سنگ‌های آهن مهم‌ترین و عمده‌ترین مواد اولیه را برای تولید گندله تشکیل می‌دهند. گندله؛ یعنی گلوله‌های تولید شده از نرمه سنگ‌آهن و سایر مواد افزودنی که نخست خام و سپس پخته شده و سخت می‌شود و برای احیا به روش سنتی تولید آهن در کوره بلند یا روش‌های متعدد احیای مستقیم به کار می‌رود. گندله ماده اولیه برای تولید آهن خام است و باید در کوره‌های احیا ویژگی مکانیکی شیمیایی و حرارتی مطلوبی را داشته باشد. برای تولید گندله خام، نرمه سنگ‌آهن شامل مواد افزودنی با محلول‌های تر کننده مانند آب برای دستیابی به شکل کروی، در دستگاه‌های گندله ساز به چرخش در آورده می‌شوند تا گندله خام تولید شود. در هنگام تولید گندله خام ممکن است مواد افزودنی و چسبنده مانند هیدروکسید کلسیم برای افزایش کیفیت و ویژگی متالورژیکی مکانیکی گندله به آن اضافه شود. در این مرحله گندله با ابعاد مطلوب و استحکام مکانیکی کافی تولید و برای حمل‌ونقل تا دستگاه پخت ارسال می‌شود. در مرحله دوم گندله‌های خام، به منظور سخت شدن در اتمسفر اکسیدکننده به دقت تا زیر دمای نرم شدن سنگ‌آهن در دستگاهی حرارت داده می‌شوند تا نخست خشک و سپس پخته شوند، به گونه‌ای که درجه تخلخل آنها کاهش پیدا نکند.
خواص مکانیکی و فیزیکی گندله ها از این لحاظ مهم است که گندله ها در حین حمل و نقل، خشک و سخت شدن در درجه حرارت بالا باید بارهای مکانیکی قابل ملاحظه را تحمل کنند. بنابراین آنها باید مقاومت به سایش و استحکام فشاری کافی برابر خرد شدن را دارا باشند. براساس موارد استفاده گندله ها، خصوصیات لازم آنها فرق می کند. برای دستیابی به این خصوصیات از مواد افزودنی خاص استفاده می شود. همین طور دستگاه مورد استفاده برای تولید گندله باید بتواند خواص لازم را تامین کند. روش انتقال آنها به واحد پخت باید طوری طراحی شود که کمترین ضربه و تنش بر گندله وارد آید.
در گندله های مصرفی درکوره بلند یا در روش های احیای مستقیم در روند احیا تغییراتی به وجود می آید که ممکن است باعث خرد و متلاشی شدن آنها گردد لذا بررسی خواص مکانیکی و فیزیکی گندله ها و احیا پذیری آنها اهمیت شایان توجهی دارد. لازم است که آزمایش هایی به منظور تعیین خواص گندله، تحت شرایط استاندارد انجام شود.
کیفیت گندله ها به ویژگی شیمیایی، مکانیکی و متالورژیکی آنها بستگی دارد. هر یک از خواص در روند تولید گندله، احیا و نیز ذوب و پالایش آهن اسفنجی و آهن خام موثر می باشند.
خواص فیزیکی گندله
از عوامل تعیین کننده گندله ها ابعاد، شکل، سطح ویژه، توزیع ابعاد، تخلخل، مقاومت به سایش و اصطکاک آنها را می توان نام برد.
۱- ابعاد گندله
گندله ها بر حسب اندازه در سه گروه قرار می گیرند:
-گندله ریز با قطر ۳ تا ۸ میلیمتر جهت کلوخه سازی و فرآیند هیدرومتالورژی
– گندله های عادی با قطر ۱۰ تا ۱۵ میلیمتر جهت استفاده در کوره بلند و واحدهای احیای مستقیم
– گندله های بزرگ با قطر ۲۰ تا ۳۰ میلیمتر جهت استفاده در فولادسازی و مواد خام برای تولید سیمان
۲- تخلخل گندله
تخلخل یکی از خواص ویژه گندله ها است و نقش مهمی در تمام مراحل گندله سازی و مصرف آن بازی می کند. در گندله های خام، تخلخل نتیجه حذف یکنواخت آب و تبخیر آن است. تخلخل در گندله روی خاصیت احیا شوندگی بسیار موثر است. با افزایش تخلخل خاصیت احیا شوندگی بسیاری از گندله ها تحت شرایط خاص افزایش می یابد. از طرف دیگر تخلخل نسبت معکوس با استحکام گندله دارد و افزایش آن باعث کاهش استحکام گندله می شود، لذا در تنظیم این دو عامل وضع بهینه باید انتخاب شود. تخلخل به اندازه ذرات و روش گندله سازی بستگی دارد و نقش مهمی در خشک کردن و پختن دارد. طی این مراحل رطوبت تبخیر شده و استحاله فازها رخ می دهد و مواد مجدداً کریستالیزه می شوند. با در نظر گرفتن استحکام لازم، بهترین تخلخل گندله ها حدود ۲۰ تا ۳۰ درصد می باشد. تخلخل کل گندله ها، حجم حفره ها نسبت به حجم کل گندله خام تعریف شده است و با استفاده از اختلاف وزن مخصوص حقیقی و ظاهری محاسبه می شود.
