Mikä on rautamalmin sintraus?

Rautamalmin sintraus on eräänlainen jauhemetallurgia, jota käytetään raudan esikäsittelyyn ennen sen käyttöä valmistussovelluksissa. Sintraus sisältää rautajauheen kuumentamisen osittain, mutta ei kokonaan, rautahiukkasten sulamiseen. Tarkka käytetty prosessi ja siihen liittyvät lisäelementit vaihtelevat, ja jotkut menetelmät käyttävät lämmön lisäksi kaasua tai sähköä. Rautamalmin sintrausprosessin aikana rauta vähenee diffuusion kautta, jolloin ei-rautahiukkaset poistetaan ennen jatkosovelluskohtaista käsittelyä.

Rautamalmin sintrauksen ymmärtämiseksi on ensin ymmärrettävä raakarautamalmin tietyt näkökohdat. Raakamalmia esiintyy kaikkialla maailmassa, ja se on itse asiassa yksi maan yleisimmistä elementeistä. Kaivostoiminta vetää raakamalmia maankuorista erottamalla sen korkealaatuiseksi ja huonolaatuiseksi sen perusteella, kuinka paljon rautaa on läsnä. Korkealaatuisella rautamalmilla on suurempi rautapitoisuus kuin huonolaatuisella rautamalmilla. Tyypillisesti raudan pitoisuus on jossain 65-72 prosenttia.

Erilaiset käsittelymenetelmät, kuten sintraus ja pelletointi, vaativat eri rautamalmia. Erityisesti rautamalmin sintraus edellyttää hienomalmin käyttöä, joka saadaan murskaamalla korkealaatuinen rautamalmi halkaisijaltaan vain muutaman millimetrin hiukkasiksi. Riippuen koneesta ja käytetystä rautamalmin sintrausprosessista, raaka malmipartikkelien sytyttämiseen ja lämmittämiseen käytetään aineita, kuten koksituulta ja palanutta kalkkikiveä, kunnes hiukkaset jähmettyvät. Kun malmi on jäähtynyt agglomeraatiksi, se murskataan uudelleen. Seulonta varmistaa, että ei-rautahiukkaset poistetaan ja loput rautahiukkaset ovat keskimäärin halkaisijaltaan 15–30 millimetriä.

Muissa rautamalmin sintrausprosesseissa käytetään koneita, jotka ottavat murskattua rautamalmia ja sekoittavat sen veden ja muiden aineiden kanssa, jotka tunnetaan nimellä flux, ennen seoksen sytyttämistä. Sähkö johdetaan seoksen läpi ja sen pinta sytytetään agglomeraatin muodostamiseksi. Rautamalmista tuleva pöly sekä rautahiukkaset, jotka eivät täytä kokovaatimuksia, kierrätetään koneen läpi jokaisen rautamalmierän käsittelyssä.

Ensisijaisesti rautamalmin sintrauksen tavoitteena on tuottaa yhtenäinen kemiallinen koostumus, lisätä rautahiukkasten lujuutta ja luoda yhtenäinen hiukkaskoko. Siten rautamalmin sintraus riippuu lopputuotteen aiotusta tarkoituksesta. Jotkut valmistussovellukset vaativat pienempiä hiukkaskokoja, kun taas toiset vaativat eroja hiukkaslujuudessa. Esimerkiksi metalli-keraamiset komposiitit vaativat paljon hienomman hiukkaskoon kuin joissakin kytkinlevyissä käytetty sintrattu rauta. Samoin jotkin sovellukset vaativat mahdollisimman suurta raudan puhtautta ja vaativat siten erilaista sintrausprosessia.