مشاهده مطلب

      ۱۵ مهر ۱۳۹۱      0             309      اخبار اصلی, دانلود ها, مقالات تخصصی   Print This Post Print This Post

آشنایی با صنعت آهن و فولاد- قسمت اول

صنعت توليد آهن و فولاد در جهان با سابقه تاريخي بيش از 5000 سال در عصر كنوني و به علت نياز فراوان به آن در زمينه فعاليتهاي صنعتي و ساختماني به عنوان يك صنعت جامع و زيربنائي مورد توجه مي باشد. در فرايند احيا مستقيم ، با استفاده از عوامل احيا كننده در دماي پايين تر از دماي نقطه ذوب اكسيژن سنگ آهن حذف مي شود. كربن جامد تنها نقش كوچكي در فرايند احيا مستقيم سنگ آهن بازي مي كند.

در سری مجموعه های مقالات تخصصی سایت مجتمع معادن سنگ آهن فلات مرکزی ایران سعی داریم تا اطلاعات مفید و کاربردی از صنعت آهن و فولاد را در اختیار شما علاقه مندان قرار داده تا شما عزیزان آشنایی و درک بهتری از معادن زیر نظر طرح تجهیز در شهرستان بافق به دست آورید.
صنعت توليد آهن و فولاد در جهان با سابقه تاريخي بيش از ۵۰۰۰ سال در عصر كنوني و به علت نياز فراوان به آن در زمينه فعاليتهاي صنعتي و ساختماني به عنوان يك صنعت جامع و زيربنائي مورد توجه مي باشد. در فرايند احيا مستقيم ، با استفاده از عوامل احيا كننده در دماي پايين تر از دماي نقطه ذوب اكسيژن سنگ آهن حذف مي شود. كربن جامد تنها نقش كوچكي در فرايند احيا مستقيم سنگ آهن بازي مي كند.
نیاز بکار گیری سنگ آهن های با عیار پایین و انواع سوختهای نامناسب برای کوره بلند نیروی محرکه برای جستجو برای منابع متفاوت آهن شده است. روشهایی که آهن را با استفاده از احیای سنگ آهن در زیر نقطه ذوب آهن تولید می کند معمولاً بعنوان فرایندهای احیای مستقیم طبقه بندی می شوند و تولیدات آنها بعنوان آهن احیای مستقیم (DRI) یا آهن اسفنجی شناخته می شوند. فرایندهایی که آهن مذاب تولید می کنند شبیه فلز داغ کوره بلند بعنوان فرایندهای احیای گدازی طبقه بندی می شوند. این فرایندها معمولاً به مراحل احیای حالت جامد و مراحل ذوب و سرباره حالت مایع جدا می شوند.
در سطح جهاني سنگ آهن مهمترين ماده اوليه تغذيه كوره بلندها و كوره اكسيژني(BF-BOF) است که ۶۵/۴ درصد از توليد جهاني فولاد خام را در سال ۲۰۰۵ به خود اختصاص داده است .اما براي استفاده از اين روش بايد فرآيندهاي مختلفي روي مواد اوليه صورت پذيرد كه نياز به ميزان بالايي سرمايه گذاري در امور زيربنايي دارد. علاوه بر اين مشكلات زياد زيست محيطي ايجاد كرده و دوره رسيدن به بهره برداري آن نيز طولاني است. در عمليات توليد كك مقدار قابل توجهي زغال به شكل كك نشو هدر مي رود . با توجه به فراواني زغال سنگ هاي كك نشو در مقايسه با هزينه بالا و محدوديت گاز طبيعي از اين مواد به عنوان عوامل احيا كننده استفاده مي شود.
براي رهايي از نواقص فرآيند BF-BOF ، روش فولادسازي EAF به وجود آمد كه آن نيز عمري طولاني پيدا كرده است. سهم توليد فولادسازي قوس در توليد جهاني فولاد خام از ۲۶/۶ درصد در سال ۱۹۸۸ به ۳۳/۱ درصد در سال ۲۰۰۵ افزايش يافته است. افزايش روند قيمت هاي قراضه ، نیاز بکار گیری سنگ آهن های با عیار پایین و انواع سوختهای نامناسب برای کوره بلند نیروی محرکه برای جستجو برای منابع متفاوت آهن موجب شد كه به فناوري هاي جديدي دست يافته و تركيب شارژ مناسبي به صورت آهن اسفنجي( DRI يا آهن احياي مستقيم) توليد شود.
روشهایی که آهن را با استفاده از احیای سنگ آهن در زیر نقطه ذوب آهن تولید می کند معمولاً بعنوان فرایندهای احیای مستقیم طبقه بندی می شوند و تولیدات آنها بعنوان آهن مستقیم احیاء شده (DRI) یا آهن اسفنجی شناخته می شوند. فرایندهایی که آهن مذاب تولید می کنند شبیه فلز داغ کوره بلند بعنوان فرایندهای احیای گدازی طبقه بندی می شوند. این فرایندها معمولاً به مراحل احیای حالت جامد و مراحل ذوب و سرباره حالت مایع جدا می شوند. آهن اسفنجي از احياي مستقيم سنگ آهن به دست مي آيد كه عيار آن بين ۸۴ تا ۹۵ درصد است. احيا موجب حذف يا از بين رفتن اكسيژن در سنگ آهن شده و سنگ را به صورت شانه عسل يا ساختار متخلخل اسفنجي شكلي درمي آورد كه به همين دليل بدان آهن اسفنجي مي گويند. و معمولا آن را به شكل كلوخه يا گندله اي شكل نيز توليد مي كنند و علاوه بر اين به صورت فشرده و بريكت شده نيز توليد مي شود كه بدان HBI(آهن بريكت شده گرم) مي گويند كه معمولا از طريق فشرده كردن DRI در درجه حرارت حدودا ۶۵۰ درجه سانتيگراد به وجود مي آيد. HBI شكل تغليظ شده و فشرده DRI است كه براي انبار كردن و حمل ونقل آسان طراحي شده است. DRI را مي توان در كارخانه ها و واحدهاي فولادسازي كه در آنجا در واحدهاي احيا در كنار واحد فولادسازي ها صورت مي پذيرد استفاده كرد.
DRI در جهان يك ماده شارژ كاملا خالص و مرغوب محسوب مي شود. در مقايسه با قراضه، مزاياي استفاده ازHBI/DRI يكپارچگي بيشتر آن در تركيب، عناصر مضره كمتر (به خاطر ماهيت متخلخل آن) و مشكلات كمتر زيست محيطي آن است.
ویژگی آهن اسفنجی، که در برخی از روشهای احیای مستقیم تولید می شود، عبارت است از :
۱- تخلخل زیاد به علت حذف قسمت اعظم اکسیژن کانه به وسیله اجسام احیا کننده؛
۲- ثابت ماندن شکل ظاهری گندله یا سنگ آهن خرد شده؛
۳- وزن مخصوص ظاهری کم و سطح ویژه زیاد؛
۴- عدم احیای اکسیدهای غیر آهنی و همچنین ناخالصیهای سنگ و باقی ماندن آنها در آهن اسفنجی.
امروزه روشهای احیای مستقیم، معنای گسترده تری دارند اگر توسط کربن یا گازهای حاصل از زغال و یا گاز طبیعی، احیا، ذوب یا پالایش آهن خام در حالت پلاسما انجام شود نیز جزو روشهای احیای مستقیم به شمار می آیند. در بعضی از روشهای احیای مستقیم مقداری کربن بین ۰/۵ تا ۵/۵ درصد به صورت دوده یا سمانتیت در سطح آهن اسفنجی، تشکیل می شود. در مقالات آینده در مورد کانیهای آهن ، عوامل ترمودینامیکی و سینتیکی احیا مستقیم ، عوامل موثر بر احیا پذیری و روشهای مختلف احیای مستقیم بحث خواهد شد.

برای دانلود فایل pdf مقاله کلیک کنید.

 دیدگاههای کاربران

  1-  دیدگاهها پس از تایید مدیر سایت نمایش داده می شوند.
  2-  از ارسال دیدگاههای تکراری و حاوی توهین به حزب یا گروه خاصی پرهیز گردد.

عبارت زیر را تکمیل کنید: