ورود|ثبت نام
031 9100 31 31کنسانتره و گندله سنگ آهن چیست؟
کنسانتره و گندله، دو حلقهی میانی و حیاتی در زنجیره آهن و فولاد هستند که بدون آنها عملا، سنگ آهن خام نمیتواند به فولاد صنعتی تبدیل شود. آهن خام استخراجشده از معادن، قابلیت ورود مستقیم به کورههای فولادسازی را ندارد و باید ابتدا به کنسانتره با عیار حدود ۶۰ تا ۶۷ درصد Fe و سپس به گندله با ساختار و ویژگیهای فیزیکی مناسب برای کورههای ذوب تبدیل شود. این دو محصول، پلی بین ماده معدنی خام و ماده قابل مصرف صنعتی در ساخت فولاد محسوب میشوند. به همین دلیل درک جایگاه کنسانتره و گندله در این زنجیره، مستقیما بر تحلیل قیمت ورق سیاه، شمش و تصمیمگیریهای خرید اثر میگذارد.
فهرست مطالب
کنسانتره سنگ آهن چیست
وقتی سنگ آهن از معدن استخراج میشود، هنوز خالص نیست و همراه خودش مقدار زیادی خاک، سیلیس و مواد اضافی دارد. اگر این ماده بدون تغییر، وارد کارخانه فولاد شود، هم راندمان تولید پایین میآید و هم مصرف انرژی بالا میرود، به همین دلیل سنگ آهن، خرد و ریز میشود تا بخشهای آهندار از مواد اضافی جدا شوند، سپس با کمک روشهای جداسازی، ناخالصیها تا حد زیادی حذف میشوند و محصولی به دست میآید که درصد آهن آن بالاتر و ترکیبش یکنواختتر است. این محصول همان کنسانتره است؛ یعنی سنگ آهنی که از حالت خام خارج شده، تمیزتر و غلیظتر شده، اما هنوز برای ورود مستقیم به کوره مناسب نیست.
گندله آهن چیست
گندله محصولی است که از تبدیل کنسانتره به گلولههای همشکل و سپس پخت حرارتی آنها به دست میآید. هدف این مرحله ایجاد یک ساختار مکانیکی پایدار است که بتواند در شرایط حملونقل و داخل کوره، شکل خود را حفظ کند و جریان گاز را بهصورت یکنواخت عبور دهد.
روش تولید گندله
در ابتدا کنسانتره آهن با مقدار کنترلشدهای آب و مواد افزودنی مخلوط میشود و در دستگاههای گندلهسازی به شکل گلولههای خام در میآید. اما این گلولههای خام استحکام کافی ندارند و حساسیت بالایی نسبت به ضربه و رطوبت نشان میدهند. بنابراین وارد مرحله پخت میشوند تا در دمای بالا، ساختار داخلی آنها تثبیت میشود. نتیجه این فرآیند، محصولی با استحکام مکانیکی بالا و رفتار قابل پیشبینی در کوره است که گُندِله نامیده میشود و ماده خام اولیه برای تولید ورق سیاه آهن است.
تفاوت کنسانتره و گندله
تفاوت گندله و کنسانتره در سه سطح فیزیکی، فرآیندی و عملکردی قابل بررسی است که هر سطح مستقیما بر نقش آنها در زنجیره فولاد اثر میگذارد.
ساختار
از نظر فیزیکی، کنسانتره به شکل پودر بسیار ریز است، در حالی که گندله به صورت گلولههای کروی و مقاوم تولید میشود. این تغییر شکل فقط ظاهری نیست بلکه روی رفتار جریان گاز در کوره اثر مستقیم دارد؛ به این معنا که در حالت پودریِ کنسانتره، ذرات به هم میچسبند و مسیر عبور گاز بسته میشود، اما در گندله به دلیل فاصله منظم بین گلولهها، گاز بهراحتی و یکنواخت در بستر حرکت میکند و واکنش احیا کاملتر انجام میشود.
بیشتر بخوانیدبرای اطلاعات بیشتر میتوانید آشنایی با بزرگترین معادن آهن جهان را مطالعه کنید.
روش تولید
از نظر فرایند تولید، کنسانتره یک محصول میانی است که از آمادهسازی سنگ آهن خام به دست میآید؛ یعنی سنگ استخراجشده را خرد میکنند و بخشهای آهندار را از مواد اضافی جدا میکنند تا در نهایت یک پودر با عیار بالاتر حاصل شود. در مقابل، گندله حاصل یک مرحله جلوتر است که در آن همین پودر را با ترکیب، شکلدهی و حرارت دادن به گلولههای گرد و مقاوم تبدیل میکنند تا بتواند شرایط سخت داخل کوره را تحمل کند و عملکرد پایدارتری داشته باشد.
عملکرد
کنسانتره آهن نمیتواند بهتنهایی وارد کوره نمیشود، چون در عمل باعث ناپایداری در فرآیند احیا و افزایش افت فشار میشود. در مقابل، گندله بهگونهای طراحی شده که بتواند شرایط داخل کوره را پایدار نگه دارد و واکنشها را قابل کنترلتر کند، به همین دلیل بهعنوان خوراک اصلی در واحدهای احیای مستقیم استفاده میشود و بر روی قیمت روز قوطی آهن تاثیر مستقیم میگذارد.
ترکیب عناصر سازنده
در گندله، پایه شیمیایی مانند کنسانتره است، اما چند ماده به آن اضافه میشود تا قابلیت شکلگیری و استحکام پیدا کند. مهمترین افزودنی، بنتونیت است که مثل چسب عمل میکند و باعث میشود ذرات پودری به هم بچسبند و گلوله تشکیل شود. مقدار کمی آب هم اضافه میشود تا فرآیند گلولهسازی انجام شود. بعد از این مرحله، گندله وارد کوره میشود و در اثر حرارت، ساختار آن سفت و پایدار میشود.
کنسانتره و گندله از نظر عناصر شیمیایی خیلی با هم فرق بنیادی ندارند، اما مقدار و رفتار مواد در آنها متفاوت است. در کنسانتره، درصد آهن بالا میرود چون بخش زیادی از خاک و ناخالصی مثل سیلیس و آلومینا جدا شده است. به همین دلیل این ماده از نظر شیمیایی تمیزتر از سنگ آهن خام است.
مقایسه کاربرد کنسانتره و گندله
گندله و کنسانتره در زنجیره تولید فولاد در دو جای متفاوت استفاده میشوند و نقششان مکمل هم است. کنسانتره مادهای است که از دل سنگ آهن خام به دست میآید و نقش آن آمادهسازی خوراک برای مراحل بعدی است. این ماده وارد کوره نمیشود، بلکه بهعنوان ماده اولیه در واحد گندلهسازی استفاده میشود. در این مرحله، کیفیت کنسانتره اهمیت زیادی دارد، چون میزان آهن، ناخالصیها و یکنواختی آن مستقیما روی کیفیت محصول نهایی اثر میگذارد. هرچه این ماده پایدارتر باشد، کنترل فرآیند در مراحل بعدی سادهتر و خروجی قابل پیشبینیتر خواهد بود.
در مقابل، گندله محصولی است که وارد کوره میشود و نقش خوراک اصلی را دارد. در واحدهای احیای مستقیم، این ماده تحت واکنشهای حرارتی و شیمیایی قرار میگیرد و به آهن اسفنجی تبدیل میشود. در کوره بلند نیز بخشی از بار فلزی را تشکیل میدهد و به پایداری شرایط داخلی کوره کمک میکند. اهمیت گندله در این است که باید هم استحکام کافی داشته باشد و هم رفتار یکنواختی در برابر حرارت و گازهای احیاکننده نشان دهد، چون هر نوسان در کیفیت آن مستقیما روی راندمان تولید اثر میگذارد.
شاخصهای کیفیت کنسانتره
کنسانتره باکیفیت باید مثل آرد نرم باشد. اگر ذرات کنسانتره درشت باشند، وقتی میخواهید آنها را به گندله تبدیل کنید، مثل شن و ماسهای میشوند که هر چقدر هم خیسشان کنید به هم نمیچسبند. در آزمایشگاه به این موضوع عدد بلین میگویند. اگر این عدد پایین باشد، یعنی پودر شما زبر است و گندلهای که از آن ساخته میشود، در کوره مثل بیسکویت خرد میشود. نکته دیگر عیار است؛ کنسانتره زیر ۶۵ درصد عیار آهن، یعنی شما دارید پول زیادی بابت جابهجایی خاک و سنگ بیهوده پرداخت میکنید. در معاملات خرید آهن و مواد اولیه، هر نیم درصد افت عیار باید در قیمت نهایی تاثیر بگذارد.
نکته مهم
بسیاری از خریداران تصور میکنند عیار بالاتر کنسانتره همیشه به معنای ارزش بیشتر است؛ اما در خرید فله، عدد بلین یا همان سطح ویژه ذرات، تعیینکننده اصلی هزینه تولید گندله خواهد بود. کنسانتره بیش از حد نرم، مصرف بنتونیت را بالا برده و استحکام گندله سبز را به شدت کاهش میدهد.
شاخص های کیفیت گندله
گندله باکیفیت باید مثل سنگ سفت باشد و با فشار دست یا وزن بار خرد نشود. تصور کنید هزاران تن گندله روی هم ریخته میشود؛ اگر گندلههای ردیف پایین مقاومت فشاری کمی داشته باشند، له میشوند و تبدیل به خاکه خواهند شد. این خاکهها راه نفس کوره را میبندند و ذوب متوقف میشود. شاخص تومبلر هم یعنی اینکه این گلولهها در اثر برخورد به هم یا ریختن از کامیون به زمین، چقدر پودر میشوند. گندلهای که بیش از ۵ درصد نرمه و پودر تولید کند، یعنی در مرحله پخت به خوبی حرارت ندیده و برای کوره خطرناک است.
سوالات متداول
همه چیز به خلوص برمیگردد. گندلههای احیا مستقیم باید بسیار تمیزتر باشند و ناخالصیهایی مثل سیلیس در آنها زیر ۵ درصد باشد؛ اما کوره بلند سختگیری کمتری دارد و باری را که کمی ناخالصیِ بالاتر داشته باشد، راحتتر قبول میکند.
کنسانتره معمولا ۱۰ درصد وزناش آب است. موقع معامله حتما باید وزن خشک بار را ملاک قرار دهید تا بابت آبی که بعداً در کوره بخار میشود، هزینه اضافی پرداخت نکنید.
قطعا گندله. جابهجایی گندله خیلی تمیزتر و راحتتر است و موقع بارگیری در کشتی، غبار راه نمیاندازد. از طرفی، گندله یک محصول آماده مصرف برای کارخانههاست؛ بنابراین هم مشتری بیشتری دارد و هم سود دلاری بالاتری نسبت به پودرِ خامِ کنسانتره نصیبتان میکند.
