فروکروم: آلیاژی حیاتی در صنایع فولادسازی و تولید محصولات مقاوم

فروکروم (Ferrochrome) 

فروکروم یک فروآلیاژ متشکل از آهن و کروم است که معمولاً بین 50٪ تا 70٪ کروم دارد. این آلیاژ به‌طور گسترده در تولید فولادهای ضدزنگ به کار می‌رود و عنصر اصلی برای افزودن کروم به ترکیب فولاد است. فروکروم عموماً از احیای کربوترمیک سنگ معدن کرومیت در کوره قوس الکتریکی تولید می‌شود. بزرگ‌ترین تولیدکنندگان فروکروم در جهان کشورهای دارای معادن غنی کرومیت مانند آفریقای جنوبی، قزاقستان، هند، چین و روسیه هستند. در ایران نیز معادن کرومیت در استان‌هایی نظیر خراسان، سمنان، فارس، کرمان و هرمزگان وجود دارد؛ بخش عمده فروکروم پرکربن در داخل تولید می‌شود و فروکروم کم‌کربن بیشتر از خارج وارد می‌گردد و یکتا ذوب ایرانیان به یکی از کارخانه جات تولیدی فروکروم کم کربن در  ایران است که از قدیمی ترین تامین کنندگان فروآلیاژ بازار داخلی به شمار میرود.

انواع فروکروم و آنالیز شیمیایی آنها

فروکروم موجود در بازار بر اساس میزان کربن موجود در آلیاژ به چند دسته اصلی تقسیم می‌شود. سه دسته‌ی رایج عبارت‌اند از فروکروم پرکربن (High Carbon Ferrochrome یا HC FeCr)، فروکروم متوسط کربن (Medium Carbon FeCr) و فروکروم کم‌کربن (Low Carbon FeCr). هر کدام از این گریدها ترکیب شیمیایی و کاربردهای ویژه خود را دارند. در ادامه به معرفی این انواع می‌پردازیم:

فروکروم پرکربن (High Carbon FeCr)

فروکروم پرکربن دارای درصد بالایی کربن (اغلب بین حدود 6٪ تا 8٪ کربن) در ترکیب خود است. کروم موجود در این آلیاژ معمولاً حدود 60٪ تا 65٪ می‌باشد. حضور مقدار زیاد کربن سبب تشکیل کاربیدهای کروم به وفور می‌شود که به بهبود سختی و مقاومت به سایش فولاد کمک می‌کند. البته این میزان بالای کربن می‌تواند مقاومت به خوردگی ناشی از کروم را کاهش دهد و برای جلوگیری از افت خواص ضدزنگ، نیاز به کنترل دقیق حرارتی در فرآیندهای بعدی (مانند عملیات حرارتی فولاد) است. از فروکروم پرکربن عمدتاً در تولید فولادهای زنگ‌نزن با کروم بالا، فولادهای مارتنزیتی خاص، فولاد ابزار، یاتاقان‌ها و قطعات صنعتی که نیاز به سختی و استحکام بالا دارند استفاده می‌شود.

آنالیز فروکروم پرکربن

	Cr (%)	C (%)	Si (%)	S (%)	P (%)	اندازه (mm)
فروکروم پرکربن	60–65	6–8	2	0.05	0.05	10–60

فروکروم متوسط کربن (Medium Carbon FeCr)

فروکروم متوسط کربن میزان کربن کمتری نسبت به نوع پرکربن دارد (حدود 1٫5٪ کربن). کروم آن نیز در محدوده 60٪ تا 65٪ است و سایر عناصر مانند سیلیسیم حدود 1٪ و مقادیر جزئی فسفر و گوگرد (مثلاً حداکثر 0٫05٪) در آن وجود دارند. فروکروم متوسط کربن یک تعادل میان حفظ بخشی از مقاومت به خوردگی کروم و ایجاد مقداری کاربید برای افزایش سختی ایجاد می‌کند. این نوع فروکروم در تولید برخی فولادهای آلیاژی ضدزنگ به کار می‌رود، وقتی که علاوه بر مقاومت به خوردگی، به سختی و دوام بالاتری نیز نیاز است. برای مثال در صنایع ابزارسازی (تولید ابزار برش، قالب و قطعات تحت سایش) از فروکروم متوسط کربن جهت افزایش سختی استفاده می‌شود. همچنین در ساخت قطعاتی مثل بلبرینگ‌ها و صفحات مقاوم به سایش، حضور کنترل‌شده کربن متوسط می‌تواند عمر قطعه را افزایش دهد.

آنالیز فروکروم متوسط کربن

	Cr (%)	C (%)	Si (%)	S (%)	P (%)	اندازه (mm)
فروکروم میان‌کربن	60–65	1.5	1	0.05	0.05	10–60

فروکروم کم‌کربن (Low Carbon FeCr)

فروکروم کم‌کربن دارای کمترین درصد کربن در میان انواع فروکروم است (معمولاً کمتر از 0٫1٪ کربن). درصد کروم در این آلیاژ معمولاً بین 60٪ تا 65٪ بوده و سیلیسیم آن حدود 0٫5٪ یا کمی بیشتر است. پایین بودن کربن در این آلیاژ یک مزیت بزرگ برای فولادهای ضدزنگ حساس به خوردگی است، زیرا احتمال تشکیل کاربید کروم مضر بسیار کاهش می‌یابد. در واقع در فولادهای ضدزنگ آستنیتی یا فریتی که بالاترین مقاومت به خوردگی نیاز است، از فروکروم کم‌کربن استفاده می‌کنند تا کروم موجود عمدتاً صرف ایجاد لایه محافظ اکسید کروم شود و کربن کمی برای تشکیل کاربیدها وجود داشته باشد. نتیجه این امر حفظ خواص ضدزنگ و مقاومت به خوردگی بالاتر در فولاد نهایی است. همچنین فروکروم کم‌کربن در تولید فولادهای مقاوم به اسید و سوپرآلیاژها کاربرد دارد. صنایع غذایی، دارویی و شیمیایی که به فولادهای بسیار مقاوم در برابر زنگ‌زدگی نیاز دارند از مشتریان اصلی فروکروم کم‌کربن هستند.

آنالیز فروکروم کم‌کربن

	Cr (%)	C (%)	Si (%)	S (%)	P (%)	اندازه (mm)
فروکروم کم‌کربن	60–65	≤0.1	0.5	0.02	0.02	10–60

قیمت فروکروم (19 مرداد 1404)

🔻 جدول قیمت انواع فروکروم

📄 منبع:  «FerroAlloyNet, chrome daily report on 8 aug 2025» و «Platts, Metals Daily (2025-08-08)»

توجه: قیمت فروکروم تحت تأثیر عوامل متعددی قرار دارد که در ادامه به آن‌ها اشاره شده است. برای اطلاع از قیمت دقیق و دریافت پیش‌فاکتور، لطفاً با واحد فروش تماس بگیرید.

فاکتورهای مؤثر بر قیمت فروکروم شامل گرید (درصد کروم و میزان کربن)، کیفیت و خلوص (مقدار عناصر ناخالصی)، منبع تأمین و شرایط بازار جهانی هستند. برای مثال، فروکروم کم‌کربن با خلوص بالا به دلیل فرآیند تولید پیچیده‌تر و تقاضای ویژه، قیمت بالاتری نسبت به فروکروم پرکربن دارد. همچنین قیمت فروکروم ممکن است بر اساس کشور تولیدکننده متفاوت باشد؛ زیرا کروم استخراج‌شده از معادن مختلف ترکیب و کیفیت متفاوتی دارد و هزینه‌های تولید (مانند قیمت انرژی) در کشورها متفاوت است. نرخ ارز و تعرفه‌های وارداتی نیز بر قیمت تمام‌شده‌ی فروکروم وارداتی اثر می‌گذارند.

تولید فروکروم

فروکروم (با نماد اختصاری FeCr) آلیاژی آهنی-کرومی است. فرآیند تولید آن از طریق کاهش (احیا) اکسید کروم توسط کربن در دمای بالا صورت می‌گیرد. در این روش، سنگ معدن کرومیت را به همراه کک و زغال سنگ داخل کوره قوس الکتریکی می‌ریزند و قوس الکتریکی دمای بسیار بالایی (حدود ۲۸۰۰ درجه سانتی‌گراد) ایجاد می‌کند تا واکنش احیا انجام شود. محصول مذاب که ترکیبی از آهن و کروم است به طور متناوب از کوره تخلیه شده و پس از جدا کردن سرباره، در قالب‌های بزرگ ریخته‌گری منجمد می‌شود تا شمش‌های فروکروم تشکیل گردد. تولید فروکروم فرآیندی پرمصرف از نظر انرژی الکتریکی است، زیرا ایجاد حرارت لازم برای احیای کرومیت برق زیادی نیاز دارد. پس از انجماد، فروکروم ممکن است خرد شده و به اشکال دلخواه (مثلاً تکه‌ای یا دانه‌ای) آماده‌ی فروش و استفاده در صنایع شود.

ویژگی‌ها و مزایای استفاده از فروکروم

• افزایش مقاومت به خوردگی: افزودن کروم (از طریق فروکروم) به فولاد سبب تشکیل یک لایه نازک اکسید کروم بر سطح فولاد می‌شود که مانند یک پوشش محافظ عمل کرده و از زنگ‌زدن و خوردگی فولاد جلوگیری می‌کند. به همین دلیل، وجود کروم کافی (حداقل ~۱۰٪) در فولادهای ضدزنگ حیاتی است تا این لایه‌ی پایدار محافظ ایجاد گردد.
• مقاومت حرارتی بالا: فولادهای آلیاژی حاوی کروم می‌توانند در دماهای بالا خواص مکانیکی خود را بهتر حفظ کنند. بنابراین در صنایعی مانند خودروسازی، توربین‌ها، تجهیزات پتروشیمی و سایر کاربردهایی که قطعات در معرض حرارت زیاد قرار می‌گیرند، استفاده از فروکروم در ترکیب فولاد باعث افزایش دوام قطعات در دمای بالا می‌شود.
• سختی و مقاومت سایشی: فروکروم خصوصاً در گریدهای پرکربن، منجر به تشکیل کاربیدهای کروم در فولاد می‌شود که سختی و مقاومت به سایش را بهبود می‌بخشد. این ویژگی در تولید فولادهای ابزار، یاتاقان‌ها، تیغه‌ها، چرخ‌دنده‌ها و قطعاتی که تحت سایش مداوم هستند بسیار ارزشمند است. البته باید توجه داشت که میزان کربن باید متناسب با کاربرد تنظیم شود تا ضمن کسب سختی مطلوب، خاصیت ضدخوردگی کروم نیز به طور کامل حفظ گردد.
• تنوع در شکل و اندازه فروکروم: فروکروم به صورت توده‌های کلوخه‌ای (مناسب برای ذوب در کوره‌ها)، به شکل گرانول یا خرده‌ریز (برای توزیع یکنواخت در شارژ کوره یا در فرآیندهای ریخته‌گری دقیق) و حتی به صورت پودر (برای ساخت الکترودهای جوشکاری یا افزودن دقیق در ترکیب پودرهای فلزی) موجود است. همچنین فروکروم به شکل کریستال‌های کوچک تولید می‌شود که در برخی فرایندهای تخصصی متالورژی کاربرد دارد.
• کیفیت و خلوص متنوع: فروکروم در گریدهای مختلفی از نظر درصد خلوص کروم و میزان عناصر ناخالصی عرضه می‌شود. خریداران می‌توانند بر اساس نیاز خود، گریدی با خلوص بالاتر کروم یا با محدوده عناصر ناخالصی خاص انتخاب کنند. برای مثال فروکروم تولید شده در برخی کشورها ممکن است کروم بالاتر یا ناخالصی کمتری داشته باشد که برای فولادهای کیفی یا صنایع حساس مناسب‌تر است. لازم به ذکر است که هرچه ناخالصی‌هایی مانند گوگرد و فسفر در فروکروم کمتر باشد، کیفیت فولاد نهایی بالاتر خواهد بود.

کاربردهای فروکروم در صنایع مختلف

اصلی‌ترین کاربرد فروکروم در تولید فولاد ضدزنگ است. برآورد می‌شود بیش از 80٪ مصرف جهانی فروکروم صرف ساخت فولادهای زنگ‌نزن می‌شود. دلیل آن نقش کروم در ایجاد خاصیت ضدزنگ در فولاد است؛ به‌طوری که به طور متوسط حدود 18٪ ترکیب هر فولاد زنگ‌نزن را کروم تشکیل می‌دهد. فروکروم منبع تامین این کروم در فولادسازی است. در هر کجا که نیاز به افزودن کروم به فولاد باشد (چه برای ضدزنگ کردن و چه برای بهبود خواص مکانیکی)، فروکروم حضور دارد.

در کنار فولادهای زنگ‌نزن، فولادهای آلیاژی مهندسی و مقاوم به حرارت نیز از فروکروم بهره می‌برند. فولادهای یاتاقان (بلبرینگ‌ها)، فولاد ابزار (ابزارهای برش، قالب‌ها)، فولادهای پرکروم مقاوم به حرارت و فولادهای مقاوم به اسید همگی در ترکیب خود درصدی کروم دارند که از طریق فروکروم اضافه می‌شود. برای مثال فولادهای مارتنزیتی کروم‌دار که در ساخت تیغه‌ها و ابزارهای برنده کاربرد دارند با استفاده از فروکروم پرکربن تولید می‌شوند تا سختی و استحکام بالایی حاصل گردد.

در صنعت ریخته‌گری، فروکروم جهت تولید چدن‌ها و فولادهای آلیاژی خاص استفاده می‌شود. چدن‌های آلیاژی کروم‌دار (مثل چدن نایهارد یا چدن‌های سفید پرکروم) برای قطعاتی نظیر فک‌های سنگ‌شکن، ناخن لودر و بیل مکانیکی یا گلوله‌های آسیاب به کار می‌روند که نیاز به مقاومت سایشی بسیار بالا دارند – کروم موجود در این آلیاژها از فروکروم تأمین می‌شود. همچنین در ریخته‌گری فولادهای ضدزنگ و قطعات مقاوم به حرارت، فروکروم کم‌کربن به ترکیب افزوده می‌شود تا کروم مورد نیاز تامین و خواص دلخواه ایجاد گردد.

صنعت جوشکاری یکی دیگر از حوزه‌های کاربرد فروکروم است. در تولید برخی الکترودهای جوشکاری (مخصوصاً برای جوش استیل‌های زنگ‌نزن یا آلیاژی)، از پودر فروکروم در پوشش الکترود یا پودر جوش استفاده می‌شود تا حین جوشکاری کروم لازم به فلز جوش اضافه گردد و جوش حاصل خواص ضدزنگ و مقاوم به سایش داشته باشد.

علاوه بر موارد فوق، فروکروم در صنعت ساخت قطعات و تجهیزات مکانیکی نیز کاربردهای جانبی دارد. برای مثال در آبکاری کروم سخت به طور مستقیم از کروم فلزی استفاده می‌شود، اما حضور صنعت فروکروم به صورت غیرمستقیم با تامین مواد اولیه کروم دار برای تولید ترکیبات کروم، نقش دارد. همچنین صنایع تولید مواد نسوز خاص، پولیش فلزات و حتی صنایع شیمیایی ممکن است از ترکیبات حاوی کروم (و در نتیجه فروکروم در زنجیره تامین) بهره ببرند.

به طور خلاصه، هرجا سخن از فولادهای مقاوم (در برابر زنگ‌زدگی، حرارت، سایش یا ترکیبی از اینها) باشد، فروکروم یکی از مواد اولیه کلیدی در فرایند تولید است.

سوالات متداول فرو کروم (FAQ)