صنعت فولاد

فرم خالص آهن فلزي با جلاي نقره اي و ته رنگ خاکستري است و چون به سهولت در معرض هوا اکسيد مي شود، ندرتاً به صورت ناتيو يافت مي شود. آهن به ميزان حدود 5 درصد در پوسته زمين رها شده است و کاني هاي آن از نظر ترکيب و شکل ظاهر بسيار متنوع هستند. معمول ترين کاني هاي آهن اکسيدهاي با رنگ هايي از خاکستري تا زرد يا قرمز هستند که مهمترين آنها مگنتيت (Fe3O4 ) و هماتيت (Fe2O3 ) هستند. ساير کاني هاي معمول آهن اکسيدهاي هيدراته مثل گوتيت (FeO(OH)) و ليمونيت (FeO(OH).nH2O) و کاني کربناته (FeCO3) هستند. مهمترين منابع تجارتي ماده معدني آهن ساختارهاي لايه اي آهن (BIF) هستند که در سنگ هاي پروتروزوئيک يافت مي شوند. منابع تجارتي معمولاً آن منابعي هستند که توسط فرآيندهاي طبيعي ثانويه تا عياري حدود 65 درصد آهن غني شده باشند. توده هاي ماگمايي نيز مي توانند منابعي براي مقادير بزرگ مگنتيت باشند. بزرگترين توده آهن ماگمايي شناخته شده تاکنون کايروناي سوئد است. ذخيره ماده معدني آهن جهان حدود 150ميليارد تن برآورد مي شود که حاوي 73 ميليارد تن آهن است. اکراين و روسيه به ترتيب بزرگترين ذخاير آهن جهان را دارا هستند. سنگ آهن در مقياس بزرگ (بيش از يک ميليون تن در سال) علاوه بر ايران در روسيه ، سوئد، اکراين، موريتاني، آفريقاي جنوبي، کانادا، مکزيک، ايالات متحده آمريکا، برزيل، هندوستان، قزاقستان و استراليا توليد مي شود و بزرگترين توليد کننده آن چين است. استخراج عمده سنگ آهن دنيا با روشهاي استخراج سطحي و به خصوص به روش روباز و به کمک حفاري و انفجار و سيستم شاول/ لودر و کاميون صورت مي گيرد. هر چند که استخراج زيرزميني آهن با روشهايي مثل استخراج از طبقات فرعي و تخريب بلوکي نيز صورت گرفته است. فرآوري سنگ آهن عمدتاً به روش جداسازي مغناطيسي، جداسازي ثقلي و فلوتاسيون صورت مي گيرد. حتي مي توان براي ماده معدني هماتيت با خاصيت مغناطيسي ضعيف نيز از جداسازي مغناطيسي با شدت مغناطيس زياد استفاده کرد. البته اين ماده معدني به کمک فلوتاسيون نيز مي تواند تغليظ شود. حدود 98 درصد سنگ آهن با عيار مناسب يا کنسانتره آهن توليدي دنيا به مصرف توليد فولاد مي رسد و مستقيماً به صنايع فولادسازي ارسال مي شود. سنگ آهن يا کنسانتره آهن مذکور، در فرآيند آهن سازي و با استفاده از يک ماده احيا کننده، احيا شده و به آهن تبديل مي شود. پس از آن در فرآيند فولادسازي با افزودن کربن و ساير افزودني هاي ضروري، آهن به فولاد تبديل مي شود. در روش کوره بلند، از کوره بلند (Blast Furnace) در توليد آهن با استفاده از ماده احيا کننده کک که از زغال سنگ حاصل مي شود و از کوره هاي اکسيژني (BOF) جهت توليد فولاد از آهن استفاده مي شود. در کنار فرآيندهاي اصلي (آهن سازي و فولادسازي) ، فرآيندهاي جانبي شامل کک سازي جهت تهيه ماده اوليه عمليات احيا و اگلومراسيون جهت آماده سازي سنگ معدن آهن نيز وجود دارند که در واقع خوراک موردنياز فرآيندهاي اصلي را فراهم مي کنند. اين تکنولوژي مهمترين شيوه توليد فولاد خام در جهان به شمار مي آيد و حدود 60 درصد فولاد خام دنيا با اين روش توليد مي شود . در اين روش براي تبديل چدن مذاب به فولاد از کوره هاي BOF استفاده مي شود. تکنولوژي ديگر، توليد فولاد به روش احياي مستقيم است. در اين روش گاز طبيعي (CH4) عامل احياي سنگ معدن آهن است و در کشورهايي با منابع غني گاز طبيعي مانند ايران مورد توجه است. سهم فولاد خام توليدي از اين روش در دنيا حدود 7 درصد است. تکنولوژي احياي مسقيم به چند تکنولوژي عمده تقسيم مي شود که مهمترين آنها عبارتند از: ميدرکس، HYLIII، HYLIV و بستر سيال که رايجترين آنها، تکنولوژي ميدرکس است.

https://www.msc.ir