***ترد و شکننده مثل چدن

وجود ناخالصی‌ها در این محصول موجب ترد و شکننده بودن آن می‌شود که امکان استفاده مستقیم را از بین می‌برد. لازم به ذکر است که با وجود مقاومت بسیار بالاتر این محصول نسبت به آهن خالص، همچنان برای استفاده مستقیم مناسب نیست و باید طی فرایندهای مکمل، خواص آن بهبود یابد. جدول زیر ترکیب درصد عناصر مورد در چدن را نشان می‌دهد. البته باید اشاره شود که این ترکیب درصد‌ها مربوط به نمونه ارائه شده است و محصولات مشابه می‌تواند ترکیب متفاوتی با آنچه که ذکر شده داشته باشد.

pig chart 2


چدن با ذوب سنگ آهن در کوره‌‌های بلند انفجاری (Blast Furnace) به‌صورت شمش تولید می‌شود. سنگ‌آهن پس از فرآوری به همراه آهک و کک وارد کوره بلند شده، آهن خام یا چدن مذاب (Pig Iron) به‌دست می‌آید. این روش که احیای مستقیم سنگ آهن نامیده می‌شود، روش سنتی برای تولید است. به منظور اطمینان از کیفیت پایدار محصول تولیدی، مواد اشاره شده به دقت توزین شده و وارد کوره بلند می‌شوند. کوره بلند، کوره‌ای عمودی است که در کارخانه‌های ذوب فلز برای استخراج فلز، به ویژه آهن، از سنگ‌‌های معدنی استفاده می‌شود. کوره بلند به‌عنوان اصلی‌‌‌ترین روش جداسازی آهن از سنگ آهن به حساب می‌آید.
در مرحله‌ بعد چدن در یک تبدیل کننده به فولاد مذاب تبدیل شده، کربن و ناخالصی‌های دیگر آن به کمک اکسیژن خارج و فولاد خام (Crude Steel) تولید می‌شود.

 

***کاربردهای چدن

از موارد استفاده چدن می‌توان تولید آهن خاکستری اشاره کرد. برای تولید آهن خاکستری از چدن، این ماده همراه با مقدار مشخصی از فولاد و آهن قراضه ذوب می‌شود. همچنین ناخالصی‌ها در این مرحله حذف شده و مقدار کربن تنظیم می‌شود. آهن خاکستری (Gray iron) ، نوعی از چدن همراه با ریز ساختاری گرافیتی است. این نام به‌علت رنگ خاکستری این محصول است که به دلیل وجود گرافیت در آن ایجاد می‌شود. آهن خاکستری اغلب برای محفظه‌هایی استفاده می‌شود که سختی آن، مهم‌تر از استحکام کششی آن است، مانند موتورهای درون‌سوز، بلوک‌های سیلندر، محفظه پمپ، جک‌های سوپاپ، جعبه‌های الکتریکی و ریخته‌گری فلز.

همچنین چدن با خلوص بالا نیز می‌تواند برای تولید چدن نشکن مورد استفاده قرار گیرد. خلوص چدن مورد استفاده برای این منظور وابسته به گرید آهن داکتیل مورد نظر بوده و معمولا دارای ناخالصی‌‌های بسیار کمتری از سیلیکون، منگنز، سولفور و فسفر است. چدن نشکن (Ductile Iron) چدنی است که با وارد کردن مواد بهساز، شکل کربن آن کروی شده باشد. در حالی که انواع مختلف چدن‌ها در برابر تنش ضعیف و شکننده هستند، چدن نشکن در برابر ضربه و خستگی مقاومت بسیار بیشتری دارد. انعطاف‌پذیری چدن نشکن به دلیل گرافیت‌های گره دار موجود در آن است. چدن در سال ۱۹۴۳ توسط Keith Millis اختراع شد. چدن نشکن در کاربردهای تحت فشار استفاده می‌شود، مثل لوله‌‌های انتقال آب، گریتینگ، قطعات تحت فشار و خستگی خودرو و… اما کاربرد چدن در صنعت ساخت و ساز بیشتر است.

 

***کشورهای تولیدکننده چدن در دنیا

همان‌طور که اشاره شد چدن یک محصول میانی است و معمولا کشورهای تولیدکننده این محصول صنعت فولاد قوی دارند. بزرگترین کشور تولید کننده این محصول چین است که توانسته است به تنهایی 710.8 میلیون تن در سال 2017 تولید داشته باشد. با وجود چنین حجم بالای تولید، این کشور تنها 0.2 میلیون تن صادرات داشته است که نشان می‌دهد مصرف داخل آن بسیار بالاست.

ژاپن، هند و روسیه به ترتیب با تولید 78.3، 66 و 51.6 میلیون تن در سال 2017 در رده‌‌های بعدی قرار می‌گیرند. از مهم‌‌‌ترین تولیدکنندگان دیگر چدن در دنیا، برزیل است این کشور با تولید چدن با خلوص بالا شناخته می‌شود.
جدول زیر تولید و مصرف چدن را در سال‌های 2016 و 2017 را در نواحی مختلف نشان می‌دهد.

Pig Chart

آرتان پرس