اثر آهن قراضه در فولادسازی

فراوری قراضه به صورت سیستماتیک و مدرن، با ابزار و تجهیزات استاندارد که منجر به تولید محصولی استاندارد با تعاریف دقیق و مشخص داشته باشد، از نیازهای صنعت فولاد ایران است.

امروزه برای صرفه جویی و عدم بکار گیری دستگاهالات و غیره برای استخراج اهن از مواد اولیه با ذوب و بازیافت اهن های قراضه و تبدیل ان به وسایل مورد نیاز کمک بی نظیری به اقتصاد و هزینه های زیاد می کند

ادامه متن در ادامه مطلب

تولیدکنندگان فولاد با استفاده از روش های مختلفی درصدد کاهش میزان مصرف انرژی و بهره وری بالاتر و همچنین افزایش کیفیت محصولات خود هستند. از این رو کارشناسان با بررسی جزئیات و استاندارها با توجه به نوع مواد اولیه ( قراضه – آهن اسفنجی ) بدین منظور راه های متفاوتی را پیشنهاد میکنند. جهت بررسی اثرات کیفیت آهن قراضه بر روی محصولات فولادی میزگردی با همت آقای مهندس سید تقی مرتضویان از کارشناسان با تجربه صنعت فولاد و قراضه در گروه تخصصی آهنگان ترتیب داده شد تا بهمراه آقای مهندس حسام ادیب مدیریت شرکت پاترون این موضوع مورد بررسی قرار گیرد.

هنگامی که صحبت از کیفیت قراضه می شود، چه نکات اساسی مد نظر است؟

در مورد کیفیت قراضه، تعاریف متفاوتی هست ولی به طور کلی می شود گفت که قراضه از چند جهت مورد بررسی کیفی قرار میگیرد: آنالیز یا جنس، سایز، دانسیته و میزان ناخالصی.

باید همه شاخص های کیفی مورد بررسی قرار بگیرند و یک دسته بندی در نظر گرفته شود. در عرف بازار برای جلوگیری از پیچیدگی موضوع کیفیت قراضه را با عناوینی مثل قراضه ویژه، درجه ۱، درجه ۲، پرسی و غیره نام گذاری می کنند که به نوعی همه موارد فوق در دل این عناوین نهفته است.

این تعاریف ممکن است برای کوره های قوس یا القایی از نظر مصرف کننده متفاوت باشند و یا اینکه تعاریف با گذر زمان تغییر کنند. مهم این است که اگر عنوانی به یک محموله قراضه داده شود، هم خریدار و هم فروشنده بدانند که در مورد یک چیز حرف می زنند. مثلا وقتی صحبت از قراضه ویژه میشود، انتظار این است که سایز قراضه برای کوره های القایی مثلا زیر ۳۰ سانتیمتر و دانسیته اش بالای ۸۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب باشد و ترکیب قراضه چیزهایی مثل این ادوات را شامل شود: قطعات سنگین بار لقمه ای، قطعات خرد شده ی ماشین آلات سنگین، ضایعات فولاد سازی یا نورد (سر شمش، سر تیر آهن، سر میلگرد، نبشی و ناودانی، پولکی با ضخامت بالای یک میلی متر)، تیر آهن، نبشی، تسمه، قوطی و میلگرد ضخیم تا طول نیم متر. البته در چند سال اخیر به این قراضه ای که من گفتم عنوان سوپر ویژه گفته می شود. و مثلا وقتی می گوییم قراضه درجه یک منظور این است که برای کوره های القایی طول قطعات قراضه ممکن است ۵۰ سانتیمتر و یا برای درجه ۲ ممکن است طول تا یک متر هم باشد.

هزینه های تولیدات:

یکی از مواردی که در فولادسازی اثر زیادی روی تولید و هزینه های تولید می گذارد، ناخالصی های قراضه است ورود این مواد به کوره های قوس و القایی منجر به افزایش مصرف انرژی میشود. چون این ناخالصی ها انرژی جذب میکنند. ناخالصی قراضه می تواند از زنگ زدگی، خاک، سیمان و موارد مشابه دیگر باشد. در نتیجه اولین اثر افزایش مصرف انرژی هست و با توجه به اینکه برای ذوب ضایعات انرژی مشخصی به کوره داده میشود، طبیعتا جذب انرژی توسط ناخالصی ها باعث می شود زمان بیشتری جهت ذوب قراضه های آهنی نیاز داشته باشیم و در نتیجه زمان ذوب طولانی خواهد شد. از این جهت میزان تولید در کوره های الکتریکی کاهش پیدا میکند. این اولین ضرر ناخالصی قراضه هست اما زیان های دیگری که وارد میشود این است که این مواد ناخالصی چون دانسیته کمتری نسبت به مذاب دارند، روی سطح ذوب جمع شده و تشکیل یک لایه میدهد که به آن سرباره می گوییم. سرباره مشکلاتی رو ایجاد میکند. مثلا سرباره خودش مانع شارژ در کوره های القایی شده و در نتیجه باید سرباره رو از کوره و مذاب جدا بکنیم که به این عمل سرباره گیری گفته می شود. سرباره گیری عملیات زمان گیری هست. در نتیجه هر مقدار زمان رو صرف سرباره گیری بکنیم، از میران تولید کم می شود. پس جدای از جذب انرژی بیشتر و طولانی شدن زمان ذوب، عملیات سرباره گیری هم منجر به افزایش زمان ذوب و کاهش بیشتر تولید خواهد شد . اثر دیگری که سرباره میگذارد اینست که مثلا در کوره های القایی که جداره نسوز کوره معمولا از جرم سیلیسی هست، از اونجایی که جرم سیلیسی ماهیت اسیدی دارد و سرباره ماهیت بازی، سرباره باعث خوردگی در جداره نسوز شده و این امر باعث کاهش عمر جداره نسوز خواهد شد. این کاهش عمر نسوز هم منجر به از دست دادن زمان و هم باعث افزایش هزینه میشود. عملیات حمل و نقل سرباره بعد از سرباره گیری و انبار کردن یا دفن کردن اون هم از عملیات بعدی هست که هزینه بر و انرژی بر هست. در نتیجه اثر ناخالصی روی عملیات ذوب بسیار زیاد هست.

 مقایسه اثرات تولید فولاد با قراضه و یا آهن اسفنجی به چه صورت است؟

آهن اسفنجی محصول فرایند احیای مستقیم سنگ آهن هست. معمولا ورودی فرایند احیای سنگ آهن حدود ۶۷% هست. یعنی سنگ آهن یا به عبارتی گندله یا کنسانتره با %۶۷Fe عیارش در فرایند احیا مثلا با روش میدرکس به حدود ۹۱% میرسد.

اما همه این آهن به صورت آزاد وجود ندارد و مقداری به صورت FeO یا اکسید آهن هست. در نتیجه شاخصی وجود داره به نام متالیزاسیون یا درجه آهنی شدن. مثلا درجه آهنی شدن آهن اسفنجی اگر۹۱% باشد و کل آهن ما نیز ۹۱% باشد، ضرب این دو عدد در هم نشان دهنده میزان آهنی است که از آهن اسفنجی ذوب میشود. یعنی ۹۱% × ۹۱% = حدود ۸۳% این یعنی حدودا ما ۱۷% پرت داریم.

 به طور خلاصه وقتی بحث از کیفیت قراضه میکنیم باید چند نکته رو در نظر بگیریم:

1. شاخص های اندازه گیری کیفیت قراضه باید تعریف بشوند.
2. تعاریف باید بین همه اعضای زنجیره به صورت یکسان تعریف بشوند.
3. تعاریف باید قابل فهم و اندازه گیری باشند.
4. ارزش هر نوع قراضه باید بر اساس تعاریف سنجیده شود.

منابع تامین آهن قراضه به سه دسته:

الف-   منابع خانگي

ب-  منابع عمومي

ج-  منابع صنعتي تقسیم می شوند که در زیر تمام این منابع با موارد آنها ذکر شده است