روش دوم کوره های سنتی ذوب سرب:
این کوره ها اگرچه بسیار قدیمی اما راندمان نسبتا خوبی جهت ذوب باتری فرسوده دارند.بعد از کراش باتری فرسوده و جداسازی پلاستیک و آب باتری،محتویات صفحات سربی را داخل کوره ها می ریزند.
در این کور ه ها اگرچه هم از آنتراسیت و هم کک برای احیا استفاده می کنند اما معمولا کک راندمان ذوب بالاتری دارد و لذا اکثرا از کک برای احیا استفاده می کنند.
میزان کربن کک بایستی بالای 60 درصد باشد و کک حدود 70 درصد کربن هم از لحاظ قیمتی و هم از نظر راندمان بهترین افزودنی جهت احیا می باشدهمچنین سایر عوامل مانند هزینه حمل،میزان رطوبت،دسترسی مناسب و پایداری مواد خریداری شده بسیار حائز اهمیت می باشد و می تواند در خرید بهتر و مناسب تر مدنظر قرار گیرند.

برای ذوب سرباره یا شلاکه سرب از زغال سنگ استفاده می شود یا کک؟
معمولا سرباره ها و ضایعات سرب به دلیل آنکه قبلا ذوب شده اند و سرب از ترکیبات و کانی های اولیه جدا شده لذا شرایط مناسب تری نسبت به خاک و کنسانتره سرب دارند و به همین دلیل با کمترین انرژی مصرفی و کمک ذوب می توان سرب موجود در سرباره را استحصال نمود.
لذا با توجه به اینکه ارزش سرب محتوی در این ضایعات زیاد نیست لذا نیاز به استفاده کک و آنتراسیت نمی باشد.
بهترین احیا کننده برای ترکیبات سرباره استفاده از زغال سنگ با کک حداقل کربن 45 الی 55 درصد می باشد که هم کربن مناسبی دارد و هم از نظر قیمتی مقرون به صرفه برای خرید و استفاده می باشد
البته توجه به این نکته حائز اهمیت است که هر کوره شرایط عملکردی مختص خود را دارد و با توجه به ارزش حرارتی مشعل،نحوه نصب آن ،مقدار شارژ درون کوره و مدت زمان ذوب به شرط ثابت ماندن سایر پارامترها ،راندمان ذوب نیز متفاوت می باشد.

The post انتخاب کمک ذوب ها و احیاکننده ها در کوره های ذوب سرب appeared first on کاوشگران یاقوت سرخ.

برای ذوب سرباره یا شلاکه سرب از زغال سنگ استفاده می شود یا کک؟
معمولا سرباره ها و ضایعات سرب به دلیل آنکه قبلا ذوب شده اند و سرب از ترکیبات و کانی های اولیه جدا شده لذا شرایط مناسب تری نسبت به خاک و کنسانتره سرب دارند و به همین دلیل با کمترین انرژی مصرفی و کمک ذوب می توان سرب موجود در سرباره را استحصال نمود.
لذا با توجه به اینکه ارزش سرب محتوی در این ضایعات زیاد نیست لذا نیاز به استفاده کک و آنتراسیت نمی باشد.
بهترین احیا کننده برای ترکیبات سرباره استفاده از زغال سنگ با کک حداقل کربن 45 الی 55 درصد می باشد که هم کربن مناسبی دارد و هم از نظر قیمتی مقرون به صرفه برای خرید و استفاده می باشد
البته توجه به این نکته حائز اهمیت است که هر کوره شرایط عملکردی مختص خود را دارد و با توجه به ارزش حرارتی مشعل،نحوه نصب آن ،مقدار شارژ درون کوره و مدت زمان ذوب به شرط ثابت ماندن سایر پارامترها ،راندمان ذوب نیز متفاوت می باشد.

The post عوامل موثر در خرید کک ،زغال سنگ و آنتراسیت: appeared first on کاوشگران یاقوت سرخ.

گندله گلوله هایی کوچک تولید شده از سنگ آهن و سایر مواد افزودنی است که سخت یا پخته می شوند.

گندله مورد استفاده در روش احیای مستقیم نسبت به گندله کوره بلند دارای عیار آهن بیشتر و ناخالصی کمتر می باشد.  گند له استفاده

شده در کوره بلند باید دارای اندازه بزرگتر و استحکام  بالاتری باشد که آن هم به اندازه کوره بلند بستگی دارد. درجه احیا پذیری گندله نیز به

درجه تخلخل، سطح تماس و تماس جامد گاز بستگی دارد.

برای تهیه گندله از نرمه سنگ آهن استفاده می شود که شامل مواد افزودنی, که اندازه ۹۱ درصد آن ها معادل ۴۵ میکرون می‌باشد،

برای دستیابی به شکل گرد ماده حاصل با آب مخلوط می شود و در دستگاه های گند له ساز به چرخش در می آید تا گندله آهن خام تولید

شود. برای بالا بردن کیفیت و خواص متالوژی در زمان تولید گند له خام احتمال دارد مواد افزودنی و چسبنده مانند هیدروکسید کلسیم به آن

اضافه شوند. در این مرحله گندله با ابعاد مطلوب و سختی کافی تولید و برای پخته شدن و سخت شدگی ارسال شود.

گندله ها برای سخت شدن در اتمسفر اکسید کننده, با دقت تا حرارت نرم شدن سنگ آهن در دستگاهی حرارت داده می شوند. تا ابتدا

خشک و بعد پخته شوند، طوری که درجه متخلخلی آن ها پایین نیابد. در نهایت گندله های خام بعد از پخته شدن طوری باید سرد شوند که

ترکی روی آن ها ایجاد نگردد.

مواد اولیه برای گندله سازی

•  بنتونیت
• شیر آهک
• مواد آلی
• آهک
• سیمان
• آب

میزان گندله  آهن خام تولید شده در ایران در سال ۱۳۹۲ بالغ بر ۲۰ میلیون و پانصد هزار تن رسید. که نسبت به سال قبل خود ۱۲ درصد

رشد کرد.

The post گندله آهن appeared first on کاوشگران یاقوت سرخ.

معدن سنگ آهن حاوی سنگها و کانی هایی می‌باشد که دارای ترکیبات آهندار هستند. سنگ آهن طی فرایندهای فیزیکی و شیمیایی در کارخانجات فولادسازی، فراوری شده و آهن آن از سایر مواد و ترکیبات دیگر جدا می‌شود. عیار سنگ آهن موجود در معادن متفاوت و اغلب زیر 50% است که در محصول فولادی به بالای 90% می رسد.

(بالای 60% آهن) بعنوان کانه طبیعی شناخته شده و می توان از آنها مستقیماً‌در کوره ذوب فولاد استفاده نمود. 98% سنگ آهن استخراج شده در دنیا در تولید فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در کانسارها عیار متوسط سنگ آهن پایین است و مقدار عناصر بیش از حد مورد قبول است. به همین دلیل برای پرعیارسازی از روشهای پیشرفته تر و مدار پیچیده تری اقدام به تولید کنسانتره می شود. مدار فرآوری بطور کلی از واحدهای خردایش – آسیا کنی  تشکیل شده است.

در کنار این واحدها، واحدهای حمل و نقل، تأمین آب، تأسیسات و … بعنوان واحدهای جانبی ذکر می‌شود.

 مرحله اول خردایش

اولین مرحله در کارخانه با ورود ماده معدنی به سنگ شکن (کلی یا ژیراتوری) آغاز می شود. در این بخش قطعات بین 20-25 الی 100 سانتی متر به ابعاد کوچکتر از 25-20 سانتیمتر خرد می شوند.

البته در ورودی سنگ شکن سرند ثابت گریزلی نصب می شود که روزنه های آن برابر با ابعاد محصول خروجی از سنگ شکن هستند. به این ترتیب ابعاد ریزتر وارد سنگ شکن نمی شوند تا مبادا خردتر شوند.

سپس مواد معدنی خرد شده با نوار نقاله وارد مرحله بعدی سنگ شکن و سرند می شوند. در این بخش که بسته به ابعاد و خصوصیات مواد معدنی ممکن است از 2 مرحله سنگ شکنی خشک تشکیل شده باشد، از سنگ شکن مخروطی استفاده می شود و ابعاد مواد معدنی تا اندازه 30 میلی متر کاهش می یابد.

لازم به ذکر است خردایش چند مرحله‌ای به منظور کنترل دانه بندی و جلوگیری از خردایش بیش از حد ماده معدنی انجام می‌شود.

 مرحله دوم آسیا کنی

سپس این مواد معدنی با ابعاد کمتر از 30 میلی متر، به منظور خردایش بیشتر وارد مرحله آسیاکنی می شود که بصورت تر انجام می پذیرد. در این مرحله، مواد توسط آسیای خودشکن یا نیمه خودشکن و یا آسیای غلتکی فشاری تا اندازه 1-5/0 میلی متر آسیا می شوند.این ماده با ابعاد 1-5/0 سپس به مرحله بعدی هدایت می شود و در آنجا توسط آسیاهای گلوله ای مورد خردایش بیشتر قرار می گیرد.در این قسمت ها که خردایش در محیط تر انجام می پذیرد، ابعاد خردایش توسط هیدروسیکلون ها کنترل می گردد. و هدایت مواد که در آب شناور هستند و ترکیب دوغاب (اسلاری) را ایجاد کرده اند، توسط پمپ‌ها انجام می شود.

 مرحله سوم پرعیارسازی

ذرات پس از عبور از مرحله آسیا کنی به ابعاد بسیار ریز مورد نظر رسیده اند و لازم است به منظور جدا کردن مواد باارزش از ترکیبات باطله داخل اسلاری، وارد مرحله بعدی شوند. اسلاری توسط پمپ به مرحله جدایش مغناطیسی هدایت می شود. جداکننده های مغناطیسی تر، عموماً جداکننده های نوع درام هستند. اسلاری از روی این درام ها که دارای خاصیت مغناطیسی هستند عبور داده می شود. کانی های آهن دار به درام می چسبند. و در انتهای درام توسط یک تیغه از روی درام جمع آوری می شوند. سایر کانی های موجود در دوغاب نیز از ته ریز تجهیز خارج می شوند.این جداکننده های مغناطیسی دارای انواع شدت پایین، شدت متوسط، شدت بالا و گرادیان بالا هستند که انتخاب آنها براساس خواص مواد معدنی و تست فراوری که قبلاً روی ماده معدنی به انجام رسیده است، صورت می پذیرد. و در صورتیکه عناصری مانند فسفر و گوگرد در کنسانتره وجود داشته باشد، از روش فلوتاسیون برای جدایش مواد مزاحم از کنسانتره استفاده می شود.

فلوتاسیون

در این روش از اختلاف خواص شیمی فیزیکی سطح مواد برای جدایش آنها از یکدیگر استفاده می شود. سطح کانی باارزش توسط کلکتور آبران می شود. برای تنظیم آبران کردن سطوح کانی باارزش، خصوصیات محیط از جمله  محیط آبی به دقت تنظیم می گردد. کانی مذکور در محیط آبی قرار داده می شود و در این محیط حباب های هوا ایجاد می گردد. از آنجاییکه سطح کانی آبران شده است، براحتی به حباب هوا چسبیده و در سطح سیال شناور می گردد. برای پایدار نمودن حباب هوا و جلوگیری از ترکیدن آنها و نیز جلوگیری از الحاق حباب های هوا با یکدیگر از موادی به نام کف ساز استفاه می شود.

مرحله چهارم آبگیری:

سنگ آهن پرعیار شده حاوی مقادیری آب است که باید آبگیری و خشک گردد و رطوبت آن به 10-9 درصد برسد. بدین منظور از فیلترها برای جدایش آب کنسانتره بدست آمده، استفاده می شود. سپس کنسانتره آبگیری شده به انبار محصول منتقل و در آنجا دپو می‌گردد.

باطله نیز برای آبگیری به سمت تجهیزاتی بنام تیکنر هدایت می شود. در آنجا مواد جامد تهنشین شده و آب بصورت سرریز از بالای تیکنرخارج می شود. ذرات جامد تهنشین شده نیز توسط بازوی جمع کننده کف تیکنر به سمت مرکز هدایت و توسط پمپ به سمت سد باطله هدایت می شوند. برای افزایش سرعت تهنشینی این مواد از مواد شیمیایی پلیمری بنام فلوکولانت استفاده می شود که باعث چسبیدن ذرات باطله به یکدیگر و افزایش سرعت سقوط آنها می شود.

The post مراحل ساخت کنستانتره سنگ آهن appeared first on کاوشگران یاقوت سرخ.

آهن اسفنجی از احیای مستقیم سنگ آهن (Direct Reduced Iron) بدست آمده و طی عملیات احیای بی واسطه، بدون نیاز به ذوب سنگ آهن، اکسیژن آن حذف می‌گردد. در این روش گندله سنگ آهن که دارای عیار ۶۷% می‌باشد احیا گردیده و حاصل آن آهن اسفنجی (گندله متخلخل) بدست می‌آید.

آهن اسفنجی پس از ذوب و احیا در فولاد سازی، در فرآیند ریخته گری به شکل محصولات مورد نیاز در می‌آید و به سه شکل اسلب (تختال)، بیلت (شمش) و میلگرد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

شکل ظاهری این محصول بصورت قطعات کروی (گندله) است که به دلیل متخلخل بودن ساختار آن دارای ظاهری اسفنجی است به همین دلیل به آن آهن اسفنجی می گویند. این محصول دارای عیار بالای آهن بوده که امروزه با توجه به کمبود ضایعات آهن و افزایش قیمت آن و همچنین مشکلات زیست محیطی مورد توجه قرار گرفته است.

استفاده از آهن اسفنجی روبه افزایش است

در حدود ۵% از فولاد جهان از آهن اسفنجی (DRI) تولید می‌شود و این روند رو به افزایش است. این محصول، از احیای مستقیم سنگ آهن بدست می‌آید و اصطلاحاً به آن DRI نیز گفته می‌شود. امروزه اهن اسفنجی با کاهش سنگ آهن بدون ذوب کردن آن ایجاد می‌شود. این باعث می‌شود که یک منبع انرژی کارآمد برای سازندگان فولاد مخصوص که به فلز قراضه متکی بودند استفاده شود.

تاریخچه و کاربرد آهن اسفنجی در صنایع فولاد ایران

استفاده از آهن اسفنجی حدوداً از سال ۸۹ در کوره‌های القایی ایران شروع شد. در آن سال‌ها کمبود قراضه احساس نمی‌شد و هرچند روند کیفیت قراضه نزولی بود ولی باز هم کسی به فکر استفاده از آن نبود.

هندی‌ها و چینی‌هایی که کوره القایی به ایران فروخته بودند هم تشویق به استفاده از آن نمی‌کردند. شاید به خاطر اینکه پارامترهای مربوط به راندمان کوره‌هایشان افت می‌کرد. در سال ۸۹، یکی از کارخانه‌های القایی یزد به دلایلی برای اولین بار به مصرف اسفنجی رو آورد. متعاقب آن، بسیاری از کارخانه‌ها، البته با تأخیر، از این محصول استفاده کردند. اولین واکنش، تقریباً در تمامی کارخانه‌ها، منفی بود.

زیرا اولاً با روش شارژ آن آشنا نبودند و ثانیاً فسفر و گوگرد آهن اسفنجی در مقایسه با قراضه، آنالیز ذوب را به هم می‌زد و کربن بالای آن کار را سخت می‌کرد. زمان ذوب طولانی می‌شد و سرباره بسیار، وحشتناک بود. لذا به محض استفاده، بسیاری از کارخانه‌ها استفاده از آن را تا همین اواخر متوقف کردند.

بسیاری از واحدهای کوچک و بزرگ تولید فولاد در کشور از این روش‌ها استفاده می‌کنند. ایران منابع طبیعی در دسترستری برای احیای مستقیم دارد. آهن اسفنجی جایگزین مناسبی برای ضایعات آهن می‌باشد بنابراین می‌توانیم درصد بالایی از مواد اولیه جهت تأمین ذوب مورد نیاز واحدهای فولادسازی را بجای استفاده از ضایعات، از طریق این محصول تأمین کنیم.

فرآیند تولید آهن اسفنجی با استفاده از منابع گازی و زغال سنگ

تولید آهن اسفنجی از سنگ‌آهن، عموماً به دو روش گازی (Gas Based) یا استفاده از زغال‌سنگ (Coal Based)، برای احیای آهن صورت می‌پذیرد. معمولاً در کشورهایی که دارای ذخایر گاز هستند، از روش گازی استفاده می‌گردد. در ایران نیز به‌طور مثال، فولاد خوزستان و فولاد مبارکه از گاز به عنوان ماده احیاکننده استفاده می‌کنند.

The post آهن اسفنجی و کاربرد آن appeared first on کاوشگران یاقوت سرخ.

در صنایع مختلف امروزی از انواع فلزات استفاده می‌شود. اما بدون شک یکی از مهم‌ترین اقسام فلزات مورد استفاده، آهن است. سنگ آهن را از معادن شناسایی شده استخراج کرده و پس از فرآوری و خالص سازی، برای تولید انواع سازه‌های فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. صنایع و تمدن‌های پیشرفته‌ی امروزی تا حدود زیادی به سازه‌های فولادی و چدن حاصل از این سنگ نیازمندند. در این مقاله ما برایتان شرح می‌دهیم که سنگ آهن اساسا چیست و بشر چگونه از آن بهره‌مند می‌شوند. هم چنین در نهایت متوجه خواهید شد که چرا استفاده از ضایعات آهن برای تولید فولاد، بر بکارگیری سنگ های معدنی اولویت دارد.

سنگ آهن چیست؟

سنگ آهن (Iron ore) نوعی سنگ معدنی حاوی رگه‌هایی از آهن (Fe) است که برای مورد استفاده قرار گرفتن، باید خالص سازی شود. برای خالص کردن این سنگ، باید فرایند ذوب و احیا در کوره‌ها به شکل متداول امروزی، انجام شود. این سنگ از فراوان‌ترین سنگ‌های فلزات در زمین است، بصورتی که می‌توان گفت حدود ۵ درصد از کل پوسته‌ی زمین را اکسید آهن تشکیل داده است.

ترکیبات موجود در سنگ آهن

دو کانی رایج در ترکیب سنگ آهن با نام‌های هماتیت و مگنتیت مشخص می‌شوند. هماتیت، نوعی کانی با فرمول شیمیایی Fe_۲O_۳ و نام‌های معادل حدید و شادنه است. این کانی حاوی حدود ۷۰ درصد (Fe) و ۳۰ درصد اکسیژن است. از این کانی در رنگ سازی و تولید ضد زنگ‌ها استفاده می‌کنند.

کانی دیگر با نام مگنتیت، برگرفته از واژه‌ی یونانی به معنای آهنربا است. فرمول شیمیایی کانی مگنتیت به صورت Fe_۳O_۴ بوده و حاوی ۷۲ درصد Fe است. البته انواع دیگری از سنگ آهن وجود دارند که با نام کانی‌های سازنده‌ی آن‌ها، زئولیت، لیمونیت، سیدریت، گرینالیت، مارکالیت و… مشخص می‌شوند. قدم اول در بدست آوردن منابع خام سنگ آهن، شناسایی معادن غنی از این سنگ است که توسط مهندسان و کارشناسان حرفه‌ای معدن صورت می‌گیرد.

پس از شناسایی معادن بالقوه، سنگ آهن را استخراج و برای جدا کردن ناخالصی‌ها و بدست آوردن فلز خالص آماده می‌کنند. آهنی که خالص شده به صورت پودری تیره رنگ حاصل می‌شود که در برابر اکسایش و ضربه بسیار آسیب پذیر است. در حقیقت برای اینکه جهت استفاده در سازه‌های فلزی مستحکم در صنایع مختلف مانند ساختمان سازی مناسب شود، ابتدا می‌بایست با عناصر دیگر ترکیب شود. به ترکیب آهن با عناصر دیگر که عموما کربن، نیکل و کروم هستند، آلیاژ می‌گویند.

کشور چین بزرگترین وارد کننده و مصرف کننده‌ی این سنگ در بین بقیه‌ی کشورهاست. کشورهای استرالیا و برزیل نیز بزرگترین تولید کنندگان آن در کل جهان به شمار می‌روند.

فرایند خالص سازی

همانطور که گفتیم، سنگ آهنی که از معادن به دست می‌آید، عیار پایینی داشته و باید خالص شود. پس از استخراج سنگ آهن، ابتدا طی چندین مرحله آن را آماده‌ی فراوری و وارد سازی به کوره می‌کنند. این مراحل شامل خرد کردن، آسیاب کردن، سرند کردن و سپس شست‌وشو هستند. در نهایت با استفاده از روش فلوتاسیون یا بهره‌گیری از جدا کننده‌های مغناطیسی عیار آن را تا حدود ۶۵-۶۰ درصد بالاتر می‌برند.

سپس سنگ‌های حاصل را به ابعاد ۶ تا ۲۵ میلیمتری در میاورند تا برای بارگزاری در کوره مناسب شود. در کوره‌هایی با نام کوره‌های وزشی، سنگ آهن تغلیظ شده را همراه با سنگ آهک و زغال کک در معرض گرما‌ی فراوان قرار می‌دهند. در ادامه، فلز مورد نظر بر اثر حرارت و جریان گازهای حاصل از سوخت کک، ذوب می‌شود. آهن مذاب و تفاله‌ی حاصل از ناخالصی‌های سنگ آن، به مرور از کوره تخلیه می‌شود.

در این سیستم، کوره بطور مداوم از قطعات جدید سنگ فلز شارژ شده و آهن مذاب از آن به وجود می‌آید. محصول فراوری در این کوره، چدن است که در برخی صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما اکثر سازه‌های فلزی و صنایع وابسته به فراوری فلزات، نیاز به فرمی بسیار مقاوم به نام فولاد دارند. به همین دلیل، چدن را مجددا فراوری کرده و از آن فولاد مورد نیاز را به دست می‌آورند.

دمای کوره به ۱۹۲۵ درجه‌ی سانتیگراد نیز می‌رسد و خروجی کوره آهن مذاب همراه با گازهای مونوکسید کربن است. واکنش درون این کوره‌ها به احیای مستقیم نیز معروف است. منظور، واکنشی است که طی آن سنگ آهن اولیه توسط مواد احیا کننده‌ی جامد یا گازی، احیا می‌شود. در نهایت، محصول حاصل از این واکنش، بسته به درصد کربن موجود در آن، چدن یا فولاد نامیده می‌شود.

The post سنگ آهن چیست؟ appeared first on کاوشگران یاقوت سرخ.