عادة، هناك نوعان من صهر خام الحديد:
1. تلبيد الحمض
ويتكون بشكل رئيسي من مركزات الحديد ومسحوق الحديد الغني الممزوج بعوامل الانصهار. خام الحديد الموجود بشكل رئيسي هو المغنتيت والهيماتيت، والمعادن الرابطة الرئيسية هي الفايالايت (2FeO•SiO 2 ) والكيرشستينيت (CaO•FeO•SiO 2 ).
لا يتم سحق خام الحديد الحمضي الملبد بشكل طبيعي أثناء عملية التبريد. إنه ذو قوة ميكانيكية عالية، ويحتوي على الكثير من أكسيد الحديديك (FeO)، مما يؤدي إلى ضعف قابلية الاختزال ومقاومة درجات الحرارة السيئة.
مطلوب كمية كبيرة من الحجر الجيري لصهر هذا النوع من خام الحديد ومركزاته.
2. مركزات خام الحديد
يمكن طحن خام الحديد الرديء وفصله للحصول على مسحوق حديد عالي الجودة. مركزات خام الحديد هي المادة الخام لإنتاج خام الحديد الغني الاصطناعي.
يمكن تقسيم مركز خام الحديد إلى مركز مغناطيسي ومركز الهيماتيت ومركز ليمونيت وفقًا لمكونات خام الحديد المختلفة. ويمكن أيضًا تقسيمها إلى مركز مغناطيسي ضعيف، ومركز مغناطيسي قوي، ومركز تعويم، ومركز الجاذبية.
بشكل عام، يتم الحصول على تركيز المغنتيت من الخامات المغناطيسية بطريقة الفصل المغناطيسي.
يتم الحصول على تركيز الهيماتيت عن طريق الفصل بالجاذبية، وفصل التعويم، والفصل المغناطيسي عالي الكثافة، والمغنطة
التكليس – الفصل المغناطيسي أو عملية الفصل المدمجة.
يتم الحصول على تركيز الليمونيت عن طريق الفصل بالجاذبية، أو الفصل المغناطيسي عالي الكثافة، أو التكليس الممغنط – الفصل المغناطيسي.
هناك 4 تفاصيل عن مركزات الحديد التي يحتاجها مصنع الصهر:
1 نسبة عالية من الحديد
يجب أن يكون محتوى الحديد في تركيز الماجنتيت أكثر من 65%، والحديد في تركيز الهيماتيت يجب أن يكون أكثر من 60% وفي تركيز الليمونيت يجب أن يكون أكثر من 50%. يجب أن يكون تقلب محتوى الحديد في حدود 0.5٪.
2 انخفاض محتوى الماء
الرطوبة الموجودة في المركز لها تأثيرات كبيرة على التخزين والنقل والخليط والفحم الحجري. بشكل عام، يجب ألا تزيد نسبة رطوبة تركيز المغنتيت عن 10%، ولا تزيد عن 12% في تركيز الليمونيت وتركيز الهيماتيت.
3 حجم موحد
يجب أن يكون تركيز الحديد المستخدم في إنتاج الكريات متجانسًا. يجب أن يكون هناك أكثر من 70% من الجسيمات بحجم أقل من 0.074 مم، ومن الأفضل أن تكون مساحة السطح المحددة في حدود 1200 إلى 2000 سم 2 /جم.
4 شوائب منخفضة
كلما قل عدد الشوائب (مثل الكبريت والفوسفور والرصاص والزرنيخ والزنك والنحاس)، كان تركيز الحديد أفضل. عادة ما يكون مطلوبا:
| نجاسة | نطاق المحتوى |
| الكبريت | 0.10%-0.19% |
| الفوسفور | 0.05%-0.09% |
| يقود | لا يزيد عن 0.1% |
| الزرنيخ | 0.04%-0.07% |
| الزنك | 0.1%-0.2% |
| نحاس | 0.1%-0.2% |
9 عناصر في خام الحديد تؤثر سلباً على صهره
المعادن التي تتأثر بشدة بصهر خام الحديد هي عادة الكبريت والفوسفور والبوتاسيوم والصوديوم والرصاص والزرنيخ والزنك والتيتانيوم والنحاس. بشكل عام، لها التأثيرات السيئة التالية على الصهر:
العناصر السيئة لصهر خام الحديد
1 الكبريت (S) : وهو العنصر الأكثر ضرراً لصهر خام الحديد. سيجعل الفولاذ هشًا ساخنًا. المزيد من الكبريت الموجود في خام الحديد، سوف ينفق المزيد من التكلفة في عملية إزالة الكبريت في الفرن العالي التالية.
2 الفوسفور (P) : وهو أيضًا العنصر الضار الشائع للمواد الفولاذية. سوف يجلب الفولاذ مع هشاشة باردة. سيتم تلبيد الفوسفور الموجود في خام الحديد في الحديد الزهر أثناء عملية الصهر.
وخلال عملية صناعة الفولاذ التالية، سوف تصبح عملية نزع الفسفرة أكثر تعقيدًا وستزداد التكلفة.
3 الفلزات القلوية (K & Na) : الفلزات القلوية تشمل بشكل رئيسي البوتاسيوم والصوديوم.
تأثير البوتاسيوم والصوديوم على الفرن العالي غير متناسب، والفرن العالي نفسه لديه قدرة معينة على تفريغ القلويات، والفلز القلوي له تأثير ضئيل على الفرن العالي ضمن نطاق التحكم.
ومع ذلك، إذا كان هناك الكثير من المعادن القلوية المتبقية في خام الحديد، بما يتجاوز قدرة التفريغ القلوي للفرن العالي، فسوف تتركز المعادن القلوية، مما يتسبب في محتوى المعدن القلوي للشحنة في الجزء الأوسط والعلوي من الفرن العالي لتجاوز المستوى الأصلي للشحنة بشكل كبير.
تميل المزيد من المعادن القلوية الموجودة في خام الحديد إلى تقليل درجة حرارة التليين والتحرك إلى أعلى منطقة الذوبان الناعم، وهو ما لا يفضي إلى تطوير الاختزال غير المباشر.
4 الرصاص (Pb) : يتم اختزال كل الرصاص تقريبًا في الفرن العالي. حيث أن كثافة الرصاص تصل إلى 11.34 طن/م 3 ، مما يسهل تدميره وحرقه من خلال وصلات الطوب الموجودة في قاع الفرن.
5 الزنك (Zn) : من السهل تحويل الزنك إلى غاز، ويدخل بخار الزنك المتبخر بسهولة إلى وصلة الطوب. سوف يتحول الزنك إلى أكسيد الزنك بعد الأكسدة، وسوف يتوسع حجمه، وبالتالي تدمير بطانة الطوب الحراري في الجزء العلوي من الجسم للفرن، والإضرار بتأثير الصهر.
6 الزرنيخ (As) : يعتبر الزرنيخ أيضًا أحد العناصر الضارة بالصلب، مما يجعل الفولاذ باردًا وهشًا وضعف أداء اللحام.
بالإضافة إلى ذلك، يتطاير الزرنيخ في عملية التلبيد، مما له تأثير كبير على البيئة.
7 النحاس (Cu) : النحاس سوف يجعل الفولاذ هشًا على الساخن، مما يجعل من الصعب دحرجة الفولاذ ولحامه. ومع ذلك، يمكن لكمية صغيرة من النحاس تحسين مقاومة الفولاذ للتآكل.
في صهر الفرن العالي، يتم تحويل كل النحاس إلى حديد الزهر.
8 التيتانيوم (Ti) : يمكنه تحسين مقاومة التآكل ومقاومة التآكل للصلب.
ومع ذلك، أثناء صهر الفرن العالي، سوف يتدهور الخبث، وسيدخل حوالي 90٪ من التيتانيوم إلى الخبث.
المحتوى المنخفض من التيتانيوم له تأثير ضئيل على الخبث وعملية الصهر. ولكن عندما يكون المحتوى مرتفعا، فإنه سوف يثخن الخبث ويسبب سيولة سيئة، والتي لها تأثير كبير على عملية الصهر ومن السهل تشكيل عقيدات الفرن.
بالنسبة لصهر خام الحديد، فإن التحكم بشكل أفضل في العناصر الضارة المذكورة أعلاه في محتوى خام الحديد، لا يمكن التحكم في تأثير الصهر فحسب، بل يمكن أيضًا تحسين أداء المنتج، وتحقيق معدل استخدام جيد لخام الحديد، وتحقيق المزيد من الأرباح. للمؤسسة.
