سنگ آهن
سنگ آهن نوعی سنگ معدنی است که حاوی اکسید آهن است. این عنصر حدود ۵ درصد از پوسته زمین را تشکیل میدهد و به دلیل مقاومت بالا، سهولت درفرآوری، فراوانی معادن استخراج آن کاربرد و استفاده از این فلز رایج و بسیار با اهمیت می باشد.
سنگ آهن نوعی سنگ معدنی است که حاوی اکسید آهن است. این عنصر حدود ۵ درصد از پوسته زمین را تشکیل میدهد و به دلیل مقاومت بالا، سهولت درفرآوری، فراوانی معادن استخراج آن کاربرد و استفاده از این فلز رایج و بسیار با اهمیت می باشد.
گندله آهن (iron ore pellets) گلولههایی کوچک از جنس کنسانتره سنگ آهن و برخی مواد افزودنی هستند که برای تولید آهن خام و فولاد مورد استفاده قرار میگیرند.
اندازه گندلههای آهن معمولاً بین 6-16 میلیمتر است.
سنگ آهن یکی از مهمترین مواد اولیه در تولید فولاد است. سنگ آهن طبیعی معمولاً عیار آهن پایینی دارد و حاوی ناخالصیهای زیادی مانند سیلیکون، سیلیسیوم، گوگرد و فسفر است. برای تولید فولاد با کیفیت بالا، لازم است که عیار سنگ آهن افزایش یابد و ناخالصیهای آن حذف شوند.
یکی از روشهای افزایش عیار سنگ آهن و حذف ناخالصیهای آن، تبدیل آن به کنسانتره است. در این فرآیند، سنگ آهن خرد شده با استفاده از روشهای فیزیکی و شیمیایی به ذرات ریز تبدیل میشود و ناخالصیهای آن با استفاده از روشهای جداسازی مانند تهنشینی، فیلتراسیون و سانتریفیوژ حذف میشوند.
کنسانتره سنگ آهن عیار آهنی بین ۶۵ تا ۶۹ درصد دارد، اما هنوز هم برای تولید فولاد مناسب نیست. برای تولید فولاد با کیفیت بالا، لازم است که کنسانتره سنگ آهن به گندله تبدیل شود.
گندلهها گویهای کوچکی هستند که از کنسانتره سنگ آهن و مواد افزودنی ساخته میشوند. مواد افزودنی به گندلهها شکل و استحکام میدهند و همچنین به بهبود خواص متالورژیکی آنها کمک میکنند.
فرآیند تبدیل کنسانتره سنگ آهن به گندله به نام «گندله سازی» شناخته میشود. این فرآیند شامل مراحل زیر است:
آسیاب کردن کنسانتره: کنسانتره سنگ آهن ابتدا با استفاده از آسیابهای غلطشی یا آسیابهای گلولهای به ذرات ریز تبدیل میشود. اندازه ذرات کنسانتره آسیاب شده باید بین ۰ تا ۱۰۰ میکرون باشد.
اضافه کردن مواد افزودنی: پس از آسیاب کردن، مواد افزودنی مانند آهک، بنتونیت و چسبهای آلی و معدنی به کنسانتره اضافه میشوند. این مواد به گندلهها شکل و استحکام میدهند و همچنین به بهبود خواص متالورژیکی آنها کمک میکنند.
مخلوط کردن: کنسانتره آسیاب شده و مواد افزودنی با هم مخلوط میشوند تا مخلوطی یکنواخت حاصل شود.
گندله سازی: مخلوط کنسانتره و مواد افزودنی به داخل دستگاه گندلهساز ریخته میشود. در دستگاه گندلهساز، مخلوط با سرعت بالا چرخانده میشود و به صورت گویهای کوچکی به نام گندله در میآید.
پخت گندلهها: گندلههای خام پس از تولید، در کورههای مخصوصی پخته میشوند. در حین پخت، آب موجود در گندلهها تبخیر میشود و گندلهها به شکل و استحکام نهایی خود تبدیل میشوند.
گندلههای پخته شده دارای عیار آهنی بین ۶۸ تا ۷۲ درصد هستند و خواص متالورژیکی مناسبی دارند. گندلهها به عنوان ماده اولیه در تولید فولاد در کورههای بلند و احیای مستقیم استفاده میشوند.
مزایا تبدیل سنگ آهن به گندله عبارتند از:
افزایش عیار آهن: عیار آهن کنسانتره سنگ آهن معمولاً بین ۶۵ تا ۶۹ درصد است، اما عیار آهن گندلههای پخته شده بین ۶۸ تا ۷۲ درصد است.
حذف ناخالصیها: ناخالصیهای سنگ آهن مانند سیلیکون، سیلیسیوم، گوگرد و فسفر در فرآیند گندله سازی تا حد زیادی حذف میشوند.
افزایش استحکام: گندلههای پخته شده دارای استحکام بیشتری نسبت به کنسانتره سنگ آهن هستند.
سهولت حمل و نقل: گندلهها به دلیل اندازه و شکل مناسب، به راحتی قابل حمل و نقل هستند.
گندلهها یکی از مهمترین مواد اولیه در تولید فولاد هستند. فرآیند تبدیل سنگ آهن به گندله یک فرآیند پیچیده و مهم است که منجر به افزایش عیار آهن، حذف ناخالصیها و بهبود خواص گندلهها میشود.