فرآورده های آهن خام

یکی از مهم ترین عواملی که در افزایش کیفیت تولیدات نهایی موثر است دانه بندی و جدایش مواد مواد است. دانه بندی و جدایش مواد می تواند نسبت به شکل، حجم، اندازه و چگالی مواد است. از صنعت دانه بندی و جدایش مواد در صنایع مختلف مانند صنایع شیمیایی، نفت، پتروشیمی، مواد معدنی، مواد ساختمانی، صنایع غذایی، دارو سازی، لوازم آرایشی و بهداشتی، آسفالت، فولاد، سیمان، گچ و سنگ مورد استفاده قرار می گیرد.

در صنعت فولاد مهم ترین بخش دانه بندی مواد شارژ شده به کوره و تاثیر مستقیم و پررنگ در کیفیت تولید فولاد و افزایش بهره وری در تولید است. برای تولید مطلوب فولاد، مواد شارژ شده به کوره بلند باید شرایط مناسبی داشته باشد.

 

زینتر سازی:

در ابتدا قسمتی از مواد برگشتی زینترسازی تحت عنوان زیر بستر در سطح زنجیر های زینتر سازی پهن می کنند سپس مواد هموژن شده با حداقل فشردگی روی آن قرار می گیرند در مرحله بعد سطح به وسیله مواد احتراقی مشتعل می شود تا کربن موجود در آن به نقطه اشتعال برسد و یک جبهه احتراق در ماده زینتر ایجاد می کند که باعث تولید محصولی متخلخل و با دانه بندی مناسب برای کوره بلند میگردد.

 

مواد اولیه برای زینتر سازی:

مواد آهن دار 
کافه آهن (سنگ آهن های زیر 10 میلی متر)
پوسته های اکسیدی (هنگام نورد شمش فولاد سطح آن در تماس با اکسیژن هوا و آب است در نتیجه سطح فولاد اکسید می شود و پوسته پوسته از شمش جدا می شود.)
گرد وغبار کوره بلند (حدود یک درصد شارژ زینتر سازی را گرد وغبار کوره بلند تشکیل می دهند)
لجن صنعتی (لجن صنعتی مواد آهن داری است که از شستشوی دستگاه ها و یا غبار گیری به صورت مرطوب به دست می آید و حدود هفت صدم درصد از کل شارژ زینتر سازی را شامل می شود)
سنگ منگنز (از کاربرد های منگنز حذف گوگرد مضر در کوره است)
سنگ آهک و مواد کمک ذوب (سنگ آهک برای کاهش گوگرد و مواد کمک ذوب برای کاهش بازیسیته و نزدیک شدن محلول جامد به نقطه یوتکتیک مورد استفاده قرار می گیرد)
سوخت جامد (خورده کک حدود 5 تا 7 درصد مواد زینتر را تشکیل می دهد)

 

مخلوط کردن و آماده سازی:

مواد اولیه به وسیله ی نوار نقاله به دو میکس (مخلوط کننده) فرستاده می شوند و درآنجا ضمن مخلوط و هموژن کردن مرطوب می شود.

 

هوای لازم برای احتراق و ایجاد حرارت:

هوا از ترکیب دو گاز اکسیژن و ازت به نسبت 1 و 4 تشکیل می شود که برای تکمیل یک تن آهن خام، حدود 6 - 5 تن هوا لازم است. در کوره های بلند جدید، هوا به وسیله ی کمپرسرهای توربینی به داخل کوره دمیده می شود. برای تهیه هوای دم بعضی از کوره های بلند از کمپرسورهای گازی استفاده می شود.

 

مواد گداز آور:

بعد از سنگ آهن و سوخت، مهم ترین ماده تشکیل دهنده بار کوره بلند مواد گداز آور است. مواد گداز آور ناخالصی های موجود در سنگ آهن را که نقطه ذوب آن ها بالاتر از درجه حرارت معمولی کوره است، ذوب می کند.
نوع مواد گداز آور به ترکیب مواد متشکله بار کوره بستگی دارد. در صورتی که سنگ آهن، آهکی قلیایی باشد، ماده گداز آور باید (مثل سیلیس) باشد. در صورتی که سنگ آهن سیلیسی (اسیدی) باشد، ماده گداز آور باید قلیایی (مثل سنگ آهک) باشد.

 

انواع فرآورده های تولید شده از آهن خام:

چدن، چدن چکش خوار، آهن کار شده، چدن سفید، فولاد، آهن قراضه، سرباره کوره بلند

 

چدن:

هر گاه آهن خام حرارت داده شده را در قالب هایی از ماسه یا فلز ریخته و سرد کنیم، چدن به دست می آید. در تبدیل آهن خام به چدن، تصفیه دقیقی صورت نمی گیرد.

 

چدن چکش خوار:

چدن چکش خوار از عملیاتی مانند اضافه کردن منیزیم، سیلیکات آهن، بلوری شدن کربن و تبدیل و تبدیل به گره های گرافیت بر روی چدن به دست می آید. چدن چکش خوار نسبت به چدن نرم تر است و مقاومت کششی بالایی دارد.

 

آهن کار شده:

هر گاه آهن خام ذوب شود و به شکل اسفنج در بیاید و ناخالصی های آن از جمله کربن، منگنز، سیلسیم تصفیه شود، آهن کارشده حاصل می شود.

 

چدن سفید:

کربن موجود در این نوع چدن،به صورت بلور سمانتیت کربید آهن (ere3c) است که با سرد شدن مذاب حاصل می شود. با نرم کردن این ماده میزان شکنندگی آن کم می شود.

 

فولاد:

آلیاژی است که از آهن (چدن سفید) و کربن و عناصر که از تصفیه آهن خام با آهن قراضه به دست می آید.

 

آهن قراضه:

به قراضه های فولاد، قراضه می گویند.

 

سرباره کوره بلند:

سرباره ماده ی مذابی است که در اثر فعل و انفعال بین مواد گداز، سنگ آهن، سوخت، ناخالصی های اکسید موجود در فلز به وجود می آید و در اثر این فعل انفعالات، ناخالصی هایی که نباید در چدن وجود داشته باشد، از آهن خام جدا می شود.

 

مواد تشکیل دهنده سرباره:

Cao ،sio2 ،ai203 ،mgo مجموعا 40 درصد سرباره را تشکیل می دهند 10 درصد باقی مانده عبارت اند از: feo ،mno ،mns ،cas و ...

 

کاربرد سرباره:

سرباره با توجه به خواص فیزیکی، ترکیب شیمیایی و روش سرد کردن آن کاربرد های متعددی دارد.

 

مراحل سرد کردن سرباره:

 

سرباره سرد شده با هوا، خرد و غربال می شود و در موارد زیر کاربرد دارد:

بلوک های ستونی توخالی، زیر ساز ی جاده، زه کشی فاضلاب، آسفالت بیندرو ماسه ی شیشه ای برای ساخت سرامیک.

 

سرباره دانه دانه شده با آب، جهت مصارف زیر به کار می رود:

عایق کاری، زیر جاده سازی، مصالح بتن، سیمان، بلوک های ساختمانی خاک ریزی، راه آهن و سایر خاک ریز ها.

 

سربار سبک در موارد زیر مورد استفاده قرار می گیرد: 

مصالح ساختمانی بتنی، مصالح ضد حریق، فرش کف ها، محصولات ساختمانی به صورت قطعات پیش ساخته بتنی از جمله تیورستون، آجر، کاشی های عایق صدا و دیوارهای تیغه ای.