گندله، گلوله‌های حیاتی صنعت فولاد
گندله، به عنوان ماده اولیه اصلی تولید فولاد، در زنجیره تولید فولادی یک نقش بسیار مهم و ارزش‌آفرین دارد. فرایند تولید فولاد از استخراج سنگ آهن آغاز شده و از طریق کنسانتره و تبدیل آن به گندله، به مراحل بعدی ادامه می‌یابد.
سنگ آهن ابتدایی در زنجیره تولید، از معادن استخراج می‌شود و سپس به مرحله کنسانتره می‌رود. در این مرحله، از سنگ آهن خام موجود در سنگ‌های معدنی، مقدار بیشتری آهن استخراج می‌شود. سپس، با استفاده از فرایندی به نام گندله‌سازی، آهن به گندله تبدیل می‌شود. گندله، محصولی است که شامل آهن، کلسیم و فسفر است و در نهایت به فولاد تبدیل می‌شود.
در میانهٔ راه زنجیره تولید فولاد، از گندله استفاده می‌شود تا به آهن اسفنجی و سپس به شمش و اسلب تبدیل شود. اسلب برای تولید مقاطع تخت مورد استفاده قرار می‌گیرد و شمش بیلت، ماده‌ای است که برای تولید سایر مقاطع فولادی به کار می‌رود.
در ایران، برای تولید آهن اسفنجی عمدتاً از روش احیا مستقیم و استفاده از گندله استفاده می‌شود. این روش در کشور ما رایج است ولی در سطح جهان، استفاده از روش کوره بلند برای تولید آهن اسفنجی رواج دارد. تنها حدود ۴.۵ میلیون تن از ظرفیت سالانه تولید فولاد کشور به روش کوره بلند است.
در نهایت، می‌توان گفت که زنجیره تولید فولاد از مراحل استخراج سنگ آهن تا تولید محصول نهایی، یک فرآیند پیچیده و متشابه در صنایع مختلف دنیاست. با توجه به توانایی تولید فولاد در کشورمان و استفاده از روش‌های مدرن، صنعت فولاد در ایران در حال رشد و توسعه است.
فهرست سرتیترها
گندله‌سازی یا پلت‌سازی
گندله‌سازی یا پلت‌سازی، یکی از مهمترین مراحل در فرآیند تولید فولاد است. در این مرحله، مواد خام گلوله‌ای به منظور تولید مواد اولیه فولاد، به گندله تبدیل می‌شوند. گندله، شامل سنگ آهن و مواد افزودنی است که به روش‌های مختلفی مانند کوره بلند، احیا مستقیم و قوس الکتریکی تولید می‌شود.
گندله خوراک تولید فولاد در روش احیا مستقیم
در روش احیا مستقیم، گندله برای تولید آهن اسفنجی استفاده می‌شود و اغلب این روش در ایران مورد استفاده قرار می‌گیرد. روش کوره دوار (معروف به آلیس چالمرز) و روش باند متحرک یا لورگی، دو روش متداول در این روش تولید گندله هستند. استفاده از روش عمودی در این زمینه محدودیت‌هایی دارد و به همین دلیل کمتر استفاده می‌شود.
مواد اولیه تولید گندله
برای تولید گندله، نیاز به مواد اولیه‌ای مانند سنگ آهن و مواد افزودنی از قبیل بنتونیت، دولومیت، شیر آهک و آب وجود دارد. این مواد اولیه، در استوانه یا دیسک مربوطه قرار می‌گیرند و به وسیله چرخش، به گندله تبدیل می‌شوند. در این فرآیند، آهن به عیار بالاتری دست می‌یابد.
مواد افزودنی مانند دولومیت و بنتونیت، باعث افزایش چسبندگی مواد در گندله می‌شوند. همچنین، آبی که در فرآیند تولید اضافه می‌شود، باعث ایجاد کشش سطحی و تشکیل پلی در ذرات پودری می‌شود. مقدار آب و رطوبت در این فرآیند بسیار مهم است؛ زیرا در صورت افزایش یا کاهش غیرمعمول آب، کیفیت و یکنواختی گندله تحت تأثیر قرار می‌گیرد.
در نهایت، می‌توان گفت که گندله‌سازی یکی از مراحل حیاتی در فرآیند تولید فولاد است. استفاده از روش‌های متنوع در تولید گندله، بستری را برای تولید فولاد با کیفیت و مطابق با استانداردهای بین‌المللی فراهم می‌کند.
فرایند تولید گندله
فرایند تولید گندله در دو روش مختلف، یعنی روش مخروطی یا استوانه دوار و روش دیسکی صورت می‌گیرد. در گذشته، استفاده از روش مخروطی در تولید گندله متداول بود، اما این روش دارای ضعف‌هایی بود. سایز گندله‌های تولید شده در این روش به‌طور یکنواخت نبود و برای جداسازی و یکنواخت‌سازی آن‌ها، نیاز به غربالگری داشت. برای رفع این مشکل، از دیسک‌هایی با زاویه مخروطی ۴۵ درجه استفاده شد. سرعت دیسک نیز در حدود ۴ تا ۱۲ دور در دقیقه قرار دارد.
در حال حاضر، عمده تولید گندله از طریق روش دیسکی صورت می‌گیرد. در این روش، گندله‌های تولید شده پس از رسیدن به ابعاد مورد نظر، از پایین دیسک خارج می‌شوند و بر روی نوار نقاله قرار می‌گیرند. این نوار نقاله گندله‌های خام را به مرحله پخت منتقل می‌کند.
روش دیسکی به دلیل عملکرد بهتر و یکنواخت‌تر در تولید گندله، امروزه اصلی‌ترین روش مورد استفاده قرار می‌گیرد. با استفاده از این روش، می‌توان گندله‌های با کیفیت و هموار را تولید کرد که برای مراحل بعدی فرآیند تولید فولاد آماده می‌شوند.
پلت سبز یا پخت گندله
بعد از تولید گندله خام، لازم است آن را پخته کنیم؛ زیرا گندله خام برای استفاده در کوره بلند و احیا مستقیم مقاومت کافی را ندارد. همچنین، استحکام مکانیکی آن بسیار پایین است، بنابراین حمل و نقل آن بسیار مشکل و حتی غیرممکن است. گندله خام در احیا مستقیم بازدهی پایینی دارد و همچنین در کوره بلند قابل استفاده نیست زیرا ممکن است منجر به انسداد کوره شود.
پس از مرحله دیسک، فرایند تولید گندله به شرح زیر است: خشک کردن، پیش‌گرمی، پخت و سپس سرد کردن. در مرحله خشک کردن، رطوبت موجود در گندله را از بین می‌برند تا در مراحل بعدی فرآیند تولید به خوبی عمل کند. در مرحله پیش‌گرمی، گندله را به دمای مورد نیاز برای پخت آماده می‌کنند. سپس در مرحله پخت، گندله را در دمای بالا و به مدت زمان مشخصی قرار می‌دهند تا بتواند ویژگی‌های مطلوب را به دست آورد. در نهایت، با سرد کردن، گندله را به دمای مناسبی می‌برند تا آماده مراحل بعدی تولید شود.
خشک‌کردن گندله سبز
در مرحله خشک‌کردن گندله سبز، رطوبت موجود در گندله کاملاً از بین می‌رود. در این مرحله، انتخاب نوع سنگ آهنی که گندله خام از آن تولید شده است، بسیار اهمیت دارد. زیرا دمای لازم برای خشک‌کردن به میزان زیادی به نوع سنگ آهن وابسته است. به عنوان مثال، در صورت استفاده از گندله مگنتیتی، دمای مورد نیاز برای خشک‌کردن ممکن است تا حدود ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد افزایش یابد. اما در صورت استفاده از گندله هماتیتی، دما نمی‌تواند از ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد بیشتر شود. بنابراین، انتخاب دمای مناسب در این مرحله بسیار حائز اهمیت است زیرا در صورت انتخاب دمای نامناسب، ممکن است منجر به ترک خوردن گندله شود. در مقیاس صنعتی، دما به آرامی و از پایین به گندله داده می‌شود تا رطوبت آن کاملاً از بین برود.
مرحله پیش‌گرم
در مرحله پیش‌گرم، گندله به طور یکنواخت در دمای هزار درجه سانتی‌گراد گرم می‌شود، این دما بسته به نوع سنگ آهن مورد استفاده متغیر است. هدف از این مرحله، جلوگیری از ترک خوردن و خرد شدن گندله است. با انجام این مرحله، گندله آماده پخت در کوره بلند و احیا مستقیم می‌شود. پس از این مرحله، گندله آماده استفاده در فرآیندهای بعدی مانند کوره بلند و احیا مستقیم می‌باشد. این مرحله باعث افزایش استحکام و کیفیت گندله می‌شود تا بتواند به خوبی در فرآیندهای تولید فولاد استفاده شود.
در این ویدیو مراحل تولید گندله را مشاهده می‌کنید:
