زباله‌های فلز و الکترونیک، معضلی جدید در زیست بشر

زباله‌های فلز و الکترونیک، معضلی جدید در زیست بشر
به گزارش ایسنا، زباله‌های الکترونیک که در کشورهای مختلف تبدیل به نوعی دغدغه شده‌اند علاوه بر تجهیزات از رده خارج الکترونیکی شامل تجهیزات و وسایل حرارتی، نوری، وسایل الکتریکی که در حمل و نقل به کار می‌روند، لامپ‌های برق و همچنین لامپ‌های کم مصرف و LED و وسایلی مانند تلفن همراه و تلویزیون و ... می‌شوند که با توجه به اینکه در ساختار این گونه وسایل الکترونیکی فلزات سنگینی مانند آهن و قلع، نیکل و حتی طلا به کار رفته پسماند و زباله این وسایل می‌تواند برای خاک، آب و همچنین سلامتی انسان مشکلات و مخاطرات متعددی را به همراه داشته باشد.
به گفته محققان این پژوهش، برای بسیاری از کشورها که در حال حاضر فاقد زیرساخت‌های لازم برای مدیریت زباله‌های الکترونیکی هستند، افزایش حجم این زباله‌ها یک معضل اساسی محسوب می‌شود. چین و برخی بخش‌های دیگر آسیا برای سال‌های متمادی زباله دانی لوازم الکترونیکی کشورهای توسعه یافته بوده و این زباله‌ها را در کارخانه‌های غیرایمن و فوق ارزان‌ بازیافت کرده‌اند. در این گزارش اما آمده است که در سال‌های اخیر، آسیا خودش به عنوان تولیدکننده و منشاء زباله‌های الکترونیک ظهور کرده چرا که مصرف‌کنندگان به طور فزاینده در حال خرید گوشی‌های هوشمند، تبلت، یخچال و فریزر، رایانه های شخصی و تلویزیون هستند.
در همین حال، انهدام یا بازیافت زباله‌های الکترونیکی به صورت نادرست و غیر قانونی، افراد را در معرض مواد شیمیایی بسیار سمی قرار داده که منجر به عواقب بسیار جدی برای سلامتی و محیط زیست می‌شود. اسیدهایی که برای جدا کردن فلزات در محصولات الکترونیکی استفاده می‌شود، یک مشکل و نگرانی بزرگ بوده و استنشاق یا قرار گرفتن در معرض آنها باعث مشکلات جدی برای سلامت انسان می‌شود. به طوری که کودکان ساکن این شهرها همچنین دارای میزان بالایی از سرب در خونشان هستند.
سازمان ملل متحد اعلام کرده که زباله‌های الکترونیکی به شدت در سراسر آسیا در حال افزایش بوده و عواقب جدی برای سلامت انسان و محیط زیست در پی خواهد داشت. با افزایش درآمدها مردم تمایل بیشتری به خرید گوشی‌های هوشمند و گجت‌های مختلف دارند که این امر سبب انباشته شدن انبوهی از زباله‌های الکترونیکی e-waste شده است. به طوریکه زباله‌های الکترونیکی در آسیا در چند سال گذشته ۶۳ درصد افزایش یافته و در این گزارش که توسط دانشگاه سازمان ملل متحد ارائه شده به بسیاری از کشورهای سراسر منطقه هشدار داده تا روش‌های بازیافت و دفع این زباله را ارتقا بخشند.
در ایران اما محمدحسین بازگیر _رئیس اداره محیط زیست شهر تهران_ با بیان اینکه هنوز آمار دقیقی از میزان تولید ورق آجدار و زباله‌های الکترونیکی وجود ندارد، گفته است: این گونه زباله‌ها از منابع خانگی، ادارات، مجتمع‌های تجاری و کارخانه‌ها به وجود می‌آیند و یکی از اصلی‌ترین محورهای حوزه مدیریت پسماند که در آن با مشکل و عقب ماندگی مواجه هستیم بحث بازیافت و دفن زباله‌های الکترونیکی است.
بازگیر با بیان اینکه در ساختار این گونه وسایل الکترونیکی فلزات سنگینی مانند آهن و قلع، نیکل و حتی طلا به کار رفته می‌شود، تصریح کرد: پسماند و زباله این وسایل می‌تواند برای خاک، آب و همچنین سلامتی انسان مشکلاتی را به وجود آورد.
رئیس اداره محیط زیست شهر تهران تاکید کرد: در خصوص زباله‌های الکترونیکی یکی از بحث‌های مهم بحث جداسازی اینگونه زباله‌ها از دیگر زباله‌ها است. شهروندان باید در این موضوع دقت داشته باشند که این گونه زباله‌ها را از یکدیگر جدا کرده و شهرداری و سازمان مدیریت پسماند نیز در مورد جداسازی این زباله‌ها از یکدیگر نیز اقداماتی انجام داده است.
با توجه به اهمیت این موضوع، پیش از این نیز این مسئله در دیدارهای مشترک مسئولان سازمان محیط زیست و وزارت ارتباطات مورد توجه قرار گرفته بود. نصرالله جهانگرد - معاون وزیر ارتباطات - هم در گفت‌وگویی با ایسنا در این باره متذکر شده بود: سندی در این زمینه تهیه شده که براساس آن لازم است به تدریج برخی ضوابط برای حفظ و نگهداری پس‌ماندهای الکترونیک در نظر گرفته و اجرا شود.
جهانگرد مرحله‌ی بعدی رسیدگی به این مساله را بحث بازیافت زباله‌های الکترونیکی برشمرده و گفته بود: طبق برنامه‌ریزی‌های صورت گرفته در سال آینده قرار است مراکز بیشتری در زمینه‌ی بازیافت این قطعات فعالیت کند. البته لازم است حجم بازیافت به حدی برسد که از نظر اقتصادی هم مقرون به صرفه باشد.
زباله الکترونیکی یا E-waste دستگاه‌های الکترونیکی مصرف شده و قطعات آنان همچون تلفن‌ها و کامپیوترها، لوح فشرده و... هستند که حاوی فلزات خطرناکی مانند شمش آهن سرب، کادمیوم و جیوه هستند که در صورت رهاسازی در طبیعت پس از پایان عمر مفید و عدم بازیافت صحیح آلوده کننده خطرناک محیط زیست به شمار می‌روند. با توجه به سرعت پیشرفت تکنولوژی در عرصه کامپیوتر و الکترونیک عمر مفید این تجهیزات و کالاها در جهان ۲ تا ۳ سال و در ایران احتمالاً تا ۵ سال است.
طبق آخرین آمار مربوط به تولید زباله های الکترونیک متاسفانه بالغ بر ۴۱.۸ میلیون تن پسماند الکترونیکی تولید شده است؛ در حالیکه تنها چهار میلیارد نفر از مردم در جهان تحت پوشش قوانین ملی مرتبط با پسماند الکترونیکی هستند. آسیا بزرگترین قاره در تولید پسماند الکترونیکی در گروه‌های مختلف (لامپ، قطعات کوچک IT، صفحه تصویر، تجهیزات تبادل حرارتی، تجهیزات بزرگ و تجهیزات کوچک) به ازای هر نفر جمعیت است و آمارها نشان می‌دهد این قاره به طور میانگین به ازای هر نفر ۳.۷ کیلوگرم و در کل ۱۶ میلیون تن پسماند الکترونیک تولید کرده است.  

هفته گذشته قراضه وارداتی سنگین کلاس ۱ و ۲

هفته گذشته قراضه وارداتی سنگین کلاس ۱ و ۲
هفته گذشته متوسط قیمت سنگ آهن وارداتی خلوص ۶۲ درصد در چین از حدود ۶۰ دلار اول هفته به نزدیکی ۶۴ دلار هم رسید ولی تا پایان هفته مجددا نزولی شد و حدود ۶۲.۵۰ دلار هر تن خشک سی اف آر ثبت شد.
سنگ آهن:مصرف کننده های چینی نگران مقررات سختگیرانه تر برای مقابله با آلاینده ها از ۱۵ نوامبر هستند که می تواند تقاضای سنگ آهن را پایین تر بیاورد. اگر آلودگی هوا بیشتر شود دولت چین تولید فولاد را محدودتر خواهد کرد که مسلما بر جو بازار سنگ آهن نیز اثر منفی خواهد داشت.
قراضه:آخر هفته گذشته قراضه وارداتی سنگین کلاس ۱ و ۲ خلوص ۲۰-۸۰ در ترکیه ارزان تر شده به ۳۰۱ دلار هر تن سی اف آر رسید در حالی که اوایل هفته تا ۳۱۰ دلار نیز شنیده می شد. ظاهرا افزایش محموله های پیشنهادی قیمت بازار را پایین آورد. دو محموله قراضه اروپا در ۲۹۵ و ۲۹۶ دلار هر تن سی اف آر نیز معامله شد.

کارخانه توکیو استیل ژاپن در کمتر از یک هفته قیمت خرید قراضه از بازار داخلی را دو مرتبه افزایش داده قیمت فعلی قراضه سنگین کلاس ۲ در بازار داخلی ژاپن ۲۷۶ تا ۲۹۸ دلار هر تن می باشد. قیمت پیشنهادی صادراتی نیز ۲۷۲ تا ۲۹۷ دلار هر تن فوب شده که اخیرا تا ۷ دلار رشد داشته است. در آخرین مزایده صادراتی قیمت برنده تا ۱۱ دلار نسبت به ماه قبل بالا رفته بود.
متوسط قیمت آهن قراضه وارداتی در تایوان ۲۹۰ تا ۳۰۰ دلار هر تن سی اف آر است که ۱۰ دلار هر تن رشد قیمت هفتگی داشته است.
بیلت:متوسط قیمت بیلت صادراتی سی آی اس ۵ تا ۱۰ دلار افت داشته ۴۷۰ تا ۴۷۵ دلار هر تن فوب ثبت شد. تا پایان هفته تا ۴۵۵ دلار هر تن فوب نیز قیمت داده می شد. با این که تخفیف ها چشمگیر بود خریداران در منطقه منا خیلی فعال نبودند و تنها چند معامله نهایی شد. در آسیا بیلت سی آی اس ۴۸۰ تا ۴۸۴ دلار هر تن سی اف آر بود.
در بازار داخلی چین بیلت تا ۲۰ دلار رشد داشته ۵۶۲ دلار هر تن درب کارخانه ثبت شد. ظاهرا در بازار فولاد چین اخیرا بیلت بهترین عملکرد را داشته است.اخیرا بازار صادرات بیلت هند فعال تر شده و چند محموله در ۴۷۰ تا ۴۷۵ دلار هر تن فوب فروخته شده است.در ترکیه بیلت وارداتی هم ۱۵ تا ۲۰ دلار افت داشته ۴۸۵ تا ۴۹۰ دلار هر تن سی اف آر شده است. فعالان بازار ترکیه برای آینده نزدیک افت قیمت بیلت را برآورد کرده اند تا با بازار قراضه به توازن برسد.

مقاطع:هفته گذشته میلگرد صادراتی ترکیه از ۵۲۰ تا ۵۳۰ دلار به ۵۱۵ تا ۵۲۰ دلار هر تن فوب کاهش یافت آخر هفته قیمت تا ۵۱۰ دلار نیز شنیده می شد. انتظار می رود قیمت میلگرد صادراتی ترکیه نزولی باشد و تا ۵۰۰ دلار هم برسد. در بازار داخلی ترکیه میلگرد ۵۲۰ تا ۵۳۰ دلار هر تن درب کارخانه بود.
میلگرد صادراتی چین ۵۲۶ دلار هر تن فوب شنیده شده که کمتر از ۶ دلار رشد داشته است. میلگرد در بازار داخلی چین در ۵۹۰ تا ۵۹۶ دلار هر تن درب کارخانه و در ثبات بود. اگر قیمت میلگرد در بازار داخلی چین ثابت بماند شاید قیمت های پیشنهادی صادراتی در آینده نزدیک تا ۵ دلار رشد داشته باشد.
در بازار داخلی اروپا میلگرد در ۵۵۶ یورو هر تن درب کارخانه در ثبات بود. در امریکا نیز قیمت میلگرد داخلی ۵۶۰ دلار هر شورت تن درب کارخانه و بدون تغییر ماند.
ورق:هفته گذشته قیمت اغلب محصولات ورق در ترکیه نزولی بوده و تقاضا ضعیف بود. در بازار داخلی ترکیه قیمت ورق گرم ۵۷۰ تا ۵۸۰ دلار هر تن درب کارخانه بود و در ۵۶۰ دلار معامله شد. در بازار واردات نیز قیمت ورق گرم سی آی اس ۵۵۰ تا ۵۶۰ دلار هر تن سی اف آر ترکیه شنیده شد. ورق گرم صادراتی ترکیه ۵۵۰ تا ۵۶۰ دلار هر تن فوب می باشد ولی خریداران در ۵۳۰ تا ۵۴۰ دلار هر تن فوب درخواست خرید داده اند.
قیمت پیشنهادی ورق گرم صادراتی چین ۵۴۵ دلار هر تن فوب و بازار آن در سکوت بود. قیمت های درخواستی خریداران ۵۳۵ تا ۵۴۰ دلار هر تن فوب شنیده شد.

اوایل هفته گذشته قیمت ورق گرم سی آی اس با ۱۰ دلار افت تا ۵۴۰ تا ۵۴۵ دلار هر تن فوب ثبت شد تا پایان هفته قیمت صادراتی به ۵۲۸ دلار هر تن فوب هم رسید.
در بازار داخلی امریکا ورق گرم کمی افت داشته ۶۱۲ دلار هر شورت تن درب کارخانه شد. در اروپا نیز ورق گرم ۵۴۰ یورو هر تن درب کارخانه و در ثبات بود.  

ورق‌های فولادی شکل دار برای اهداف خاص

ورق فولادی یکی از کالاهای پرمصرف فولادی است که به شکل‌های مختلف و انواع مختلفی دسته‌بندی می‌شوند. همین موضوع باعث شده که حمل، جابجایی و نگهداری هرکدام از آنها در شرایط خاص صورت گیرد و برای هرکدام دستورالعمل خاصی وجود داشته باشد.

در برخی از کارخانه‌ها ورق‌های آهنی خام یا گالوانیزه تولید و عرضه می‌شوند، در برخی دیگر ورق‌های رنگی و در برخی دیگر ورق‌های شکل دار همانند کرکره. بنابراین کارخانه‌ها راه‌های مختلفی برای حمل و جابجایی آنها در نظر می‌گیرند. البته برخی ورق‌های فولادی نسبت به یک سری شرایط خاص حساس هستند که شرایط نگهداری ویژه‌ای می‌طلبند.

ورق‌های فولادی ساده

این نوع از ورق‌های فولادی مقاومت چندانی در برابر خوردگی ندارند و از طرفی سطح آنها هنوز به‌طور کامل آماده نشده است. معمولاً این ورق‌ها به کارگاه‌های دیگر فرستاده می‌شوند تا فعالیت‌های دیگری بر روی آنها صورت گیرد. بنابراین حتی‌الامکان این ورق‌ها باید از رطوبت دور نگه داشته شوند و سطح ورق با روغن آغشته شود.
تاثیر سیلیکون در ضخامت پوشش
ترکییات مشخصی از فولاد رشد لایه آلیاژی آهن _ روی را تشدید می کند که در نهایت پوشش گالوانیزه که شامل آلیاژهای روی_آهن می باشد به جای ظاهری درخشان ، خاکستری تیره و مات می باشد مقاومت به خوردگی این پوشش خاکستری تیره و مات معادل مقاومت به خوردگی پوشش گالوانیزه با ظاهر درخشان ، می باشد.
از آنجاییکه واکنش گالوانیزه یک فرایند نفوذی است ، بالا بودن دما و یا طولانی شدن زمان غوطه وری منجر به تشکیل لایه های آلیاژی ضخیم تری می شود، مانند سایر فرایند های نفوذی ، در مراحل اول واکنش سریع پیشروی کرده و در ادامه با رشد لایه های آلیاژی وضخیم تر شدن آنها سرعت آن کاهش می یابد.
طولانی تر شدن زمان غوطه وری از یک حد مشخص، تاثیر زمان ،ناچیز می باشد . در گالوانیزه کردن فولاد هایی که بیش از ۰٫۰۴ درصد سیلیکون دارند ، فرایند گالوانیزه به طور مشخصی ، تغییر می کند.
ضخامت خارجی ترین لایه روی شدیدا به نرخ خارج کردن نمونه از حمام روی بستگی دارد . سریع خارج کردن نمونه از حمام روی ، منجر به ضخیم تر شدن پوشش روی می گردد .برای تطبیق با استانداردهای خاصی و حفظ بهترین قیمت ورق ,برای اندازه گیری ضخامت پوشش نیاز است که چند نقطه از آن اندازه گیری شده و سپس میانگین آنها ضخامت نهایی پوشش در نظر گرفته شود.

در ضمن این ورق‌های فولادی را می‌توان به‌صورت کلاف جابجا کرد و در محل نهایی کارگاه برش داده شود. معمولاً برای جابجایی این ورق در مسافت طولانی از کانتینر استفاده می‌شود.

ورق فولادی گالوانیزه

ورق فولادی گالوانیزه با توجه به وجود لایه روی بر سطح آن، مقاومت در برابر خوردگی بالایی دارد. بنابراین رطوبت تأثیر چندانی بر روی آن ندارد. اما با توجه به اینکه هرگونه خراش بر سطح آن می‌تواند باعث خوردگی شدید آن شود، بهتر است از هرگونه برخورد و ضربه محافظت شود.

این ورقه‌ها نیز معمولاً به‌صورت کلاف ارائه می‌شوند و جابجایی آن به کمک چنگک انجام می‌شود. در ضمن سطح ورق را با لایه نازک روغنی پوشش می‌دهند که از آسیب احتمالی خوردگی جلوگیری شود.

ورق فولادی رنگی
حمل و جابجایی ورق‌های رنگی بسیار حساس است و چون کیفیت سطح آن به هنگام تحویل از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است، بهتر است بین لایه‌های از لایه کاغذی استفاده شود و از استفاده از پوشش نایلونی باید ممانعت شود. برای حمل این ورق‌ها بهتر است که از کانتینر استفاده شود و از مواد رطوبت‌گیر یا تهویه مناسب داخل کانتینر استفاده شود. این نوع از ورق‌های فولادی به‌صورت کلاف حمل می‌شوند و بین کلاف‌های مختلف باید فاصله مناسب رعایت شود.
ورق اسیدشوئی
ورق‌های اسید شویی شده نیز از ورق‌های گرم تولید می‌شود که طی پروسه ایی اسید شویی می‌شوند و زغال‌های سطحی ورق و مقداری از ناخالصی‌ها گرفته می‌شود و قدری ظاهر ورق براق‌تر می‌شود یعنی نزدیک به ورق روغنی است.
به فرآیندی که طی آن چربی های روی ورقی که توسط نورد گرم به ضخامت دلخواه رسیده است، با استفاده از اسید کلریدریک از ورق زدوده می شود، اسیدشویی می گویند.
بخشی از محصول تولیدی در واحد نورد گرم جهت شستشوی سطح ورق بوسیله اسید، به واحد اسید شوئی انتقال می یابد.در خطوط اسیدشوئی کلافها پس از باز شدن توسط قرقره های باز کننده وارد حوضچه های اسید از نوع اسید کلر یدر یک شده و در آنجا جهت اکسیدزدایی شسته می شو ند. این کلاف ها پس از شسته شدن و خارج شدن از حوضچه های اسید توسط آب شسته شده و با عبور از تو نل هوای گرم خشک می شوند.پس از عملیات اسید شو ئی بخشی ازمحصول به صورت کلاف اسید شوئی شده به بازار عرضه و بخش عمده آن برای تولید محصولات سرد به واحد نورد سرد انتقال می یابد.
چدن به دو گروه اصلی طبقه‌بندی می‌شوند، آلیاژهایی برای مقاصد عمومی که موارد استعمال آنها در کاربردهای عمده مهندسی است و آلیاژهای با منظور و مقاصد ویژه از جمله چدنهای سفید و آلیاژی که برای مقاومت در برابر سایش، خوردگی و مقاوم در برابر حرارت بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند. باید توجه داشت خواص چدن با افزودن عناصر آلیاژی مختلف تغییر می‌کند.

چدن خام
آهن، اغلب از کانه های اکسید یا کربنات که گوگرد، آرسنیک و غیره از آنها زدوده شده باشد با برشته کردن در هوا، و کاهش با کربن تهیه می‌شود. کانه آهن با کک و کربنات کلسیم آمیخته شده و در یک کوره بلند که دمای بیشینه آن ۱۳۰۰ درجه سانتیگراد است. گرم می‌شود ناخالصیهای عمده اسیدی به کمک سرباره (کلسیم سیلیکات، آلومینات و غیره) خنثی می‌شود و توده فلزات مذاب به صورت خام به بیرون جریان می‌یابد چدن خام شامل ۲ الی ۴ درصد کربن و اندکی گوگرد، فسفر و سیلسیم است. Cast iron مذاب را به صورت خام یا پس از افزودن فلزهای آلیاژ دهنده، برای بهبود خواص چدن، در قالبهایی از ماسه یا فلز و بر حسب نوع مصرف، آنها را به صورت اشکال مختلف در می‌آورند.

آلیاژها
فلزهای آلیاژ دهنده برای بهبود کیفیت چدن برای مصارف ویژه به آن افزوده می‌شوند. آلیاژهای این فلز در کارهای مهندسی که معمولی و ناپایدار است به کار می‌روند و حتی ممکن است در مواردی نیز، مثلا ساخت میل لنگ، جانشین فولاد شوند. در هر حال، با دارا بودن مزایایی از قبیل از قیمت تمام شده تولید پایین توام با قابلیت ریخته گری، استحکام، قابلیت ماشین کاری، سختی، مقاومت در برابر سایش، مقاوم در برابر خوردگی، انتقال حرارت و جذب ارتعاش در این آلیاژ آن را از سایر آلیاژهای ریختگی آهنی متمایز ساخته است.
ورق فولادی شکل دار

 در نظر گرفته شده‌اند و معمولاً در محل تولید در سایزها و شکل‌های استاندارد تولید می‌شوند. بنابراین این ورق‌ها به‌صورت کلاف نیستند و به‌صورت ورق عرضه می‌شوند. حمل و جابجایی این ورق‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است و از اعمال فشار بر سطح آنها باید جلوگیری شود.

این ورق‌ها باید بر سطح پلاستیکی منعطف قرار گیرند و از وجود رطوبت و مواد خورنده بر سطح آنها باید جلوگیری شود. همچنین از یک لایه روغنی نازک نیز بر سطح این ورق‌ها استفاده می‌شود که مانع از تخریب سطح آنها می‌شود

تولید شمش آلومینیم و عملیات پس از آن

استخراج آلومینیم
آلومینیم از کانی {{بوکسیت}} استخراج می شود که حاوی 40 الی 60 درصد {{آلومینا}}ی هیدراته به همراه اکسید آهن، سیلیس و تیتان است. این اسم از نام les Baux، ناحیه ای در فرانسه که اولین بار این سنگ معدن را از آنجا استخراج کردند، گرفته شده است. بوکسیت از هوازدگی سنگ هایی مانند گرانیت و بازالت که حاوی مقادیر زیادی از آلومینیم هستند، ایجاد می شود. بزرگترین منابع این کانی در مناطق گرمسیر مانند شمال استرالیا، گینه و برزیل است. ذخایر بوکسیت با عیار بالا و مقادیر کم سیلیس عمر طولانی ندارند و برای استفاده از بوکسیت با مقادیر زیاد سیلیس، باید از روش فلوتاسیون استفاده کرد که استفاده از روش فلوتاسیون به بهای این فلز می افزاید.

پس از استخراج آلومینیم اولین قدم، ذوب مجدد آن است. برای انجام این مرحله، آلومینیوم مذاب بدست آمده از سلول های احیاء در کوره ریخته و عناصر آلیاژی و قراضه را به آن می افزایند. در این کوره فلز مذاب با برداشت سرباره تمیز می شود.
مهم ترین عواملی که منجر به افزایش کیفیت شمش تولیدی می شوند، عبارتند از:
- مخلوط شدن اجزای آلیاژ

- گاز زدایی مناسب برای حذف سرباره ها، اکسیدها، گازها و سایر ناخالصی های غیر فلزی

آلومینیم و آلیاژهای آن
برای بررسی آلومینیم و آلیاژهای آن (Aluminium & Aluminium Alloys) ابتدا به تاریخچه آن پرداخته می شود. آلومینیم در سال 1855 برای نخستین بار در کشور فرانسه و به روش احیا کلرید آلومینیم با سدیم تهیه شد. مصرف نظامی این عنصر سبب گردید که این فلز مورد توجه قرار گیرد. در سال 1886، هال (Hall) در آمریکا و هرولت (Heroult) در فرانسه به طور مستقل از هم به روشی اقتصادی برای تولید آلومینیم دست یافتند. ابداع این روش جدید منجر به کاهش قابل ملاحظه قیمت آلومینیم شد که در نتیجه آن در عرض دو سال بعد قیمت آلومینیم به هر کیلو 4 دلار افت پیدا کرد. از این پس لزوم تولید آلومینیم به عنوان یک فلز کاربردی تجاری، به در دسترس بودن مقادیر زیاد انرژی برق ارزان قیمت منوط شد.

برای گاز زدایی می توان از گازهای نیتروژن، آرگون، کلر و یا مخلوط این گازها یا از هیدروژن کربن کلر دار جامد استفاده کرد. ولی معمولا در تمامی موارد مقداری گاز کلر استفاده می شود، زیرا این گاز نقش مهمی در خارج کردن آخال ها از طریق سرباره گیری ایفا می کند. مشکل استفاده از گاز کلر، آلودگی محیط زیست است. راه حل ارائه شده برای این مسئله، استفاده از روش ابداعی شرکت آلومینیم انگلستان است که به فرآیند گاززدایی بدون دود مداوم یا FILD معروف است.

برای تولید ساختار یکنواخت شمش از فرآیندهای تبرید جهت دار و نیمه مداوم استفاده می شود. تهیه شمش ها معمولا به وسیله روش عمودی صورت می گیرد. مقاطع کوچک تر توسط روش افقی تهیه می شوند که در این روش کنترل اندازه دانه دشوار است. در شکل روبرو این دو روش نمایش داده شده اند.
در خاک رس، سنگ های رسی و سایر مینرال ها مقادیر بسیار زیادی آلومینیم وجود دارد ولی استخراج آن از این مواد مشکل و غیر اقتصادی است. یک استثنا در این مورد کشور روسیه است که در آن ذخایر بوکسیت پرعیار موجود نیست و چند کارخانه تولیدی در مناطقی دور از منابع این سنگ معدن وجود دارد.

برای تولید آلومینیم از کانی بوکسیت باید از دو مرحله مجزا استفاده کرد:

1- تولید آلومینا (اکسید آلومینیم)

2-استخراج آلومینیم از آلومینا.

برای تهیه آلومینا از بوکسیت از روش بایر استفاده می شود. در روش بایر، بوکسیت را در سود غلیظ و در دمای 240oC حل می کنند. ناخالصی های اکسید آهن و سیلیکا به صورت لجن قرمز رسوب کرده و به وسیله فیلتر کردن از محلول جدا می شوند. بلورهای تری هیدرات آلومینیم را به عنوان جوانه های اولیه به محلول اضافه می کنند و مطابق رابطه زیر سود و تری هیدروکسید آلومینیم تولید می شوند.
سود بازیافت شده از مرحله فوق مجددا به ابتدای خط باز می گردد و مورد استفاده قرار می گیرد. برای تهیه آلومینا از هیدروکسید آلومینیوم باید تکلیس صورت بگیرد. تکلیس هیدروکسید آلومینیوم در دمای 1200 درجه سانتی گراد انجام گرفته که در نتیجه آن، آب ساختاری آن خارج شده و پودر آلومینا تهیه می شود. برخی کیفیت این بخش را تاثیر گذار در میزان قیمت آلومینیوم میدانند.
در مرحله دوم، آلومینا را در کریولیت مذاب (Na2ALF6) حل می کنند. نمونه ای از ترکیب این محلول، دارای 80 الی 90 درصد کریولیت و 2 الی 8 درصد آلومینا به همراه فلورایدهای آلومینیوم و کلسیم است. از طریق فرآیند الکترولیز از این محلول، آلومینیم بدست می آید.
مکانیزم واکنش الکترولیتی در سلول هنوز مشخص نیست، ولی گمان می رود که یون های Na+، AlF4-، AlF63- و یون های پیچیده تری مانند AlOF32- حامل جریان برق باشند. یون های فلوراید آلومینیوم و یون های فلوئور در کاتد و یون های پیچیده تر در آند تجمع می کنند. واکنش آند به شکل زیر است:

گاززدایی اهمیت بسزایی در کیفیت نهایی شمش دارد، زیرا، هیدروژن تنهای گازی است که میزان حلالیت آن در آلومینیم قابل اندازه گیری است. میزان حلالیت تعادلی این گاز در مذاب و جامد آلومینیم در نقطه ذوب و در فشار یک اتمسفر به ترتیب برابر با 0.68 و 0.036 سانتی متر مکعب در 100 گرم فلز است. در حین انجماد، هیدروژن اضافی، به صورت گاز مولکویی در می آید که ممکن است در ساختار جامد به دام افتاده و منجر به ایجاد {{تخلخل}} شود. برای جلوگیری از تشکیل تخلخل مقدار هیدروژن در مذاب آلومینیم به کمتر از 0.15 سانتی متر مکعب در 100 گرم کاهش یابد.

برای گاز زدایی می توان از گازهای نیتروژن، آرگون، کلر و یا مخلوط این گازها یا از هیدروژن کربن کلر دار جامد استفاده کرد. ولی معمولا در تمامی موارد مقداری گاز کلر استفاده می شود، زیرا این گاز نقش مهمی در خارج کردن آخال ها از طریق سرباره گیری ایفا می کند. مشکل استفاده از گاز کلر، آلودگی محیط زیست است. راه حل ارائه شده برای این مسئله، استفاده از روش ابداعی شرکت آلومینیم انگلستان است که به فرآیند گاززدایی بدون دود مداوم یا FILD معروف است.

برای تولید ساختار یکنواخت شمش از فرآیندهای تبرید جهت دار و نیمه مداوم استفاده می شود. تهیه شمش ها معمولا به وسیله روش عمودی صورت می گیرد. مقاطع کوچک تر توسط روش افقی تهیه می شوند که در این روش کنترل اندازه دانه دشوار است. در شکل روبرو این دو روش نمایش داده شده اند.

قالب های متحرک، ریخته گری آلیاژهای آلومینیم را متحول کرده و امکان تولید اشکالی نزدیک به محصول نهایی را ایجاد نموده است. از جمله این روش ها می توان به روش ریخته گری میله و ورق اشاره کرد.

استفاده از ضایعات آهن و وسایل دور ریختی

آبدانان-مبتکر آبدانانی با استفاده از ضایعات آهن و وسایل دور ریختنی، دستگاه فنس بافت را ساخته است.
به گزارش خبرنگار مهر، مخترع آبدانانی که پیش از این شش اختراع و یا ابتکار داشته است این بار با استفاده از ضایعات آهن و با اندکی هزینه، توانسته دستگاه فنس بافت را بسازد.
این مخترع آبدانانی با ساخت دستگاه فنس بافت، ابتکارات و اختراعات خود را به ۷ مورد افزایش داده که از این تعداد، «اولین فرغون ملات ساز خودکار»، «بالابر و نفربر برقی» و «سبک ترین بالگرد» به ثبت ملی رسیده و «بزرگترین و کوچکترین فرغون دستی دنیا» در کتاب رکوردهای گینس به ثبت رسیده است.
علی دانیالی مخترع ۳۸ ساله آبدانانی در این باره به خبرنگار مهر گفت: برای دستگاه های فنس بافت که از خارج وارد کشور می شوند یا در داخل کشور مونتاژ می شوند، مبالغی بیش از شش میلیارد ریال هزینه می شود اما من توانسته ام با استفاده از ضایعات آهن و وسایل دور ریختی و در مجموع با هزینه شش میلیون ریالی، نمونه ای از دستگاه فنس بافت بسازم که کار دستگاه های فنس بافت کارخانه ای را انجام می دهد.

شهرستان ۵۰ هزار نفری آبدانان در فاصله ۱۶۰ کیلومتری جنوب مرکز استان ایلام قرار دارد.توری حصاری نوعی محافظ است که از سیم مفتولی تولید می‌شود. این توری قابل تولید از سه جنس می‌باشد: 1- فولاد 2-گالوانیزه گرم 3- گالوانیزه روکش پی وی سی
فولاد سیاه در مناطق گرم و خشک و مکان‌هایی که نیاز به ظاهر زیبا ندارد قابل استفاده است.
این مبتکر آبدانانی تصریح کرد: در حال حاضر هر مترمربع فنس در بازار بین ۷ تا ۱۰ هزار تومان به فروش می رسد اما با دستگاهی که ساخته ام، هر مترمربع فنس می توان دو هزار تومان فروخت که نسبت به فنس های موجود، حدود شش هزار تومان در هر مترمربع برای خریدار صرفه اقتصادی دارد.

دانیالی با بیان اینکه فقط مفتول از بازار می خرد و با دستگاه خود کار بافت آن را انجام می دهد، گفت: پس از خرید مفتول از بازار، آن را به کارگاهم می آورم و با کمترین هزینه ممکن، فنس هایی در ابعاد مختلف می سازم که برای حصار باغات، حصار زمین های کشاورزی و دامپروری کاربرد دارد.
وی با اشاره به اینکه کار طراحی و ساخت این دستگاه بیش از سه ماه زمان برده است، افزود: برای ساخت دستگاه فنس بافت با ۳۶۰ ساعت کار طی سه ماه، از یک موتور چرخ خیاطی، پولی کولر چهار هزار و ۵۰۰، چند عدد غلتک، تخته، لوله زیگزاگی و مخرن آب استفاده شده است.

مدیر کارگاه فرغون سازی دانیال آبدانان عنوان کرد: توجه به ایده های نوآورانه و ابتکاری می تواند ضمن کاهش واردات دستگاه های تولیدی در کارخانه های صنعتی، زمینه اشتغال زایی جوانان در تولید این گونه دستگاه ها را فراهم کند و از هزینه های اضافی بکاهد.
حمداله جایروند رئیس دانشگاه آزاد اسلامی آبدانان با اشاره به حمایت این دانشگاه از مخترعان، گفت: با توجه به اینکه در دانشگاه آزاد اسلامی دفتری به نام دفتر شکوفایی استعدادها و خلاقیت ها وجود دارد، هر قشری از جامعه اعم از دانشجو و یا غیر دانشجو با مراجعه به این مرکز می تواند ضمن ثبت اختراعات و ابتکارات خود، از حمایت های مالی و آزمایشگاهی این مرکز بهره مند شود.
فولاد گالوانیزه در مناطق مرطوب، خشک، گرم، سرد و هر نوع آب و هوایی قابل استفاده است، به هیچ عنوان زنگ نمی‌زند و خرده نمی‌شود، ظاهری زیبا دارد و عمر مفید این نوع توری تقریبا 40 سال است.
فولاد گالوانیزه با روکش پی وی سی نیز در انواع آب و هوا قابل استفاده می‌باشد و در مکان‌هایی استفاده می‌شود که جلوه زیبایی کار مدنظر باشد.

در صنعت خودروسازی از انواع پروفیل

بخش عظیم پروفیل ها (Profile) برای ساخت در و پنجره های آهنی استفاده می شوند . پروفیل ها (Profile) در گروه های ا تا ۷ ( از لحاظ اندازه و مشخصات) تقسیم بندی می شوند و برای ساخت پنجره و چارچوب آن استفاده می شوند.
انواع پروفیلها (Profile) به شکل مربع و مستطیل با مقاطع کوچک به جای نرده فلزی برای در و پنجره منازل ، کنار راه پله ها و همچنین نرده کشی اطراف دیوارها و زمینهای حصارکشی شده و نرده پیاده رو و خیابان به کار می روند.
در صنعت خودروسازی از انواع پروفیلها مانند پروفیل های قوطی مربعی و مربعی مستطیلی استفاده می شود.
پروفیل (Profile) قوطی مربعی در ساخت پایه میز و صندلی و همچنین برای پوشش سقف استفاده می شود .
پروفیلهای به شکل z در انواع سوله ها به کار میروند.
پروفیلهای نبشی و ناودانی در روش نورد سرد تولید میشوند .
برش کلاف به نوار:

کلافهای خریداری شده در دستگاه های برش به نوارهایی با عرض مشخص بریده می گردند. این دستگاهها نبا به سفارش و نحوۀ بهره برداری دارای قسمتهای مختلف بوده که بعضاً تمالم اتوماتیک و برخی نیمه اتوماتیک می باشند.

یک دستگاه برش معمولاً دارای قسمتهای ذخیره کلاف، میز حمل کننده، ضربه گیر، کلاف گیر، و سیستم بازکننده طوقه های کلاف، سیستم کنترل کننده کناره برای بهتر تنظیم شدن، صاف کننده ورق، گیوتین و قرقره های هدایت ورق، غلتک های تغذیه ورق، قسمت اصلی برش، غلتک های جداکننده نوارهای بریده شده، نگاه دارندۀ نوارها و نهایتاً نوار جمع کن می باشد.

پس از قرار گرفتن کلاف روی کلافگیر که خود نیز دارای حرکت گردشی می باشد کلافگیر چرخیده و پس از بازشده طوقها سر ورق زیر غلتکهای صاف کننده هدایت می گردند. این عمل باعث صاف و تخت شده ورق می گردد.

توسط گیوتین سر ورق بریده شده تا برای جوشکاری در قسمتهای بعدی اشکالی وجود نداشته باشد. آنگاه ورق توسط غلتکهای تغذیه به طرف دو عدد شافت اصلی که دارای محرک بوده و بر روی آن تیغه هایی از فولاد که عملیات حرارتی بر روی آنها انجام و سختی آن بین (۶۱-۵۹) راکول سی رسیده و فواصل آنها متناسب با عرض نوارهای مورد نیاز تنظیم شده حرکت می کند. در اثر عبور ورق از بین تیغه عمل برش انجام می گیرد.

حرکت ورق (نوارها) به جلو ادامه دارد و به جهت اینکه نوارهای بریده شده به طور دقیق به جلو هدایت گردند، از دو عدد شافت جداکننده که برروی آنها تیغه های کوچکی مستقر گردیده اند عبور داده مشی شوند تا نهایتاً سر اولیه نوارهای بریده شده در گیرۀ مخصوصی که در داخل نوار جمع کن قرار دارد و توسط سیستم هیدرولیک قطر نوار جمع کن را چند سانتیمتر باز می نماید درگیر شود.

این عمل از یک طرف باعث جمع شده دو لبۀ گیره و گرفتن سر نوارها شده و از طرفی در پایان زمان تخلیه نوارها با عمل جمع شده نوارگیر داخلی ترین لایه ورقها جدا شده و به سهولت می توان نوارها را توسط میز متحرک و صفحه ای که در جهت محور اصلی حرکت می کند به خارج هدایت نمود. از این مرحله به بعد کشیده شدن ورق توسط نوار جمع کن تا تمام شدن کل طول کلاف انجام می گیرد. نوارها نهایتاً دسته بندی و به قسمتهای مختلف خطوط تولید انتقال می یابد.

پروفیل عرضی
پروفیل عرضی در کارهای عمومی مهندسی مانند جاده سازی کانال کشی و امثالهم به کار گرفته می شود چون باند نسبتا عریضی مورد استفاده قرار خواهد گرفت .
برای تهیه پروفیل عرضی نیز مانند پروفیل طولی کار در دو مرحله زیر انجام می گیرد .
الف : کار صحرایی که شامل مراحل زیر می باشد :
1- اخراج یک عمود از مسیر تعیین شیب ها در باند مورد نظر عمود بر امتداد اصلی اندازه گیری فواصل نقاط طرفین تا میخ مرکزی .
باید توجه داشت که در نیولمان هر پروفیل عرضی نقطه ی معلومی که ترازیابی از آن شروع می شود همان میخ مرکزی هست که در تهیه پروفیل طولی ارتفاع ان مشخص شده است .
در مناطقی که شیب عرضی زیادی وجود دارد برای تهیه پروفیل عرضی از شمشه تراز استفاده می شود .
ب: کار دفتری که شامل مراحل زیر است :
1- انجام محاسبات مربوط به رسم پروفیل با توجه به ارتفاعات محاسبه شده به مقیاس معلوم – فواصل نقاط نسبت به میخ مرکزی – ارتفاع پروﮊه میخ مرکزی – عرض جاده و یا کانال مورد احداث
2- رسمک پروفیل عرضی به همراه پروفیل طولی بر روی کاغذ میلیمتری
مقیاس پروفیل عرضی روی یک دستگاه دکارتی در هر دو محور مساوی هست (بر عکس پروفیل طولی )
این مقیاس بیشتر بین 100/1-500/1 تغییر می کند که غالبا به میزان 200/1 انتخاب می شود .
در صنعت ساختمان‌سازی مصالح فلزی فراوانی به کار می‌روند که هرکدام از آنها مدل‌ها و انواع متنوع و کاربری مناسب خود را دارد. یکی از این مصالح فلزی که در ساختمان‌سازی کاربردهای متنوعی دارد قیمت پروفیل است که در ادامه به آن خواهیم پرداخت.
پروفیل به طور کلی در دو نوع ساختمانی و صنعتی وجود دارد، پروفیل‌های ساختمانی به آن دسته از پروفیل‌هایی اطلاق می‌شود که در صنعت ساختمان سازی کاربرد دارند مانند در و پنجره‌های آلومینیومی و... در حالی که پروفیل‌های صنعتی به آن دسته از محصولاتی اطلاق می‌شود که در صنایع مختلف همچون خودروسازی، نظامی و... به عنوان قطعات و متعلقات صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در مقاطع صنعتی توجه به ویژگی‌های مکانیکی و الکتریکی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار بوده و در این راستا دانش فنی و تجربه کاری و امکانات تولیدی در جایگاه ویژه‌ای قرار می‌گیرند به طوری که امکان تولید قطعات خاص با ویژگی‌های مشخص برای هر تولیدکننده پروفیل‌ ساختمانی وجود نخواهد داشت.
اما پروفیل ساختمانی هم انواعی دارد؛ نوع اول پروفیل نورد گرم است که از نورد گرم شمش فولادی ساخته می‌شود و قوطی شکل است. دومین نوع پروفیل نورد سرد است که از شکل دادن ورق‌های فولادی از طریق خم کردن و پرس تولید می‌شود و ناودانی شکل است و سومین نوع پروفیل مرکب است که از اتصال چند پروفیل سرد و گرم به وجود می‌آید. پروفیل‌های نورد سرد تنها مناسب کارهای سبک ساختمانی هستند مانند ناودانی ها، تیرهای تکیه گاهی سقف کاذب و چارچوب درهای ساختمان.
پروفیل کامپوزیتی
امروزه سهم بسیار بزرگی از بازار در اختیار مواد مرکب یا همان کامپوزیت است و همچنین پروفیل‌های کامپوزیتی به میزان وسیعی در ساختمان‌سازی به ویژه ساختمان‌سازی در شرایط آب و هوایی که احتمال خوردگی در آن بالا است بسیار رواج پیدا کرده است.
دلیل عمده استفاده از این پروفیل‌ها جلوگیری از پدیده خوردگی و افزایش عمر سازه در برابر ارتعاشات است. همچنین استفاده از پروفیل‌های کامپوزیتی باعث سبکی بنا می‌شود، اما اهمیت این مزیت چندان نیست.
آنچه باعث دوام و عمر بالای پروفیل کامپوزیتی می‌شود خاصیت غیرکشسانی آن است که باعث عملکرد بهتر در برابر ارتعاشات زلزله می‌شود و بهترین گزینه برای مقاوم‌سازی در برابر زلزله است.تخریب ناشی از پدیده خوردگی هم در بتن مسلح شده با پروفیل فلزی این طور است که نخست میله‌های فلزی داخل بتن دچار زنگ زدگی و اکسیده شدن می‌شوند و سپس این اکسیدها به سمت سطح بیرونی بتن منتقل می‌شوند و با انتشار در داخل بتن باعث از بین رفتن کامل سازه بتنی می‌شود.
کشور مابه لحاظ شرایط اقلیمی در شمال و جنوب نیاز بسیار گسترده‌ای به استفاده از کامپوزیت در قالب پروفیل‌های کامپوزیتی دارد. هم اکنون بسیاری از سازه‌های بنا شده در محیط‌های خورنده مناطق مختلف کشور همچون پل‌های دریاچه ارومیه یا ساختمان‌های جنوب کشور دچار معضل خوردگی هستند که استفاده از کامپوزیت‌ها می‌تواند پاسخگوی مشکل این قبیل سازه‌ها باشد.

راه حل های اقتصادی رفع مشکلات صنعت فولاد

با توجه به شرایط حاضر اقتصاد ملی و جهانی طبیعتا گزینه‌ای را باید در دستور کار قرار داد که ما را قادر به تولید با کمترین قیمت تمام شده و ماندگاری و تداوم حیاتمان در بازار کند. پیش بینی تولید فولاد در سال ۲۰۱۵ برابر با حدود ۸/ ۱۸ میلیون تن است، از‌این‌رو نیاز به نزدیک به ۲۱ میلیون تن بار فلزی خواهد بود.

صرفه‌جویی در مصرف انرژی در صنعت فولاد کشور از آغاز، به دلایل مختلف به‌ویژه به دلیل ارزانی حامل‌های انرژی در ‌ایران چندان مورد توجه قرار نگرفته است. در کوره‌های قوس در صورت مصرف ۱۰۰ درصد قراضه در مقایسه با استفاده ۹۸درصد اسفنجی، مصرف انرژی الکتریکی معادل ۲۰۰ کیلووات ساعت بر تن و انرژی حرارتی ۱۸ گیگا ژول بر تن صرفه‌جویی خواهیم داشت و مقدار انرژی مصرفی در پروسه احیا (تبدیل گندله به DRI) برابر با مصرف ۴۵۵ متر‌مکعب گاز طبیعی و ۱۷۴ کیلووات‌ساعت انرژی الکتریکی بر تن است.حاصل‌اینکه در سال‌ آینده با کسری ۶ میلیون تن بار فلزی اعم از آهن اسفنجی و قراضه مواجه هستیم. با توجه به ناکافی بودن تولید داخلی گندله برای دستیابی به اهداف تولید و جبران کاستی منابع، دو گزینه پیش‌رو است: واردات گندله یا واردات قراضه.

تولید فولاد خام‌ایران در سال ۲۰۱۴ معادل ۳/ ۱۶ میلیون تن بوده است. تولید آهن اسفنجی در‌این دوره ۳/ ۱۴ میلیون تن (باواردات ۲ میلیون تن گندله) بوده است. حداکثر میزان قراضه جمع‌آوری شده و مصرفی طی همین دوره کمتر از ۵/ ۱ میلیون تن (و با روندی کاهشی) بوده است. چنین ترکیبی از کوره‌ها با در نظر گرفتن ثبات در روش‌های تولید و نسبت مصرف هر یک از نهاده‌ها با رژیم مصرف جاری و فعلی نهاده‌ها در کشور، تقاضای کل بار فلزی ۱۸ میلیون تن بوده است.

صرفه‌جویی در مصرف انرژی در صنعت فولاد کشور از آغاز، به دلایل مختلف به‌ویژه به دلیل ارزانی حامل‌های انرژی در ‌ایران چندان مورد توجه قرار نگرفته است. در کوره‌های قوس در صورت مصرف ۱۰۰ درصد قراضه در مقایسه با استفاده ۹۸درصد اسفنجی، مصرف انرژی الکتریکی معادل ۲۰۰ کیلووات ساعت بر تن و انرژی حرارتی ۱۸ گیگا ژول بر تن صرفه‌جویی خواهیم داشت و مقدار انرژی مصرفی در پروسه احیا (تبدیل گندله به DRI) برابر با مصرف ۴۵۵ متر‌مکعب گاز طبیعی و ۱۷۴ کیلووات‌ساعت انرژی الکتریکی بر تن است.
قراضه های سبک و پروفیل ها که دارای چگالی کمی هستند به محل دستگاه های پرس هیدرولیک برده شده و به صورت مکعب های فشرده شده با چگالی بالاتر در می آیند و در اندازه هایی که قابلیت شارژ در داخل کوره های القایی را داشته باشند بریده شده و جهت ذوب آماده می گردند .بدیهی است افزایش چگالی قراضه باعث افزایش راندمان کوره های القایی و در نتیجه کاهش اتلاف انرژی می گردد .
قراضه های نیمه سنگین بزرگ با افزایش قیمت آهن قراضه ابتدا وارد ماشین خرد کن قراضه شده و بعد از قیچی و خرد شدن مجددا به دستگاه های پرس منتقل شده و پرس می شوند . علاوه بر چنین صرفه‌جویی مستقیم ناشی از واردات قراضه، با نگرشی پویا افزایش عرضه قراضه بازار باعث جابه‌جا‌یی منحنی قیمتی قراضه و تعادل بخشی به عرضه و تقاضای بازار و نهایتا کاهش قیمت‌های کل خواهد شد. صرفه‌جویی‌های ناشی از واردات قراضه را می‌توان برای ‌ایجاد و توسعه زیرساخت‌های واردات شامل سایت و تجهیزات بندری، توسعه ناوگان حمل‌و‌نقل و... برای افزایش ظرفیت قراضه به کشور در سال‌های آتی سرمایه‌گذاری کرد. نزدیک به ۹۰ درصد تولید فولاد ترکیه به روش قوسی است. ‌این کشور در سال ۲۰۱۴ معادل ۳۴ میلیون تن تولید فولاد خام با استفاده از ۳۰ میلیون تن قراضه داشته که ۱۹ میلیون تن قراضه وارداتی بوده است.

با توجه به ارقامی‌که در بالا مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت، پتانسیل صرفه‌جویی انرژی کل از مصرف قراضه در عوض یک میلیون تن گندله حداقل ۲۰ میلیون گیگاژول است؛‌ این رقم معادل ۲۰۰ میلیون کیلووات ساعت انرژی الکتریکی و ۵۰۰ میلیون متر‌مکعب گاز طبیعی یا صرفه‌جویی ۱۸ میلیون گیگاژول انرژی حرارتی است. ‌این رقم برابر با حدود ۵۰۰ میلیارد مترمکعب گاز طبیعی است.

تیرفلزی در معماری مهندسی ساخت ساز

از مهم ترین المان های در مجموعه ای کامل از خانواده مورد استفاده در ساخته ای ساختمانی میباشد  که کاربرد اصلی ان توانایی تحمل مقدار تنش های حاصل از لنگر خمشی و یا نیروی برشی حاصل از بار وارد بر ان میباشد.

مشخصه اصلی تیر شامل نیمرخ و ماده ای که از ان ساخته شده و طول ان میباشد.

تیر معمولا در معماری مهندسی ساخت ساز برای تحمل بار های وارد شده مورد استفاده قرار میگیرد از تیر در صنعت ماشین و کامیون سازی نیز مورد استفاده قرار میگیرد.

 انواع  تیر ها از دید صنعت ساختمان سازی:

 1 -تیر بتنی

2 -تیر فولادی

3 -تیرچوبی

 از دیدگاه دیگر شامل:

1-تیر دو سر گیر دار

2-تیر سازه

و طره

تیر آهن:

تیرآهن  خود نیز به تنهایی یکی از مهم ترین المان در پروژه  های ساختمانی میباشد.

1 تیر آهن IPE(معمولا بین 80-6000میلیمتر)

این تیرآهن استاندارد I شکل در ایران دارد که ضخامت بال های آن ثابت است.

 2-تیرآهن  INP(معمولا بین 80-6000میلیمتر)

این تیرآهن ضخامتش با فاصله گرفتن از جان تیرآهن کم میشود و در چین و روسیه مورد استفاده قرار میگیرد.

   و تیرآهن IPB (معمولا بین 10-1000میلیمتر)

در این نوع تیر آهن نسبت بال با طول ها افزایش میابد.

المان افقی که مقطع ان به شکل I میباشد به عنوان فلنج شناخته میشود تیر I معمولا از سازه های فولادی ساخته و در ساخت و ساز در مهندسی عمران کاربرد مهمی دارد.تاریخچه تحمل بار تیرآهن نشان  میدهد که تیر مقطع I شکل  کار آمدی از حمل دو خم وبار برشی را دارد.همچنین  سطح مقطع آن دارای ظرفیت کاهشی در جهت عرضی و همچنین در انجام چرخش ناکارآمد است که برای مقاطع ساختمانی تو خالی اغلب ترجیح داده میشود .

 سیاست روز گرانی آهن‌آلات را بررسی می‌کند؛

هرچه تیرآهن گران‌تر، اسکلت لاغر‌تر است!

قیمت میلگرد و تیرآهن نسبت به شش ماه گذشته بیش از صددرصد رشد داشته و اتحادیه آهن‌فروشان نیز سکوت پیشه کرده است

هرچه تیرآهن گران‌تر، اسکلت لاغر‌تر است!

 امسال قیمت هر کیلو تیرآهن و میلگرد در مقایسه با سال قبل دو برابر گران‌تر شده است و این در شرایطی است که دیگر محصولات نیز در موج گرانی‌های جدید غوطه‌ورند. در حوزه ساختمان‌سازی و مسکن همانطور که قبلا هم بار‌ها دیده شده است این موضوع باعث می‌شود در به کارگیری آهن که در ساخت‌وساز مسکن نقشی حیاتی و تعیین‌کننده دارد خست به خرج داده شود و مثلا تیرآهنی که می‌بایست با فلان اندازه در یک سازه ساختمانی به کار برده شود جای خود را با انواع لاغر‌تر و ضعیف‌تر عوض کند و در ‌‌نهایت محصول کار که می‌بایست یک ساختمان استاندارد باشد، از ویژگی‌های لازم برخوردار نباشد. واقعیت این است که از آن سو نظام مهندسی ساختمان و نظارت نهادهایی چون شهرداری هم در کشور ما از آن قدرت رصد برای جلوگیری از این تخلفات برخوردار نیست و دست‌کم این موضوع در شهرستان‌ها و یا مناطق دور از نظر متولیان استانداردسازی در ساختمان دور می‌ماند.

به هر حال در اینجا این قصد وجود ندارد که مقوله استاندارد در ساختمان‌سازی مورد بررسی قرار گیرد بلکه این نکته مدنظر است که با افزایش قیمت این محصول بی‌تردید وضعیت تمام فعالانی که به نوعی با این کالا سروکار دارند دچار اختلال خواهد شد. هرچند زیان این اختلال در ‌‌نهایت دامن مصرف‌کننده را می‌گیرد.

تیرهای لانه زنبوری و محاسن استفاده از آنها :

بیشترین مزیت تیرهای لانه زنبوری که در حقیقت مقطعی غیر فشرده است ، در مقایسه با سایر مقاطع استاندارد(فشرده) ایجاد ممان اینرسی نسبتا خوب آن حول محور قوی تیر(X) می باشد که به سبب ایجاد فاصله بالها از محور خنثی و افزایش ارتفاع تیر می باشد، بنابر این مقاومت خمشی تیر که مهمترین نقش آن نیز می باشد افزایش یافته ،همچنین سختی آن نیز بیشتر می گردد. .از آنجائیکه جان اینگونه تیرها در قسمتها ئی توخالی است ، در نتیجه باعث خواهد شد که وزن سازه به میزان قابل توجهی کم گردد .در اثر کاهش وزن سازه ، مولفه های نیروی زلزله که ارتباط مستقیم با وزن سازه (weight) دارند نیز کم می گردند و در نتیجه ساختمان ایمن تر خواهد بود و عملکرد مناسبتری را توام با انعطاف پذیری بیشتر در بر خواهد داشت .

حتی این کاهش وزن در تیرها ، باعث کاهش وزن مرده ساختمان (dead load)خواهد گردید ، که در نتیجه آن بار کمتری به عناصر اصلی سازه، خصوصا ستون ها وارد خواهد گردید .

از سوی دیگر بهینه ترین وضعیت در طراحی سازه ها، اقتصادی بودن آن می باشد که در تیرهای لانه زنبوری به دلیل آنکه مقطع هر تیر به صورت زاویه دار ( زیگ زاگ ) توسط دستگاه برش بریده می شود ،و سپس با جابجایی دو قسمت آن نسبت به هم تیر به صورت لانه زنبوری در خواهدآمد، صرفه جوئی نسبی در مصرف فولاد صورت خواهد گرفت.

از لحاظ تاسیسات ساختمان نیز اینگونه تیرها مورد استقبال قرار می گیرند ، زیرا که می توان از فضاهای خالی در جان تیر برای عبور لوله های تاسیسات و یا کابل های برق استفاده نمود. و این موضوع شاید یکی از نقاط قوت منحصر به فرد اینگونه تیرهاست . ملاحظه می شود که قیمت تیرآهن لانه زنبوری با توجه به مطالب ذکر شده به میزان چشمگیری از ارتفاع سقف می کاهند که خصوصا در مواقعی که طر ح های معماری محدودیت زیادی را در ساختمان به صورت اعم و در ناحیه سقف به صورت اخص به طراحان سازه تحمیل می کنند ، و به هیچ عنوان افزایش ضخامت سقف ممکن و میسر نباشد ، تیرهای لانه زنبوری بهتر از سایر مقاطع نورد شده نقش انتقال بار را به سایر عناصر بازی خواهند کرد . حتی در مواردی که تیر با ارتفاع متغییر مورد نیاز است ، مانند بعضی از سازه های صنعتی و یا تیرهای مورد استفاده در تیر ریزی بام ، با تغییر برش تیر ،تیر مورد نظر را بسیار ساده و ارزان می توان آماده نمود، که این کار تنها با برش مورب زیگ زاگها در جان تیر ممکن خواهدشد . مزایای فوق الذکر باعث ترغیب طراحان در استفاده از تیرهای لانه زنبوری میشود و به عنوان گزینه مطلوبی مورد استفاده همه جانبه قرار می گیرد .

آهن ۱۰۰درصد گران‌تر شد

محمد آزاد رئیس اتحادیه کشوری فروشندگان آهن، با اعلام این مطلب اظهار می‌دارد: سال گذشته در هفته نخست بهمن ماه قیمت تیرآهن و میلگرد کیلویی ۹۰۰ تا ۹۵۰ تومان بود اما این رقم امروز با رشد دو برابری نسبت به دوره مشابه سال قبل به ۱۹۰۰ تومان رسیده است.

روش تولید آن برای اولین بار یک قطعه از واحد نورد فولاد در کمپانی Alphonse Halbou  در سال 1849 به ثبت رسید .

  Bethlehem steelپیشرو در تامین کننده سازه های فولادی در پل و اسمان خراش های امریکای در قرن یستم بود.

 چرخه تولید:

1-تشکیل شده توسط نورد گرم، نورد سرد و یا اکستروژن (بسته به نوع مواد)

 2-تشکیل شده توسط جوشکاری صفحات (و یا گاهی اوقات درها و یا پرچین)

 تیر I معمولا از فولاد سازه ساخته شده ولی ممکن است از آلومینیوم یا مواد دیگر تشکیل شود.

 

 

این نوع چدن استحکام کششی و مقاومت به شوک کمتری نسبت به فولاد دارد

چدن خاکستری ریزساختار گرافیتی خاصی دارد که باعث می‌شود مقطع شکست آن به رنگ خاکستری باشد. در این نوع چدن‌ها تمامی یا قسمت اعظم کربن بصورت آزاد (گرافیت) رسوب می‌کند. از نظر وزنی رایج‌ترین نوع چدن و پرکاربردترین ماده ریخته‌گری محسوب می‌شود. چدن خاکستری عمدتاً حاوی ۲٫۵ تا ۴ درصد کربن، ۱ تا ۳ درصد سیلیسیم و مابقی آهن است. این نوع چدن استحکام کششی و مقاومت به شوک کمتری نسبت به فولاد دارد اما از نظر استحکام فشاری با فولاد کربنی کم و میان کربن قابل مقایسه است.
مقاله کامل چدن چیست
چدن داکتیل
چدن داکتیل یا چدن نشکن دارای زمینه فریتی، پرلیتی یا هر دو با کروی است. چدن نشکن به هنگام انجماد، کربن آن به صورت گرافیت کروی یا گلوله‌ای تشکیل می‌شود.

چدن مالیبل
چدن مالیبل یا چدن چکش خوار، ذاتاً از نوع چدن‌های هیپو یوتکتیکی کم آلیاژی یا غیر آلیاژی هستند. جهت ایجاد گرافیت‌های کروی فشرده و حصول خواص مکانیکی مانند استحکام و چکش خواری، عملیات آنیل کردن انجام می‌گیرد. پس از ریخته‌گری، کربن این چدن‌ها به شکل ترکیبی (ترکیب با آهن) بوده و قطعات به صورت چدن سفید درآمده که با فرایند حرارتی بخصوصی به چدن مالیبل تبدیل می‌شوند.

کربن این نوع چدن بیشتر به‌صورت کره‌هایی (کلوخه) از گرافیت و با اشکال نامنظم می‌باشد (شکل زیر). چدن چکش‌خوار ابتدا به صورت چدن سفید و با ترکیب شیمیایی مناسب ریخته می‌شود. سپس به هنگام آنیل از سمنتیت چدن سفید، گرافیت جوانه زده و به صورت کروی رشد می‌کند. با تغییر دادن عملیات آنیل، می‌توان چدن چکش خوار با خواص مکانیکی مختلف به دست آورد، از آنجا که ابتدا برای تولید چدن سفید انجماد سریعی لازم است لذا ضخامت قطعات چدن چکش خوار محدود است.

پس از اتمام مرحله اول آنیل، ساختار دارای کربن برفکی در زمینه آستنیت اشباع شده از کربن بوده و در مرحله دوم می‌توان با تنظیم سرعت سرد کردن ساختار را از فریت تا پرلیت تغییر داد. شکل گرافیت در چدن مالیبل (چکش خوار) کروی نبوده و به شکل برفکی می‌باشد.

انواع چدن‌های خاکستری از نظر شکل گرافیت
چدن‌های خاکستری با گرافیت کلوخه‌ای یا شکوفه‌ای یا چدن‌های مالیبل با چکش‌خوار
چدن خاکستری با گرافیت ورقه‌ای یا فلسی یا پولکی
چدن خاکستری با گرافیت کروی یا چدن داکتیل یا SG و یا چدن نشکن
چدن خاکستری چشم گاوی (این نوع چدن ما بین خاکستری و سفید می‌باشد که به علت گرافیتهای نسبتاً بزرگ در بین فاز روشن رنگ فریت به این اسم مشهور است
در سیستم آهن کربن ناپایدار نمی‌توان گفت تمام کربن به صورت گرافیت آزاد رسوب می‌کند چون شرایط تبرید و انجماد در نوع چدن حاصل نقش دارد

    زمینه فریتی
    زمینه فریتی-پرلیتی
    زمینه پرلیتی
    زمینه مارتنزیتی
    زمینه آستنیتی
    زمینه بینیتی

فلزات و آلیاژهای آنها
نوعی از معماری است که چدن در آن نقش اصلی را ایفا می‌کند. این سبک، سبکی برجسته در انقلاب صنعتی بود یعنی زمانی که چدن نسبتاً ارزان بود و فولاد هنوز فراگیر نشده بود. در اوابل عصر انقلاب صنعتی از چدن در ساخت کارخانه‌ها اغلب استفاده می‌شد تا حدودی به خاطر فکر اشتباهی که می‌کردند و آن این بود که این ساختارها ضدآتش اند. چون به قدر کافی برای تحمل ابزار آلات سنگین مقاوم است. اما در مقابل آتش که معمولاً در این کارخانه‌ها اتفاق می‌افتد آسیب‌پذیر است. چدن هم جنین بسیار در ساخت پل برای سیستم‌های جدید راه آهن که اغلب نتایج وحشتناکی داشت به کار می‌رفت.

بعدها هم در خط ریل‌های زیر پل استفاده شد که خطرات بسیاری داشت و جان چندین نفر را گرفت. معماری چدن برای چندین قرن استفاده می‌شد. به خصوص در معماری پیش از مدرن در قرن ۱۸ انگلستان برای اولین بار روش‌های تولید جدید چدن به صورت فراوان و ارزان در ساختمان‌های بزرگ استفاده شد. یکی از اولین و مهم‌ترین پل‌های آهنی در شوپ شایر که تقریباً تمام ساختار آن با چدن ساخته و تنظیم شده بود. کیفیت چدن استفاده شده در پل زیاد بالا نبود و نزدیک به ۸۰ ترک ترد در ساختار آن مشاهده شده است.