الفهرس 
IntroductionOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 168 |  |  |
| | | from | 168 | | |
Abstract
تنتج شركة الحديد و الصلب حوالي 1.75 مليار طن سنويا من الحديد الغفل بإستخدام تكنولوجيا الأفران العالية و ذلك بإستغلال خام حدبد مناجم الواحات البحرية ليتم خلاله إنتاج حوالي 1.2 مليون طن صلب سنويا . و من أهم المشاكل التي تواجه إنتاج الحديد الغفل وجود نسب من الشوائب المختلفة مثل المنجنيز و هاليدات العناصر القلوية في الخام المستخدم . مثل هذه الشوائب و على الأخص أكاسيد المنجنيز يسبب خفض إنتاجية عملية تلبيد لأنه يقلل من متانة اللبيد كما يسبب زيادة استهلاك الفحم و تقليل معدل الإنتاج في الفرن العالي . وقد أجريت هذا الدراسة بغرض بحث إمكانية التغلب على هذه المشكلة وذلك عن طريق الاختزال المغناطيسي لخامات الحديد المستخدمة وهو الاختزال الى الطور الذي له خواص مغناطيسية عالية ( أكسيد الحديد المغناطيسي أو الحديد الفلزي ) ثم فصلها مغناطيسياً للتخلص من أكبر نسبة ممكنة من أكسيد المنجنيز حيث أنه يتميز بأنه ليس له أي خواص مغناطيسية . و تتم عملية الاختزال بواسطة خليط بنسب مختلفة من غازي أول أكسيد الكربون و ثاني أكسيد الكربون عند درجات حرارة من 600 الى 1000 درجة مئوية وأيضا الاختزال بواسطو خليط من نسب مختلفة من غاز الهيدروجين و بخار الماء عند درجات حرارة من 400 الى 1000 درجة مئوية . ويتم تتبع عملية الاختزال عن طريق حساب النقص في الوزن مع الزمن أما اختبار ناتج عمليات الاختزال فيتم بواسطة جهاز ديفيز لتقييم الجزء المغناطيسي من الناتج من إجراء التحاليل لكل من نتائج الاختزال , الجزء المغناطيسي و عائد عنصر المنجنيز في الجزء الغير مغناطيسي . و قد تمت دراسة بعض العوامل المؤثرة على كفاءة الفصل المغناطيسي مثل حجم الحبيبات , سرعة دوران الأسطوانة و عملية التنظيف وذلك بواسطة جهاز الفصل المغناطيسي منخفض الشدة الرطب و تمت هذه الدراسة على أفضل نواتج الاختزال التي تم اختبارها بواسطة جهاز ديفيز و ذلك بحساب مقياس تقييم الاختزال المغناطيسي (F ( لكل عينة . تم اختبار كل من ناتج الاختزال , الجزء المغناطيسي و الجزء الغير مغناطيسي باستخدام الميكروسكوب الضوئي ذو الأشعة المنعكسة و أيضاً استخدمت الاشعة السينية للتعرف على الأطوار المختلفة المصاحبة لعملية الاختزال وعملية الفصل المغناطيسي . و قد خلص هذ البحث الى الأتي :- أولا : بالنسبة للإختزل بواسطة خليط بنسب مختلفة لكل من غازى اول أكسيد الكربون و ثانى أكسيد الكربون . - الاختزال بواسطة خليط من 20% اول أكسيد الكربون و 80% من ثانى أكسيد كربون عند درجات حرارة من 600 الى 1000 درجة مئوية , و يؤدى الاختزال بهذا الخليط الى تكوين أكسيد الحديد المغناطيسى ( الماجنيتيت ) عند درجات حرارة من 600 الى 800 درجة مئوية أما عند 900 و 1000 درجة مئوية يبدأ تكوين الفوستايت . وقد وجد ان طاقة التنشيط في مراجل الاختزال الأولى تكون 2.31 كيلو سعر / مول وفى المراحل النهائية تكون 5.9 كيلو سعر / مول و هذا يعنى ان التفاعل يسير فيال مراحلة الأولى و النهائية بميكانيكية الانتشار الغازى و قد ثبت ذلك بتطبيق المعادلات المتعارف عليها في نظام التفاعل بين المادة الاصلية و الغاز . - الاختزال بواسطة خليط من 80% اول أكسيد الكربون و 20% ثانى أكسيد الكربون عند درجات حرارة من 600 الى 1000 درجة مئوية , و يؤدى الاختزال بهذا الخليط الى تكوين الحديد الفلزى عند درجات حرارة من 800 الى 1000 درجة مئوية اما عند 600 و 700 درجة مئوية يبدأ تكون كربيد الحديد وقد وجد ان طاقة التنشيط في مراحل الاختزال الأولى تكون 2.26 كيلو سعر / مول و في المراحل النهائية تكون 3.63 كيلو سعر / مول وهذا يعنى ان التفاعل يسير في مراحلة الأولى و النهائية بميكانيكية الانتشار الغازى و قد ثبت ذلك بتطبيق المعادلات القياسية المعروفة . - الاختزال عند درجة حرارة 700 درجة مئوية بواسطة نسب مختلفة من خليط اول أكسيد الكربون و ثانى أكسيد الكربون , وجد انه عند الاختزال بنسب غاز من 10 الى 40% اول أكسيد الكربون أكسيد الحديد المغناطيسى (الماجنيتيت)اما عند الاختزال بنسبة غاز 60% اول أكسيد الكروبن يتكون الفوستايت ثم يبدأ تكون الكربيد عندما تزيد نسبة اول أكسيد الكربون الى 80% . عند اختبار جميع نواتج الاختزال السابقة بواسطة جهاز ديفيز وحساب مقياس تقييم الاختزال المغناطيسى (F) لكل ناتج وجد ان افضل قيمة للمقياس (F) قد تحققت مع العينه التي اختزلت بواسطة 80% اول أكسيد الكربون و 20% ثانى أكسيد الكربون عند درجة 800 مئوية . و عند دراسة العوامل التي تؤثر على كفاءة الفصل المغناطيسى وجد ان افضل حجم للحبيبات يعطى اكبر قيمة للمقياس F هو -0.15 مم وذلك بسبب درجة التحرر العالية بين الحديد و المنجنيز التي تحدث في الحبيبات ذات الحجم الصغير جدا و ان افضل سرعه دوران للاسطوانه تعطى اكبر قيمة للمقياس F هي 100 لفة / دقيقة وذلك لان قوة الطرد المركزية تزيد بزيادة سرعه دوران الاسطوانه مع وجود قوة جرف المياه مما يؤدى الى ازاله الشوائب الدخيلة ف العينه و بإجراء عملية التنظيف وجد ان قيمة F لم تتحسن ولكن نسبة المنجنيز انخفضت في الجزء المغناطيسى انخفاضا ملحوظا وقد عزى ذلك الى زيادة درجة التحرر بين الحديد و المنجنيز التي حدثت مع عملية التنظيف . تانيا : بالنسبة للاختزال بواسطة خليط من نسب مختلفة لغاز الهيدروجين وبخار الماء . - الاختزال بواسطة خليط من 20 % هيدروجين و 80% بخار ماء عند درجات حرارة من 400 الى 800 درجة مئوية : و الاختزال بهذا الخليط يؤدى الى تكوين أكسيد الحديد المعناطيسى في جميع درجات الحرارة . و قد وجد ان طاقة التنشيط في مراحل الاختزال الأولى و النهائية تكون 1.4 و 3.76 كيلو سعر / مول على التوالي. وهذا يعنى ان التفاعل يسير في مراحلة الأولى و النهائية بميكانيكية الانتشار الغازى وقد ثبت ذلك بتطيبق المعادلات القياسية المعروفة. - الاختزال بواسطة خليط من 90% هيدروجين و 10% بخار ماء عند درجات حرارة من 400 الى 1000 درجة مئوية : الاختزال بهذا بهذا الخليطيؤدى الى تكوين الحديد الفلزى عند جميع درجات الحرارة . وبحساب طاقة التنشيط لمراحل الاختزال الأولى و النهائية وجد انها على التوالي تكون 1.27 و 3.71 كيلو سعر / مول وهذا يدل على ان التفاعل يسير في كلتا المرحلتين بميكانيكية الانتشار الغازى و قد ثبت ذلك بتطبيق المعادلات القياسية المعروفة . - الاختزال بواسطة نسب مختلفة من غاز الهيدروجين وبخار الماء عند درجة حرارة 500 درجة مئوية : يتكون أكسيد الحديد المعناطيسى عندما يتم الاختزال بنسب غاز تتراوح من 20 الى 70% هيدروجين اما عندما تزيد نسبة غاز الهيدروجين الى 90% يتكون الحديد الفلزى . عند اختبار جميع نواتج الاختزال السابقة بواسطة جهاز ديفيز وجد ان اكبر قيمة للمقياس F قد تحققت مع العينه التي تم اختزالها بواسطة خليط من 20% هيدروجين بخار ماء عند 800 درجة مئوية . و بدراسه العوامل التي تؤثر على كفاءة الفصل المغناطيسى وجد ان افضل حجم للحبيبات هو -0.25 مم وذلك عكس المتوقع و يرجع ذلك الى انه في الاحجام الصغيرة جداً تكون قوى التماسك المغناطيسى كبيرة جداً للماجنيتيت المنتج بواسطة غاز الهيدروجين مما أدى الى فصل افضل مع الاحجام الكبيرة نوعاً .أما افضل سرعة دوران للاسطوانه تؤدى التي تعطى اكبر قيمة للمقياس F هي 100 لفة / دقيقة وذلك لان زيادة سرعه دوران الاسطوانه تؤدى الى زيادة قوة الطرد المركزية مع وجود قوة جرف الماء مما يسبب زيادة التخلص من الشوائب الدخيلة .و بإجراء عملية التنظيف وجد ان قيمة F قد انخفظت و ذلك يعنى انخفاض درجة التحرر بين الحديد و المنجنيز وذلك بسبب درجة التماسك المغناطيسى العالية لحبيبات الماجنيتيت المنتج بواسطة الهيدروجين . وقد وجد ان افضل ظروف للاختزال و الفصل المعناطيسى التي تؤدى الى خفض نسبة المنجنيز في الخام هي كالآتى :- - ظروف الاختزال . خليط الغاز : 80 % اول أكسيد الكربون – 20 % ثانى أكسيد الكربون درجة الحرارة : 800 درجة مئوية - ظروف العمل الفصل المغناطيسى : - حجم الحبيبات : - 0.15 مم - سرعة دوران الاسطوانه : 100 لفة / دقيقة . - عملية التنظيف و بهذه الظروف السابقة انخفضت نسبة المنجنيز في الخام من 4.46% الى 2.5% بينما عائد الحديد في الجزء المغناطيسى يكون 94.3% .