تلفن دفتر فروش 35155-031

031-33332323

پرچم انگلیسپرچم ایران

روش تولید آهن از سنگ معدن تا کارخانه فولادسازی (قسمت ۲)

۵ (۱۰۰%) ۱ vote

خلاصه ای از تاریخچه کشف تا کاربرد آهن در اعصار مختلف

آهن به عنوان یک عنصر شیمیایی است که در طبیعت بندرت به صورت خالص یافت می شود و ۵ درصد از قشر جامد از پوسته کره زمین را تشکیل داده و بعد از آلومینیوم به عنوان فراوان ترین عنصر فلزی است که در طبیعت یافت می شود. معمولا آهن به صورت اکسید، کربنات، سیلیکات و سولفید در طبیعت وجود دارد؛ اما شکل رایج آن در طبیعت به صورت اکسید آهن می باشد. برای استفاده از آهن در صنعت معمولا آهن را با عنصر دیگر ی ترکیب می کنند تا خاصیت نرمی آن از بین رفته و بصورت آلیاژی مستحکم درآید.

عناصر بکار رفته برای تولید آلیاژ آهن، به صورت غیر فلزی از کربن، گوگرد، فسفر و سیلیسیم بوده و یا از عناصر فلزی مانند کرم، نیکل، وانادیم، مولبیدن و غیره می باشد. آلیاژ تولید شده از آهن خام با سایر عناصر در نهایت با نام فولاد و چدن شناخته می شوند. اولین آهن کشف شده ۴۰۰۰ سال قبل، در دوران سومریان بوده است که از شهاب سنگ های کوچک اقلامی مانند سرنیزه و زیور آلات ساخته شده است. بعد از آن در آسیای صغیر، مصر و بین النهرین اشیایی با آهن مذاب ساخته شد که تفاوت آنها با آهن شهابی سنگی در عنصر نیکل می باشد.

آهن در آن زمان به عنوان یک محصول جانبی از تصفیه مس تولید می شده وامکان بازیافت مجدد آن نیز وجود نداشته است. در ۱۰۰۰ تا ۱۲۰۰ سال قبل از میلاد که به نام عصر آهن مشهور بوده است، به دلیل کمبود قلع برای ساختن سلاح های برنزی، از آهن در سطح گسترده ای استفاده شده. در این دوره تولید آهن نرم نیز کشف گردید.

حتما بخوانید :   آزمون تست کشش میلگرد

با اضافه نمودن کربن به مخلوط آهن و سرباره و اکسیده کردن کربن موجود در آن، آهن نرم تولید می گردید. سرباره نیز با چکش کاری از ترکیب جدا می شد. با حرارت طولانی مدت آهن نرم در لایه ای از ذغال و سرد کردن سریع آن در آب یا روغن محصول بسیار مقاوم و سختی به وجود می آمد که از برنز نیز سخت تر بود.

چینی ها پیشرو در ساخت کوره هایی با قابلیت تولید حرارت ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد

با توسعه روش ذوب آهن در کوره های بلند با ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد توسط چینی ها آهن خام یا چدن تولید گردید. در این میان فقط چین پیشگام تولید چدن بوده و اروپایی ها فقط توانایی تولید حرارت ۷۵۰ درجه سانتیگراد را برای کوره ها داشتند. در سال ۹۰۰ بعد از میلاد ازنیروی آب برای حرکت دمنده های بزرگ استفاده شد و به دنبال آن ابعاد کوره های ذوب آهن نیز افزایش یافت.

همزمان با آن کشف تولید دو مرحله ای فولاد به روش غیر مستقیم تحولی اساسی را در صنعت ذوب آهن ایجاد کرد. به گونه ای که در مرحله اول آهن مذاب خام با مقدار زیادی از کربن درکوره های بلند ذوب می گردید و سپس در مرحله دوم برای ایجاد فولاد سخت، کربن از ساختار شیمیایی آهن حذف می گردید.

در روش احیاء غیر مستقیم سنگ آهن را بعد از آماده کردن در کوره های بلند به کمک کک و کلوخه و آهک احیاء و تصفیه می کنند. سنگ آهن از اکسید های مختلف آهن به همراه ناخالصی هایی مانند اکسید سیلیسیم، مخلوط گل و رس، کربنات کلسیم، گوگرد، ترکیبات فسفر و غیره است. ترکیب سنگ آهن مورد استفاده در کارخانه ذوب آهن اصفهان شامل سنگ های معدن ماگنتیت و هماتیت است که به عنوان مرغوبترین نوع سنگ معدنی آهن شمرده می شوند.

حتما بخوانید :   از چه مصالحی استفاده کنیم تا خسارت زلزله کرمانشاه تکرار نشود؟

قیمت سنگ آهن

استخراج سنگ معدن آهن اولیه از معادن روباز

برای استخراج سنگ آهن معدن دو روش روباز و زیر زمینی وجود دارد. اگر توده ماده معدنی در نزدیکی سطح زمین وجود داشته باشد و ضخامت مواد باطله و خاک و سنگ پوشاننده آن چندان زیاد نباشد و بتوان با برداشتن آنها به راحتی به ماده معدنی دست یافت، به این روش بهره بردارری از معدن روباز گفته می شود. معدن روباز به شکل گودالی با دیواره های پلکانی است و حفاری در آن به سمت پایین و به اعماق زمین می باشد.

طراحی معادن روباز بسیار سخت بوده و محاسبه شیب و ارتفاع پلکانها در مناطق سست و با ریزش بالا به شدت سخت می باشد. حفاری ها در این روش معمولا با استفاده از مواد منفجره مانند دینامیت یا باروت صورت می گیرد. در ان روش هزینه های روشنایی هوارسانی و نگهداری سقف و دیواره ها وجود ندارد. با انفجار سنگ های اطراف حجم زیادی از عملیات استخراج معدن تسهیل می گردد. بعد از استخراج سنگ معدن آهن توسط نقاله به کامیون یا خط آهن بارگیری شده و به سمت کارخانه مورد نظر حمل می شود.

استخراج سنگ معدن آهن از معادن زیرزمینی

اگر ماده معدنی در اعماق زمین واقع شده باشد استخراج به شیوه زیر زمینی خواهد بود. در این روش خروج مواد از طریق حفر تونل یا چاه از داخل زمین صورت می گیرد. شرایط کار کردن در معادن زیرزمینی به مراتب پیچیده تر و سخت تر معادن روباز است. در این روش راهروهایی به شکل قائم، مایل یا افقی حفر می شوند.

حتما بخوانید :   بررسی خصوصیات ورق گالوانیزه

برای احداث کارگاه استخراج ماده معدنی یک راهرو بالارو که به آن دویل نیز گفته می شود، حفر شده و سپس تونل های دنباله رو را در بالا و پایین به هم وصل مى کنند و با حفر ماده معدنى کارگاه استخراج را به جلو مى برند. سنگ ها و مواد معدنى از کارگاه استخراج کنده شده، به راهروهاى باربرى انتقال مى یابند و از آنجا با وسایل حمل و نقل به بیرون حمل مى شوند و در بونکرها و انبارهاى مخصوص و یا در محل هاى روباز براى انتقال بعدى انباشته مى شوند.

کانه آرایی روشی برای آماده سازی سنگ معدن آهن برای ورود به کارخانه تولیدی

از آنجایی که مواد و سنگ های استخراج شده از معادن، عمده از مواد باطله تشکیل شده اند و کانی های مفید فقط درصد خیلی کمی از آنها را تشکیل داده است، ضروری است که اقداماتی به عمل آید تا مواد باطله (کانی ها وسنگ های غیر لازم) از مواد استخراجی جدا شوند و درجه خلوص مواد معدنی تا حد ممکن بالا رود. این عملیات را تغلیظ مواد یا آرایش مواد معدنی (کانه آرایی) می گویند. عملیات کانه آرایی در کارخانه های مجهزی که معمولا دور از معدن به این منظور بنا شده اند صورت میگیرد.

معدن سنگ آهن

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *