روشهای مختلف تولید گندله از سنگ آهن در ایران و جهان

[XMEHRDADX 7514]

 

 

توليد فولاد در سطح جهان هر ساله حدود 6 درصد انرژي مصرفي دنيا را به خود اختصاص مي‌دهد. از صد سال قبل تاكنون متخصصان كوشش كرده و مي‌كنند تا مصرف انرژي به ازاي تن توليد فولاد از مواد آهن‌دار طبيعي را كاهش دهند.

 

شكل‌هاي (1) و (2) روند كاهش مصرف انرژي به ازاي تن توليد آهن خام مذاب ژاپن و آلمان را در سال‌هاي مختلف نشان مي‌دهند. متخصصان از 100 سال قبل دريافته بودند كه هرچه عيار آهن مواد آهن‌دار بيشتر باشد اولا مصرف انرژي به ازاي تن توليد فولاد كاهش يافته، ثانيا توليد سرباره به ازاي تن توليد فولاد كاهش يافته و ثالثا راندمان توليد افزايش خواهد يافت.

 

از طرفي عيار آهن در مواد طبيعي آهن‌دار در سطح جهان عمدتا كمتر از 60 درصد است[3]. متخصصان براي افزايش عيار آهن به‌تدريج با نوآوري در تكنولوژي تغليظ توانستند امروزه كنسانتره‌اي توليد كنند كه عيار آهن آن حدود 71 درصد باشد[4]. جهت افزايش عيار آهن بايد مواد همراه سنگ‌آهن را پس از استخراج از آن جدا كرد. براي افزايش بهينه عيار آهن به اجبار بايد سنگ‌آهن استخراج شده را خرد كرد. بدون خردايش بهينه مواد آهن‌دار استخراج شده از معادن نمي‌توان به عيار ايده‌آل در كنسانتره توليدي رسيد. مصرف كنسانتره سنگ‌آهن با دانه‌بندي كمتر از 10 ميليمتر به‌سادگي در كوره بلند امكان‌پذير نيست. متخصصان متالورژي توانستند از سال 1919 به‌تدريج نسبت به تكامل نسبي تكنولوژي توليد زينتر (كلوخه) اقدام كنند. افزايش ظرفيت جهاني توليد زينتر و گسترش آن با افزايش توليد فولاد در سطح جهان همراه بود. تا 60 سال قبل زينتر درصد كمي از بار كوره‌هاي بلند آلمان را تشكيل مي‌داد و حدود 75 درصد بار كوره‌هاي بلند آلمان را سنگ دانه‌بندي شده با عيار پايين را تشكيل مي‌دادند. شكل (3) ميانگين اجزاي متشكله مواد آهن‌دار كوره‌هاي بلند آلمان در 60 سال اخير را نشان مي‌دهد.

 

با گسترش روش‌هاي احياي مواد آهن‌دار در خارج از كوره بلند نقش عيار مواد آهن‌داري كه از آنها آهن اسفنجي توليد مي‌شود و آهن اسفنجي توليدي را عمدتا در كوره‌هاي قوس الكتريكي به فولاد تبديل مي‌كنند، بيش از پيش آشكار شد[6]. با توجه به اينكه در فرآيند توليد زينتر با تمام كوششي كه متخصصان به عمل آوردند، بازهم توليد زينتر سبب آلودگي محيط‌زيست مي‌شود متخصصان متالورژي از سال 1965 براي توليد قطعات بزرگتر از نرمه سنگ‌آهن به‌جز استفاده در فرآيند توليد زينتر به ابداع روش ديگري پرداختند. اين روش آماده‌سازي به كنسانتره‌اي با دانه‌بندي بسيار ريز يعني در حدود 60 ميكرون برحسب نوع سنگ‌آهن نياز دارد. در صورتي‌كه اجزاي متشكله مواد آهن‌داري كه براي توليد زينتر استفاده مي‌شوند بايد بزرگتر از يك ميليمتر باشند. يعني تا تكامل نسبي فرآيند توليد گندله امكان خردايش بهينه براي افزايش نزديك به مرز تئوري (71 درصد) عيار كنسانتره در سنگ‌آهن وجود نداشت. لذا با گسترش افزايش جهاني توليد فولاد در 30 سال اخير توليد گندله در جهان به‌تدريج افزايش يافت. ميانگين ميزان توليد سالانه گندله در 5 سال در سطح دنيا حدود 400 ميليون تن است[7]. تكامل نسبي فرآيند آماده‌سازي بهينه كنسانتره آهن (گندله‌سازي) سبب بالا رفتن ارزش افزوده مواد معدني آهن‌دار شد. با توجه به محسنات فني و اقتصادي توليد گندله نسبت به توليد زينتر عملا در 20 سال اخير كمتر واحد جديد توليد زينتر در كشورهاي اروپايي و صنعتي غرب حتي بجاي واحدهاي قبلي توليد زينتر كه بايد از رده توليد خارج شوند ساخته نشده است. زيرا محدوديتي كه از لحاظ فني براي استفاده از كنسانتره با دانه‌بندي زير يك ميليمتر جهت توليد زينتر وجود دارد عملا تا گسترش توليد گندله عيار كنسانتره‌هاي آهني كه به زينتر تبديل مي‌شدند حدود 62 درصد بود، در صورتي‌كه عيار آهن گندله توليدي در سوئد امروزه حدود 71 درصد است زيرا براي توليد گندله برحسب نوع سنگ، سطوح ويژه حقيقي مواد آهن‌دار و... دانه‌بندي بهينه حدود 60 ميكرون است. لذا براي توليد گندله مي‌توان سنگ‌آهن را تا حد دانه‌بندي بهينه خرد كرد (60 ميكرون) تا جدايش نزديك به كل مواد همراه سنگ‌آهن امكان‌پذير شود. علاوه بر اين حمل و نقل كنسانتره سنگ‌آهن حتي با دانه‌بندي مناسب براي توليد زينتر از معادن سنگ‌آهن برزيل به اروپا و ژاپن و... مانند حمل مواد آهن‌دار با دانه‌بندي مناسب توليد زينتر از معدن چغارت به ذوب آهن اصفهان مشكلات فني زيادي دارند.

 

واحدهاي توليدكننده زينتر عموما بايد در جوار كوره بلند قرار داشته باشند. محل ايده‌آل براي توليد گندله از ديد فني و اقتصادي برخلاف فولاد مباركه و اهواز بايد در نزديك معادن سنگ‌آهن مانند گل‌گهر، چادرملو، سنگان و... باشد. امروزه بيش از 80 درصد گندله سنگ‌آهن مصرفي صنايع فولاد جهان در نزديك معادن سنگ‌آهن قرار دارند. شايان ذكر است كه گندله توليدي برخلاف زينتر از قابليت حمل و نقل خوبي برخوردار است، به عبارت ديگر احداث يك كارخانه گندله‌سازي در جوار معادن سنگ‌آهن علاوه بر اينكه ارزش افزوده ماده معدني را به همراه دارد سبب افزايش سطح تكنولوژي‌هاي موجود در معادن مي‌شود. در شكل (4) چند دانه گندله پخته شده سنگ‌آهن ديده مي‌شود.

 

براي توليد گندله، نرمه كانسنگ‌آهن كه حدود 90 درصد آن برحسب كيفيت سنگ‌آهن، سطوح ويژه جانبي آن، ژنز سنگ، مواد همراه و... مي‌تواند حدود 45 ميكرون باشد، با افزودني‌هايي مانند بنتونيت، هيدرواكسيد كلسيم، دولوميت و... براي بهبود خواص گندله‌هاي خام و پخته توليدي، جهت بهبود خواص متالورژيكي گندله‌هاي پخته شده مخلوط مي‌كنند. در نهايت پس از تنظيم 85 درصد رطوبت مورد نياز در مخلوط موادي كه بايد به گندله تبديل شوند و اضافه كردن حدود 15 درصد در ديسك توليد گندله كه در زمان ريزش مواد در داخل ديسك به آن اسپري مي‌شود. مواد آهن‌دار در ديسك‌هاي توليد گندله‌ خام به گردش درآمده و گندله‌ها توليدي با ابعاد مناسب (به قطر 6 تا 16 ميليمتر) از لبه ديسك خارج مي‌شوند. سپس گندله‌هاي خام را خشك و سخت مي‌كنند تا ويژگي‌هاي متالورژيكي مورد نظر در گندله پخته شده ايجاد شود.

 

در مقاله‌اي كه پيش‌رو داريد ابتدا مواد اوليه براي توليد گندله با كيفيت و قابل مصرف در كوره بلند و احياي مستقيم جهت توليد فولاد معرفي مي‌شود. در ادامه روش‌هاي توليد گندله خام و در نهايت تكنولوژي‌هاي پخت گندله به اختصار تشريح و با يكديگر مقايسه خواهند شد.

 

پروسه گندله‌سازي شامل سه مرحله است:

 

1. آماده‌سازي مواد اوليه (شامل خرد كردن، جدايش، افزودن مواد چسبنده و مخلوط كردن)

 

2. تشكيل گندله‌هاي خام

 

3. سخت كردن و پختن گندله.

 

تفاوت فرآيند توليد گندله عمدتا در مرحله سوم از مراحل فوق است. بنابراين در اينجا قبل از پرداختن به شرح تكنولوژي‌هاي مزبور، مطالبي به اختصار در ارتباط به دو مرحله اوليه توليد گندله بيان خواهد شد.

 

 

1. آماده‌سازي مواد اوليه

 

پيش از ايجاد گندله‌هاي خام، براي تنظيم تركيب شيميايي و رطوبت خوراك، كانسنگ‌آهن با روش‌هاي تر يا خشك در آسياب‌هاي گلوله‌اي يا ميله‌اي به اندازه مناسب خرد مي‌كنند و چنانچه از روش تر استفاده شده باشد قبل از ارسال به مرحله مخلوط‌سازي بايد رطوبت آن به كمتر از رطوبت نهايي بهينه براي توليد گندله كاهش داده شود و سپس براي مخلوط‌سازي ارسال مي‌شود. در مخلوط‌سازي، مواد نرم شده با مواد چسبنده مانند بنتونيت (حدود 5/0 تا يك درصد) و موادي مثل سنگ آهك، اليوين و دولوميت (حدود يك تا 5 درصد) و... مخلوط شده و رطوبت اين مواد بسته به نوع و ويژگي‌هاي كانسنگ‌آهن در حدود 10 درصد تنظيم مي‌شوند. اين مواد، به گندله خواص فيزيكي و متالورژيكي لازم براي مراحل بعدي را مي‌دهد. عمليات مخلوط شدن در ميكسرهاي استوانه‌اي شكل انجام مي‌پذيرد.

 

 

2. ساخت گندله خام

 

تا سال 1949 تنها دستگاه قابل استفاده براي توليد گندله در مقياس صنعتي استوانه‌هاي دوار بود تا اينكه در اين سال استفاده از ديسك‌هاي گندله‌سازي توسط شركت لورگي معرفي شد[8]. درحال حاضر تمامي طرح‌ها و كارخانه‌ها فعال توليد گندله در ايران مانند ساير كشورهاي دنيا، از ديسك‌هاي دوار براي توليد گندله خام استفاده مي‌كنند. در قسمت بالاي اشكال (9 و 13) مراحل مختلف آماده‌سازي بار براي توليد گندله و در شكل (5) يك ديسك گندله‌ساز ديده مي‌شوند. در اين ديسك‌ها ذرات پودر در اثر رطوبت و تماسي كه با يكديگر پيدا مي‌كنند به يكديگر چسبيده و پس از اينكه قطر گلوله‌هاي شكل گرفته به ‌اندازه كافي رشد كرد، از لبه ديسك خارج مي‌شوند. عواملي همچون كيفيت ذرات پودر، ميزان رطوبت، شيب، قطر و سرعت چرخش ديسك در اندازه و كيفيت گندله توليدي مؤثر هستند. فاكتورهاي فوق عمدتا براي هر سنگ معدني با مشخصات معين بايد به صورت تجربي تنظيم شوند.

 

در شكل (5) يك ديسك گندله‌سازي مشابه آنچه در واحد گندله سازي گل‌گهر نصب شده است در دو تصوير مختلف ديده مي‌شوند. قطر ديسك گندله سازي مباركه حدود 6 متر است.

 

در شكل 5 (قسمت ب) تيغه‌هاي دوار براي جلوگيري از چسبيدن بيش از حد مواد آهن‌دار به كف ديسك تعبيه شده‌اند.

 

البته براي تنظيم رطوبت تجهيزات لازم جهت اسپري كردن آب به مواد جامد در حين ريزش به كف ديسك نيز درنظر گرفته شده است. شكل (5) قسمت (الف) نماي ديگري از ديسك را نشان مي‌دهد.

 

استحكام گندله‌ها در هنگام غلتيدن از بالا به پايين ديسك كه باعث متراكم شدن آنها مي‌شود، به‌تدريج افزايش مي‌يابد بنابراين هرچه زاويه ديسك كمتر باشد، استحكام گندله بيشتر خواهد شد. وقتي قطر ديسك افزايش يابد، براي يك زاويه ثابت، سرعت غلتيدن گندله‌ها نيز افزايش خواهد يافت و هرگاه اين سرعت از حد خاصي بيشتر شود، باعث از هم پاشيدن گندله‌هاي خام توليدي بر اثر برخورد مي‌شود. اين اثر را با كم كردن زاويه ديسك مي‌توان خنثي كرد[9]. بنابراين بايد براي هر نوع كنسانتره سنگ‌آهن، زاويه ديسك و سرعت آن را به صورت تجربي تنظيم و با هم وفق داد. گندله‌هاي خام توليدي را آزمايش كرده و بر مبناي نتايج آزمايش نسبت به تغيير جزيي فاكتورهاي مختلف و موثر در كيفيت گندله خام را به صورت تجربي بهينه‌سازي كرد. براي اين كار يك واحد پايلوت توليد گندله خام تقريبا هميشه در جوار خط توليد گندله وجود خواهد داشت مانند واحد پايلوت توليد گندله در مجتمع فولاد اهواز.

 

نوع حركت جهت توليد گندله با كيفيت، استحكام مكانيكي و... مناسب به حركت چرخشي ديسك وابسته است. طرح شماتيك حركت مواد در داخل ديسك در شكل (6) آورده شده است.

 

 

منابع

 

1. Stahleisen, Jahrbuch Stahl, 2008-2009, Dusseldorf, Dutchland (Germany)

 

2. D. Ameling, Dr. Ing. H. Bodo Lungen, Der Hochofen-stationen seiner entwicklung, 100Jahr hachofenausschuss, Dusseldorf, Dutchland, 2007.

 

3. U.S.A Geological Survey, Mineral Commodity Summary.Year Book 1999-2008.Unit Iron.

 

4. نعيمي، سيدتقي، انقلاب فني براي توليد آهن خام مذاب در راه است. سازمان توسعه نوسازي معادن ايران، هفته‌نامه تخصصي معدن و توسعه، شماره 292 مورخ 12/11/87، صفحه 7.

 

5. Stahleisen, Jahrbuch Stahl 2009, Vol. 1, Dusseldorf, Germany.

 

6. S.T.Naimi, Herstellung end Verabeitung von Eisenschwamm, Institut fur Eisenhuttenkunde der Technischen Hochschule, Aachen, Dutchland, 1979.

 

7. Outo kumpu, Pelletizing Technology for iron ore, boruchure, September 2005.

 

8. سعيدي، علي و ستوده، نادر، «توليد آهن»، جلد اول، انتشارات جهاد دانشگاهي واحد صنعتي اصفهان، پائيز 1385.

 

9. توحيدي، ناصر و وقار، رامز، «آماده‌سازي بار كوره‌هاي توليد آهن و فولاد»، دانشكده فني دانشگاه تهران، انتشارات چاپ دانشگاه تهران، تابستان 1376.

 

10. Feeco International, Product Brochure.

[XMEHRDADX 7514]

 

3. سخت كردن و پخت گندله

 

قبل از به‌دست آوردن گندله‌هاي قابل مصرف، آخرين مرحله فرآوري، خشك و سخت كردن گندله‌ها به كمك گرماست. سخت كردن گندله‌ها خواصي به آنها مي‌بخشد كه هم براي حمل ‌و نقل و هم براي عمليات متالورژيكي آنها ضروري است. سخت كردن گرمايي گندله‌هاي خام در مقياس صنعتي در 4 مرحله صورت مي‌گيرد:

 

1. خشك كردن 2. پيش‌گرم كردن 3. پخت 4. سرد كردن.

 

همان‌طور كه ذكر شد تفاوت در روش‌هاي توليد گندله در مرحله پخت ظهور پيدا مي‌كند. برهمين اساس مهمترين تكنولوژي‌هاي رايج پخت و سخت كردن گندله به اختصار گفته خواهد شد.

 

 

خشك كردن گندله خام

 

گندله‌هاي خام توليدي در ديسك دوار استحكام بسيار كمي دارند، بنابراين بايد ابتدا خشك و سپس پخته و سخت شوند. منظور از خشك كردن اين است كه گندله توليدي تا حدي مقاوم شود تا بتواند مرحله پيشگرم شدن را تحمل كند. به‌طور كلي وقتي يك گندله خام در اتمسفر با دما و رطوبت معين قرار مي‌گيرد، يا رطوبت از دست مي‌دهد و يا رطوبت جذب مي‌كند تا تعادل برقرار شود. در شرايط تعادل مقدار آب موجود در گندله به دما و درصد رطوبت هوا بستگي دارد. موقع حذف رطوبت از گندله خام، شكل منحني سرعت خشك شدن تا اندازه‌اي به مواد جامدي بستگي دارد كه گندله از آنها ساخته مي‌شود. از ديدگاه نظري، سه مرحله زير قابل تشخيص است[10]:

 

1. مرحله خشك شدن با سرعت ثابت (حذف رطوبت سطحي يا آب همراه)

در اين مرحله فرض مي‌شود كه عمل حذف رطوبت از سطح گندله، از ميان خلل و فرج و سطوح جانبي خارجي صورت مي‌گيرد و تا زماني كه رطوبت آزاد در سطح گندله وجود داشته باشد و هواي در تماس با آن اشباع نشده باشد، حذف رطوبت ادامه دارد.

 

2. نخستين مرحله افت سرعت خشك شدن (حذف رطوبت موئينه)

پس از مرحله اول كه در آن گندله‌ها با سرعت ثابت خشك مي‌شوند، منحني خشك شدن وارد مرحله جديدي شده كه در آن ديگر سرعت خشك شدن ثابت نيست بلكه كاهش مي‌يابد. در اين مرحله سرعت خشك شدن به‌وسيله سرعت انتقال رطوبت از داخل گندله به خارج آن كنترل مي‌شود. بنابراين در اين مرحله افزايش سرعت جريان گازهاي خشك‌كننده تاثير زيادي روي سرعت خشك شدن نخواهد داشت.

 

3. دومين مرحله افت سرعت خشك شدن (حذف رطوبت تركيبي يا مينرالي)

در اين مرحله تبخير رطوبت در داخل گندله‌ها انجام مي‌گيرد و بخار آب توسط فرآيند نفوذ به سطح گندله‌ها مي‌رسد. بنابراين هر عاملي كه نفوذ بخار آب را كنترل كند، سرعت نهايي خشك شدن را تعيين مي‌كند. اين مورد به شرايط خارج از گندله خام بستگي زيادي ندارد. در دو مرحله اخير از خشك شدن، سرعت خشك شدن به طور مستقيم با مقدار رطوبت آزاد داخل گندله متناسب است.

 

سرعت خشك شدن گندله به تدريج كم مي‌شود تا اينكه گندله از نظر رطوبت با گاز خشك‌كننده به حالت تعادل برسد كه اين تعادل همان طور كه گفته شد به دما و درصد رطوبت گاز بستگي دارد.

 

طرح سرعت خشك شدن گندله‌ها در مراحل مختلف در شكل (7) نشان داده شده است. خشك كردن گندله‌هاي مرطوب بخشي از عمليات مقاوم كردن گندله‌ها جهت تامين استحكام كافي در اثر افزايش تدريجي حرارت انجام مي‌گيرد. اين فرآيند شامل مراحل زير است[1]:

 

1. گرم شدن گندله تا دمايي كه رطوبت تبخير شود، 2. تبخير رطوبت در سطوح خارجي گندله‌ها،

3. انتقال رطوبت از درون خلل و فرج گندله‌ها به سطوح خارجي و ادامه تبخير

 

سرعت خشك شدن گندله‌ها به هدايت حرارتي، تخلخل مواد آنها و چگونگي تبادل حرارت بستگي دارد[9]. لذا سرعت خشك شدن به سرعت نفوذ رطوبت از درون به سطح و سرعت تبخير بستگي دارد.

 

هرگاه سرعت انتقال رطوبت از درون به سطوح خارجي گندله‌ها كمتر از سرعت تبخير باشد رطوبت سطح گندله‌ها به صفر تقليل پيدا مي‌كند و سرعت خشك شدن به سرعت بحراني مي‌رسد و سطح گندله‌ها خشك مي‌شود.

 

پس از خشك شدن سطح گندله‌ها، مرحله سوم يعني انتقال مرز خشك شدن از سطوح خارجي به طرف درون گندله‌ها صورت مي‌گيرد و تا مركز آن و خشك شدن كامل گندله پيش مي‌رود. نظر به اينكه سرعت نفوذ رطوبت از درون به خارج گندله وابسته به تخلخل است، لذا تخلخل گندله‌ها بايد بالا باشد تا نفوذ به سرعت انجام گرفته و از شوك‌هاي حرارتي كه در اثر تبخير رطوبت و افزايش حجم در گندله بوجود مي‌آيد، منجر به ايجاد ترك در گندله نشود. لذا تخلخل و رطوبت گندله‌ها از جمله عوامل موثر و تعيين‌كننده در سرعت خشك كردن و عوارض ناشي از شوك‌هاي حرارتي و سرانجام كيفيت گندله‌هاي توليدي هستند.

 

 

پيش‌گرم كردن گندله خام

 

اين مرحله در ادامه منطقه خشك كردن و از همان درجات حرارت شروع مي‌شود و دماي محيط به‌طور پيوسته از حدود 220 تا هزار درجه سانتيگراد افزايش مي‌يابد. در اين مرحله عمدتا تحولات زير رخ مي‌دهد:

 

1. تبخير رطوبت مينرالي 2. تجزيه هيدرواكسيد كلسيم 3. جدا شدن گوگرد از پيريت 4. اكسايش مگنتيت.

 

در اين مرحله تنها مسئله‌اي كه از نظر سرعت گرم كردن مطرح است، اين است كه تمامي گندله‌ها به‌طور يكنواخت گرم شوند و دما در يك نقطه يا جاي خاصي خيلي زياد و بي‌رويه بالا نرود. بجز مورد اخير، بايد فرآيند و روشي استفاده شود كه بهترين انتقال حرارت از گاز به جامد را تامين كند. به عبارت ديگر بازده حرارتي بالا بوده و مصرف انرژي حرارتي حداقل شود. سرعت فرآيند پخت و پيش گرم شدن بيشتر به اكسايش مگنتيت وابسته است. پيشرفت اين مرحله توسط تغيير دما و سرعت گاز خروجي كنترل مي‌شود. فشارها و دمش‌‌ها در اين مرحله براي كنترل جريان گاز و حرارت تنظيم مي‌شود. براي پخت گندله‌هاي مگنتيتي زمان پيش گرم شدن طولاني‌تر و زمان پخت كوتاه‌تر است.

 

 

پخت گندله‌هاي خام

 

در اين مرحله بستر بار گندله‌ها تا حدود 1300 درجه سانتيگراد گرم مي‌شود[8]. مدت نگهداري بار در اين دما كه زير نقطه ذوب اجزاي تشكيل‌دهنده گندله است بايد به اندازه‌اي باشد كه اتصال سراميكي برقرار شود تا خواص مكانيكي لازم در گندله پخته شده ايجاد شود. در حين پخت، مگنتيت به هماتيت تبديل مي‌شود و شبكه مكعبي آن به هگزاگونال تغيير مي‌يابد.

 

اين تغيير ساختار بلوري از حدود دماي 300 تا 600 درجه سانتيگراد شروع و تا حدود دماي 1100 درجه سانتيگراد مي‌تواند ادامه يابد. از گرماي واكنش نيز جهت پخت استفاده مي‌شود. در اين مرحله نخست بلورهاي ريز جديد تشكيل مي‌شود و همزمان پل‌هاي بين دانه‌اي در مرز بلورها شكل گرفته و تشكيل پل‌هاي بين دانه‌اي مجزا تشديد مي‌شود. در دمايي حدود 1250 درجه سانتيگراد با تبلور مجدد و رشد بلورها، استحكام مطلوب در بلور هماتيتي گندله‌ها حاصل مي‌شود.

 

 

تكنولوژي‌هاي پخت گندله

 

آخرين گام در توليد گندله، عمل‌آوري گرمايي كه شامل گرمادهي و پخت در چندين دستگاه است انجام مي‌شود.

 

الف) كوره تنوره‌اي قائم: با توجه به بازده گرمايي بالا و شرايط عملياتي نسبتا ساده، از اين كوره به‌عنوان نخستين واحد براي پختن گندله از كنسانتره در كشورهاي سوئد و ايالات متحده آمريكا استفاده شد. تا وقتي كه منيتيت ماده اصلي كنسانتره‌اي كه براي توليد گندله به‌كار مي‌رفت وجود داشت، كوره تنوره‌اي قائم اهميت زيادي داشت. گندله‌هاي خام در دهانه كوره تخليه مي‌شوند. آنها تحت اثر نيروي گرانش از درون مناطق گرمايي به سمت محل تخليه حركت مي‌كنند. گندله‌ها به حركت مداوم خود ادامه مي‌دهند و در معرض اصطكاك و افزايش فشار قرار مي‌گيرند.

 

مواد سوختني در اتاقك احتراق كه در دو طرف كوره قرار دارند، مي‌سوزد و گازهاي حاصل از احتراق به داخل كوره فرستاده مي‌شود و همراه با هوايي كه از پايين كوره به طرف بالا جريان دارد، فرآيند سوختن كامل و باعث تف‌جوشي ذرات و پخته شدن گندله مي‌شود[9]. در قسمت پايين كوره چرخ‌هاي دندانه‌داري بنام چانك بريكر وجود دارد كه كار آنها خرد كردن توده‌هاي بهم چسبيده گندله است. به‌طوري‌كه گندله‌هاي پخته شده بتوانند به راحتي از قسمت پايين به خارج هدايت شوند. دو عيب به اين كوره‌ها وارد است، يكي اينكه در اين كوره‌ها ظرفيت توليد محدود است زيرا گندله‌‌هاي خام مقاومت كافي نداشته و اگر ارتفاع كوره زياد باشد گندله‌هاي زيرين در اثر فشار، خرد خواهند شد. به‌خصوص آنكه گندله‌ها در كوره از بالا به پايين حركت مي‌كنند و به اين علت شكستن گندله‌ها در كوره تشديد مي‌شود. قطر كوره نيز به علت محدود بودن طول شعله مشعل‌ها نمي‌تواند بدلخواه زياد انتخاب شود.

 

در صورت بزرگ بودن قطر كوره گندله‌هاي موجود در مركز پخته نخواهند شد.

 

دوم اينكه در روند پخت گندله دسترسي و كنترل گندله‌ها مقدور نيست، در نتيجه اين كوره‌ها از انعطاف‌پذيري كمي برخوردار هستند. به‌طور كلي اين كوره‌ها امروزه كاربرد زيادي نداشته و عملا از صنعت گندله سازي خارج خواهند شد.

 

ب) شبكه متحرك (Lurgi): از اواخر قرن حاضر تا سال 1949 شبكه متحرك براي كلوخه‌سازي نرمه كانه‌هاي آهن ريزدانه به‌كار رفته بود. پس از اصلاحات كافي در سال 1950 براي پخت گندله وفق داده شد. امروزه از شبكه‌هاي متحرك براي توليد گندله از انواع كاني‌هاي آهن‌دار در جهان استفاده مي‌شود.

 

اين تجهيزات با ايده گرفتن از ماشين كلوخه‌سازي مداوم يا ماشين دوايت‌لويد به‌تدريج تكامل نسبي يافته است. با استفاده از شبكه متحرك براي توليد گندله تمام مراحل خشك شدن، پيشگرم و پختن گندله بر روي شبكه فلزي متحرك واحدي انجام مي‌گيرد[9]. در شكل (8) نماي شماتيكي از استخراج سنگ‌آهن تا توليد گندله پخته شده ديده مي‌شود.

 

همان‌طوري‌كه در شكل (8) ديده مي‌شود مواد آهن‌دار كه از معدن استخراج مي‌شوند در تجهيزات مختلف خرد و سپس به روش‌هاي متفاوت تغليظ و نهايتا كنسانتره با دانه‌بندي مناسب (حدود 50 تا 60 ميكرون) به دست مي‌آيند. اين كنسانتره را پس از مخلوط كردن با مواد چسبنده (مانند بنتونيت، هيدرواكسيد كلسيم و...) و افزودن آب به‌صورت اسپري در حين ريزش مخلوط مواد اوليه براي توليد گندله داخل ديسك به گندله خام تبديل مي‌كنند. از آنجائيكه گندله خام قبل از پخت، فاقد استحكام كافي است از اينرو بايد گندله خام توليدي را در روي خط زنجيره‌اي به طريق خاصي تخليه كنند.

 

مناطق گرمايي مختلف شبكه متحرك را مي‌توان به سهولت به نواحي واكنشي افقي تفكيك كرد و با استفاده از گاز فرآيندي با جريان و دماي كنترل شده آن را با تجهيزات مربوط وفق داد. بعد از اين كه گندله‌ها بر روي باند زنجيره‌اي متحرك شارژ شوند، در وضعيت سكون نسبي باقي مي‌مانند تا وقتي كه پس از پختن و سرد شدن تخليه شوند. آخرين ناحيه باند اختصاص به سرد كردن گندله‌هاي داغ با هواي تازه دارد. گرماي بازيابي شده در مرحله سرد شدن گندله وارد چرخه توليد گندله مي‌شود. در شكل (9) نمايي شماتيك از مناطق گرمايي در روش زنجيره‌اي متحرك قابل مشاهده است.

 

براي حفاظت كف بستر، قشري از گندله برگشتي (پخته شده) روي كف شبكه‌هاي فلزي قرار داده مي‌شود كه وجود اين قشر گندله پخته شده تا حدودي كف بستر را از حرارت بالا حفظ مي‌كند. ضخامت اين قشر معمولا حدود 15 تا 20 درصد ضخامت كل ارتفاع شارژ گندله را تشكيل مي‌دهد. براي اينكه گندله خام با تجهيزات كناره باند در تماس نباشد بايد همزمان با تخليه گندله خام بروي باند مشابه كف باند، كناره‌هاي واگن نيز با گندله پخته شده پر شوند. بنابراين براي پركردن باند از گندله خام همانند شكل (10) از سه سيستم شارژ همزمان استفاده مي‌كنند. دو سيستم اقدام به تخليه گندله پخته در كناره‌هاي باند مي‌كند و درهمين حال يك سيستم نيز گندله خام را در وسط باند تخليه مي‌كند. هر سه سيستم شارژ به‌صورت همزمان عمل مي‌كنند. پس از قرار دادن اين لايه، گندله خام در روي بستر بارگيري مي‌شود[11].

 

واگن‌هاي پرشده از گندله‌هاي خام به شرح فوق وارد محفظه پخت گندله مي‌شوند. عرض باند حدود 3 متر و طول باند پخت گندله برحسب نوع كنسانتره‌اي كه به گندله آهني تبديل خواهند شد مي‌تواند تا حدود 200 متر باشد. با استفاده از تجهيزاتي مانع ورود يا خروج هوا كنترل نشده در كوره پخت گندله مي‌شوند. همان‌طور كه در(11) ديده مي‌شود در قسمت اول مدار پخت هوا با دماي حدود 300 درجه از زير به داخل واگن دميده مي‌شود تا رطوبت گندله‌هاي خام تبخير شود سپس از بالا نسبت به دمش هواي گرم اقدام مي‌كنند. با پيشروي واگن در كوره پخت به تدريج هواي گرم از بالا دميده مي‌شود عملا كوشش مي‌شود بدون استفاده از مشعل دماي گندله داخل واگن را تا حدود 1000 درجه افزايش دهند. پس از آنكه گندله‌ها داخل واگن به حدود 1000 درجه رسيدند براي پختن آنها از انرژي حرارتي تعداد زيادي مشعل استفاده مي‌كنند. در اثر گرماي هوا حرارت گندله‌هاي داخل واگن‌ها افزايش مي‌يابد. حرارت بهينه پخت گندله برحسب كنسانتره‌هاي مختلف متفاوت خواهد بود. چنانچه گندله‌هاي خام موجود در واگن‌ها مگنتيتي باشند در دماي حدود 800 تا 1000 درجه مگنتيت به هماتيت تبديل و شكل كريستالي آنها عوض مي‌شود. اين تغيير فاز حرارت‌زا است. چنانچه گندله‌هاي خام موجود در واگن‌ها هماتيتي باشند به‌علت عدم تغيير آرايش اتمي كريستال‌ها در محدوده حرارتي فوق براي پخت گندله انرژي بيشتري نياز است. جهت تامين اين انرژي مي‌توان در حين توليد گندله خام از كنسانتره هماتيتي حرارت مشعل‌هاي اين منطقه را افزايش داد يا درصد كمي نرمه كنسانتره زغال‌سنگ را با كنسانتره هماتيتي مخلوط كرد.

 

به‌علت سوختن نرمه كك حرارت ايجاد شده كه كمك به انرژي كه از مشعل‌ها به‌دست مي‌آيد، مي‌كند گندله پخته شده خلل و فرج بيشتري خواهد داشت و آسانتر قابل احياء است.

 

شكل (11) تغييرات شماتيكي دما در طول باند متحرك پخت گندله را نشان مي‌دهد.

[XMEHRDADX 7514]

 

ج) شبكه متحرك. كوره دوار (Allis-Chalmers): استفاده از اين سيستم پخت گندله به‌تدريج از اوايل دهه 1960 در سطح جهان شروع شد، با الهام از كوره لپول كه براي مدتي در صنايع سيمان استفاده مي‌شد، تكامل تدريجي نسبي توليد گندله در شبكه متحرك كوره دوار شروع شد[8].

 

اين فرآيند در سراسر جهان تحت عنوان فرآيند شبكه ـ كوره شناخته شده و تقريبا مناسب براي توليد گندله از تمام كنسانتره‌هاي مواد آهن‌دار است.

 

شكل (12) نمايي شماتيكي فرآيند پخت گندله به اين روش را نشان مي‌دهد.

هدف از جدا كردن مرحله پخت از مراحل خشك كردن و پيشگرم در اين روش اين بود كه مرحله خشك كردن و پيشگرم روي يك شبكه يا زنجير كوتاه و ارزان با هزينه كم انجام شود. براي پخت يكنواخت گندله از كوره دوار استفاده شود.

همان‌طور كه شكل (12) نشان مي‌دهد، گندله‌هاي خام ابتدا روي شبكه زنجيري يا بستر متحرك خشك شده و تا حدود دماي هزار درجه سانتيگراد پيشگرم مي‌شوند، سپس در يك كوره دوار پخته و در قسمت زنجيره‌اي بعدي سرد مي‌شوند.

 

طول كل تجهيزات پخت گندله در اين روش نسبت به روش لورگي كوتاهتر خواهد بود. چنانچه از نظر فضا محدوديت داشته باشيم، همان‌طور كه در شكل (13) ديده مي‌شود مي‌توان تجهيزات سرد كردن گندله را در زير كوره دوار نصب كرد.

در چنين سيستمي مي‌توان در حدود 200 تن در ساعت گندله توليد كرد.

 

در اين روش نيز از انرژي هواي گرمي كه از قسمت خنك كردن گندله ايجاد مي‌شود براي خشك كردن و همچنين براي هواي مشعل جهت صرفه جويي در انرژي استفاده كرد.

يكي از برتري‌هاي روش كوره دوار نسبت به روش زنجير متحرك انعطاف‌پذيري در برابر تغييرات احتمالي در سرعت انجام فرآيند بخش‌هاي مختلف است.

 

بعنوان مثال در صورتي‌كه به هر دليل واحد خنك‌كننده گندله پخته شده و يا بخش پيش‌گرم‌كننده گندله خام مجبور به توقف شوند، به‌دليل مجزا بودن بخش پخت گندله، امكان تنظيم فرآيند به نحوي كه كمترين خلل ممكن به كليت فرآيند توليد گندله وارد آيد وجود دارد.

 

در حالي‌كه در روش باند متحرك از ابتدا تا انتهاي فرآيند توليد گندله به‌صورت يكپارچه در روي يك باند انجام مي‌پذيرد و توقف هر بخش، سبب توقف كل خط مي‌شود.

 

از مزاياي ديگر اين روش نسبت به دو روش قبل اين است كه اولا گندله توليدي كيفيت يكنواخت‌تري دارد، ثانيا اينكه عمل چرخش گندله‌ها در داخل كوره دوار باعث مي‌شود كه گندله‌هاي شكسته شده نرم شوند و بتوان آنها را پس از تخليه، بدون آسياب كردن به سيستم گندله‌سازي برگشت داد.

 

ثالثا اينكه چنانچه بعضي از گندله‌ها ترك داشته باشند، اين شانس را خواهند داشت كه در كوره دوار ترك‌ها بسته شده و جوش بخورند.

 

در مقابل اين مزيت‌ها، هزينه نگهداري و تعميرات سيستم كوره دوار بيشتر از بستر متحرك است.

 

همچنين كل انرژي مصرفي به ازاي تن توليد گندله پخته شده بيشتر از سيستم زنجير متحرك خواهد بود.

 

 

خنك كردن گندله پخته شده

 

به دو علت خنك كردن گندله‌ها گام مهمي در توليد گندله محسوب مي‌شود.

 

از يك سو، گندله‌هاي داغ مقداري گرما در خود دارند كه آن را مي‌توان با نيت ايجاد تعادل گرمايي مناسب وارد چرخه فرآيند گرمادهي كرد و حتي‌المقدور تلفات انرژي آن را كاهش داد.

 

امروزه در همه تكنولوژي‌هاي پخت گندله كه در مقياس صنعتي كار مي‌كنند، اقدامات تكنولوژيكي و ساختماني متناظر انجام مي‌شود.

 

با اين همه، نكته حائز اهميت آن است كه نبايد گذاشت تركيبات متبلور و شيشه‌اي توليد شده در حين سخت كردن، در اثر سرعت خنك كردن بيش از حد نياز، گندله‌ها آسيب ببينند.

 

آزمايش نشان داده است گندله‌هايي را كه تا حدود دماي 300 درجه‌ سانتيگراد به دقت با هواي كنترل شده خنك مي‌شوند، مي‌توان پس از آن گندله را با آب خنك كرد، بي‌آنكه هيچ آسيبي ببينند.

 

اما اگر گندله‌ها را از حدود دماي 600 درجه‌ سانتيگراد با آب خنك كنند، تقريبا 50 درصد گندله‌ها به قطعات كوچكتر تبديل مي‌شوند كه از نظر ابعادي قابليت مصرف در كوره بلند و احياي مستقيم را ندارند.

 

از آزمايش‌هاي ديگر نتايج مشابهي حاصل شد، در اين آزمايش‌ها معلوم شد كه اگر گندله‌ها را از دماي حدود 700 درجه ‌سانتيگراد، با فرو بردن در آب خنك كنند، مقاومت آنها در برابر خرد شدن به كمتر از نصف مقاومت اوليه گندله تقليل مي‌يابد.

 

در هنگام تعيين ابعاد تجهيزات خنك‌ كن، بايد به دو نكته زير توجه كرد[10]:

 

1. شيوه دقيق خنك كردن گندله‌ها براي حفظ استحكام آنها ، 2. بازيافت گرماي گندله در حين خنك شدن

در پايان اگر مراحل گوناگون فرآوري، از كانه خام تا گندله پخته شده را بازنگري كنيم، مي‌بينيم كه در شكل‌گيري گندله‌هاي سالم چندين مكانيسم چسبندگي دخالت دارند[10]:

 

ـ پل‌هاي مايع بين دانه‌هاي مجزاي موجود در سنگ‌جوشي كه ‌بايد گندله شوند، نقش زيادي در تامين استحكام گندله‌هاي خام دارند.

ـ پل‌هاي جامد به شكل پيوندهاي ملاطي كه از طريق ژلها، هيدرات‌ها و نيروهاي فصل مشتركي پديد مي‌آيند، مؤثر در استحكام گندله‌هاي خشك هستند.

ـ استحكام نهايي گندله‌هاي سخت شده باز هم به موجب وجود پل‌هاي جامدي است كه از طريق تغيير ساختار بلور، رشد بلور و كلوخه شدن فازهاي مذاب بين دانه‌اي پديد مي‌آيند.

 

در شكل (14) روش‌هاي مختلف گندله‌سازي در مقياس صنعتي كه هم‌اكنون در سطح جهان رواج دارد ديده شود.

 

همان‌طوركه در اين شكل مي‌بينيم بيش از 60 درصد ظرفيت توليد گندله جهان را روش باند متحرك (لورگي) به خود اختصاص مي‌دهد (مشابه آنچه كه در گندله‌سازي گل‌گهر سيرجان، فولاد مباركه، فولاد اهواز و ... وجود دارند).

 

در صورتي‌كه ظرفيت جهاني توليد گندله به روش مجموعه باند متحرك و كوره دوار حدود نصف ظرفيت واحدهاي باند متحرك است.

 

 

نتايج حاصل از ارزيابي روش‌هاي توليد گندله

 

از آنجايي كه از 10 سال گذشته تاكنون واحد جديد كوره تنوره‌اي قائم در سطح جهان ساخته و مورد بهره‌برداري قرار نگرفته‌اند، لذا در آينده نزديك استفاده از اين تكنولوژي در واحدهاي موجود نيز به تاريخ خواهد پيوست.

 

بنابراين در اين قسمت به مقايسه و ارزيابي اجمالي دو روش پخت گندله يعني سيستم لورگي و سيستم آليس‌چالمرز پرداخته خواهد شد.

 

 

روش كوره ـ شبكه يا آليس‌چالمرز

1. به‌كارگيري سيستم زنجير متحرك و تجهيزات نسبتا مستقلي براي قسمت خشك كردن و پيش گرمايش؛

 

1ـ1. هرگونه تاخير يا وقفه در بخش‌هاي خشك‌كننده و پيش گرمايش مانعي در انتقال حرارت در مرحله پخت كوره ايجاد نمي‌كند.

 

1ـ2. به‌دليل اينكه مرحله زينترينگ در نوار زنجيره‌اي انجام نمي‌گيرد نياز به استفاده از گندله پخته شده به‌عنوان لايه محافظ براي حفاظت شبكه در مقابل حرارت زياد، نيست.

 

در سيستم شبكه ـ كوره، پيش‌گرم كردن در نوار زنجيره‌اي تا زماني كه گندله‌ها به مقاومت و استحكام لازم براي ورود به كوره برسند ادامه پيدا مي‌كند.

 

2. كوره دوار براي پخت:

 

2ـ1. انتقال حرارت به گندله‌ها به‌وسيله گازهاي پروسسي صورت مي‌گيرد كه بيشتر در بالاي سطح بستر جريان مي‌يابند.

 

باقي ماندن در برابر جريان گاز در كوره به‌طور مكانيكي تنظيم مي‌شود

.

2ـ2. در اثر چرخش كوره دوار، گندله‌ها نسبت به هم جابه‌جا شده و در معرض انتقال حرارت به‌صورت تشعشعي و به‌طور مستقيم از شعله و انعكاس از ديواره كوره، انتقال حرارت رسانشي بين گازهاي پروسسي و لايه‌هاي نسوز تحتاني و همچنين انتقال حرارت همرفتي گازهاي پروسس قرار مي‌گيرند.

 

2ـ3. كنترل مستقل دما و زمان نگهداري در كوره امكان پخت يكنواخت همگي گندله‌ها را تضمين مي‌كند.

 

2ـ4. مشاهده و بررسي مراحل پخت، امكان كارهاي فوري اصلاحي را در كوره دوار، براي احتراز از مشكلاتي مانند خوشه‌اي شدن گندله‌ها و اشكالات خود كوره، ايجاد مي‌كند.

 

3. خنك‌كن‌ها:

 

3ـ1. خنك‌كاري در سيستم شبكه ـ كوره به‌منظور كنترل نرخ خنك شدن محصول و تضمين كيفيت متالورژيكي و شيميايي آن، در دو مرحله (شكل 13) يا چهار مرحله (شكل 13) انجام مي‌پذيرد.

 

3ـ2. سيستم بازيافت حرارت مي‌تواند ابعاد تجهيزات خنك‌كننده و غبارات متصاعده را كاهش دهد.

 

4. فن‌هاي پروسس:

 

4ـ1. در مقايسه با سيستم زنجير متحرك، حذف گندله‌هاي پخته شده به‌عنوان لايه محافظ و كاهش ارتفاع بستر، موجب كاهش افت فشار گاز در دوسوي بستر مي‌شود. هر دوي اين موارد به اضافه اين واقعيت كه جريان گازي كه از بين بستر بگذرد در كوره لازم نيست، به‌طور قابل ملاحظه‌اي مصرف توان الكتريكي را براي فن‌هاي پروسسي كاهش مي‌دهد.

 

اندازه‌گيري‌هاي انجام شده براي ميزان مصرف انرژي الكتريكي فن‌هاي پروسسي مقاديري به كوچكي 11/2 كيلووات ساعت به‌ازاي يك تن توليد گندله را نشان مي‌دهد[14].

 

5. كيفيت گندله:

 

به‌هم چسبيدن گندله‌ها طي مراحل مختلف خشك كردن، پيش‌گرم، پخت و خنك‌كاري كاهش مي‌يابد.

 

به‌دليل مقاومت سايشي مناسب، هدر رفت به‌صورت غبارات ناشي از سايش در حين جابه‌جايي و نيز در حين فرآيند احيا كمتر است.

 

همچنين از آنجا كه گندله پخته شده توسط سيستم شبكه ـ كوره كاملا به‌صورت هماتيتي در مي‌آيد، درجه فلزي شدن آهن اسفنجي توليد شده در فرآيند احياء، بالاتر بوده و در نتيجه تلفات آهن به‌صورت سرباره در فرآيند ذوب كمتر خواهد بود[15].

 

 

روش زنجير متحرك يا لورگي

 

1. دستيابي به ظرفيت‌هاي توليد حدود 7 ميليون تن در سال در يك مجتمع گندله‌سازي.

 

2. به‌كارگيري تجهيزات زنجيره‌اي واحد جهت مراحل مختلف خشك كردن و پخت و خنك كردن گندله.

 

2ـ1. سالم ماندن گندله‌ها در طول پروسه.

 

2ـ2. رفتار حرارتي يكنواخت.

 

2ـ3. تشكيل غبار و نرمه به ميزان بسيار كم در فرآيند توليد.

 

2ـ4. عدم نياز به كنترل استحكام مياني (كنترل گندله در انتهاي قسمت زنجيره‌اي سيستم آليس‌چالمرز) .

 

2ـ5. طبق طراحي، ضخامت بستر گندله بر روي نوار زنجيره‌اي (grate) در سيستم لورگي بيشتر از سيستم آليس ‌چالمرز است، اين حالت ايجاب مي‌كند كه خشك كردن در دو مرحله صورت گيرد:

ـ مرحله خشك كردن دمشي( updraft)، كه به‌منظور افزايش مقاومت گندله به‌اندازه كافي براي تحمل فشار ناشي از وزن لايه‌هاي بالايي انجام مي‌پذيرد (قسمت اول شكل 9).

 

ـ مرحله خشك كردن مكشي(downdraft) به‌منظور حذف آب باقي‌مانده (قسمت دوم شكل 10). در سيستم آليس‌چالمرز خشك كردن فقط مكشي است (قسمت چپ شكل 13).

 

3. غيرمتحرك بودن قسمت‌هاي عايق كاري شده در كل طول خط گندله‌سازي به روش لورگي سبب كاهش هزينه تعميرات و نگهداري براي تعويض ديرگدازها مي‌شود.

 

4. دستيابي به تخلخل بهينه در گندله به‌منظور بالا بردن قابليت احيا.

 

5. عدم تغيير شكل و خرد شدن گندله‌ها و كاهش گردوغبار توليد شده در حين پروسه.

 

6. جريان گاز سازگار با محيط‌زيست و اقتصادي.

 

چندين فن پروسسي جريان گاز را به‌طور مؤثري هدايت مي‌كنند. با تعدادي از تكنيك‌هاي اصلاحي روي جريان گاز در شبكه متحرك مصرف سوخت و انتشار گاز برحسب توليد يك تن گندله كمتر از سيستم شبكه ـ كوره است.

 

6ـ1. بازيافت گازهاي پروسسي داغ از ابتداي بخش خنك‌كن و انتقال اين گازها به بخش‌هاي پخت و پيش گرمايش.

 

7. اثرات زيست‌محيطي سيستم:

 

ميزان آلودگي ناشي از سيستم شبكه متحرك به‌دليل بهره‌گيري از سيستم‌هاي غبارگيري قوي مانند ته‌نشين‌كننده الكترواستاتيكي (electrostatic precipitator) با قوانين زيست‌محيطي بيشتر سازگار است.

 

8. بهينه كردن بخش خشك كن به معني كاهش مصرف سوخت كه از طريق بهينه كردن مراحل خشك كردن با دمش رو به بالا (updraft) و رو به پايين (downdraft)، ميزان مصرف سوخت در كل فرآيند پخت گندله به ميزان قابل‌ملاحظه‌اي كاهش خواهد يافت.

 

9. مشعل‌ها

 

9ـ1. طراحي مشعل‌هاي پيشرفته باعث كاهش مصرف سوخت و كم كردن ميزان خوردگي و تشكيل گاز NOx مي‌شود. در اين نوع مشعل‌ها از هواي فشرده استفاده مي‌كنند كه در نتيجه باعث كاهش مصرف سوخت مي‌شود.

اين مشعل‌هاي فشار بالا علاوه بر بهبود راندمان احتراق، باعث كاهش تشكيل سرباره و خوردگي شيميايي نسوزها با استفاده از حذف قطرات ريز نفت مي‌شوند.

 

زماني كه توزيع حرارت شعله يكسان باشد، تشكيل گاز سمي NOx به ميزان قابل ‌ملاحظه‌اي كاهش مي‌يابد.

9ـ2. با توجه به تعداد مشعل‌ها و مسير جريان گازهاي فرآيندي، اين پروسه از انعطاف‌پذيري بالايي در صورت تغيير خوراك ورودي برخوردار است.

 

10. انتقال حرارت به روش همرفت به جاي روش تابش موجب رفتار حرارتي يكنواخت در گندله‌ها مي‌‌شود.

 

11. در نهايت سيستم زنجير متحرك اجازه هدايت هوشمند سرعت حركت باند، فن‌ها دمنده و مكنده، مشعل‌ها و... برمبناي اعداد و ارقامي كه از قسمتهاي مختلف كل خط پخت گندله از تجهيزات ابزار دقيق مدرن به سيستم هوشمند انتقال مي‌يابد، سيستم هوشمند بر مبناي اطلاعات لحظه‌اي دريافت شده به‌طور اتوماتيك فرمان‌هاي لازم به تجهيزات مختلف براي پخت و توليد گندله با كيفيت ايده‌آل و حداقل مصرف انرژي را صادر مي‌كند.

 

در صورتي‌كه در سيستم كوره و شبكه امكان استفاده بهينه از سيستم هوشمند هدايت اتوماتيك قسمت‌هاي مختلف به سادگي سيستم زنجير متحرك نيست. تجهيزات پخت گندله واحد گندله‌سازي گل‌گهر سيرجان امكان استفاده از اين سيستم‌هاي هوشمند پيشرفته را كه در واحدهاي مدرن گندله‌سازي در دو دهه اخير در سطح دنيا مورد استفاده و بهره‌برداري قرار گرفته‌اند را انشاا... خواهد داشت.

 

 

منابع

 

10. kurt Meyer, "Pelletizing of Iron ores", Springer-Verlag Berlin Heidelbarg and Verlag Stahleisen mbH, Duseldorf, 1980.

 

11. نعيمي، سيدتقي، «توليد آهن و فولاد در ايران و جهان»، تابستان 1388. (دردست چاپ).

 

13.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

Metso Mineral, Great Klin production for Iron ore palletizing, 2004.

 

14. جعفرزاده، اسدالله. «گندله‌سازي كانه‌هاي آهن»، انتشارات شركت ملي فولاد ايران، بهار 1374.

 

15. غفوري، علي، جنبه فني و اقتصادي گندله‌سازي، سازمان توسعه نوسازي معادن ايران، هفته‌نامه تخصصي معدن و توسعه، شماره 265، مورخ 5/5/87، صفحه 7.

 

 

 

دكتر سيدتقي نعيمي، عضو هيات علمي دانشكده تحصيلات تكميلي، دانشگاه آزاد اسلامي واحد تهران جنوب، كارشناس رسمي دادگستري

مهندس اميرحسين صالحي، مهندسي اكتشاف معدن، دانشكده تحصيلات تكميلي، دانشگاه آزاد اسلامي واحد تهران جنوب