روش های تولید فولاد در ایران
آلیاژ فولاد امروزه به یکی از پرکاربرد ترین آلیاژ های آهنی دنیا تبدیل شده است. این آلیاژ امروزه جایگاه ویژه ای در بسیاری از صنایع مختلف دنیا پیدا کرده است و به ماده اولیه تولید تجهیزات صنعتی بسیاری تبدیل شده است. در حال حاضر شما می توانید از روش های مختلف و گوناگونی برای تولید فولاد استفاده نمایید که هر یک از آن ها دارای ویژگی ها و مزیت های خاص و منحصر به فردی می باشند. توجه داشته باشید که تمامی روش های تولید فولاد در ایران قابل استفاده نمی باشند و شما نمی توانید از تمامی آن ها در داخل ایران استفاده نمایید. از مهم ترین دلایل عدم استفاده از تمامی روش های تولید فولاد نیز می توان به نداشتن صرفه اقتصادی در ایران، عدم وجود تجهیزات و تکنولوژی مورد نیاز و … اشاره کرد. ما در این مقاله شما را با روش های تولید فولاد در ایران و نکات مهم مرتبط با آن ها آشنا خواهیم کرد.
بررسی روش های تولید فولاد در ایران
روش کوره بلند
روش کوره بلند یکی از مهم ترین روش های تولید فولاد در ایران می باشد که در لیست روش های تولید سنتی نیز قرار می گیرد. این روش که با نام روش بسمر نیز شناخته می شود امروزه توسط بسیاری واحد های تولید داخلی مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش شما باید به سراغ استخراج سنگ آهن از معادن آهن بروید و از آن به عنوان ماده اولیه استفاده نمایید. همچنین شما می توانید از زغال سنگ برای تهیه کک مورد نیاز روش کوره بلند استفاده نمایید. در ادامه شما را با هدف و مراحل این روش آشنا خواهیم کرد.
هدف استفاده از روش فوق
تولید فولاد با کمک کوره های بلند یکی از کاربردی ترین روش های تولید فولاد در ایران و جهان است. به طوری که امروزه بیش از ۶۰ درصد فولاد خام دنیا را با کمک این روش تولید می کنند. در هنگام استفاده از این روش شما به استفاده از مواد اولیه خواص و متنوعی مثل انواع فرو آلیاژ ها نیاز نداشته و با کمک کک و سنگ آهن می توانید به سراغ استفاده از این روش بروید. علاوه بر در دسترس بودن مواد اولیه مورد نیاز این روش، روش کوره بلند دارای مزیت های دیگری نیز می باشد. از دیگر مزیت های استفاده از این روش می توان به مقرون به صرفه بودن، فرآیند تولید نسبتا کوتاه و … اشاره کرد. ویژگی های فوق دست به دست هم داده اند که روش کوره بلند به یکی از محبوب ترین روش های تولید فولاد در جهان تبدیل شود.
فرآیند استفاده از روش کوره بلند
در مرحله اول از روش کوره بلند شما باید سنگ آهن استخراج شده را به همراه مقداری کک، به کوره های بلند استاندارد وارد نمایید. در ادامه و بعد از ذوب شدن مواد اولیه در کوره های بلند شما می توانید ماده مذاب را وارد کوره های اکسیژنی نمایید. درون کوره های اکسیژنی فرآیند حذف ناخالصی ها انجام می شود. به عبارت بهتر کوره های اکسیژنی وظیفه حذف ناخالصی ها را بر عهده دارند. در انتهای این مرحله ناخالصی ها به صورت مواد شناور بر روی سطح ماده مذاب قرار می گیرند که به آن ها سرباره کوره گفته می شود.
روش احیای مستقیم با کمک کوره های قوس الکتریکی
روش احیای مستقیم یکی دیگر از روش های روش های تولید فولاد در ایران می باشد که سابقه کمتری نسبت به روش کوره بلند دارد. در این روش به جای استفاده از کوره های بلند از کوره های قوس الکتریکی استفاده می شوید. همچنین گاز طبیعی متان را نیز جایگزین استفاده از کک یا ذغال سنگ کرده اند. استفاده از روش احیای مستقیم رواج بیشتری نسبت به روش کوره بلند در داخل ایران دارد. زیرا این روش سود دهی بیشتری برای واحد های صنعتی تولید کننده فولاد در داخل ایران دارد. کوره های قوس الکتریکی می توانند از انرژی الکتریکی برای تولید حرارت استفاده کرده و مواد اولیه را به ماده مذاب تبدیل نمایند. این کوره های می توانند به طور میانگین دمای ذوب و تخلیه معادل ۱۶۰۰ درجه سانتی گراد را فراهم نمایند. همچنین دمای این کوره ها در برخی موارد به ۳۰۰ درجه سانتی گراد نیز خواهد رسید.
مراحل استفاده از روش احیای مستقیم
گندله سازی
در این مرحله کنسانتره آهن را به در فرآیند گندله سازی به ابعاد بزرگتری تبدیل می کنند. کنسانتره آهن به دلیل ریز بودن در کوره قابل استفاده نمی باشد، به همین دلیل باید ابعاد آن ها را به میزان مورد نیاز تغییر داد. دقت داشته باشید که سنگ اهن های بزرگ نیز می توانند مشکلات ساز باشند و حتما باید به سراغ فرآیند گندله سازی بروید.
احیای مستقیم
در مرحله احیای مستقیم شما می توانید از ۴ روش مختلف استفاده نمایید. روش های میدرکس و HYL جزو کاربردی ترین روش های داخل ایران می باشند و اغلب واحد های تولید داخلی از این روش ها استفاده می کنند. در این روش ها از گاز متان و مونوکسید کربن برای خالص سازی مواد استفاده می شود.
کوره ذوب
در مرحله سوم از روش احیای مستقیم نوبت به استفاده از کوره ذوب می رسد. در این مرحله شما می توانید از ۲ نوع کوره مختلف استفاده نمایید. کوره های الکتریکی و القایی جزو کوره هایی می باشند که شما می توانید در این مرحله از آن ها استفاده نمایید. توجه داشته باشید که کوره های القایی یکی از اعضای خانواده کوره های الکتریکی می باشند که گرمای ان ها توسط سیستم گرمایش القایی تامین می شود.
ریخته گری مداوم
ریخته گری مداوم، آخرین مرحله از روش تولید فولاد با کمک احیای مستقیم می باشد. در این مرحله فولاد مذاب به دست آمده در قالب هایی به صورت شمش ریخته می شود. دمای فولاد های ریخته شده در قالب ها به کمک آب عبور کرده از دیواره قالب ها کاهش پیدا می کند.
نکات مهم در زمینه روش های تولید فولاد در ایران
ساختار کوره ها
ساختار کوره یکی از مهم ترین نکاتی است که در هنگام استفاده از روش های تولید فولاد در ایران باید به آن توجه داشته باشید. اهمیت ساختار کوره در روش استفاده از کوره بلند بسیار بیشتر از روش احیای مستقیم می باشد. در هنگام استفاده از روش کوره بلند شما باید به موارد مختلفی مثل ارتفاع کوره، ارتفاع بوته، قطر دهانه کوره، ارتفاع شکم و … توجه داشته باشید. ساختار کوره می تواند بر روی بخش های مختلفی از فرآیند تولید فولاد تاثیر داشته باشد. به عنوان ارتفاع کلی کوره می تواند بر روی سوخت مصرفی، توزیع گاز، جریان گاز و … تاثیر داشته باشد.
استفاده از مواد اولیه فرعی
در مواردی شما می توانید از مواد مختلف فرعی دیگری برای تولید فولاد استفاده نمایید. به عنوان مثال شما می توانید از فرو آلیاژ هایی مثل فرومنگنز، فروسیلیس و … برای ایجاد تغییر در برخی خواص فیزیکی و شیمیایی فولاد کمک بگیرید. برای مثال برخی از فرو آلیاژ ها می توانند باعث تولید فولاد های ضد زنگ شوند و تغییرات بسیار چشمگیری بر روی خواص شیمیایی فولاد داشته باشند. توجه داشته باشید که استفاده از مواد فوق باید به صورت کاملا تخصصی و کنترل شده باشد.