بخشی از مقاله
چکیده
جهت تولید خوراك مناسب براي واحدهاي احیا مستقیم بایستی گندله تولیدي از کیفیت مطلوبی - استحکام فشاري، دانهبندي و قابلیت احیا - برخوردار باشد. پارامترهاي زیادي بر خواص گندله تأثیرگذار هستند، یکی از موارد مهم مشخصات ابعادي کنسانتره است. با توجه به مکانیزم آسیاي افزایش بلین مقدار ذرات نرمه و شکل ذرات تغییر میکند. در این پژوهش تأثیر بلین خوراك گندلهسازي روي کیفیت گندله خام و پخته بررسی شدهاست. نمونه تهیهشده مربوط به قبل و بعد آسیاي HPGR میباشد. از 4 بلین تقریبی 1650 cm2/g ، 1770، 1880 و 2010 در بررسیها استفاده شدهاست. با انجام گندلهسازي در دیسک آزمایشگاهی و پخت در کوره تیوبی مشخص گردید که با افزایش بلین بهواسطه افزایش ذرات نرمه استحکام فشاري خام و پخته و عدد سقوط افزایش یافته اما شوك حرارتی کاهش یافتهاست. همچنین با افزایش دماي پخت تا 1290œC استحکام افزایش یافتهاست اما با افزایش بیشتر دما استحکام فشاري افت یافتهاست.
کلمات کلیدي: گندله، HPGR، بلین، عدد سقوط، استحکام فشاري، شوك حرارتی.
مقدمه
اخیراً با کاهش معادن پرعیار آهن و منابع ثانویه در سطح دنیا جهت تولید فولاد، به فرایند تولید کنسانتره از معادن کمعیار و در ادامه گندلهسازي توجه بیشتري شدهاست . در فرایند گندلهسازي، کنسانتره ریزدانه همراه با آب، آهک و بنتونیت کاملا مخلوط شده و در دیسک به شکل گندله خام با اندازه 16-8 میلیمتر تبدیل میشود . در ادامه گندله خام تحت یک سیکل حرارتی مشخص پخته و دانهبندي میشود تا درنهایت خوراك واحدهاي احیا مستقیم یا کوره بلند گردد 1]و.[2
کنسانتره سنگ آهن تولیدي در کارخانه - فیلتر کیک - عموما ابعاد 0-300 میکرون دارد، که دانهبندي نهایی بستگی به میزان درجه آزادي ذرات حاوي آهن دارد. جهت تولید خوراك مناسب گندلهسازي بایستی اندازه ذرات کنسانتره زیر 106 میکرون باشد تا خواص مطلوب گندله حاصل شود .[3] بنابراین کنسانتره تولیدي در انتهاي خط با توجه به دانهبندي اولیه ممکن است نیازمند آسیاي مجدد باشد .[5-4] در واقع اندازه و توزیع ذرات بههمراه سطح مخصوص ذرات نقش کلیدي در تولید گندله خام باکیفیت دارند 2]و 4و .[5
دو روش عمده جهت آسیاي کنسانتره جهت افزایش سطح مخصوص بهکار میرود: آسیاي گلولهاي خشک و .HPGR با توجه به مکانیزم متفاوت این دو آسیا، کنسانتره نهایی جهت گندلهسازي دانهبندي و شکل متفاوتی دارد 6]، .[7 این تفاوت شکل و اندازه ذرات مستقیما روي خواص استحکامی گندله خام و پخته، قابلیت گندلهشوندگی و راندمان تولید کارخانه تأثیرگذار هستند .[9-8] اندازه و شکل ذرات با تغییر دادن نحوه کنار هم قرار گرفتن ذرات و اتصالات ذره ذره روي کیفیت گندله اثرگذار هستند 10]و .[11
در زمینه تأثیر مشخصات ابعادي و شکلی خوراك گندله بر کیفیت گندله خام و پخته تحقیقات کمی صورت پذیرفتهاست. ژو و همکارانش [7] روي تأثیر HPGR بر کیفیت گندله تحقیق انجام دادند و به این نتیجه رسیدند که با استفاده از HPGR خواص گندله خام و مصرف بنتونیت بهبود یافتهاست. اومادوي و همکارانش [8] تأثیر اندازه دانه روي کیفیت گندله پخته را بررسی کردند، آنها به این نتیجه رسیدند که با افزایش حضور ذرات ریز استحکام افزایش و نرخ احیاي گندله کاهش مییابد.
در این پژوهش از کنسانتره قبل و بعد HPGR و مخلوط با نسبتهاي مختلف آنها جهت بررسی تأثیر عدد بلین روي کیفیت گندله استفاده شدهاست. بعد از تولید گندله خام در دیسک آزمایشگاهی، پخت گندله در کوره تیوبی انجام شدهاست و سپس خواصی نظیر استحکام فشاري گندله خام1 و پخته2، عدد سقوط3 و شوك حرارتی4 اندازهگیري شدهاست.
روش تحقیق مواد
کنسانتره سنگ آهن از قبل و بعد آسیاي HPGR تهیه شدهاست. با ترکیب نسبی این دو خوراك، کنسانتره با بلینهاي مختلف مطابق با جدول 1 تهیه شدهاست. در تستهاي گندلهسازي از بنتونیت با میزان جذب آب %580 بهعنوان عامل چسبنده استفاده شدهاست.
گندلهسازي
مقدار تقریبی 20 کیلوگرم کنسانتره بههمراه بنتونیت و آب با هم مخلوط میشوند تا خمیر گندلهسازي آماده شود. رطوبت روي 8/5% وزنی تنظیم شدهاست. در تمامی تستها از 0/8% وزنی بنتونیت استفاده شدهاست. خمیر تولیدشده به فیدر شارژ میشود. به منظور تشکیل جوانه مناسب اولیه، نرخ خوراكدهی تا 3 دقیقه ابتدایی 1 kg/min است و بعد از تشکیل جوانه خوراكدهی با نرخ 2 kg/min به دیسک انجام میشود - شکل . - 1 در حین افزودن خمیر به دیسک پاشش آب روي گندلهها انجام میشود تا گندلهها بهآرامی رشد کرده و درشت شوند. براي پخت گندله تعداد 30 گندله با دانهبندي 9/5-12/7 میلیمتر ابتدا خشک شده و سپس در داخل کوره تیوبی قرار داده شده و سیکل حرارتی مطابق جدول 2 روي آن انجام شدهاست - به منظور بررسی دما 4 دماي مختلف پخت براي بلین 1880 cm2/g استفاده شدهاست - .
مشخصات گندله عدد سقوط
این کمیت رفتار گندله خام در برابر ضربه - اتفاقی که حین انتقال گندلهها بین کانوایرها رخ میدهد - را نشان میدهد. این عدد باید تا حدي بالا باشد تا گندلهها حین انتقال از دیسک به بخش پخت سالم بمانند. مقدار صنعتی مورد پذیرش براي این کمیت بیشتر از 4 عدد ضربه است .[12] براي محاسبه این عدد گندلهها از فاصله 46 سانتیمتر روي صفحه فلزي میافتند، تعداد دفعاتی که گندله سالم میماند عدد سقوط نام دارد. این آزمون روي 20 عدد گندله خام با اندازه 9/5-12/7 میلیمتر انجام میگیرد.
