پوسته اکسیدی در فرآیندهای ریخته گری و اصلاح تختال تا نورد ورق، از سطح محصول در دمای بالا جدا می‌شود. در فرآیند نورد گرم شمش‌های فولادی، حدود ۲% از فولاد نورد شده به صورت پوسته‌های اکسیدی ضایعاتی از خط تولید خارج می‌گردد. با ما همراه باشید با ادامه این مطلب بشرح عناوین ذیل:
- بازیابی پوسته‌های اکسید
- چگونگی تعیین قیمت اکسید آهن
- احیا پوسته اکسیدی
- پوسته اکسید شمش فولاد
- خرید پوسته اکسید آهن جهت استفاده در واحدهای فولادسازی
- پوسته اکسید آهن به عنوان کمک ذوب
- آشنایی با پوسته اکسید آهن برای دانه بندی
- فرآوری و الک پوسته اکسید آهن
- آشنایی با پوسته اکسید آهن در صنعت فروسیلیس
- کاربرد پوسته اکسیدی
بازیافت این پوسته‌ها می‌تواند از جنبه‌های اقتصادی حائز اهمیت باشد. یکی از روش‌های بازیافت پوسته‌ها، احیای آن‌ها به کمک عوامل احیا کننده می‌باشد. عوامل احیا کننده شامل (ذغال سنگ، کک و گرافیت) در بستر ثابت و در دمای معین تحت عملیات احیا قرار گرفته است. تاثیر پارامترهایی چون دما (T)، اندازه ذرات ماده احیا کننده (D)، نسبت ذغال به پوسته (M)، اکسید شدن پوسته‌ها قبل از احیا و نوع احیا کننده بر درجه احیا، مورد ارزیابی واقع شده است.
پوسته اکسید آهن بطور معمول شامل مگنتیت Fe3O4 دارای رنگ آبی – خاکستری یا رنگ استیل است و دارای یک پوسته نازک خارجی از هماتیت Fe2O3 بوده که با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نمی‌باشد. بخش درونی مگنتیت حاوی دانه‌های فلزی و گاهی اوقات باقیمانده FeO سیاه رنگ است که منجر می‌شود فلز سخت‌تر شود.
پوسته‌ی اکسید در تولید تمامی محصولات فولاد در روش نورد گرم یافت می‌شود، مگر اینکه مثل ورق‌های گالوانیزه در کوره‌های محافظ دار عمل ذوب آهن را انجام دهند. در درجه حرارت بالای کوره‌ها در نورد گرم، یک لایه از Wustite و FeO مابین فولاد و مگنتیت وجود دارد. در دماهای بالا، ۸۵% از ضخامت پوسته اکسید متشکل از FeO، حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد آن Fe3O4 و ۵/۰ تا ۲ درصد آن Fe2O3می‌باشد.
در حین سرد شدن آهسته (در دمای کمتر از ۱۰۴۰ Fº) از نورد گرم در چرخش نوار کوره‌ای بیشتر FeO موجود در آن به Fe3O4 تبدیل گشته و پس از سرد شدن کامل فلز اکسید آهن ۲ بیشترین مقدار را دارا می‌باشد.
بازیابی پوسته اکسید
با بازيابي پوسته‌هاي اکسيدي ، علاوه بر افزايـش بهره وري، صرفه جويي اقتصادي و انطباق بر مقتضيات زيست محيطي، کاهش هزينه خريد ده‌ها هزار تن آهن قراضه و سنگ آهن نيز محقق می‌شود. پوسته‌هاي اکسيدي در فرآيندهاي ريخته گري و اصلاح تختال تا نورد ورق از سطح محصول در دماي بالا جدا می‌شوند.
کاربرد اين ماده در شرايط احيايي که فرآيند عادي کوره‌هاي قوس الکتريکي را تحت تأثير منفي قرار ندهد مورد پايش قرار می‌گیرد.
چگونگی تعیین قیمت اکسید آهن
قیمت پوسته‌ی اکسید آهن در حال حاضر وابسته به کیفیت بار در هر تن مورد معامله قرار می‌گیرد. قیمت پوسته اکسید آهن را با بررسی چندین ویژگی محموله تعیین می‌کنیم:
- اولین مورد درصد خلوص آهن پوسته اکسید است،
- مورد دوم نسبت نرمه و خاکه پوسته اکسید در مقایسه با مقدار تکه‌های پولکی پوسته شمش است.
- بسته به نوع کاربرد پوسته اکسید آهن دیگر مشخصات از قبیل ضخامت تکه های آن، میزان درشتی تکه‌ها و … نیز اهمیت پیدا می‌کند.
احیا پوسته اکسیدی
برای بازیافت یا احیای پوسته ها روش های متعددی وجود دارد که یکی از این روش ها، احیای آن ها به عوامل احیا کننده می‌باشد.
این عوامل احیا کننده در بستر ثابت و در دمای معین تحت عملیات احیا قرار می‌گیرد. عوامل احیا کننده شامل: ذغال سنگ، کک و گرافیت می‌باشد.
بازیافت این پوسته ها علاوه بر افزایش بهره وری، صرفه جویی اقتصادی، همچنین باعث کاهش هزینه خرید ده ها هزار تن آهن قراضه و سنگ آهن بوده و بر متقضیات زیست محیطی منطبق می‌باشد. برای تولید تمامی محصولات فولاد در روش نورد گرم، پوسته ی اکسید یافت می‌شود. مگر اینکه مثل ورق های گالوانیزه در کوره های محافظ دار عمل ذوب آهن را انجام دهند. در نورد گرم در درجه حرارت بالای کوره ها، بین فولاد و مگنتیت یک لایه از FeO، Wustite وجود دارد. 85% از ضخامت پوسته اکسید در دمای بالا که از FeO تشکیل شده است که حدود 10 تا 15 درصد آن Fe304 و 0.5 تا 2 درصد آن Fe203 تشکیل داده است. هنگام سرد شدن آهسته، از نورد گرم در چرخش نوار کوره ای بیشتر FeO در آن به Fe2304 تبدیل می‌شود و سپس بعد از سرد شدن کامل فلز اکسید آهن بیشترین مقدار را دارا می‌باشد. کاربرد این ماده در شرایط احیایی بگونه ای است که فرآیند عادی کوره های قوس الکتریکی را تحت تاثیر منفی قرار ندهد مورد پایش قرار می‌گیرد.
پوسته اکسید شمش فولاد
پوسته‌ی اکسید آهن تکه‌های جدا شده از شمش فولاد در زمان نورد گرم این محصول و تولید مقاطع فولادی نهایی می‌باشد. همچنین در واحدهای اصلاح تختال نیز درصدی از آهن ورودی به خط، بصورت پوسته‌ی اکسید آهن به عنوان ضایعات کنار گذاشته می‌شود. هدر رفت درصدی از آهن شارژ شده به خطوط نورد گرم و اصلاح تختال، سبب افزایش هزینه‌های تولید و کاهش راندمان می‌شود.
پوسته اکسید آهن با هدف استفاده از آن در بخش‌های مختلفی از صنعت انجام می‌گیرد. این موارد را در زیر مورد اشاره قرار می‌دهیم.
خرید پوسته اکسید آهن جهت استفاده در واحد های فولادسازی
پوسته‌ی اکسید آهن با توجه به درصد عیار آهن بالای ۷۰ درصد قابلیت بازیابی در زنجیره فولادسازی با استفاده در کوره های ذوب را دارد. کوره‌های ذوب واحدهای فولادسازی سه نوع کوره بلند، کوره القایی و کوره قوس الکتریکی هستند. استفاده از پوسته اکسید آهن برای ذوب در کوره بلند امکان پذیر است. استفاده این محصول برای کوره‌های قوس الکتریکی و القایی اندکی با احتیاط و البته با کنترل واحد کنترل کیفی هر کارخانه باید انجام بگیرد.
پوسته‌ی اکسید آهن مورد استفاده برای ذوب و بازگردانی به فرآیند فولادسازی، از نظر عیار و درصد آهن آن مورد بررسی قرار می‌گیرد. البته با توجه به زدایش ناخالصی‌ها در کوره حین ذوب، درصد عناصر مزاحم موجود در پوسته نیز بسیار مهم است. بنابراین آنچه در فروش پوسته اکسید آهن برای ذوب به کارخانه‌های فولادسازی اهمیت دارد، آنالیز و خلوص آن است. ولی نکته مهم و خوشحال کننده دیگری نیز وجود دارد و آن کاربرد این محصول و ضایعات کارخانه‌ای در دیگر بخش‌های صنعت است. در ادامه به چند مورد از این کاربردها اشاره خواهیم نمود.
پوسته اکسید آهن به عنوان کمک ذوب
پوسته اکسید آهن در صنعت فلزات رنگین نیز کاربرد دارد. این محصول در کارخانجات به عنوان کمک ذوب مورد استفاده قرار می‌گیرد.
استفاده از پوسته اکسید آهن به عنوان کمک ذوب هم اکنون توسط شرکت‌ها و کارخانه‌های فعال، انجام می‌گیرد. در استفاده از پوسته‌ی اکسید به عنوان کمک ذوب، اغلب آنالیز محصول اهمیت دارد. کارخانجات حتی محموله‌های پوسته اکسید آهن که میکس نرمه و پولکی هستند را نیز انجام می‌دهند.
پوسته اکسید آهن برای دانه بندی
همانطور که بیان کردیم پوسته‌ی اکسید آهن خوشبختانه کاربردهای مختلفی در صنایع زیادی به دست آورده است. برخی کارخانه‌ها ابتدا بر روی فرآورده، فرآیند فرآوری و دانه بندی انجام می‌دهند و سپس برای کاربرد مورد نظر خود این محصول را مورد استفاده قرار می‌دهند.
در چنین کاربردهایی خلوص بالای محصول و درصد کم نرمه و خاکه درون محصول بسیار اهمیت دارد. محموله پوسته‌ی اکسید آهن باید دارای درصد بالای پولکی باشد. البته در این نوع محموله‌ها علاوه بر درصد پولکی بودن پوسته‌ی اکسید، ضخامت محموله نیز بسیار حائز اهمیت است چرا که پوسته شمش جهت دانه بندی با سایز مشخص مورد استفاده قرار می‌گیرد. لذا نیاز به ضخامت مناسب جهت دانه بندی می‌باشد.
فراوری و الک پوسته اکسید آهن
واحدهای جمع آوری پوسته‌ی اکسید آهن اغلب برای پاسخگویی مناسب به خریداران خود از صنف و صنایع مختلف با توجه به نیازمندی‌هایشان و ویژگی‌هایی که برای محموله پوسته ی اکسید آهن خریداری شده درخواست دارند، اغلب بعد از انتقال محموله ها به انبار خود، این محصول را فرآوری می‌کنند. فرآیند فرآوری که بر روی پوسته‌ی اکسید آهن در کارگاه انجام می‌گیرد، فرآیند الک کردن پوسته‌ی اکسید آهن است. طی این مرحله از فرآوری، جداسازی پوسته اکسید آهن پولکی از نرمه های پوسته‌ی اکسید انجام می‌گیرد.
پوسته اکسید آهن برای تولید فروسیلیس
از دیگر کاربردهای اصلی پوسته‌ی اکسید آهن، می‌توانیم به استفاده از آن در صنعت تولید فروسیلیس اشاره کنیم. فروسیلیس در گروه آلیاژهای فلزی است که عناصر اصلی تشکیل دهنده آن، آهن و سیلیسم هستند، آهن و سیلیسم بالاترین درصد عناصر را در ترکیب پوسته‌ی اکسید آهن دارند. نسبت سیلیسم و آهن در فروسیلیس متغیر و بین ۱۵ الی ۹۰ درصد می‌باشد.
کاربرد پوسته اکسیدی
پوسته‌های اکسیدی در فرآیندهای ریخته گری و اصلاح تختال تا نورد ورق از سطح محصول در دمای بالا جدا می‌شود. در فرآیند نورد گرم شمش های فولادی، حدود ۲% از فولاد نورد شده به صورت پوسته‌های اکسیدی ضایعاتی از خط تولید خارج می‌گردد. بازیافت این پوسته‌ها می‌تواند از جنبه‌های اقتصادی حائز اهمیت باشد. یکی از روش‌های بازیافت پوسته‌ها، احیای آن‌ها به کمک عوامل احیا کننده می‌باشد. عوامل احیا کننده شامل (ذغال سنگ، کک و گرافیت) در بستر ثابت و در دمای معین تحت عملیات احیا قرار گرفته است. تأثیر پارامترهایی چون دما(T) ، اندازه ذرات ماده احیا کننده (D)، نسبت ذغال به پوسته (M)، اکسید شدن پوسته‌ها قبل از احیا و نوع احیا کننده بر درجه احیا، مورد ارزیابی واقع شده است.
پوسته‌ی اکسید آهن بطور معمول شامل مگنتیت دارای رنگ آبی – خاکستری یا رنگ استیل است و دارای یک پوسته نازک خارجی از هماتیت₃O₂eF بوده که با چشم غیر مصلح قابل مشاهده نمی‌باشد. بخش درونی مگنتیت حاوی دانه‌های فلزی و گاهی اوقات باقیماندهOeF سیاه رنگ است که منجر می‌شود فلز سخت تر شود.
پوسته اکسید در تولید تمامی محصولات فولاد در روش نورد گرم یافت می‌شود، مگر اینکه مثل ورق‌های گالوانیزه در کوره‌های محافظ دار عمل ذوب آهن را انجام دهند. در درجه حرارت بالای کوره‌ها در نورد گرم، یک لایه از etitsuW و OeF مابین فولاد و مگنتیت وجود دارد. در دماهای بالا، ۸۵% از ضخامت پوسته‌ی اکسید متشکل از OeF ، حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد آن₄O₃eF و۵/۰ تا ۲ درصد آن₃O₂eF می‌باشد. در حین سرد شدن آهسته (در دمای کمتر از F⁰1040) از نورد گرم در چرخش نوار کوره‌ای بیشتر OeF موجود در آن به ₄O₃eF تبدیل می‌گردد و پس از سرد شدن کامل فلز اکسید آهن ۲ بیشترین مقدار را دارا می‌باشد.
منبع: گروه تأمین محتوای فولاد24