سنگ آهن چیست؟ روند تولید فولاد در کوره ها

با سلام و درود بر شما کاربران عزیز و ارجمند مهزیار فولاد صنعت. در این مقاله قصد داریم سنگ آهن را بررسی نموده و نحوه تولید آن را ارزیابی نماییم. با ما همراه باشید تا به این موضوع بپردازیم.

امروزه از انواع فلزات در صنعت استفاده می شود که یکی از ممترین این فلزات، قطعا آهن است که آن را به صورت سنگ آهن از معادنی که شناسایی می کنند، استخراج می کنند و برای استفاده در سازه های فلزی آنها را بخالص سازی و فراوری می کنند. امروزه صنایع و تمدن های پیشرفته الزاما به فلزاتی مثل فولاد و چدن که از این سنگ های آهن بدست می آید، نیازمند هستند.

در اینجا توضیح میدهیم که سنگ آهن چیست؟ و تمدن امروز ما چگونه می تواند از ا« بهره مند شود و در آخر توجه شما را به اولویت استفاده از ضایعات آهن برای تولید فولاد، بر استفاده و بکار گرفتن سنگ های معدنی جلب می کنیم.

سنگ آهن چیست؟

( iron ore ) یک نوع سنگ معدن است که رگه هایی از آهن (Fe) دارد و برای اینکه بتواند کاربرد داشته باشد، باید خالص سازی شود. برای خالص سازی سنگ آهن، باید آن را در کوره ها به شکلی که امروزه متداول است، ذوب و احیاء کرد. سنگ آهن فراوان ترین سنگ فلز در زمین است، بطوری که تقریبا 5 درصد از پوسته ی زمین از اکسید آهن تشکیل شده است.

ترکیبات موجود در سنگ آهن

در سنگ آهن دوکانی رایج وجود دارد: هماتیت و مگنتیت. هماتیت یک نوع کافی است که فرمول شیمیایی آن Fe2o3 می باشد و نامهایی معادل حدید و شادنه هم دارد. کانی هماتیت 70 درصد ( Fe ) دارد و 30 درصد اکسیژن. کافی هماتیت در تولید ضد زنگ ها و در رنگ سازی کاربرد دارد. کانی دیگر که مگنتیت نام دارد. یک واژه و کلمه یونانی است که معنی آن آهن رباست.

کانی مگنتیت با فرمول شیمیایی Fe3o4، دارای 72 درصد Fe  می باشد. سنگ آهن های دیگری هن هستند که از مانی های مثل: زئولیت، سیدریت، لیمونیت، مارکالیت و گرنیالیت و … ساخته شده اند. برای بدست آوردن منابع خام سنگ آهن و …. ساخته شده اند. برای بدست آوردن منابع خام سنگ آهن، ادلین مرحله شناسایی معدن های غنی از سنگ آهن است که اینکار را مهندسان و کارشناسان کار آموخته و با تجربه معدن انجام می دهند. بعد از اینکه معادن غنی سنگ آهن شناسایی شده، حالا نوبت استخراج سنگ آهن و جداسازی ناخالصی های آهن است تا بتوانند فلز خالص را از سنگ آهن بدست آورند. آهن نخالصی که از سنگ آهن بدست می آید، پودری تیره رنگ است و در برابر ضربه و اکسید شدن خیلی ضعیف و آسیب پذیر است، این آهن خالص پودری شکل جهت استفاده و مستحکم شدن باید با عناصر دیگری ترکیب شود تا بتواند استحکام استفاده استحکام استفاده در سازه های فلزی را بدست آورد. ترکیب آهن با عناصری مثل نیکل، کربن، کروم، را آلیاژ می گویند. کشور های استرالیا و برزیل بزرگترین تولید کنندگان سنگ آهن در جهان هستند و چین هم بزرگترین مصرف کننده و وارد کننده این سنگ در جهان است.

فرآیند خالص سازی

قبلا اشاره کردیم که سنگ آهن بدست آمده و استخراج شده از معدن عیار پایینی دارد و باید اول خالص شود تا مورد استفاده پیدا کند. بنابراین استخراج سنگ آهن چندین مرحله روی سنگ انجام می شود و بعد سنگ اماده می شود که وارد کوره شود. مراحل عبارتند از:

• خرد کردن سنگ
• آسیاب کردن سنگ
• سرند کردن سنگ
• شستشوی سنگ
• و در آخر بکار گیری روش فلوتاسیون یا همان استفاده از جداکننده های مغناطیسی عیار سنگ حدود 60 تا 65 درصد بیشتر می کنند.

د مرحله بعد سنگ ها را در ابعاد 6 تا 25 میلی متر در م آورند و در کوره بارگذاری می کنند. نام ایین کوره ها، کوره های وزشی است، به سنگ آهنی که در این کوره غلیظ شده، زغال کک و سنگ آهک اضافه می کنند و در گرمای فراوان قرار می دهند. در این مرحله فلز بخاطر حرارت فراوان و گاز هایی که از سوختن کک بوجود می آید، ذئب می شود و به تدریج آهن مذاب شده و تفاله و ناخالصی های سنگ آهن از کوره تخلیه و خارج می شود.

محصولی که از این کوره فراوری شده و بدست می آید، چدن است که کاربرد فراوانی در بعضی صنایع دارد. در این سیستم، بطور مرتب قطعه های جدید سنگ آهن در کوره شارژ می شود و آهن مذاب حاصل می شود. همانطور که گفتیم، محصول این کوره چدن است، ولی توجه داشته باشید که سازه های فلزی و صنایع وابسته به فلزات، به فلزاتی بسیار مقاوم تر نیاز دارند مثل فولاد. بنابراین نیاز است که چدن مجددا فرآوری شود و از فرآوری چدن، فولاد بدست می آید. دنای این کوره ها 1925 درجه ی سانتی گراد اسست و چیزی که از آن خارج می شود، آهن مذاب است. به همراه گاز های مونوکسید کربن، به واکنش درون این کوره ها، احیای مستقیم می گویند. تعریف این واکنش اینگونه است، سسنگ آهن اولیه در کوره بوسیله مواد احیا کننده که یا جامد هستند یا گاز، احیا می شود و محصولی که از این واکنش بدست می آید، با توجه به درصد کربنی که در آن وجود دارد، یا چدن است یا فولاد.

مصرف سنگ آهن

امروزه سنگ آهن هایی در بازار وجود دارد که شکل های متفاوتی هستند، که هم از نظر فرمولاسیون شیمیایی باهم تفاوت دارند و هم از نظرکشل های فیزیکی از جمله شکل های دانه بندی شده، گندله و کنسانتره که این سنگ ها در سازه هایی که از جنس چدن و فولاد هستند، کاربرد دارند. چه در گذشته و چه امروزه این فلز بیشترین کاربرد را در صنعت، نسبت به سایر فلزات داشته است. آنچه که باعث شده سنگ آهن بیشترین استفاده را داشته باشد، فراوانی معادن اولیه و فراوری و ذوب آسان و قیمت مناسب آن است و با توجه به این مسائل، هر جا نیاز به فلز باشد، از فرآوری سنگ آهن استفاده می شود. از این فلز به طور عموم و معمول در ساخت ماشین آلات، ساخت پل ها، راه آهن، ساخت لوازم خانگی، ساختمان سازی و در ساخت انواع و اقسام تجهیزات صنعتی استفاده می شود.

در صناعی خودرو سازی و ساختن ابزار و ادوات جنگی هم از این فلز استفاده می شود. آمار ها نشان می دهد تقریبا 98 درصد از سنگ آهنی که در جهان از معادن استخراج می شود، اختصاص داده می شود به تولید فولاد و ساخت سازه های فولادی. استفاده از سنگ آهن در تولید بتن و سیمان، گل حفاری، شست و شوی ذغال سنگ و برخی رنگدانه ها، کاربرد های متفرقه و پراکنده سنگ آهن است.

کاربرد های سنگ آهن

کاربرد اصلی سنگ آهن ، تتولید فلز فولاد آهن است. آهنی که از سنگ آهن تولید می شود، بیشتر برای ساخت فلز فولاد استفاده می شود. فولاد کاربرد های فراوانی دارد و در ساخت ابزار ها و تجهیزات اتومبیل ها، لوکوموتیو ها، کشتی ها، ساخت تیرچه های سساختمانی، ساخت گیره های کاغذی، ساخت مبلمان، ساخت دوچرخه و بیشمار وسایل و ابزار کوچک و بزرگ کاربرد دارد. فلز فولاد، پر مصرف ترین فلز است، چه در کاربرد مصرفی و چه در حجم مصرفی از سنگ آهن تقریبا 98 درصد برای ساخت فلز فولاد استفاده می شود و کاربرد داشته باشند. هر سنگ معدنی بستگی به آهنی که دارد، در محدوده های مختلف کاربرد و استفاده دارد.

سنگ مگنتیت و هماتیت، لزوما باید آهنی حدود 45 تا 50 درصد داشته باشد. سنگ هایی که سطح آهن کمی دارند، باید بوسیله جریان جدداسازی الکترومغناطیسی و مغناطیسی و فرآیند شستشو و برداشت غنی شوند. از ویژگی های مهم و فیزیکی این آهن، می توان از چگالی، سختی بافت و بدنه نام برد.

بازیافت

باید بدانیم که فلزی که از آهن تولید می شود، به صورت صد در صد قابلیت بازیافت دارد و می شود این فلز را دوباره به صورت مواد اولیه در تولید کالاهای مصرفی استفاده کرد. ضمن اینکه همان کیفیت مواد خام اولیه را داشته باشد و می شود این بازیافت را بارها و بار ها تکرار کرد. بازیافت این فلز باعث صرفه جویی زیادی در مصرف مواد خام و در مصرف انرژی می شود.

بطور مثال هر یک تن از فولاد که بازیافت شود، صرفه جویی می شود در مصرف 1400 کیلوگرم سنگ آهن، 740 کیلوگرم ذغال سنگ کک و 120 کیلوگرم سنگ آهک بنابراین با توجه به مصرف وسیع سنگ آهن در صنایع مختلف و با توجه به محدود بودن منابع سنگی، باید تا جاییکه مقدور است، سعی کنیم از قراضه های آهنی بصورت بازیافت به بهترین شکل استفاده کنیم و از سنگ خام کمتر استفاده کنیم. 3 درصد دیگر، در زمینه های دیگری کاربرد دارد.

سایر کاربرد های سنگ آهن

آهن پودر شده

از آهن پودر شده در ساخت مگنت ها، قططعات اتومبیل و کاتالیست ها که از انواع خاصی از فولاد ها هستند، استفاده می شود.

آهن رادیو اکتیو ( آهن 59 )

از این آهن بعنوان یک عنصر ردیاب در تحقیقات بیوشیمی و فلز کاری در دارو سازی استفاده می شود.

آهن قرمز

آهن قرمز در جوهر پرینت، در لوازم آرایشی مثل ( سایه چشم ) در نقاشی ها، در رنگ های هنری، در پلاستیک ها و در کود و در مراحل نهایی صنعتی کاربرد دارد.

سنگ های آهن، مواد خام هستند برای تولید آهن ریخته گری که در کوره ها ذوب می شوند. در صنعت نفت از مگنتیت بعنوان عنصری استفاده می شود که وزن خاک رس شناور را می گیرد. یک عنصر وزن گیر است.

برای فلز کاری سنگ های آهنی مناسب هستند که هم خصوصیات فیزیکی ویژه ای داشته باشند، و هم ترکیبات معدنی و شیمیایی مناسب و خاصی داشته باشند. آهن موجود در سنگ های خام حداقل باید 25 تا 30 درصد باشد تا بتوان از آن سنگ ها در تولید استفاده کرد. سنگ های مغناطیسی تیتانیوم باید بطور میانگین 15 تا 17 درصد آهن داشته باشد تا برای استخراج تیتانیوم و انادیوم.

خلاصه ای از آنچه در کوره های ذوب اتفاق می افتد

چگونگی تولید فولاد آلیاژی با ذوب بلوک های فلزی ، آلیاژی ، غیر فلزی، صورت می پذیرد در دو نوع فلزات، غیر آهنی و آهنی وجود دارد. بعضی از نمونه های فلزات آهنی، فولاد آلیاژی، چدن، فولاد با مقاومت بالا و فولاد ابزار هستند.
و نمونه هایی از فلزات غیر آهنی می توان به مس، آلومینیوم، منیزیم، تیتانیوم و غیره اشاره کرد.

برای ساخت فولاد، سنگ آهن اول از زمین استخراج می شود. سپس آن را در کوره های تولید کنسانتره ذوب می کند که در آن ناخالصی ها حذف می شوند و کربن اضافه می شود. در واقع، این یک تعریف بسیار ساده از فولاد:”آهن آلیاژی با کربن کمتر از 1٪ است “.

کوره های ذوبی نیاز به امکانات فراوانی برای انجام عملیات خود دارند. با این حال، در ساده ترین حالت، کوره یک پوسته فولادی بزرگ است که تقریبا استوانه ای شکل است و با آجر های مقاوم در برابر حرارت محافظت می شود.

کوره هنگامی که روشن می شود و شروع به کار می کنند به طور مداوم فعال است تا زمانی که پوشش کوره های نسوز نیاز به تعویض و تعمیر داشته باشد یا تا زمانی که تقاضا برای تولید فولاد وجود نداشته باشد. مدت زمان عملیات کوره از ابتدا تا انتها به عنوان “کمپین” خوانده می شود و ممکن است چندین سال طول بکشد.

سنگ آهن و دیگر مواد آهن، کک و سنگ آهک از بالا وارد کوره می شوند و سپس شکل خود را از دست می دهند، و گرم تر می شوند، زیرا درون کوره که پشته نامیده می شود، گرم می شود. در نیمه بالایی کوره ، گاز حاصل از سوختن زغال ، مقدار زیادی اکسیژن را از سنگ معدن حذف می کند. در نیمه راه، آهک شروع به واکنش با ناخالصی ها در سنگ معدن و کک می کند تا سرباره ایجاد شود.

خاکسترکک توسط سرباره جذب می شود. برخی از سیلیکاها در سنگ معدن به سیلیکن تبدیل می شود و در سنگ آهن به عنوان یک کربن کک تولید می شود. در پایین کوره که در آن درجه حرارت به طور قابل توجهی به بیش از 3000 فارنهایت افزایش می یابد، سرباره مذاب، شناور در یک استخر از آهن مذاب است که چهار یا پنج فوت عمق دارد. از آنجا که سرباره در بالای آهن شناور می شود، آن را در کوره تخلیه می کنند. آهن ریخته شده در کوره از طریق سوراخ لوله ای آزاد می شود.

این خلاصه ای کوتاه از عملیات پیچیده کوره ذوب است که در این مطلب ارائه دادیم . در اغلب موارد ، چندین کوره ذوبی در یک نیروگاه قرار داده می‌شود تا بتوان موثرترین استفاده ممکن را از سوخت‌ ، امکانات داخلی و غیره به دست آورد.

مهزیار فولاد صنعت بعنوان فروشنده و تامین کننده انواع فولادهای آلیاژی در خدمت شماست تا با خدمات خود در این حوزه، شما صنعتگران و خریداران گرامی را به بهترین شکل ممکن یاری نماید. مهزیار فولاد صنعت در زمینه فروش انواع ورق های آلیاژی مانند ورق ST52 و یا ورق A516 و …. دارای تجریه ی بسیار زیادی بوده و با سابقه ی بیش از ده سال تجریه، به همراه کارشناسان خود، شما عزیزان را در زمینه خرید یاری خواهند نمود. لطفا جهت کسب اطلاعات بیشتر از قیمت و یا خرید ، با واحد فروش شرکت به شماره 44449101-021 تماس حاصل نمایید. همچنین می توانید صورت های درخواستی خود را به واتساپ شرکت به شماره 09383940223 ارسال نمایید.

شما عزیزان با نصب اپلیکیشن مشاهده قیمت روز آهن آلات مهزیار فولاد صنعت می توانید از قیمت های روز کلیه آهن آلات بهره مند شوید.