گندله - جامعترین اطلاعات درمورد گندله

یکی از مهمترین موادی که از سنگ آهن ساخته می شود و در صنعت فولاد به عوان ماده ی اولیه برای تولید فولاد به کار می رود، گندله می باشد. روش تولید گندله مانند آهن اسفنجی است؛ اما نکته ای که باید به آن توجه کرد، میزان کربن موجود در ساختار و تولید گندله می باشد.

گندله

گندله به عنوان ماده ی اولیه برای تولید فولاد استفاده می شود و همچنین گندله از سنگ آهن که اصلی ترین و مهم ترین عنصر شناخته شده است، ساخته می شود. می توان گفت سنگ آهن از اصلی ترین ماده برای تولید محصولات فولادی به کاربرده می شود. روش تولید گندله مانند آهن اسفنجی می باشد اما نکته ای که باید به آن توجه کرد میزان کربن موجود در گندله می باشد. در فرآیند ذوب سنگ آهن با استفاده از نرمه ی سنگ آهن و دیگر مواد می توان گندله تهیه کرد. برای تولید این محصول باید از طریق کوره بلند اقدام کرد، یعنی نرمه ی سنگ آهن را در کوره بریزیم و بعد از آن با افزودن بعضی از مواد دیگر مانند آب ، هیدرواکسید کلسیم ، آلومینیوم ، منیزیم ، وانادیوم ، تیتانیوم و منگنز نیز در ترکیبات این ماده به کاربرده شده است. باید توجه داشت که وجود منابعی مانند فسفر و گوگرد از جمله عناصری می باشد که اگر در آنالیز گندله به دست بیایند می توانند در فرآیند تولید محصولات فولادی دیگر، اخلال ایجاد کنند.

به طور کلی می توان گفت فولاد بخش جدایی ناپذیر در صنعت است و نبود محصولات فولادی سبب می شود تا تولید محصولات مرتبط با فولاد به تعویق بیفتد. تاریخچه ی تولید فولاد به عنوان ماده ی اولیه به زمان انقلاب صنعتی در اروپا بر می گردد؛ در پی اتفاقاتی که با توجه به شروع جنگ جهانی و نیاز بیشتر مردم به صنایع وابسته به فولاد بوجود آمد، باعث شد تا تولید فولاد رونق پیدا کند. تولید فولاد نیز به طور گسترده تری به سمت و سوی پیشرفت رفت، تا اینکه ما شاهد تولید آهن اسفنجی و گندله بودیم. پیش از این نورد محصولات فولادی توسط آهن قراضه در کوره ها مورد بهره برداری قرار می گرفت. البته ناگفته نماند، فولاد از زمانی که بشر به کشف عنصر آهن دست یافته بود همگام پیشرفت علم باعث شد تا از فولاد به طور گسترده تری استفاده شود. شما عزیزان می توانید برای خرید و کسب اطلاعات درباره گندله آهن با کارشناسان آهن پویا تماس بگیرید.

گندله و فرآیند تولید

گندله، گلوله های تولید شده از نرمه ی سنگ آهن می باشند که در فرآیند پخته شدن به صورت خمیری شکل هستند و بعد از پخته شدن سرد خواهند شد. برای احیای سنگ آهنی که قرار است به گندله تبدیل شود، ما باید سنگ آهن را در کوره بلند به روش های سنتی پیشین قرار دهیم. بیشترین درصد عنصر به کار رفته در گندله مربوط به سنگ آهن می باشد؛ اما مواد افزودنی دیگری هم وجود دارد که درصد آنها به اندازه ی سنگ آهن بالا نمی باشد.

برای اینکه گندله به صورت مواردی گلوله ای و دایره مانند در بیاید، لازم است که در فرآیند تولید با محلول های تر کننده آنرا ترکیب کرد. از عواملی که در فرآیند تولید سبب افزایش کیفیت و افزایش ویژگی های متالورژیکی آن می شود، می توان به افزودن هیدروکسید کلسیم اشاره کرد. در این میان در اولین مرحله، برای سوخت شدن گندله ی خام آن را در معرض اتمسفر اکسید کننده قرار می دهند تا در زیر دمای نرم شدن سنگ آهن دستگاه بتواند حرارت ایجاد کند که بعد از آن به مرحله ی خشک شدن و پخته شدن می رسیم در این صورت تخلخل مواد کم نخواهد شد.

در مرحله ی دوم پخت:

به دلیل اینکه دمای حرارت تا پایین دمای ذوب آورده می شود؛ ساختار ذرات سنگ آهن تغییر شکل داده و ساختار پیوند ذرات تشکیل دهنده سنگ آهن شکل بلوری به خود می گیرند؛ در این بین واکنش هایی بین اکسیدهای آن و مواد سرباره ساز اتفاق می افتد. در پایان این مرحله (پخت)؛ باید گندله های خمیری و مذاب به آرامی سرد شوند تا ...بر روی آنها ترک ایجاد نشود.

تبدیل کنسانتره آهن به گندله مراحل زیادی دارد که ما به اختصار آنها را نام می بریم.

ابتدا انتقال مواد خام و آسیاب و خردایش مواد اولیه است.

قسمت بعد مخلوط کردن مواد اولیه و تولید گندله خام می باشد.

در مرحله بعد آن را واد کوره پخت گندله می کنند. همزمان با آن غبارگیری، خنک کردن با آب و انتقال محصول مورد نظر در این مرحله اتفاق می افتد.

در آخر گندله را در معرض تولید هوای فشرده قرار می دهند و روی آن آزمایش می کند.

مخروط گندله سازی:

در سالهای گذشته مخروط گندله سازی فقط برای گندله ی اکسید آهن معرفی می شد. مخروط گندله سازی با جرثقیل به دور خود گندله را به وجود می آورد. سرعت دروان مخروط گندله سازی باید اندکی زیاد باشد.

به دلیل کیفیت پایین تولید و مشکلاتی که با روش مخروط گندله سازی وجود دارد، محققان سیستم و روش نوینی را تحت عنوان دیسک بشقاب گندله سازی را ارائه دادند. این سیتسم که توانسته خود را ثابت بکند؛ به گونه ای که به طور عمده گندله های تولیدی اکسید آهن در مقیاس صنعتی در دیسک گندله سازی تولید می شد. وقتی مواد در دیسک گندله سازی بعد از فشرده شدن تولید می شوند نوبت به آن می رسد تا کنسانتره با آب و مواد چسبنده مانند بنتونیت ، آهک و دولومیت ترکیب شود. هنگامی که کنسانتره و آب به داخل دیسک گندله سازی ریخته می شود، مواد با لایه ی نازکی از آب احاطه خواهد شد. به همین نحو رطوبت مواد افزایش پیدا می کند و ذرات به صورت غیر یکنواخت کلوخه می شوند.

مشخصات و ویژگی های دیسک گندله سازی:

ارتفاع لبه دیسک گندله سازی 30-40 سانتی متر، قطر دیسک از 4 تا 5.7 متر متغیر است و همچنین تیغه خراشنده نیز با ارتفاع از سطح خود دیسک تعبیه شده است که در داخل دیسک می چرخد. توجه کنید که با توجه به گفته ی قبل، دو کارخانه مجتمع فولاد مبارکه  و گل گهر  که از سیستم دیسک گندله سازی استفاده می کنند و نقشی مهم در تولید گندله در ایران دارند؛ از دیسک هایی با قطر 5.7 متر استفاده می کنند.

این دیسک ها با زاویه ی 45 درجه از خط و سطح افقی قرار دارند و با سرعت حدودا 3 تا 12 دور به صورت متغیر می چرخند. به دلیل چرخش تیغ های درون دیسک، از تجمع مواد در کف دیسک جلوگیری می شود. همچنین این چرخش تیغه باعث می شود که گندله های مورد نظر پس از ساخت از پایین دیسک  خارج شود. این سیستم برای تولید گندله به رطوبت و آب کافی نیاز دارد. خود کنسانتره ای که به داخل دیسک وارد می شود، 85 درصد از این رطوبت را دارد ومی تواند این رطوبت را تامین کند، همچنین در این سیستم آب افشان هایی طعبیه شده است که رطوبت کافی برای تولید یک گندله با کیفیت را فراهم می کند. افزون بر آن این سیستم افشانک ها با تغییر در نحوه ی پاشش آب می توانیم به نتایج جدیدی دست یابیم؛ مثلا می توانیم با تغییر در میزان آب، گندله ها را با اندازه های ریزتر و یا درشت تر اصلاح کنیم. گندله های تولیدی با ابعاد دلخواه ما از پایین دیسک خارج و بر روی نوار نقاله ای ریخته می شود. نوار نقاله ای این گندله های خام تولیدی را برای پختن و سخت شدن به تجهیرات پخت گندله می برند.

گندله های خامی که از دیسک های تولید گندله خارج شده است، استحکام فیزیکی قوی ای ندارد به همین علت آنها را نمی توان در کوره های بلند و یا کوره های احیای مستقیم مصرف کرد. به زبان دیگر هیچ عمل خاصی را نمی توان بر روی آنها انجام داد. این گندله ها به قدری سست هستند که حتی امکان حرکت دادن آنها وجود ندارد تا به واحدهای احیای مستقیم یا کورهای بلند انتقال داده شوند. صرف نظر از تحمل پایین آن، به علت فشار بالای گندله ی خام در کوره های احیای مستقیم یا کوره بلند گندله خرد شده و در جریان احیای مستقیم باعث... کوره بلند و کاهش شدید بازدهی تولید در کوره احیای مستقیم می شود.

برای افزایش استحکام فشاری گندله های خام از سه روش استفاده می کنند:

1.  مرحله ی خشک کردن گندله ی سبز

2.  مرحله ی پیش گرم کردن

3.  مرحله ی پخت گندله

مرحله ی خشک کردن گندله ی سبز:

در این مرحله؛ تصمیم نداریم به بصورت یکباره گندله را خشک کنیم؛ یعنی هدف ما خشک کردن گندله خام بصورت یکباره نیست. بلکه باید درجه حرارت را طوری تنظیم کنیم که از یکباره خشک شدن گندله جلوگیری شود و این عمل به تدریج اتفاق می افتد. در صورتی که گندله درجا خشک شود ترک بر می دارد و گندله از بین می رود. پس درجه حرارت را با توجه به نوع گندله تنظیم می کنند تا جایی که ترک بر ندارد. چون نوع موادی که کنسانتره از آن تشکیل شده است در انتخاب دما حیاتی است. مثلا گندله های خام مگنتیتی را در دمای 400 درجه خشک می کنند، این در حالی است که گندله خام هماتیتی را باید در دمای 300 درجه خشک کنند، در غیر اینصورت ترک بر می دارد.

جدا از خشک شدن و انتخاب دمای درجه مناسب، باید از تجمع رطوبت در لایه ی زیرین گندله بکنند که این کار را در اشل صنعتی گاز خشک کننده را با حرارت بهینه که برای هر گندله خامی که بصورت تجربی بدست می آید انجام می شود.

توجه کنید که هدف اصلی ما از این مرحله حذف رطوبت است نه آب تبلور موجود در گندله خام.

مرحله ی پیش گرم کردن:

در مرحله ی دوم یعنی پیش گرم کردن، تجهیزات صنعتی از قبیل دمنده ها و گرمکن ها و .. در خط تولید صنعتی باید طوری طراحی شود که تمامی گندله های خام به صورت یکنواخت حرارت ببیند. در خط تولید معمولا به گندله ها دمای بسیار بالایی می دهند که باعث ترک خوردگی گندله می شود. از این رو آن را پیش گرم می کنند. زیرا پیش گرم کردن گندله خام از پخت سریع گندله که سبب ایجاد ترک و متلاشی شدن آن می شود جلوگیری می کند.

در مرحله پیش گرم کردن واکنش هایی رخ می دهد و.. کنار این واکنش ها اتفاق هایی از قبل اکسیداسیون قسمتی از مگنتیت به هماتیت، اکسیداسیون، تجزیه کربنات ها و .. انجام می شود.

مرحله پخت گندله:

پس از خشک کردن گندله سبز و مرحله پیش گرم کردن، نوبت به پخت گندله خام می رسد. حداکثر دما در این مرحله باید 50 درجه سانتی گراد از دمای ذوب و خمیری شدن گندله پایین تر باشد. این دما نیز همانند خشک کردن گندله نیز باید بر حسب نوع کانی حساب و تنظیم شود.