همانگونه که در مقاله ی فولاد چیست شرح دادیم در هرکشور مصرف فولاد تابع سطح توسعه یافتگی آن و توسعه یافتگی خود انعکاسی میباشد.
از فولاد به عنوان شاخص توسعه استفاده میشود مانند سطح درآمد، درجه تخصصی شدن اقتصاد کشور، رشد بخش های صنعتی کشور و نیاز به ساختمان های مسکونی و غیره میباشد. در این مقالهخ قصد داریم به شرح و بررسی فرآیند تولید آهن آلات بپردازیم بنابراین تا پایان این مقاله با مجموعه ی آهن ملل همراه باشید.
فرآیند تولید آهن آلات
در کشورهای مختلف جهان دو روش برای تولید آهن آلات وجود دارد:
- کوره بلند (کنورتور)
- احیا مستقیم یا کوره الکتریکی
برای تولید آهن آلات به شرایط خاص هرکشور همچنین به نوع مواد اولیه و انرژی قابل دسترس بستگی دارد.
کشوری که منابع آن ذغال سنگ مرغوب میباشد روش کوره بلند مقرون به صرفه میباشد و در کشوری که منابع سرشار آن گاز طبیعی میباشد روش احیا مستقیم آن مقرون به صرفه میباشد.
برای تولید آهن آلات در کارخانه ذوب آهن اصفهان از روش کوره بلند استفاده میشود و در مجتمع های فولاد مبارکه و اهواز برای تولید آهن آلات از روش احیا مستقیم استفاده میشود.
تولید آهن آلات با استفاده از روش کوره بلند
با استفاده از روش سنتی تولید آهن آلات سابقه ی طولانی دارد.
در سال ۱۶۰۰ میلادی در انگلستان اولین کوره تولید شد و از سال ۱۸۰۰ میلادی استفاده تجارتی با روش گرم کردن هوای ورودی آغاز میشود.
برای تولید فولاد پس از استخراج سنگ آهن از معدن به روش کوره بلند که همان روش سنتی میباشد خرد و به اندازه موردنظر الک میشود و به انبار سنگ آهن انتقال داده میشود.
سنگ آهن پس از خرد شدن به همراه مقداری پودر کک ابتدا به قسمت آلگومداسیون منتقل و از آنجا وارد کوره بلند میشود.
برای شارژ کوره بلند به صورت لایه هایی از سنگ آهن ، کک و سنگ آهک انجام میشود سپس به وسیله ی لوله های دمش هوای داغ به داخل کوره دمیده میشود.
بنابراین هنگام سرازیر شدن کوره سنگ آهن احیا شده به علت گرمای زیاد ذوب شده و در قسمت تحتانی کوره جمع میگردد.
آهن خام مذاب پس از مدت زمانی معین از کوره تخلیه شده سپس به همراه آهن قراضه به کنورتور انتقال داده میشود.
آهن خام مذاب در داخل کنورتور درجه حرارت و ترکیبات لازم را بر اثر دمیدن اکسیژن به دست می آورد.
سپس فولاد تولید شده در قالب ریخته شده و به صورت شمش، بیلت و یا بلوم به کارخانه نورد منتقل میشود تا در نتیجه محصول نهایی ساخته شود.
تولید آهن آلات با روش احیا مستقیم
سنگ آهن در این روش در کنار زغال احیا داده میشود و به صورت آهن اسفنجی در می آید.
در گذشته آهن اسفنجی به دست آمده را به وسیله چکش کاری فرم میدادند تا به آهن آلات تبدیل شوند.
اولین مرحله ی تولید آهن آلات از سنگ آهن بوده و با استفاده از تکنولوژی از روش احیا مستقیم در مقیاس وسیع و در حقیقت از تکنولوژی پیشرفته امروزی و با توجه به این روش قدیمی نشات میگیرد.
در سال ۱۸۶۹ میلادی برای اولین بار از کوره احیا مستقیم استفاده میشد همچنین در سال ۱۹۵۲ از کوره احیا مستقیم استفاده تجارتی با استفاده از گاز طبیعی انجام میشد.
استفاده از روش احیا مستقیم سنگ معدن تغلیظ شده از ابتدا به گندله تبدیل کرده سپس بعد از جدا کردن گندله های ریز بقیه گندله ها به واحد احیا مستقیم منتقل میشود.
حالت جامد گندله بدون اینکه تغییر کند احیا میکنند به عبارت دیگر اکسیژن اکسیدهای آهن را از آن جدا میکنند.
در آنجا بدون آنکه حالت جامد گندله تغییر کند آن را احیا نموده به عبارت دیگر اکسیژن اکسیدهای آهن را از آن جدا می نمایند.
- پیشنهاد آهن ملل: مطالعه مقاله «گندله چیست؟»
آهن اسفنجی تولید شده از احیا مستقیم با درصدی از آهن قراضه جهت ذوب وارد کوره های قوس الکتریکی میشود.
در حقیقت ناخالصی موجود در آهن اسفنجی در این مرحله تغلیظ شده و همراه با مقدار کمی اکسید آهن به صورت سرباره از فولاد مذاب جدا میشود.
فولادی که از طریق کوره های بلند به وجود می آید را میتوان با روش ریخته گری به ظاهری مناسب برای ارسال به کارخانه ی نورد تبدیل کرد.
