گندله آهن چیست؟ بررسی انواع، مشخصات، کاربرد و روش تولید
گندله آهن چیست؟
گندله آهن ( به انگلیسی Iron pellets ) ، فراورده‌ای است که از سنگ معدن ریز (پودر شده) یا از کنسانتره سنگ آهن ریز آسیاب شده به دست می‌آید. این گلوله‌ها، ماده اولیه اصلی برای تولید فولاد و فلزات مختلف در کوره بلند هستند. اندازه این گلوله‌ها از 2 تا 30 میلی متر در قطر متغیر است. رایج‌ترین گندله آهن، گلوله‌هایی با قطر 10 تا 15 میلی متر می‌باشند.
برای تولید این گندله‌ها از سنگ آهن معدن‌هایی استفاده می‌شود که از نظر آهن چندان غنی نیستند و همچنین از ضایعات مختلف حاوی آهن در ترکیب آنها استفاده می شود. همچنین قیمت گندله آهن بسته به تولید کننده وترکیبات آن متفاوت میباشد.
شایان ذکر است که از گندله‌های سنگ آهن، عمدتا در فرایند ذوب فولاد و فلزات مختلف در کوره‌های بلند استفاده می‌شود. خوب است بدانید که بر خلاف کنسانتره سنگ معدنی آگلومره شده، گلوله‌ها را می‌توان برای مدت طولانی، بدون هر گونه تخریبی، حمل و نگهداری کرد. در صورت تمایل به خرید گندله آهن از شرکتی معتبر، پیشنهاد می‌کنیم با مشاورین فروش آهن معدن تماس حاصل فرمایید.
مقدمه‌ای بر سنگ آهن و کنسانتره آهن
سنگ آهن به طور طبیعی به شکل سنگ‌های مخلوط با عناصر دیگر وجود دارد. سنگ آهن از طریق فرآیندهای مختلف صنعتی با استفاده از فناوری پیشرفته، فرآوری شده و سپس به شرکت‌های فولادی فروخته می شود. کنسانتره سنگ آهن یک محصول غنی شده است که در آن، محتوای عناصر و ترکیب کانی شناسی با شرایط لازم برای پردازش متالورژیکی، بیشتر مطابقت دارد. توسعه فناوری پمپاژ کنسانتره سنگ آهن در کوره از طریق نازل (با گرد و غبار زغال سنگ یا به طور مستقل) یکی از نویدبخش ترین زمینه‌های تولید کوره بلند است که می‌تواند به طور قابل توجهی جایگزین سنگ معدن کلوخه شود.
به نمونه‌ای از فرآورده‌های حاصل از کنسانتره سنگ آهن، می‌توان به گندله آهن اشاره داشت. به طور کلی، گندله آهن، گلوله کوچکی از سنگ آهن است که در تولید فولاد استفاده می‌شود. گلوله‌های سنگ آهن با حداقل آهن 62 درصد در کوره بلند برای تولید آهن استفاده می‌شود. به عبارتی، گلوله‌های متالیزاسیون به دست آمده از کنسانتره بهبود یافته، حاوی حداقل 66 درصد آهن هستند و عمدتا برای تولید آهن احیا شده مستقیم استفاده می‌شوند.
تفاوت گندله با سنگ آهن و کنسانتره
تفاوت گندله و کنسانتره و سنگ آهن ودر مرحله فرآوری، اندازه ذرات، عیار و کاربرد آن‌هاست.
| محصول | تعریف | شکل و اندازه | مرحله فرآوری | کاربرد اصلی |
|---|---|---|---|---|
| سنگ آهن | ماده معدنی استخراج‌شده از معدن که حاوی کانی‌های آهن است | سنگ و قطعات معدنی با اندازه‌های مختلف | ماده اولیه استخراج‌شده | خوراک کارخانه فرآوری |
| کنسانتره سنگ آهن | محصول حاصل از خردایش، آسیاب و جدایش سنگ آهن که عیار آهن آن نسبت به سنگ اولیه افزایش یافته است | پودر و ذرات ریز | پس از خردایش، آسیاب و پرعیارسازی | خوراک گندله‌سازی و برخی فرآیندهای احیای آهن |
| گندله آهن | گلوله‌های تولیدشده از کنسانتره یا ریزدانه‌های آهن با استفاده از مواد چسبنده و طی مراحل شکل‌دهی، خشک‌کردن و پخت | گلوله‌های معمولاً حدود ۸ تا ۱۸ میلی‌متر | پس از گندله‌سازی، خشک‌کردن و پخت | خوراک کوره بلند و واحدهای احیای مستقیم |
ماهیت گندله آهن
گندله، یکی از انواع محصولات فلزی است که از اجزای سنگ معدن ریز پراکنده ساخته می‌شود. شایان ذکر است که این گلوله‌های سنگ معدن، سهم بزرگی در عملکرد کوره‌های بلند دارند، غلظت سرباره را در فرآوری سنگ‌های فلزی کاهش می‌دهند و همچنین در ذوب آهن و فولاد سهم بسزایی دارند. لازم به ذکر است که ترکیب و فرمول شیمیایی گندله آهن، عمدتا متشکل از کنسانتره سنگ آهن، چسب و مواد آلی مختلف همچون بنتونیت، ملاس ،نشاسته و … میباشد.
اندازه و شکل گندله
مهمترین مشخصات گندله آهن و را می‌توان به این شرح ارائه داد:
- گلوله های سنگ آهن به صورت گرانول‌های گرد بوده و از غنی سازی سنگ آهن (کنسانتره های سنگ آهن مرطوب شده) تولید می‌شوند.
- در فرایند تولید این گندله‌ها، در مرحله اولیه، سنگ معدن خرد و مواد افزودنی معدنی حذف می‌شود و پس از آن، با آهن اشباع می‌شود. شار و اجزای اتصال (رس بنتونیت) به مخلوط اضافه می شود (کنسانتره سنگ معدن ریز آسیاب شده). از این مخلوط گلوله هایی آهنی تشکیل می‌شود.
- گندله‌های آهن از نظر ظاهری، گرانول های کوچک خاکستری مایل به قهوه ای هستند که اندازه آنها معمولا در محدوده 10 تا 25 میلی متر متفاوت است.
- با توجه به ترکیب شیمیایی این گندله‌ها ، نسبت آهن موجود در مخلوط، حداقل 65٪ است. • این گندله‌ها در برابر عوامل محیطی تهاجمی بسیار مقاوم بوده و دارای خواص ضد خوردگی می‌باشند.
- در برابر سایش، از استحکام و مقاومت بالایی برخوردار می‌باشند.
- گندله‌های آهن در برابر نوسانات حرارتی ناگهانی و طولانی مدت، مصون هستند.
ترکیب شیمیایی گندله
| پارامتر | محدوده معمول در گندله آهن | نقش |
|---|---|---|
| Fe | حدود 65–69٪ | عنصر اصلی و منبع آهن |
| FeO | حدود 0.5–2٪ در گندله اکسیدی | شاخص وضعیت اکسیداسیون گندله |
| SiO₂ | حدود 1–5٪ | باطله معدنی؛ مقدار کمتر معمولاً مطلوب‌تر است |
| Al₂O₃ | حدود 0.2–2٪ | جزء باطله؛ بر رفتار سرباره اثر می‌گذارد |
| CaO | حدود 0.5–3٪ | ناشی از سنگ آهک؛ جزء مهم فلاکس |
| MgO | حدود 0.1–2٪ | ناشی از دولومیت یا سایر مواد Mgدار |
| P | معمولاً کمتر از 0.05٪ | ناخالصی نامطلوب در فولادسازی |
| S | معمولاً کمتر از 0.02٪ | ناخالصی نامطلوب |
| LOI | معمولاً پایین | نشان‌دهنده مواد فرار و رطوبت باقی‌مانده |
نکته مهم درباره ترکیب گندله
گندله آهن از نظر شیمیایی عمدتاً بر پایه اکسیدهای آهن است؛ مهمترین فاز آن در گندله اکسیدی معمولاً هماتیت (Fe₂O₃) است. علاوه بر آن، مقداری باطله معدنی و مواد افزودنی مانند بنتونیت، سنگ آهک یا دولومیت وجود دارد.
در گندله احیای مستقیم (DR-grade) معمولاً عیار آهن بالاتر و مقدار ناخالصی‌هایی مانند SiO₂، Al₂O₃، P و S پایین‌تر هدف‌گذاری می‌شود، زیرا کیفیت گندله مستقیماً بر عملکرد واحد احیا و کیفیت DRI/HBI اثر می‌گذارد.
برای مقاله «گندله آهن» شما بهتر است یک جدول دقیق‌تر هم اضافه کنیم که ترکیب شیمیایی گندله کوره‌بلند و گندله احیای مستقیم را کنار هم مقایسه کند؛ این جدول از نظر سئو و ارزش فنی مقاله بسیار مفید است.
تولید گندله آهن
گندله آهن از ریزدانه‌های آهن غنی شده معدن تشکیل می‌شود. در فرایند تولید گندله، آهن را معمولا به اندازه بسیار ریز، آسیاب کرده و با سنگ آهک یا دولومیت به عنوان فلاکس و بنتونیت یا چسب‌های آلی مخلوط می‌کنند. اگر سنگ معدن هماتیت باشد، می‌توان کک یا زغال سنگ آنتراسیت را به مخلوط اضافه کرد تا به عنوان سوخت داخلی برای کمک به احتراق گلوله‌ها عمل کند. این ترکیب در یک میکسر مخلوط شده و روی دیسک‌ها یا درام‌ها قرار می‌گیرد تا دانه‌های سبز رنگ، معمولا در اندازه 9-16 میلی‌متر تولید شود. سپس گرانول های سبز رنگ، وارد دستگاه فشرده سازی می شوند. در گام بعدی، گلوله‌ها را به دمای حدود 800-900 درجه سانتیگراد در بخش پیش گرم رسانیده و سپس فرآیند انجماد را در حدود 1200-1350 درجه سانتیگراد کامل می‌کنند.
لازم به ذکر است که با تنظیم مقدار ماده شار یا سنگ آهک اضافه شده، می‌توان گندله آهن و گرانول‌هایی متفاوت( از گرانول‌های اسیدی (یا غیر روان کننده) تا گرانول‌های بسیار روان کننده ) به دست آورد.
گندله‌های آهن متالیز
برای به دست آوردن گندله‌های خام از گندله سازهای ظرفی، طبلی یا کاسه ای شکل استفاده می‌شود و به روش بو دادن یا بدون پخت تقویت می‌شوند. لازم به ذکر است که اگر در گلوله‌های سنگ آهن تا 95 درصد اکسید آهن به فلز تبدیل شود، به چنین گلوله‌هایی، گندله متالیز می‌گویند. این گندله‌ها، به عنوان یک قاعده، در کوره قوس الکتریکی و در تولید فولادهای با کیفیت بالا استفاده می‌شوند.
نقش خاک رس بنتونیت در تولید گندله‌های آهن
به طور کلی، حجم خاک رس بنتونیت در گندله‌سازی هنگام تعامل با آب، افزایش یافته و چسبناک می‌شود. این خاصیت موجب می‌شود که از بنتونیت به عنوان یک چسب برای تولید گندله آهن از کنسانتره سنگ آهن (سنگ آهن خرد شده مرطوب که مرحله بهینه سازی را پشت سر گذاشته است) استفاده شود.
شایان ذکر است که تولید این پلت‌ها به طور کلی شامل دو مرحله است:
- تشکیل گرانول‌های مرطوب به اندازه مورد نیاز از بار سنگ آهن روی گندله سازها.
- تف جوشی این گلوله‌ها در ماشین‌های برشته به حدی که تحمل حمل و نقل طولانی مدت، بارگیری مجدد، حرارت دادن و ذوب شدن در کوره ها را داشته باشند.
بنابراین، بنتونیت نه تنها به عنوان یک جزء چسبنده عمل می‌کند، بلکه پیوندهای بین دانه‌ای قوی ایجاد می‌کند که به کاهش تشکیل ترک ها تحت تاثیر دمای بالا کمک کرده و به گلوله ها استحکام می‌بخشد.
شایان ذکر است که تولید این پلت‌ها به طور کلی شامل دو مرحله است:
دامنه کاربرد گندله‌های آهن
از گندله آهن در تولید فولادهایی جهت کاربرد در ساخت پل، اتومبیل، هواپیما، دوچرخه، لوازم خانگی و غیره استفاده می‌شود. به طور کلی، استفاده از گلوله به جای زینتر در کارخانه های فولادسازی، انتشار گازهای گلخانه ای را بیشتر کاهش می‌دهد! زیرا کارخانه‌های فولادسازی به پخت نیازی ندارند. در واقع، بر اساس گزارشات انجام شده، تولید فولاد با استفاده از گندله آهن، موجب کاهش 14 درصدی انتشار دی اکسید کربن در کل زنجیره ارزش می‌شود.
عوامل مؤثر بر قیمت گندله آهن چیست؟
مهمترین عوامل مؤثر بر قیمت گندله آهن عبارت‌اند از:
- عیار آهن (Fe)
هرچه عیار آهن گندله بالاتر باشد، معمولاً ارزش متالورژیکی آن بیشتر است. - نوع گندله
گندله کوره بلند، گندله احیای مستقیم (DR) و گندله‌های شارژدار می‌توانند مشخصات و قیمت متفاوتی داشته باشند. - میزان ناخالصی‌ها
مقادیر SiO₂، Al₂O₃، P و S بر کیفیت و ارزش گندله اثر می‌گذارند. - شاخص‌های متالورژیکی
عواملی مانند قابلیت احیا (RI)، تخریب‌پذیری پس از احیا (RDI) و استحکام فشاری گندله می‌توانند در ارزیابی محصول مؤثر باشند. - قیمت سنگ آهن و کنسانتره
هزینه و قیمت خوراک اولیه، یکی از عوامل مهم در شکل‌گیری قیمت گندله است. - عرضه و تقاضا در بازار
میزان تولید گندله، ظرفیت واحدهای فولادی و تقاضای بازار داخلی و صادراتی بر قیمت اثر می‌گذارد. - هزینه‌های انرژی و تولید
مصرف گاز، برق، سوخت و هزینه‌های مربوط به فرآیند خشک‌کردن و پخت گندله در هزینه نهایی تولید نقش دارند. - هزینه حمل‌ونقل و محل تحویل
فاصله معدن یا کارخانه گندله‌سازی تا مصرف‌کننده، هزینه حمل و شرایط تحویل می‌تواند قیمت نهایی را تغییر دهد. - قیمت‌های جهانی سنگ آهن و محصولات فولادی
تغییرات بازار جهانی سنگ آهن و فولاد می‌تواند بر بازار گندله نیز اثرگذار باشد. - شرایط قرارداد و مقدار خرید
حجم سفارش، شرایط پرداخت، محل تحویل، کیفیت مورد توافق و مدت قرارداد می‌تواند باعث تفاوت قیمت معاملات شود.
ویژگی های تکنولوژیکی گندله آهن
اگر چه گندله آهن، از ذرات بسیار ریز و تقریبا پودری ساخته شده است، با این حال، محصول نهایی استحکام خوبی دارد. این گلوله‌ها، عملا از بین نمی‌روند. غیر سمی، غیر قابل اشتعال و غیر قابل انفجار بوده و همچنین می‌توان آن را برای مدت طولانی در فضای باز نگهداری کرد.
انواع گندله آهن
لازم به ذکر است که انواع گندله آهن، بسته به ترکیب شیمیایی آن، به سه نوع زیر تقسیم می‌شوند:
- شار
- غیر شار
- دولومیتی
مرکز معتبر عرضه و توزیع گندله آهن
خوب است بدانید که شرکت آهن معدن، در زمینه تامین و عرضه گندله آهن، از مراکز توزیع پیشرو بوده و متخصصین این مجموعه همواه ارائه خدمات با کیفیت بالا را تضمین می‌کنند. پیشنهاد می‌کنیم برای اطلاع دقیق از قیمت گندله آهن و هزینه سفارش و همچنین نحوه خرید گندله آهن با مدیران شرکت آهن معدن تماس حاصل فرمایید. همچنین در صورت مواجه شدن با هر گونه چالشی در طی فرایند خرید آنلاین این محصول، می‌توانید با بخش پشتیبانی ارتباط گیرید.
سلام خسته نباشید
مواد افزودنی که در فرایند گندله سازی به کنسانتره سنگ آهن اضافه می کنند چه دلیلی داره یا بهتره بگم این مواد باعث چه خواصی در داخل گندله آهن میشه؟ و اینکه آیا فقط گل بنتونیت رو به عنوان ماده افزودنی به پودر سنگ آهن اضافه مینند یا مواد دیگری هم هستند؟
سلام مصطفی عزیز
این مواد افزودنی برای این هست که در زمان گندله کردن پودر سنگ اهن یا کنسانتره این مواد به هم بچسبند و به یک استحکام قابل قبولی هم برسند . چرا؟ چون ممکنه در فرایند های بعدی که استفاده انها در کوره ذوب هست این گندله هها از هم گسیخته و به زبان عامیانه وا بروند. هم چنین زمانی که گندله ها در حال تولید شدنند و شکل گرفنتد در زمان خشک کردن آنها ترک نخورند و به صورت پلت های سالم ایجاد شوند.
در مورد سوال دوم شما غیر از بنتونیت بله مواد دیگری هم هستنت که به عنوان افرزودنی در زمان گندله سازی استفاده می‌شوند مثل : شیر آهک یا هیدروکسید کلسیم ، اهک ، سیمان ، مواد آلی و …
[…] بازیافت آهن یکی از روش‌های مهم و اقتصادی در صنعت فولاد و آهن است. در این فرآیند، مواد ضایعاتی آهنی، از جمله ضایعات فلزی، بازیافت شده و به محصولات جدید تبدیل می‌شوند. یکی از مراحل کلیدی در بازیافت آهن، تولید گندله آهن است. […]