مجموعة MER: مقدمة موجزة لمبدأ التكوير
في مصانع الصلب المتكاملة الحديثة، يعتبر خام الكريات بمثابة العبء الأساسي عالي الجودة{0}}لصناعة الحديد في الأفران العالية. تقوم عملية التكوير بمعالجة مسحوق تركيز الحديد الناعم إلى كريات كروية عالية القوة- وعالية الدرجة، مما يحل مشكلة عدم إمكانية شحن المسحوق الناعم مباشرة إلى الفرن. ينقسم مبدأ عمله بشكل أساسي إلى أربع مراحل أساسية: التكور، والتجفيف والتسخين المسبق، والتحميص بدرجة حرارة عالية-، والتبريد إلى المنتجات النهائية، مما يشكل عملية تحويل فيزيائية وكيميائية كاملة.
I. مرحلة التكور: تشكيل الكرات الخضراء
The balling stage marks the beginning of the pelletization process. The core involves mixing fine iron concentrate powder (with particle size < 0.074mm accounting for >80٪)، والمواد الرابطة (مثل البنتونيت) والماء في قرص أو آلة تكوير الأسطوانة، حيث يتم تشكيل الكرات الخضراء الكروية من خلال الدحرجة الميكانيكية والقوى الشعرية. فيزيائيًا، تحت تأثير قوى الدوران والطرد المركزي، تلتصق جزيئات المركز وتنمو طبقة بعد طبقة مع اللب الدقيق كمركز، وتشكل كرات خضراء يبلغ قطرها 8-16 ملم. كيميائيًا، تشكل المواد الرابطة والماء جسورًا سائلة بين الجزيئات، مما يعزز القوة الأولية للكرات الخضراء لتلبية متطلبات النقل والمعالجة الحرارية اللاحقة.
ثانيا. مرحلة التجفيف والتسخين: الجفاف والدمج
تدخل الكرات الخضراء إلى الشبكة، حيث تتم إزالة الماء الحر في قسم التجفيف عند درجة حرارة 200-400 درجة لمنع انفجارها عند درجات حرارة عالية، ومن ثم يتم الانتهاء من الدمج الأولي في قسم التسخين المسبق عند درجة حرارة 900-1000 درجة. خلال هذه المرحلة، يتأكسد المغنتيت (Fe₃O₄) الموجود في الكرات الخضراء إلى الهيماتيت (Fe₂O₃)، ويخضع الرابط لتفاعلات التلبيد لتكوين وصلات بلورية أولية، مما يؤدي إلى تحسين قوة الكرات الخضراء بشكل ملحوظ ووضع أساس للتحميص اللاحق.
ثالثا. -مرحلة التحميص بدرجة الحرارة العالية: إعادة بناء الكريستال وتعزيز القوة
تدخل الكرات الخضراء المسخنة إلى الفرن الدوار أو الفرن الشبكي للتحميص عند درجة حرارة 1200-1300 درجة، وهو المفتاح لتشكيل خصائص خام الحبيبات. تتبلور جزيئات الهيماتيت من جديد وتنمو، لتشكل بنية بلورية كثيفة؛ تشكل الشوائب مثل SiO₂ وCaO في المركز كمية صغيرة من الطور السائل، الذي يملأ فجوات الجسيمات ويشكل هيكلًا صلبًا موحدًا بعد التبريد، مما يضمن القوة الباردة والاستقرار الحراري لخام الحبيبات. وفي الوقت نفسه، فإنه يضمن الأكسدة الكاملة لأكاسيد الحديد، مما يحسن درجة وقابلية اختزال خام الحبيبات.
رابعا. مرحلة التبريد: استقرار الأداء
يدخل خام الكريات المحمصة بدرجة حرارة عالية (حوالي 1000-1100 درجة) إلى المبرد الحلقي، حيث يتم نفخ الهواء البارد لتبريده إلى 100-150 درجة. يمنع التبريد السريع خشونة البلورات، مما يحافظ على البنية الكثيفة وقوة خام الحبيبات وتجنب تلف المعدات اللاحقة. يمكن إعادة تدوير الغاز المهدر ذو درجة الحرارة العالية-الذي يصل إلى 300-400 درجة أثناء التبريد إلى الشبكة لتجفيف الكرات الخضراء وتسخينها مسبقًا، وتحقيق دوران الطاقة وتقليل استهلاك الطاقة.
من خلال التحكم الدقيق في درجة الحرارة والغلاف الجوي والوقت لكل مرحلة، تقوم عملية التكوير بتحويل مسحوق تركيز الحديد الناعم ذو الدرجة المنخفضة - إلى خام الحبيبات- عالي الجودة. مع حجم الجسيمات الموحد وقابلية الاختزال الجيدة، يمكنها تحسين كفاءة صهر الفرن العالي وجودة الحديد المنصهر، مما يجعلها رابطًا رئيسيًا في صناعة الحديد والصلب الحديثة.
