تولید آهن اسفنجی با زغال سنگ به روش کوره دوار
آهن اسفنجي با استفاده از زغال غيركك‌شو از طريق فرآيند احياي سنگ‌آهن در كوره دوار توليد مي‌شود. احيا در يك درجه حرارت از پيش تعيين شده و فشار آتمسفري كنترل شده صورت مي‌پذيرد. مواد اوليه ورودي مانند سنگ‌آهن، زغال كك‌شو (با خاصيت واكنشي بالا) و مواد گدازنده مانند سنگ آهك و دولوميت در اندازه‌هاي كاليبره شده به كمك تغذيه‌كننده‌هاي وزني و حجمي به‌داخل كوره دوار تغذيه مي‌شوند. به‌دليل شيب و حركت چرخشي كوره دوار مواد اوليه به آهستگي از انتهاي دستگاه تغذيه به انتهاي محل تخليه يا شارژ حركت مي‌كند. در طي حركت سنگ‌آهن به همراه زغال كه قبلا گرم شده است به DRI تبديل مي‌شود. سپس مواد مستقيم به خنك‌كننده دوار تخليه شده و در آنجا خنك مي‌شود. درجه حرارت محصول خنك شده در حدود 80 درجه سانتيگراد بوده كه از خنك‌كننده تخليه شده و سپس به سيستم جداسازي و جابه‌جايي برده مي‌شود.
اين محصول كه شامل آهن اسفنجي با مواد مغناطيسي مانند زغال و غيره است توسط غربال به اندازه‌هاي مختلف جدا شده و سپس به‌طور مغناطيسي توسط جداكننده مغناطيسي جدا مي‌شود سپس آهن اسفنجي به يك مخزن ريخته شده و بيرون فرستاده مي‌شود.
طرح شماتیک کارخانه تولید آهن اسفنجی در شکل زیر آمده است، همانطور که مشخص است واحد اصلی موجود در کارخانه واحدی است که در آن سه ماده‌ی اولیه‌ی سنگ آهن، زغال سنگ و دولومیت با یکدیگر ترکیب می‌شوند و واکنش‌هایی بین آنها صورت می‌گیرد.
بررسی فنی واحد کوره یا Kiln:
همانطور که در شکل زیر مشخص است تمام واکنش‌های صورت گرفته در کوره‌ی استوانه‌ای دوار حول محور خود و دارای شیبی ملایم (زیر 5 درجه) نسبت به زمین، رخ می‌دهد، سنگ و یا گندله های هماتیتی یا مگنتیتی با محتوی زغال و سنگ آهک و یا دولومیت به کوره گردان وارد شده و ضمن حرکت در خلاف جهت جریان گاز، گرم شده و در دمایی حدود 1100 درجه سانتی گراد تا حدود 92 درصد احیا، و به آهن اسفنجی تبدیل می شوند.
از ویژگی های این روش، نصب لوله هایی در طول بدنه کوره دوار و نصب یک مشعل در محل خروجی آهن اسفنجی است. با این تجهیزات تنظیم دقیق درجه حرارت در طول کوره ممکن می گردد.
سایز و ظرفیت کوره های دوار در زیر نشان داده شده است.
|
Shell size |
(Capacity (t/h |
Rotating speed )(r/min |
(Power (kw |
(Weight (t |
|||
|
Dia (m( |
(Length (m |
Slope (%) |
|||||
|
1.4×33 |
1.4 |
33 |
3 |
0.9-1.3 |
0.39-3.96 |
18.5 |
47.5 |
|
1.6×36 |
1.6 |
36 |
4 |
1.2-1.9 |
0.26-2.63 |
22 |
52 |
|
1.8×45 |
1.8 |
45 |
4 |
1.9-2.4 |
0.16-1.62 |
30 |
78.2 |
|
1.9×39 |
1.9 |
39 |
4 |
1.65-3 |
0.29-2.93 |
30 |
77.59 |
|
2.0×40 |
2 |
40 |
3 |
2.5-4 |
0.23-2.26 |
37 |
119.1 |
|
2.2×45 |
2.2 |
45 |
3.5 |
3.4-5.4 |
0.21-2.44 |
45 |
128.3 |
|
2.5×40 |
2.5 |
40 |
3.5 |
9.0-10.5 |
0.44-2.44 |
55 |
149.61 |
|
2.5×50 |
2.5 |
50 |
3 |
6.25-7.4 |
0.62-1.86 |
55 |
187.37 |
|
2.5×54 |
2.5 |
54 |
3.5 |
6.9-8.5 |
0.48-1.4 |
55 |
196.29 |
|
2.7×42 |
2.7 |
42 |
3.5 |
10.0-11.0 |
0.10-1.52 |
55 |
198.5 |
|
2.8×44 |
2.8 |
44 |
3.5 |
12.5-13.5 |
0.437-2.18 |
55 |
201.58 |
|
3.0×45 |
3 |
45 |
3.5 |
12.8-14.5 |
0.5-2.47 |
75 |
210.94 |
|
3.0×48 |
3 |
48 |
3.5 |
25.6-29.3 |
0.6-3.448 |
100 |
237 |
|
3.0×60 |
3 |
60 |
3.5 |
12.3-14.1 |
0.3-2 |
100 |
310 |
|
3.2×50 |
3.2 |
50 |
4 |
40.5-42 |
0.6-3 |
125 |
278 |
مزایای روش کوره دوار
تولید آهن اسفنجی حاوی کربن که می تواند در فولاد سازی مفید باشد
امکان استفاده از سنگ آهن های مختلف و بصورت های متفاوت نظیر نرمه سنگ، گندله ها و دانه های سنگ و کلوخه ها
وجود منابع غنی از زغال سنگ های نامرغوب کک نشو در کشور و پایین بودن هزینه های استخراج معادن زغال سنگ
ایجاد بازار مصرف برای زغال سنگ های کک نشو و نامرغوب
پایین بودن قیمت زغال سنگ
امکان احداث کارخانه های با ظرفیت تولید کم، هزینه کمتر تاسیس کارخانه و سرمایه اولیه کمتر نسبت به دیگر روش ها
در مراحل اولیه توسعه، بدلیل افت حرارتی نسبتا زیاد این کوره ها، چندان مورد استفاده قرار نگرفت اما با گذشت زمان و پدید آمدن تکنولوژی های جدید، این روش بسیار قدیمی در سطوح تجاری مطرح گردید.