امروزه بیش از 3500 نوع متفاوت فولاد به تولید می رسد و برای تولید هر کدام از این فولادها نیاز به انجام آنالیزهایی است تا از صحت و کیفیت نهایی محصول تولید شده اطمینان حاصل شود.یک تولید کننده فولاد به خوبی می داند که جهت تولید یک فولاد باکیفیت، نیاز به آگاهی درستی از مواد اولیه، فرایندهای تولید، دستگاه های تولید و … وجود دارد.
به همین دلیل از بدو ورود ماده خام اولیه تا کنترل نهایی محصول نیاز به آنالیزهای کمی و کیفی، بازرسی و کنترل کیفیت محصول فولادی وجود دارد.در همین راستا چندین روش آنالیز وجود دارد که یک تولید کننده فولاد باید در بررسی های خود لحاظ کند.
حد تشخیص عوامل مورد بررسی باید تا چه اندازه ای کوچک باشد. به عبارتی تا چه اندازه ای باید در جزئیات فولاد وارد شویم و آن ها را بررسی کنیم.موادی که در فرایند ساخت مورد استفاده قرار گرفته، از چه جنسی بوده است. به عبارتی چه موادی را در تست های خود مورد بررسی قرار می دهیم؟جهت انجام آنالیز، تا حد امکان باید سعی بر این باشد که آنالیز در واحد تولیدی انجام شود. به همین منظور باید بررسی کنیم که تا چه اندازه قابلیت تهیه، حضور و اجرای آن روش در یک واحد تولیدی وجود دارد؟
جهت درک بهتر، می توانید در تصویر زیر شمایی از مراحل تولید فولاد با استفاده از کوره قوس الکتریکی (EAF) را مشاهده کنید که در یک واحد تولیدی به صورت متداول اجرا می شود. در این تصویر تمامی مراحل تولید فولاد از بدو ورود ماده خام اولیه تا کنترل کیفیت نهایی محصول جهت عرضه به بازار به نمایش درآمده است.
نگاهی بر تکنولوژی های آنالیز فولاد
مهم ترین تکنولوژی هایی که جهت آنالیز در این مقاله به آن ها اشاره می کنیم، شامل روش های LIBS، طیف سنجی XRF و OES است. گرچه روش های آنالیز دیگری نیز در صنایع فولاد بسته به نیاز واحد تولیدی و الزامات تولید فولاد ممکن است وجود داشته باشند.
طیف سنجی فروشکست القایی لیزری (LIBS)
در این روش، با متمرکز کردن پرتوی لیزر بر روی سطح ماده مجهول، حجم کوچکی از آن کنده می شود. با توجه به دمای بسیار بالایی که به این المان در طول این فرایند اعمال می شود، یونیزه شده و تبدیل به پلاسما می شود. پس از سرد شدن این پلاسما، عناصر مختلف طیف های اتمی، یونی و مولکولی خاصی را ساطع می کنند. نور گسیل شده از قطعه توسط طیف سنج به طول موج های مختلف تجزیه شده و توسط آشکارساز ثبت می شود. با استفاده از این طیف می توان اطلاعاتی اطلاعاتی کمی و کیفی در مورد مقدار و نوع عناصر سازنده نمونه به دست آورد.
طیف سنجی فلوئورسانس اشعه ایکس (XRF)
آنالیز XRF روش طیف سنجی جهت شناسایی عناصر نمونه است. در این روش، یک پرتوی متمرکز از اشعه ایکس بر روی سطح نمونه تابانده می شود. با توجه به انرژی بالایی که این پرتو دارد، باعث نقل و انتقال الکترون ها درون اتم می شود که در نتیجه این انتقال، پرتوهایی از نمونه ساطع می شوند. با تفکیک این پرتوها و ثبت آن ها می توان عناصر سازنده نمونه را مشخص کرد.
طیف سنجی نشر نوری (OES)
اصول این روش مشابه آنالیز LIBS است. با این تفاوت که در این روش، سطح فلز با استفاده از تخلیه الکتریکی گرم می شود. این کار باعث می شود که دمای سطح تا چندین هزار درجه سانتیگراد افزایش پیدا کند. این حجم بالایی از انرژی که به ماده وارد می شود، باعث نشر پرتوی مشخصه ای می شود که از آن برای شناسایی عناصر نمونه استفاده می شود.