کربن در عنصر آهن است که این میزان در فولاد بین ۰/۲ تا ۲/۱ است.
این فلز در انواع مختلفی تولید میشود که همگی آن‌‌‌‌ها دارای استحکام، پایداری و دوام بیشتر از آهن خالص هستند که باعث افزایش گسترده این فلز در صنعت ساختمانسازی شده است.
چگونگی تولید فولاد از آهن
به طور معمول این آلیاژ مستحکم با دو روش کوره بلند یا همان اولین مرحله تولید فولاد از اکسید‌‌‌های آهن و کوره قوس الکتریکی تولید میشود. کوره مذکور یا همان کوره بلند نخستین بار در قرن چهاردهم با تولید روزانه تقریبا یک تن فولاد ساخته شده است. البته گفته میشود که تجهیزات این کوره را بهبود داده‌‌‌اند تا به تولید بالاتری برسند اما هنوز که هنوز است راندمان تولید همانند قبل و ثابت میباشد.
نا‌‌‌گفته نماند که در این کوره‌‌ها از کک یا زغال پخته، سنگ آهن و سنگ آهک استفاده می‌‌‌کنند و طی فرآیندی به تولید آهن خام می‌‌‌رسند. در میان توضیحات به واژه کک برخوردیم و به طور خلاصه به آن زغال پخته گفتیم، در اینجا لازم به ذکر است که این ماده اکثرا از زغال سنگ تولید میشود. نحوه تولید آن سخت است و شامل مراحل زیر میباشد:
- خرد کردن زغال سنگ تا تبدیل آن به پودر
- شارژ کردن این پودر در کوره
- افزایش دما در کوره تا حدود ۱۸۰۰ درجه فارنهایت
- فرار موادی همچون روغن، قیر، هیدروژن، نیتروژن و گوگرد در طی فرآیند ذوب
حال ما به کک یا زغال پخته رسیدیم که بعد از ۱۸ الی ۲۴ ساعت از کوره خارج می‌‌‌گردد. این ماده را پس از خنک شدن به قطعه‌‌‌های مختلف یک الی چهار اینچی تبدیل می‌‌‌کنند. اگر بخواهیم ویژگیهای این ماده را نام ببریم می‌‌‌توان به سیاه بودن، متخلخلی و سختی آن اشاره کنیم که به طور قابل توجه سخت و دارای استحکام است. حال شاید بپرسید که این ماده در تولید آهن و فولاد چه نقشی دارد؟! باید بیان کنیم که به علت انرژی بالا، نفوذ‌‌‌پذیری، گرما و ایجاد برخی گاز‌‌‌ها شرایطی را برای ذوب سنگ آهن مهیا می‌‌‌کند.
پس از تمامی این مراحل، اکسیژن وارد کوره شده و مقدار زیادی از کربن و نا‌‌‌خالصی‌‌‌ها را از آن خارج کند. در نهایت این مراحل، فولاد خام حاصل خواهد شد. نا‌‌‌گفته نماند که این فولاد کاربردی نداشته تا مراحلی همچون ریخته‌‌‌گری پیوسته و شکل‌‌‌دهی اولیه و نهایی را بگذرانند و به فولاد ثانویه با کربن زیر ۲/۱ برسند، حال می‌‌‌توان از این فولاد در صنعت استفاده کنند.
تفاوت فولاد و آهن
در اینجا به بیان و بررسی هر یک از تفاوتهای آهن و فولاد می‌‌‌پردازیم:
استحکام و وزن
همانطور که در بالا گفتیم به علت استحکام و قدرت زیاد فولاد باعث محبوبیت و کاربرد بالای این فلز شده به طوری که دیگر کمتر از آهن استفاده می‌‌‌کنند. این فلز با چگالی پایین‌‌‌تر خود از آهن در پروژه‌‌‌های کلانی همچون ساخت چندین طبقه ساختمان و آسمان خراش و خطوط راه آهن کاربرد دارد و علت آن هم ویژگی‌‌‌هایی همچون چکش‌‌‌خواری فولاد، بالا بودن تحمل بار‌‌‌های کشش آن، استحکام و وزن مناسب، عدم پیچ خوردگی و خم شدن یا هر تغییر شکلی میباشد.
دوام بالا
بدیهی است که فولاد دارای دوام بالاتری در گذر زمان نسبت آهن است، به طوری که فولاد سازسازهای، توان مقاومت و تحمل بالایی در برابر آتش و گرمای زیاد، باد و باران داشته که حتی در معرض خوردگی هم قرار نخواهد گرفت. حال باید بدانید که این ویژگیهای نام برده شده و اینکه فولاد هیچ وقت ترک خورده، پیج خورده، پاره شده و پوسیده نخواهد شد موجب کاربرد گسترده آن در پروژه‌‌‌های ساختمانی خصوصا در قسمت تیر‌‌‌های ساختمانی شده است.
خوردگی
به طور کلی خوردگی یک فرآیند طبیعی است که اکثر فلزات دچار آن می‌‌‌شوند که فرآیند آن منجر به زنگ‌زدگی فلز و تبدیل رنگ آن به نارنجی و قهوه‌‌ای خواهد شد. باید بیان داریم که فولاد از آهن مقاومت بیشتری در برابر خوردگی داشته که بعضی اعمال همچون زدن رنگ به سطح آن باعث افزایش این میزان مقاومت نیز خواهد شد.
مقرون به صرفه بودن
به دلیل محبوبیت فراوان فولاد و تولید انبوه آن باعث مقرون به صرفه شدن استفاده از آن شده است؛ البته ویژگی تاثیر‌‌‌گذار دیگر سبکی فولاد نسبت به آهن است که تاثیر زیادی بر هزینه‌‌‌های برآورد یک ساختمان خواهد داشت.
انعطاف‌پذیری بالا
از دیگر تفاوتهای فولاد و آهن، انعطاف‌پذیری بالای این فلز نسبت به آهن است که باعث میشود در انواع پروژه‌‌ها از آن استفاده کنند و به راحتی به آن شکل دهند.
مصرف دوباره با بازیافت
در اینجا باید بگوییم که آهن و فولاد هر دو قابل بازیافت‌‌‌اند. فولاد به طور کامل و صدرصدی بازیافت میشود که این ویژگی منحصر به فردی برای آن محسوب میشود. به طوری که می‌‌‌توان آن را بار‌‌‌ها و بار‌‌‌ها بازیافت کرد بدون اینکه حتی ذره‌‌‌ای از ویژگیهای خوبش همچون دوام و استحکام بالا را از دست بدهد.
درست است که آهن هم به طور کامل بازیافت میشود ولی به دلیل هزینه بالا این عمل، نسبت به فولاد مقرون به صرفه نیست.
خرید از بازرگانی نجومی
با توجه به مطالب نگاشته شده، امیدواریم پی به کاربرد‌‌‌ها و ویژگیهای بی‌‌‌نظیر این فلز برده باشید. چنانچه به سوال و ابهامی در این باب یا در ساخت و ساز خود برخوردید می‌‌‌توانید با شماره‌‌های که در زیر سایت بازرگانی نجومی قرار داده شده تماس حاصل فرمایید.