گندله چیست | آهن آلات قربان نیا

گندله چیست 

این مقاله در حکم پاسخی به سوالاتی از قبیل؛ گندله سنگ آهن چیست ، فرآیند گندله سازی به چه صورت می باشد، و گندله سنگ آهن از چه موادی تشکیل شده است، می باشد.

گندله در اصطلاح به معنی گلوله های تولید شده از سنگ آهن های نرمه و مواد افزودنی است که در ابتدا به شکل خام هستند و سپس پخته و سفت می شوند. به مرحله متراکم سازی این ذرات نرمه گندله سازی یا Pelletizing گفته می شود که به عنوان ماده اولیه تولید آهن خام و آهن اسفنجی در دو روش سنتی (کوره های بلند) و یا روش های متعدد احیا به کار می روند. لازم به ذکر است گندله مورد استفاده در روش احیای مستقیم نسبت به کوره بلند دارای عیار آهن بیشتر و ناخالصی کمتر می باشد. در ادامه به مهمترین مواد اولیه تولید این محصول اشاره خواهیم کرد.

در تولید آهن آلات به روش احیا مستقیم با جدا سازی گندله های ریزتر و جداسازی اکسیژن های باقی مانده در آن بدون تغییر حالت اصلی آن، آهن اسفنجی تولید می کنند که در مقاله ای منفصل درباره نقش، اهمیت و قیمت آهن اسفنجی پرداخته ایم.

[مطالعه بیشتر: اطلاع از قیمت روز آهن در مشهد ]

تولید گندله

گندله سازی | گندله سنگ آهن | گندله آهن

تبدیل ذرات آهن دارد به گندله شامل مراحل زیر است:

آماده سازی مواد اولیه

تولید هر ماده ای در وهله اول نیازمند آماده سازی مواد اولیه است، پس در اولین مرحله اقدام به آماده سازی کنستانتره سنگ آهن و مواد مکملی نظیر بنتولیت ‌می‌کنیم.

استفاده از مخروط گندله سازی

مخروط گندله سازی | قیمت آهن مشهد

در گذشته برا یتولید گندله از مخروط گنده سازی استفاده ‌می‌شد اما امروزه به منظور مخلوط نمودن کنستانتره سنگ آهن با مواد دیگر در مقیاس صنعتی از دیسک استفاده ‌می‌شود این دیسک‌ها قادر هستند با پاشش اب رطوبت مورد نیاز تولید گندله را نیز فراهم کنند.

پختن گندله خام

حاصل ترکیب مواد مختلف، آب و کنستانتره سنگ آهن گندله خام است. گندله خام مقاومت کافی جهت قرار گرفتن در کوره بلند را ندارد و ممکن است در این کوره‌ها خرد شود و مشکلاتی را در روند تولید ایجاد کنند، به همین دلیل مرحله پختن گندله خام و به مجموعه مراحل اضافه ‌می‌شود و با روشی خاص اقدام به افزایش مقاومت گندله خام ‌می‌کنند.

خشک کردن گندله سبز

گندله بعد از پخته شدن در مرحله قبل اصطلاحا تحت عنوان گندله سبز شناخته ‌می‌شود. در این مرحله گندله‌ها به صورت کامل خشک نمی‌شوند و هدف از این مرحله حذف رطوبت است. به همین منظور با توجه به کانی موجود در گندله 20 درجه بیشتر از نقطه تشکیل شبنم به گندله حرارت ‌می‌دهند.

پیش گرم کردن

گندله‌های خشک شده در این مرحله تا 1000 درجه سانتی گراد حرارت می‌بینند. در این مرحله گرم کردن تمامی گندله‌ها به طور یکنواخت اهمیت ویژه ای دارد.

پخت گندله

در این مرحله گندله‌ها با دمای حداکثر 50 درجه سانتی گراد پخته ‌می‌شوند. تمامی این مراحل به منظور جلوگیری از ترک خوردن و خورد شدن گندله طراحی شده است و چنانچه هر یک از این مراحل حذف شود احتمال شکست در تولید گندله بالا خواهد رفت.

چرا نرمه های آهن را به گندله تبدیل می کنند؟

اگر از این نرمه های آهن به همان شکل در کوره های بلند استفاده کنند باعث کاهش تروایی گاز به شکل ناموزونی می گردد همچین استفاده از آن ها در کارخانه احیا مستقیم هم بدون دردسر نمی باشد، در نتیجه بهترین راه تبدیل کنسانتره و نرمه های آهن همراه با آب و سایر مواد افزودنی به گندله می باشد.

به عبارت دیگر با ورود و چرخش کنسانتره آهن، آب و سایر مواد افزودنی (که به بالا بردن چسبندگی و کیفیت این محصول کمک می کنند) به دستگاه گندله ساز،گندله  خام تولید می شود که در مرحله بعدی برای سختی بیشتر پخته می شوند و حال آماده استفاده هستند.

گندله | آهن آلات قربان نیا

مواد اولیه گندله آهن 

در ادامه به مهمترین اجزاء تشکیل دهنده گندله سنگ آهن اشاره خواهیم کرد.

سنگ‌ های آهن

سنگ‌ های آهن مهم‌ ترین و عمده ‌ترین مواد اولیه را برای تولید گندله تشکیل می ‌دهند که این ماده اغلب به صورت کنسانتره است. کنسانتره در کارخانه های کانی آرایی حاصل از حذف مواد سنگی کانی های آهن ساخته می شود و سپس مورد خردایش قرار می گیرند و نرم می شوند تا ذرات سنگ آهن به ابعاد زیر 45 میکرون در آیند.

مواد افزودنی

  • موادی که نقش چسبندگی و پیوند فیزیکی ذرات سنگ آهن را به هم دارند مانند 10 درصد رطوبت.
  • موادی که تخلخل گندله ها را افزایش می دهند تا باعث بهبود خواص حیا پذیری آن شوند.
  • موادی که از طریق واکنش با گندله باعث تسهیل در فرآیند گندله سازی می شوند.

این مواد اولیه از قبیل بنتونیت، مواد آلی و شیر آهک به ترکیب ذرات آهن اضافه می شوند تا محصول نهایی از خاصیت تخلخل، چسبندگی و کیفیت بالاتری برخوردار باشد حال آنکه هر یک ازین مواد افزودنی ویژگی خاص خود را دارند که در ادامه می خوانید:

بنتونیت و گندله

این ماده یک کانی نا خالص است که دارای خاصیت پلاسیتیسه و به عنوان مناسب ترین عامل پیوند دهنده ذرات گندله شناخته می شود. ذرات بنتونیت بسیار ریز هستند و سطح ویژه بنتونیت 6000 تا 10000 سانتی متر مربع به ازای گرم است. این دانه بندی ریز و توزیع عالی آن در بین ذرات سنگ آهن باعث توزیع یکنواخت آب در گندله می شود که در صوت خشک شدن گندله خام مانع از ترک برداشتن آن می شود. مقدار این کانی در گندله در حدود نیم تا یک درصد می باشد.

گندله سنگ آهن | آهن آلات قربان نیا

مواد آلی

این ماده نیز مانند بنتونیت دارای خاصیت چسبندگی است که در جریان گندله سازی پیوند شیمیایی میان ذرات ایجاد می کند. البته لازم به ذکر است که مواد آلی مانند بنتونی قادر به توزیع یکنواخت و یکسان رطوبت در حجم نیستند. اما در جریان پخت این ماده به صورت گاز از گندله خارج می شود، باعث افزایش تخلخل می شود که رویه کیفیت احیا شوندگی تاثیر بسیار مطلوب دارد. از مهمترین این مواد آلی می توان به نشاسته و ملاس اشاره کرد.

شیر آهک

شیر آهک یا هیدروکسید کلسیم خاصیت چسبندگی دارد و می تواند ذرات آهن دار را به هم متصل کند. افزایش آهک تا 5 درصد به گندله باعث افزایش مکانیکی این ماده می شود ولی بیش از این مقدار می تواند اثر معکوس بر جا بگذارد و مقاومت مکانیکی گندله را کاهش دهد.

آب و گندله

کیفیت و کمیت آب تاثیر مستقیمی بر کیفیت گندله دارد و مقدار آن به عوامل مختلفی از جمله نوع سنگ آهن، مواد اولیه افزودنی، ابعاد ذرات، وجود تخلخل و خاصیت جذب آب توسط کانی ها دارد. تعیین میزان آب باید طی آزمایش های بسیار دقیق تعیین شود چرا که کم و یا زیاد شدن مقدار آن باعث کاهش مقاومت مکانیکی گندله می شود.

فرآیند گندله سازی

به منظور تولید گندله سنگ آهن، مواد اولیه که به آنها اشاره شد، را در دستگاه های گندله ساز به چرخش در می آوردند تا به شکل کروی متخلخل درآیند. لازم به ذکر است اندازه 90 درصد این مواد اولیه باید زیر ۴۵ میکرون باشد. پس از رسیدن به ابعاد و استحکام مکانیکی مطلوب، این ماده تا زیر دمای نرم شدن سنگ‌آهن حرارت داده می شود تا پخته شوند، به گونه‌ای که درجه تخلخل آنها کاهش پیدا نکند. در پایان مرحله پخت، گندله سنگ آهن باید بدون آنکه ترک در آنها ایجاد شود، سرد شوند.

فرآیند گندله سازی | آهن آلات قربان نیا

عمده ترین روش های گندله سازی حال حاضر دنیا تکنولوژی های آلیس چالمرز (گریت- روتاری کیلن)  و تکنولوژی لورگی (تراولینگ گریت) می باشد که در ادامه به تفاوت های هر کدام اشاره خواهیم کرد.

ظرفیت تولید

ظرفیت تولیدی پلنت های تکنولوژی لورگی سطح وسیعی را از 1 میلیون تن تا بیش از 5 میلیون را در بر می گیرد. و ظرفیت جهانی این سیستم در حال حاضر به بیش از 360 میلیون تن می رسد. اما حداکثر ظرفیت تولید پلنت های آلیس چالمرز 6 میلیون تن بود که ظرفیت جهانی آن در حدود 139  میلیون تن می باشد. در ایران پلنت های اولیه با سیستم آلیس چالمرز ساخته می شد که به  تدریج به سمت لورگی حرکت کرده است.

زمان پخت و نحوه انتقال حرارت

در پلنت های آلیس چالمز زمان پخت به طور تقریبی 70 دقیقه است که در آن انتقال حرارت به روش تشعشعی انجام می گیرد. اما در تکنولوژی لورگی زمان پخت در حدود 40 دقیقه است که برای انتقال حرارت از روش همرفت و کانوکشن استفاده می کند.

تشکیل نرمه و غبار

درصد تولید نرمه و تشکیل غبار در تکنولوژی آلیس چالمرز بالا بوده و حدود 7-8 درصد می باشد در حالیکه این مقدار  در تکنولوژی لورگی حدود 3 درصد است. این امر به دلیل تعداد نقاط ریزش بیشتر در آلیس چالمرز می باشد که موجب ایجاد نرمه بیشتر و تشکیل غبار بیشتر در این تکنولوژی است.

گرید گندله های تولیدی

از نظر استفاده در فرآیند احیا مستقیم و کوره بلند هر محصول نهایی هر دو تکنولوژی مناسب است، اما به دلیل سطح صاق و پخت بیشتر محصول در تکنولوژی آلیس چالمرز مسیرهای عبور گاز در گندله بسته می شود و میزان نفوذ پذیری آن کاهش پیدا می کند و که باعث کاهش احیا پذیری محصول می شود.

گندله چیست | آهن آلات قربان نیا

تعمیرات و نگهداری

به دلیل تماس نسوزها با مواد در تکنولوژی آلیس چالمرز میزان تعمیرات و نگهداری در این تکنولوژی را به شدت افزایش می دهد. همچنین به دلیل فرسایش بالای نسوزها، آن ها نیاز به توقف و سرد کردن کوره را دارند و این امر علاوه بر هزینه بالاتر تعمیرات، میزان ساعت کاری پلنت را در سال نیز کاهش می دهد. اما در تکنولوژی لورگی مواد با نسوزها تماس نداشته و امکان تعویض آنها در کوتاه مدت نیز وجود دارد.

مصرف انرژی

در تکنولوژی آلیس چالمرز سخت جامد و مایع گازی وجود دارد و نسبت به تکنولوژی دیگر میزان برق مصرفی بیشتر است. اما در تکنولوژی لورگی  تنها از سوخت مایع و گازی می توان بهره برد و امکان استفاده از سوخت جامد وجود ندارد و میزان مصرف آب در آن نیز کمتر است.

کیفیت محصول نهایی

در ارتباط با کیفیت محصول در فرآیند گندله سازی نمی توان نظر قاطعی ارائه کرد اما محصول نهایی  در تکنولوژی آلیس چالمرز پخت یکنواخت تری نسبت به تکنولوژی لورگی دارد. در پایان لازم به ذکر است که هزینه تولید محصول در روش لورگی به دلیل تعمیرات کمتر، به مراتب مناسب تر است.

در پایان امیدواریم این مطلب که توسط تیم تولید محتوا مشهد اتود نگارش شده است، مفید واقع شده باشد.

امکان ارسال دیدگاه وجود ندارد!

09151591497