سنگ آهن و ارتباط آن با فولاد

سنگ آهن مهم ترین ماده اولیه برای تولید آهن و فولاد است. سنگ آهن در واقع یکی از عناصر فلزی است که در زمین به وفور یافت می شود. آهن با نماد شیمیایی fe چهارمین عنصر از نظر فراوانی پس از اکسیژن، سیلیس و آلومینیوم بوده و بعد از آلومینیوم فراوان ترین و گسترده ترین فلز توزیعی است.
 

سنگ آهن و ارتباط آن با فولاد

سنگ آهن مهم ترین ماده اولیه برای تولید آهن و فولاد است. سنگ آهن در واقع یکی از عناصر فلزی است که در زمین به وفور یافت می شود.آهن با نماد شیمیایی fe چهارمین عنصر از نظر فراوانی پس از اکسیژن، سلیس و آلمینیوم بوده و  بعد از آلمینیوم فراوان ترین و گسترده ترین فلز توزیعی است.این ماده معدنی از معادن سنگ آهن استخراج می گردد، سنگ آهن موجود در معادن مختلف از لحاظ شکل ظاهری و ساختار داخلی با هم تفاوت دارند و کانی های مختلفی دارند مهم ترین آنها مگنتیت و هماتیت است.

انواع سنگ آهن از لحاظ نوع کانی:

هماتیت 70 درصد آهن fe203
مگنتیت72 درصد آهن fe204  
سیدریت
لیمونیت
زئولیت

از آنجایی که سنگ آهن استخراج شده از معادن، خالص نبوده و ترکیبات مضری در آن وجود دارد و عیار آن پایین بوده، قابل استفاده نیست، بنابراین ابتدا آن را فرآوری می کنند.

آهن استخراج شده از معادن سنگ آهن حدود 95 درصد آن جهت تولید فولاد استفاده می شود. از آنجا که فلز آهن نرم و آسیب پذیر است با عناصری مثل کربن ترکیب می شود و مقاومت آن افزایش می یابد.

با افزودن کربن و عناصر دیگر، آهن به فولاد تبدیل شده و فولاد به دست آمده نسبت به آهن بسیار مقاوم می شود.

برزیل و استرالیا بزرگ ترین تولید کنندگان سنگ آهن جهان و چین به عنوان بزرگ ترین وارد کننده و مصرف کننده سنگ آهن در دنیاست.

کاربرد سنگ آهن:

این سنگ برای تولید آهن و فولاد به طور معمول به یکی از اشکال زیر ارایه می گردد:

الف-دانه بندی شده:

سنگ آهن از لحاظ دانه بندی به سه نوع ریزدانه ، درشت دانه و کلوخه تقسیم می شوند.

1-ریز دانه(خاکه):

اندازه ذرات آن قطری کمتر از 10 میلی متر دارد.

2-درشت دانه:

اندازه ذرات آن با قطر بین 10 تا 40 میلی متر

3-کلوخه:

با ابعاد بزرگ تر از 40 میلی متر

ب-کنسانتره:

یکی دیگر از محصولات مهم سنگ آهن است، که ابعاد آن میکرونی و کمتر از 1 میلی متر بوده و ماده اولیه در تهیه ی گندله است.

گندله:

گندله از طریق فرآیند آلگومراسیون کانی های ریز دانه و کانی آهن غلیظ شده(کنسانتره)تولید می شود و اندازه ذرات آن بین 55/9 میلی متر تا 16 میلی متر است.

بازار سنگ آهن در ایران و مشکلات آن:

گسترش روز افزون نیاز شرکت ها و تولید کنندگان فولادی جهان به مواد اولیه به ویژه سنگ آهن باعث شده تا سرمایه گذاری در بخش معادن سنگ آهن و تولید سنگ آهن دانه بندی شده و مواد فرآوری شده این ماده مثل گندله و کنستانتره افزایش یابد.

چین به عنوان بزرگ ترین مصرف کننده سنگ آهن دنیا و از بزرگ ترین تولید کنندگان فولاد جهان محسوب می شود.

ایران نیز پس از کشورهای برزیل، استرالیا، شیلی و هند به عنوان یکی از تامین کنندگان سنگ آهن چین به شمار می آید.

حدود 90 درصد تولید سنگ آهن کشور در اختیار شرکت های گل گهر، سنگ آهن سنگان، سنگ آهن مرکزی بافق و چادرملو است. اکثر تولیدات شرکت های بزرگ برای مصرف داخلی است.

شرکت های ذوب آهن، فولاد مبارکه، خوزستان، هرمزگان و خراسان جز بزرگ ترین مصرف کنندگان این ماده و در گروه بزرگ ترین تولید کنندگان فولاد کشور به حساب می آیند.

بیشترین صادرات ایران به چین و هند است.

فرآیند تولید فولاد در شرکت فولاد مبارکه از معادن گل گهر، چادر ملو و سنگ آهن مرکزی تهیه می شود و از طریق راه آهن به واحد انباشت و برداشت مجتمع انتقال می یابد.

پودر سنگ موجود در واحد گندله سازی به گندله سازی پخته کروی شکل تبدیل می شود.
در واحد احیا مستقیم با حذف اکسیژن به آهن اسفنجی تبدیل شده و سپس در کوره های قوس الکتریکی واحد فولاد سازی همراه با قراضه ذوب می شود.

فولاد مذاب در واحد متالوژی، ترکیب شیمیایی فولاد بر اساس نیاز مشتری صورت می گیرد سپس به ماشین های ریخته گری منتقل و به شمش های فولادی (تختال) تبدیل می شود.

تختال ها طی مراحل مختلفی نورد می شوند و به صورت کلاف در می آیند. که بخشی از آن به بازار عرضه می شود و مابقی در واحد تکمیل نورد و تبدیل کلاف گرم به ورق گرم یا به واحد نورد سرد برای تولید محصولات سرد ارسال می گردد.

معادن سنگ آهن ایران:

منطقه سنگان و خواف بهترین و مرغوب ترین سنگ آهن ایران را دارند.