اهمیت پارامتر بلین کنسانتره آهن در کیفیت گندله

اهمیت پارامتر بلین کنسانتره آهن در کیفیت گندله

سنگ آهن ماده اولیه برای تولید فولاد است که در طی یک فرآیند صنعتی از کنسانتره به گندله و سپس به فولاد تبدیل می‌شود. گندله آهن، علاوه بر دارا بودن هندسه و تخلخل یکنواخت، باید از ویژگی‌های مکانیکی، شیمیایی و حرارتی مطلوبی برخوردار باشد.

عوامل متعددی می‌توانند بر کیفیت گندله اثرگذار باشند که بخش زیادی از آن، متاثر از کیفیت کنسانتره آهن – از جمله دانه‌بندی، سطح مخصوص و شکل ذرات کنسانتره – می‌باشد. بر اساس مطالعات انجام شده، هرچه درصد ذرات زیر 45 میکرون در کنسانتره بیشتر باشد، قابلیت گندله شدن نرمه‌ها افزایش می‌یابد.

شرایط بهینه (از نظر اقتصادی و فنی) زمانی اتفاق می‌افتد که 70 تا 80 درصد ذرات زیر 45 میکرون باشند. در این شرایط، متناسب با کاهش ابعاد ذرات، سطح ویژه و نیروهای مویینه افزایش و لذا جذب آب در سطح ذرات تسریع می‌گردد. در نتیجه، فشردگی بین اجزای گندله خام افزایش یافته و تخلخل گندله کاهش می‌یابد که این موضوع باعث بهبود خواص مکانیکی گندله – افزایش استحکام فشاری و مقاومت دربرابر سایش – می‌شود.

تحقیقات نشان داده‌اند، سطح مخصوص ذرات کنسانتره (بلین) مهمترین عامل تأثیرگذار در کیفیت گندله است. در این ارتباط، توسط پان و همکارانش در سال 2013 مطالعه‌ای بر روی شش نمونه کنسانتره مگنتیتی و هماتیتی (متفاوت در توزیع اندازه ذرات، سطح مخصوص و شکل ذرات) انجام گرفت و تأثیر خواص آن‌ها بر روی ویژگی‌های مکانیکی گندله بررسی شد. در این بررسی، آنالیز توزیع اندازه ذرات توسط سرند و شیکر، آنالیز سطح مخصوص توسط دستگاه بلین و آنالیز شکل ذرات توسط میکروسکوپ الکترونی انجام شد.

آنالیز سرندی نشان داد درصد ذرات کوچکتر از 74 میکرون در شش نمونه کنسانتره به این شرح است: C1=97%، C2=94%، C3=93.8%، C4= 92.3%،  C5=91%و C6=76%. دربین این نمونه‌ها، کنسانتره C6 درشت دانه و سایر نمونه‌ها ریزدانه می‌باشند. کنسانتره C2 دارای بیشترین ذرات ریز در بین نمونه‌ها می‌باشد، بطوریکه 68% ذرات آن کوچکتر از 43 میکرون بوده‌اند.

نتایج تست بلین شش نمونه کنسانتره در شکل زیر نشان داده شده است. کنسانتره C6 با مقدار بلین 4540 cm2/gبیشترین سطح مخصوص را داراست. نمونه کنسانتره‌های C2، C4 و C5 دارای بلین کمتر از 1000 cm2/g می‌باشند که از حداقل سطح مخصوص موردنیاز برای تولید گندله مناسب کمتر است.

بطور کلی، با ریزتر شدن ذرات کنسانتره مقدار سطح مخصوص (بلین) افزایش می‌یابد، اما نتایج این بررسی نشان می‌دهد که این روند همیشه برقرار نیست. به عنوان مثال کنسانتره C6 دارای ذرات درشت تری از کنسانتره C5است، درحالی که سطح مخصوص ذرات C6 بسیار بیشتر از (بیش از 8 برابر) C5 است. لذا سطح مخصوص فقط تابعی از اندازه ذرات نیست.

تصاویر میکروسکپی برای چهار نمونه کنسانتره با بیشترین و کمترین میزان بلین (شکل زیر) نشان داد علاوه بر اندازه ذرات، شکل و وضعیت سطح ذرات و تراکم آن‌ها نیز بر میزان سطح مخصوص تأثیرگذار است. به عنوان مثال، در کنسانتره‌های C3 و C6 که دارای بیشترین سطح مخصوص می‌باشند، بر خلاف دو نمونه دیگر، سطح ذرات ناهموار و نامنظم بوده و ریزدانه‌هایی در ساختار این نمونه‌ها وجود دارد. تحقیقات نشان داده‌اند، محدوده مطلوب برای بلین کنسانتره آهن در حدود 1500 cm2/g می‌باشد.

سنگ آهن ماده اولیه برای تولید فولاد است که در طی یک فرآیند صنعتی از کنسانتره به گندله و سپس به فولاد تبدیل می‌شود. گندله آهن، علاوه بر دارا بودن هندسه و تخلخل یکنواخت، باید از ویژگی‌های مکانیکی، شیمیایی و حرارتی مطلوبی برخوردار باشد.

عوامل متعددی می‌توانند بر کیفیت گندله اثرگذار باشند که بخش زیادی از آن، متاثر از کیفیت کنسانتره آهن – از جمله دانه‌بندی، سطح مخصوص و شکل ذرات کنسانتره – می‌باشد. بر اساس مطالعات انجام شده، هرچه درصد ذرات زیر 45 میکرون در کنسانتره بیشتر باشد، قابلیت گندله شدن نرمه‌ها افزایش می‌یابد.

شرایط بهینه (از نظر اقتصادی و فنی) زمانی اتفاق می‌افتد که 70 تا 80 درصد ذرات زیر 45 میکرون باشند. در این شرایط، متناسب با کاهش ابعاد ذرات، سطح ویژه و نیروهای مویینه افزایش و لذا جذب آب در سطح ذرات تسریع می‌گردد. در نتیجه، فشردگی بین اجزای گندله خام افزایش یافته و تخلخل گندله کاهش می‌یابد که این موضوع باعث بهبود خواص مکانیکی گندله – افزایش استحکام فشاری و مقاومت دربرابر سایش – می‌شود.

تحقیقات نشان داده‌اند، سطح مخصوص ذرات کنسانتره (بلین) مهمترین عامل تأثیرگذار در کیفیت گندله است. در این ارتباط، توسط پان و همکارانش در سال 2013 مطالعه‌ای بر روی شش نمونه کنسانتره مگنتیتی و هماتیتی (متفاوت در توزیع اندازه ذرات، سطح مخصوص و شکل ذرات) انجام گرفت و تأثیر خواص آن‌ها بر روی ویژگی‌های مکانیکی گندله بررسی شد. در این بررسی، آنالیز توزیع اندازه ذرات توسط سرند و شیکر، آنالیز سطح مخصوص توسط دستگاه بلین و آنالیز شکل ذرات توسط میکروسکوپ الکترونی انجام شد.

آنالیز سرندی نشان داد درصد ذرات کوچکتر از 74 میکرون در شش نمونه کنسانتره به این شرح است: C1=97%، C2=94%، C3=93.8%، C4= 92.3%،  C5=91%و C6=76%. دربین این نمونه‌ها، کنسانتره C6 درشت دانه و سایر نمونه‌ها ریزدانه می‌باشند. کنسانتره C2 دارای بیشترین ذرات ریز در بین نمونه‌ها می‌باشد، بطوریکه 68% ذرات آن کوچکتر از 43 میکرون بوده‌اند.

نتایج تست بلین شش نمونه کنسانتره در شکل زیر نشان داده شده است. کنسانتره C6 با مقدار بلین 4540 cm2/gبیشترین سطح مخصوص را داراست. نمونه کنسانتره‌های C2، C4 و C5 دارای بلین کمتر از 1000 cm2/g می‌باشند که از حداقل سطح مخصوص موردنیاز برای تولید گندله مناسب کمتر است.

بطور کلی، با ریزتر شدن ذرات کنسانتره مقدار سطح مخصوص (بلین) افزایش می‌یابد، اما نتایج این بررسی نشان می‌دهد که این روند همیشه برقرار نیست. به عنوان مثال کنسانتره C6 دارای ذرات درشت تری از کنسانتره C5است، درحالی که سطح مخصوص ذرات C6 بسیار بیشتر از (بیش از 8 برابر) C5 است. لذا سطح مخصوص فقط تابعی از اندازه ذرات نیست.

تصاویر میکروسکپی برای چهار نمونه کنسانتره با بیشترین و کمترین میزان بلین (شکل زیر) نشان داد علاوه بر اندازه ذرات، شکل و وضعیت سطح ذرات و تراکم آن‌ها نیز بر میزان سطح مخصوص تأثیرگذار است. به عنوان مثال، در کنسانتره‌های C3 و C6 که دارای بیشترین سطح مخصوص می‌باشند، بر خلاف دو نمونه دیگر، سطح ذرات ناهموار و نامنظم بوده و ریزدانه‌هایی در ساختار این نمونه‌ها وجود دارد. تحقیقات نشان داده‌اند، محدوده مطلوب برای بلین کنسانتره آهن در حدود 1500 cm2/g می‌باشد.

keyboard_arrow_up