تبلیغات
صنعت فولاد - روش‌های جایگزین برای تولید چدن در جهان

روش‌های جایگزین برای تولید چدن در جهان

چهارشنبه 3 شهریور 1389 12:55 ق.ظ

نویسنده : علی فروزان
ارسال شده در: آهن اسفنجی ، گندله سازی ،
عدم كیفیت زغال‌سنگ هند برای كك‌سازی و به ویژه وضعیت شیمیایی كانی‌هایش منتج به استفاده از روش‌های گوناگون فرآیند تولید فولاد در مقایسه با دیگر نقاط جهان در این منطقه شده است.

مقاله‌ای كه در ادامه می‌خوانید، گزارشی است از سمینار فولاد و تكنولوژی كه در ماهنامه استیل تایمز منتشر شده كه برگردان آن را در ادامه می‌خوانید:

سمینار فولاد و تكنولوژی كه اخیرا در هند برگزار شد، به واسطه حضور 150 نماینده حاضر در آن و همچنین مقالات جالب و مباحث آن است.

مقالات در رابطه با تمامی جنبه‌های احیای ذوب برای كوره‌های دمشی كوچك در 10 موضوع ارائه شد. عمدتا، با وجود روش تولید چدن به وسیله احیای مستقیم سنگ‌آهن در هند، در سال‌های 2007 و 2008 به 1/20 میلیون تن رسید و بالغ بر كل میزان تولید چدن در یك سوم سال شد، سازمان‌دهندگان از روش‌های متداول تولید DRI بر پایه گازی و تولید با استفاده از زغال‌سنگ در كوره‌های روتاری كیلن (این تكنولوژی اخیرا در هند متداول شده و 2/14 میلیون تن یا 6/70 درصد از كل DRI تولید شده در سال را شامل می‌شود) اجتناب كردند.

به جای این روش‌ها آنها بر روی تكنولوژی‌هایی بر پایه زغال‌سنگ مانند Corex، Finex، HIsmelt، Fastmelt، ITmk3 و كوره‌های دمشی كوچك با كك متمركز شدند. هرچند هند دارای ذخایر قابل توجه زغال‌سنگ
( 6/7 درصد از كل منابع جهانی) است، اما عرضه منابع مناسب زغال كك‌شو در این كشور دارای محدودیت‌هایی است و میزان بالایی از مواد موردنیاز از كشورهای دیگر وارد می‌شود.

در واقع حتی مقدار بسیار زیادی از زغال‌سنگ حرارتی برای تولید برق نیز وارد می‌شود كه قسمت زیادی از آن از اندونزی تامین می‌شود، زیرا مالكیت زمین و تداركات تنها قسمتی از مشكلات استخراج ذخایر زغال‌سنگ در هندوستان هستند.

در سال مالی 2007 تا 2008، شركت زغال‌سنگ هندوستان در حدود 360 میلیون تن تولید داشت كه بالغ بر 85 درصد از 414 میلیون تن زغال‌سنگ تولید شده در این كشور بود. میزان مصرف این محصول در هند نیز به 475 میلیون تن رسید كه منتج به واردات 40 میلیون تن زغال‌سنگ حرارتی و 7 میلیون تن زغال كك شو شد.

هزینه زغال‌سنگ بالغ بر 45 تا 50 درصد از كل هزینه مواد اولیه ورودی به كوره بلند می‌شود. از این رو تمایل هند به اتخاذ روش‌های فولادسازی جایگزین در كوره بلند است.

دكتر ایرانی، مدیر شركت تاتا و پسران (موسس شركت‌های گروه بزرگ تاتا) به عنوان مهمان سخنران در این همایش بود.

وی به گرمی مورد استقبال مسئول این همایش دكتر آمیت مشاور تاتا استیل و نویسنده مجله استیل تك (Steel Tech) قرار گرفت. دكتر ایرانی سوالی را با این مضموم كه چگونه چین صنعت فولاد خود را به یكباره توسعه داد و طبق آمار وضعیت خود را به 10 برابر بهتر از وضعیت صنعت فولاد هند در همان دوره زمانی رسانید، مطرح كرد كه در نهایت به این نتیجه رسید كه این ماهیت فلسفه آزادی‌خواهی در هند است كه مخالفت‌های بسیاری را برای پروژه‌های فولادی پیشنهاد شده به همراه داشته است. یك هدف برای رسیدن به تولید 100 میلیون تنی تا سال 2011-2012 به وسیله دولت تعیین شد اما او به حضار یادآوری كرد كه یك آمار مشابه نیز در سال 1980 مدنظر قرار گرفته بود.

وی اظهار داشت كه میزان تولید در سال 2009 به 60 میلیون تن رسید و نشان‌دهنده این است كه در رسیدن به هدف 100 میلیون تنی اندكی قصور شده اما سرانجام رسیدن به آن میسر خواهد شد.

 او گفت ارقام آنچنان از اهمیت برخوردار نیستند، آنها تكنولوژی‌های مناسبی را انتخاب كرده‌اند كه در این رابطه عامل كلیدی هستند.

تكنولوژی‌های سفارشی با مواد اولیه مورد نیاز كارخانه‌های هند هماهنگ شدند و در حال حاضر هیچگونه فرآیند روشن قابل ذكری برای شرایط كنونی هند وجود ندارد.

همچنین او در ادامه اظهار داشت كه هند خود به تنهایی باید تكنولوژی‌های مناسب را به كارگرفته و تمامی انواع نمونه‌های كك را به عنوان راهی برای مخلوط كردن زغال‌سنگ‌های نرم‌تر برای تولید كك با كیفیتی مناسب با كوره‌های كك‌سازی با استفاده از زغال‌سنگ‌های صد درصد سخت ارائه كند.

از 10 تا 15 سال پیش شاهد بودیم كه هند به طور فزاینده‌ای تجهیزات R&D و موسسات آموزش فنی خود را توسعه بخشید. پیشتر، مهندسین هندی برای آموزش به كشورهای انگلیس، آمریكا و روسیه مسافرت می‌كردند، اما انجمن فناوری هند (IIT) در حال حاضر یك جایگزین است و آزمایشگاه ملی و مراكز R&D شركت‌های فولادسازی مختلف در زمینه تحقیقات فعال هستند.

سخنرانی افتتاحیه كه توسط مدیرعامل یكی از شركت‌های مشاور فولادی هند ایراد شد، به بررسی راندمان كوره بلند به عنوان یك عامل واكنش شیمیایی و قابلیت آن برای پذیرش انواع مواد اولیه ( كلوخه سنگ‌آهن، آگلومره، گندله، مواد تزریقی) پرداخت، اما برای افزایش راندمان كوره بلند نیازمند زغال‌سنگ و گندله‌هایی با كیفیت مناسب است كه تولید آنها بستگی به مشكلات محیطی داشته و برای برطرف كردن این مشكلات نیازمند به صرف هزینه هستیم.

به همین دلیل تمایل فزاینده‌ای به اتخاذ روش‌های جایگزین برای تولید چدن در این كشور وجود دارد كه سازگاری بیشتری با محیط زیست داشته و همچنین وابستگی كمتری نیز به زغال‌سنگ داشته باشند.

پیشرفت‌های مربوطه اخیر در هند در زمینه ساخت كوره‌های دمشی كوچك با حجم 175 تا 250 متر مربع و با ظرفیت تولید سالانه‌ای در حدود 30 كیلو تن تا یك میلیون تن است.

این پیشرفت‌ها موجب كاهش هزینه سرمایه‌گذاری شده و همچنین از زمان اجرای كار نیز كاسته‌اند و از همه مهمتر این كه در این كوره‌ها می‌توان از زغال‌سنگ‌هایی با كیفیت پایین‌تر نیز استفاده كرد.

همچنین چدن مذاب تولید شده در این كوره‌ها دارای كیفیت مطلوبی است. هرچند هزینه‌های بهره‌برداری به ازای هر تن نسبت به كوره بلندهای متداول بالاتر هستند كه این امر ناشی از میزان زغال‌سنگ بیشتر مورد استفاده در آنها و همچنین نیاز به مصرف كلوخه سنگ‌آهن یا گندله به جای آگلومره است. قیمت زغال‌سنگ در حال حاضر در حدود 100 تا 130 دلار به ازای هر تن بوده و سنگ‌آهن با مرغوبیت كمتر نیازمند تغلیظ است كه به هزینه‌های موجود اضافه می‌شود.

در حال حاضر دو جایگزین برای كوره بلند در تولید چدن مذاب وجود دارد كه عبارتند از فرآیندهای احیای مستقیم (DR) كه می‌توانند بر پایه زغال‌سنگ یا گاز باشد و منتهی به تولید چدن جامد اما متخلخل (آهن اسفنجی) می‌شود و روش دیگر احیای مذاب (SR) است كه منتج به تولید آهن ریختگی می‌شود.


فرآیندهای DR و SR

به‌طور خلاصه این فرآیندها بر پایه چند تعریف است:

فرآیندهای احیای مستقیم بر پایه زغال‌سنگ هم در كوره‌های روتاری كیلن (كه در كشور هند رایج هستند) كه در آن زغال‌سنگ و سنگ معدن نرم در داخل یك استوانه گردان مورب ریخته می‌شوند یا به جای آن از یك بستر گردان استفاده می‌كنند كه در آن یك لایه از مواد اولیه (معمولا ذرات ریز سنگ‌آهن مخلوط شده با ذرات ریز زغال‌سنگ به صورت آگلومره) در داخل یك بستر افقی با پهنای چند متری تخلیه می‌شوند و پیرامون بوته مدور شكل می‌گیرند.

 در فرآیندهای احیای مستقیم بر پایه گازی از یك رآكتور عمودی كه با كلوخه سنگ‌آهن یا آگلومره شارژ می‌شود استفاده می‌شود و از وسط آن گاز طبیعی محتوی هیدروژن و مونواكسید كربن عبور داده می‌شود .

اخیرا از انواع مختلفی از گازهای جایگزین از قبیل گاز كوركس (Corex) و گاز تولید شده ناشی از تبخیر زغال‌سنگ به كارگرفته می‌شود كه یك مزیت مشخص برای كشورهایی است كه دارای منابع محدود گاز طبیعی بوده اما از ذخایر مناسب زغال‌سنگ بهره می‌برند.

نخستین فرآیند تجاری احیای مذاب (SR) فرآیند كوركس بود كه به وسیله دو واحد فولادسازی JSW استیل و Essar استیل مورد بهره‌برداری قرار گرفت. دیگر كارخانه‌هایی كه با این روش كار می‌كنند در كشورهای چین و آفریقای جنوبی قرار دارند.

 در حقیقت واحد كوركس دارای دو مرحله فرآیند است كه در آن سنگ‌آهن به یك استوانه قائم واقع در قسمت فوقانی محفظه گازی(gasifier) شارژ می‌شود ـ گدازنده كه در آن زغال‌سنگ نرم شده به وسیله اكسیژن سوخته و منتج به ایجاد گاز احیا می‌شود و موجب گرم شدن مذاب می‌شود.

چدن احیای مستقیم تولید شده در داخل استوانه به داخل محفظه گازی ریخته شده و در آنجا ذوب شده و در فواصل معین به صورت چدن مذاب با تركیب مشابه با آنچه كه در كوره بلند تولید می‌شود، تخلیه می‌شود.

 اخیرا شركت پوسكو كره‌جنوبی از یك تغییر ظرفیت تجاری برای روش كوركس استفاده كرد كه این امر امكان استفاده از سنگ‌های معدنی ریزتر را فراهم آورد.

این روش فینكس (Finex) نامیده شده كه كانی‌ها ریزتر از میان یك جریان از سیال بستر رآكتور عبور می‌كند و گاز احیا تولیده شده در یك محفظه گازی ذوب نیز در جهت مخالف این جریان از داخل رآكتور عبور داده می‌شود (شكل یك).
 
مزیت این روش این است كه نیازی به گندله‌سازی كانی‌های ریز نیست، اما هر دو فرآیند نیازمند طبقه‌بندی دقیق زغال‌سنگ مورد استفاده هستند تاكنون واحدهای عملیاتی كوركس در هند متكی به واردات زغال‌سنگ بوده‌اند و همچنین تنها با 20 درصد كك شارژ می‌شدند.

دكتر آمیت در ادامه اظهارات خود به مواد اولیه موجود برای فولادسازان در هند اشاره كرد و در پایان به بررسی بیشتر فرآیندهای موفق احیای ذوب پرداخت.

به طور معمول 80 درصد از هزینه تولید چدن ناشی از مواد اولیه آن است كه كك نزدیك به نیمی (4/47 درصد) از هزینه این مواد را شامل می‌شود. تكنولوژی كنونی كوره بلند به سختی می‌تواند از عهده حجم بالای تولید برآید.

هرچند به طور معمول این تكنولوژی نزدیك به محدوده بهره‌برداری بوده و برای احیای ذوب كوره بلندهای مجتمع‌های فولادسازی یا در رابطه با چدن مذاب با مقدار كم ( 5/0 تا 8/0 میلیون تن در سال) كه نیازمند فرآیندهای تكمیلی تولید هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرد، به عنوان مثال در یك واحد فولادسازی با كوره قوس الكتریكی (EAF)، شارژ چدن مذاب هم منتج به افزایش بهره‌وری می‌شود و هم موجب كاهش مصرف برق می‌شود.

 همچنین این كوره دمشی كوچك می‌تواند این نقش را به خوبی ایفا كند اما راندمان كمتری را نسبت به كوره‌های دمشی متداول دارد و ناگزیر به مقدار بالاتری از كك و كلوخه سنگ‌آهن نیاز داشته و مشكلاتی را در فرآیند تزریق پودر زغال (PCI) به همراه دارد.

موثرترین جنبه فرآیند SR این است كه این فرآیند مستقل از كك مصرفی است. اكثر فرآیندهای احیای مذاب دارای دو مرحله هستند: یك مرحله پیش احیا برای تولید DRI و دیگری مرحله گداز (melting) است كه به مرحله تبخیر زغال‌سنگ نیز معروف است.

فرآیندهایی كه همه واكنش‌ها در آنها در حمام فلز مذاب رخ می‌دهد مانند HIsmelt و Romelt از این قاعده مستثنی هستند و در جدول شماره یك مهمترین فرآیندهای SR ذكر شده است.

 دكتر آمیت در ادامه با اشاره به موضوع ارزش مصرفی (VIU) از فلز اظهار داشت كه به عنوان مثال مقدار VIU برای چدن مذاب بالاتر از آهن اسفنجی جامد است به طوری كه قبلا نیازمند انرژی فرآیندی كمتری برای تبدیل آن به فولاد بودیم.

همچنین چدن مذاب با فسفر و سیلیسم كمتر (به عنوان مثال در فرآیند HIsmelt) دارای یك VIU بالاتری نسبت به چدن مذابی است كه دارای یكی از این عناصر باشد. از آنجایی كه اكثر كانی‌های معدنی در هند دارای فسفر بالا هستند، به ویژه فرآیند HIsmelt می‌تواند در هند كاربرد داشته باشد.

افزایش بهره‌برداری از واحد HIsmelt در كووینانا استرالیا موضوع بعدی بحث در این همایش بود كه توسط نیل گودمن مدیركل بهره‌برداری و تكنولوژی HIsmelt ارائه شد. در حال حاضر این تكنولوژی به طور 100 درصد در اختیار ریوتینتو قرار دارد، قبل از این شركت‌های كوبه استیل و كلوكنر نخستین شركت‌هایی بودند كه در این زمینه فعالیت می‌‌كردند كه دیگر فعالیتی ندارند.

بعد از گذشت 25 سال از ابداع این روش، قریب به یك میلیارد دلار هزینه شده است. واحد عملیاتی واقع در كووینانا مشتركا متعلق به ریوتینتو (60 درصد)، نوكور (25 درصد)، میتسوبیشی (10 درصد) و شوگانگ (5 درصد) هستند. اساس این فرآیند، یك پاتیل احیای ذوب عمودی به همراه یك بوته با آستر دیرگداز و همچنین پانل‌های خنك‌كننده آبی در پیرامون آن است.

 سنگ‌آهن نرم و پودر زغال‌سنگ به داخلی مجاری جانبی شارژ می‌شوند و مشعل دمشی گرم با اكسیژن كافی حرارت لازم را ایجاد می‌كند.

 فلز به صورت مداوم به داخل سیفون كوره اولیه تخلیه می‌شود. تمامی تجهیزات فرعی مثل كوره دمش حرارت همانند كوره بلندهای سنتی مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند.

این واحد صنعتی دارای ظرفیت اسمی 100 تن در ساعت است و به دلیل بهره‌برداری متناوب ظرفیت آن در حال حاضر به 70 تا 80 تن بر ساعت می‌رسد. مصرف زغال‌سنگ در این كوره بالغ بر 700 كیلوگرم به ازای تولید هر تن چدن مذاب است (البته برای فرآیند خشك و در فرآیند تر به 750 كیلوگرم به ازای تولید هر تن چدن مذاب می‌رسد).

میزان كربن در چدن مذاب این كوره مشابه با كوره بلندی با آهن 4 درصد است اما بنابر گزارشات میزان عناصر فسفر و سیلیسم در سرباره بسیار كمتر است.

 جداسازی مناسب بین سرباره و مذاب از نكات حیاتی بوده و برای رسیدن به این هدف كار با بهینه‌سازی شكل لوله‌ها انجام می‌شود به طوری دو مجرای دمنده برای دمش هوا و نیتروژن به بهترین شكل تعبیه شده‌اند.

مشكلات اولیه در زمینه خوردگی بالای دیرگداز با استفاده پنل‌های خنك‌كننده آبی مرتفع شدند و بهره‌برداری مستمر می‌تواند منجر به بهبود عمر كوره بلند بیش از پیش شود.

هم‌اكنون، فعالیت‌های این واحد به دلیل كاهش شدید تقاضا برای محصولات چدن خام كه قبلا تولید می‌شد، متوقف شده است اما انتظار می‌رود كه در سال 2010 مجددا از سر گرفته شود.

در حال حاضر انتشار گاز CO2 در این كوره مشابه با كوره‌‌بلندهای سنتی، یعنی 7/1 تا 9/1 تن CO2 به ازای هر تن چدن مذاب است اما یك پروژه دیگر نیز وجود دارد كه با استفاده از روش بستر سیال كریكوفر (Circofer) موجب احیای اولیه سنگ‌آهن به FeO می‌شود كه این امر موجب كاهش انتشار گاز از 9/0 تا 1/1 تن CO2 به ازای تولید هر تن چدن مذاب می‌شود و این امكان را فراهم می‌سازد تا از زغال‌سنگ‌هایی با كیفیت پایین استفاده كرد.

علاوه بر آن، در اتحادیه اروپا از پروژه فولادسازی با CO2 فوق‌العاده پایین (ULCOS) حمایت شده و كنورتور سیكلونی (CCF) نیز در جهت احیای اولیه مورد استفاده قرار می‌گیرد و جذب‌كننده CO2 موجب كاهش 90 درصدی انتشار آن خواهد شد. یك واحد آزمایشی در رابطه با این روش نیز در كشور هلند راه‌اندازی خواهد شد.

روش Corex نخستین فرآیند SR موفقیت‌آمیز است اما برای موفقیت تجاری آن باید به بهینه‌سازی گازهای خروجی با دمای بالا و گرمازایی بالا توجه كرد. این گازها می‌توانند برای برخی از كاربردها از قبیل تولید برق یك پالایشگاه و برای تولید آهن اسفنجی مورد استفاده قرار گیرند.

در حال حاضر 5 واحد Corex در سرتاسر جهان فعال هستند (در كشورهای هند، چین و افریقای جنوبی) كه بزرگترین آنها در كارخانه بوآ استیل چین است كه C3000 نام دارد و ظرفیت اسمی تولید آن 3000 تن در هر روز یا تقریبا یك میلیون تن در هر سال است.

روش‌های جایگزین Corex عبارتند از: كوركس LRI (آهن احیای كم) كه در آن از گاز خروجی برای زدایش گرد و غبار استفاده می‌شود و بعد از حذف CO2 برای احیای بیشتر سنگ‌آهن در یك كوره استوانه‌ای جداگانه آهن اسفنجی تولید می‌شود و فرآیند جایگزین دیگر كوركس LEG (گاز خروجی كم) است كه در آن گاز CO2 از گاز خروجی بدون گردوغبار جدا شده كه در نهایت در محفظه احیای Corex بازیافت می‌شود و بدین معنی است كه گاز كمتری در محفظه گازی (gasifier) و گدازنده تولید خواهد شد و همچنین منتج به مصرف زغال‌سنگ و O2 كمتری نیز می‌شود.

یكی دیگر از روش‌های زیربنایی در این زمینه توسط پوسكوی كره‌جنوبی ابداع شده است كه جایگزین محفظه‌های احیای قائم كوركس شده، دارای یك آبشیب (cascade) متشكل از 3 یا 4 رآكتور بستر سیال است كه قادرند پودر سنگ‌آهن را برای فرآیند تغییر دهند. این روش با نام Finmet شناخته می‌شود و یك واحد تجاری با ظرفیت 5/1 میلیون تن در سال در آوریل سال 2007 به بهره‌برداری رسید.

مقاله‌ای توسط شركت JWS استیل در زمینه بهره‌برداری از دو واحد C-2000 (كه هر كدام دارای ظرفیت 800 كیلو تن در سال هستند) انتشار یافته كه به بررسی چالش‌های موجود در رابطه با هزینه‌های تولید چدن مذاب، مخصوصا بعد از این كه اخیرا JWS از بزرگترین كوره بلند هندوستان و همچنین دو كوره بلند دیگر به همراه دو واحد كوركس بهره‌برداری كرد، می‌پردازد.

به‌طور كلی دلیل این تغییر جهت از تكنولوژی كوره بلندهای سنتی به كوره‌های جدید در اصل گازی است كه در واحد‌های فولادسازی به روش كوركس تولید می‌شود كه به منظور تولید انرژی در نیروگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در حال حاضر هیچ‌گونه نیروی مضاعفی نیاز نیست و از این رو كارخانه‌های فولادسازی بر روی تولید آهن متمركز شده‌اند.

دكتر آمیت در همایش Q&A اظهار داشت: اگر امتیاز گاز را به طور كامل در اختیار واحد كوركس قرار ندهند، هزینه چدن مذاب تولید شده به این روش در حقیقت 40 تا 50 درصد بالاتر از یك كوره بلند سنتی خواهد شد.

بهره‌برداری از نخستین و تنها واحد تجاری فینكس نیز توسط یكی از مسئولان شركت پوسكو توضیح داده شد. پوسكو قبل از این در سال 1995 در شهر پوهانگ از یك واحد كوركس با ظرفیت 600 كیلو تن در سال بهره‌برداری كرده بود اما در بهینه‌سازی نرمه برگشتی تولید شده و همچنین سنگ‌آهن نرم و كك نرمه تولید شده در داخل مجتمع كوره بلند در پوهانگ با مشكلاتی مواجه شد.

 از این رو آنها در سال 2003 میلادی واحد كوركس را با جایگزین كردن یك كوره استوانه‌ای قائم ارتقا دادند كه در آن احیا به وسیله یك آبشیب متشكل از 4 بستر سیال صورت می‌پذیرفت كه این امكان را میسر ساخت تا به جای استفاده از گندله یا مصرف سنگ‌آهن دانه درشت به طور مستقیم از سنگ‌آهن نرمه استفاده كند.

این واحد آزمایشی با ظرفیت تولید 600 تن در هر سال با موفقیت به بهره‌برداری رسید (و در حال حاضر نیز فعال است) از این رو آنها در واحد جدید كه در سال 2007 افتتاح شد مقیاس فرآیند را افزایش داده و آن را به 5/1 میلیون تن در سال رساندند.

نكات كلیدی در بهره‌برداری این روش عبارتند از: حذف گاز CO2 از گازهای خروجی به جهت امكان‌پذیر كردن بازیافت گازهای فعال در داخل بسترهای سیال، ذرات ریز و فشرده آهن اسفنجی گرم برای تولید چدن فشرده مذاب (HCI) قبل از تغذیه آن به محفظه گازی ـ مخزن گدازش و در آخر تراكم ذرات زغال‌سنگ نرمه به صورت بریكت برای تغذیه به محفظه گازی ـ مذاب هستند. بخشی از گاز خروجی باقی‌مانده به منظور تولید الكتریسیته برای واحد تولید اكسیژن مورد استفاده قرار می‌گیرد كه اكسیژن مورد نیاز برای محفظه گازی و مذاب را تامین می‌‌كند.

تركیب چدن مذاب تولید شده مشابه با چدن كوره بلند‌های سنتی (به عنوان مثال 5/4 درصد كربن و 03/0 درصد سیلیسیم) است، هرچند مقدار سیلسیم تا حدی بالاتر است ( 8/0 در مقابل 5/0 برای كوره بلندهای سنتی). انتشار غبارهای حاوی SOx و NOx و گاز CO2 نیز به‌طور كلی در مقایسه با كوره بلندهای سنتی كاهش یافته است.

فرآیند IT mark 3 (سومین فرآیند جایگزین تولید) توسط كارشناسی از شركت موكاند استیل وابسته به شركت كوبه استیل ژاپن كه این فرآیند را ابداع كرده، توضیح داده شد.

دمای بهره‌برداری در این فرآیند بوته‌ای گردان برای ذوب لحظه‌ای آهن اسفنجی تولید شده كافی است از این رو امكان جداسازی ناخالصی‌ها از فلز به صورت سرباره را فراهم می‌سازد.

این امر همچنین امكان استفاده از سنگ‌آهن نرمه با عیار پایین‌تر را در مقایسه با دیگر فرآیندهای احیای مستقیم كه در آنها باید از سنگ‌آهن با عیار بالا استفاده كرد، فراهم می‌آورد چون ناخالصی‌ها نمی‌توانند جدا شوند، به همان صورت به كوره ذوب (به عنوان مثال كوره قوس الكتریك) شارژ می‌شوند كه منتج به افزایش مصرف انرژی می‌‌شود.

 از خنك كردن و مخلوط كردن یكباره نیز برای شكستن سرباره از چدن استفاده می‌شود كه به صورت تكه‌های فلزی با قطر 2 تا 25 میلیمتر متشكل از چدن با چگالی بالا به وسیله جداكننده‌های مغناطیسی بازیافت می‌شوند.

سنگ‌آهن و زغال‌سنگ نرم به صورت گندله آگلومره می‌شوند و به صورت تك لایه به بوته گردان پیوسته تغذیه می‌شوند (شكل 3). احیای كامل و ذوب در 8 تا 10 دقیقه صورت می‌پذیرد. نكته كلیدی برای این فرآیند تولید یك گندله مناسب برای عملیات احیا است.

میزان تركیب سنگ‌آهن به زغال‌سنگ در این فرآیند 5/1 به 5/0 است. آنالیز معمولی فلز تولید شده به این روش نشان می‌دهد كه دارای 5/2 تا 3 درصد كربن، 05/0 تا 07/0 درصد سیلیسم و 96 تا 97 درصد آهن است.
 
یك واحد آزمایشی با ظرفیت سالانه 25 كیلو تن در سال 2001 تا 2004 در كشور ژاپن بهره‌برداری شده است و نخستین واحد تجاری تولیدی به این روش در اواخر سال 2009 در ایالت مینیسوتا آمریكا به عنوان یك مینی‌میل به بهره‌برداری رسید. این واحد دارای یك بوته با قطر خارجی 60 متر با یك سكو با پهنای 8 متر است و ظرفیت آن 9/0 میلیون تن در سال است.

یكی از كارشناسان شركت كوبه استیل در رابطه با فرآیند Fastmelt سخنانی را ایراد كرد كه مشابه فرآیند RHF بوده اما در دمای پایین‌تری یعنی كمتر از نقطه ذوب آهن بهره‌برداری می‌شود.

 سنگ‌آهن نرمه یا برگشتی كارخانه‌های فولادسازی با زغال‌سنگ و گندله (یا بریكت به صورت برگشتی) مخلوط می‌شوند و به صورت تك لایه به داخل RHF شارژ می‌شوند.

آهن اسفنجی خروجی از قسمت دورتر RHF (كوره بوته‌ای گردان) به صورت مستقیم به كوره ذوب شارژ می‌شود كه از این كوره نیز فلز در دمایی در حدود 1550 درجه سانتیگراد تخلیه می‌شود و معمولا دارای یك آنالیز تركیبی 3 تا 5/4 درصد كربن، 3/0 تا 5/0 درصد سیلیسیم، 2/0 تا یك درصد منگنز و كمتر از 05/0 درصد گوگرد و فسفر است.

چناچه در این فرآیند آهن اسفنجی به صورت گرم به كوره ذوب انتقال پیدا نكند این فرآیند با نام Fastmet شناخته می‌شود و مورد استفاد برای برگشتی‌های واحد آماده‌سازی (treat plant reverts) در دو كارخانه در ژاپن، نیپون استیل و كوبه استیل قرار می‌گیرد.

ادعا می‌شود كه میزان انتشار گاز CO2 در فرآیند Fastmelt در حدود 688/1 تن گاز به ازای تولید هر تن چدن مذاب بوده كه در مقایسه با 766/1 تن برای فرآیند ITMk3 و 194/2 تن CO2 به ازای تولید هر تن چدن مذاب در كوره بلند‌های كوچك كمتر است.

روش‌های جایگزین Corex عبارتند از: كوركس LRI (آهن احیای كم) كه در آن از گاز خروجی برای زدایش گرد و غبار استفاده می‌شود و بعد از حذف CO2 برای احیای بیشتر سنگ‌آهن در یك كوره استوانه‌ای جداگانه آهن اسفنجی تولید می‌شود و فرآیند جایگزین دیگر كوركس LEG (گاز خروجی كم) است كه در آن گاز CO2 از گاز خروجی بدون گردوغبار جدا شده كه در نهایت در محفظه احیای Corex بازیافت می‌شود و بدین معنی است كه گاز كمتری در محفظه گازی (gasifier) و گدازنده تولید خواهد شد و همچنین منتج به مصرف زغال‌سنگ و O2 كمتری نیز می‌شود.

یكی دیگر از روش‌های زیربنایی در این زمینه توسط پوسكوی كره‌جنوبی ابداع شده است كه جایگزین محفظه‌های احیای قائم كوركس شده، دارای یك آبشیب (cascade) متشكل از 3 یا 4 رآكتور بستر سیال است كه قادرند پودر سنگ‌آهن را برای فرآیند تغییر دهند. این روش با نام Finmet شناخته می‌شود و یك واحد تجاری با ظرفیت 5/1 میلیون تن در سال در آوریل سال 2007 به بهره‌برداری رسید.

مقاله‌ای توسط شركت JWS استیل در زمینه بهره‌برداری از دو واحد C-2000 (كه هر كدام دارای ظرفیت 800 كیلو تن در سال هستند) انتشار یافته كه به بررسی چالش‌های موجود در رابطه با هزینه‌های تولید چدن مذاب، مخصوصا بعد از این كه اخیرا JWS از بزرگترین كوره بلند هندوستان و همچنین دو كوره بلند دیگر به همراه دو واحد كوركس بهره‌برداری كرد، می‌پردازد.

به‌طور كلی دلیل این تغییر جهت از تكنولوژی كوره بلندهای سنتی به كوره‌های جدید در اصل گازی است كه در واحد‌های فولادسازی به روش كوركس تولید می‌شود كه به منظور تولید انرژی در نیروگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در حال حاضر هیچ‌گونه نیروی مضاعفی نیاز نیست و از این رو كارخانه‌های فولادسازی بر روی تولید آهن متمركز شده‌اند.

دكتر آمیت در همایش Q&A اظهار داشت: اگر امتیاز گاز را به طور كامل در اختیار واحد كوركس قرار ندهند، هزینه چدن مذاب تولید شده به این روش در حقیقت 40 تا 50 درصد بالاتر از یك كوره بلند سنتی خواهد شد.

بهره‌برداری از نخستین و تنها واحد تجاری فینكس نیز توسط یكی از مسئولان شركت پوسكو توضیح داده شد. پوسكو قبل از این در سال 1995 در شهر پوهانگ از یك واحد كوركس با ظرفیت 600 كیلو تن در سال بهره‌برداری كرده بود اما در بهینه‌سازی نرمه برگشتی تولید شده و همچنین سنگ‌آهن نرم و كك نرمه تولید شده در داخل مجتمع كوره بلند در پوهانگ با مشكلاتی مواجه شد.

از این رو آنها در سال 2003 میلادی واحد كوركس را با جایگزین كردن یك كوره استوانه‌ای قائم ارتقا دادند كه در آن احیا به وسیله یك آبشیب متشكل از 4 بستر سیال صورت می‌پذیرفت كه این امكان را میسر ساخت تا به جای استفاده از گندله یا مصرف سنگ‌آهن دانه درشت به طور مستقیم از سنگ‌آهن نرمه استفاده كند.

این واحد آزمایشی با ظرفیت تولید 600 تن در هر سال با موفقیت به بهره‌برداری رسید (و در حال حاضر نیز فعال است) از این رو آنها در واحد جدید كه در سال 2007 افتتاح شد مقیاس فرآیند را افزایش داده و آن را به 5/1 میلیون تن در سال رساندند.

نكات كلیدی در بهره‌برداری این روش عبارتند از: حذف گاز CO2 از گازهای خروجی به جهت امكان‌پذیر كردن بازیافت گازهای فعال در داخل بسترهای سیال، ذرات ریز و فشرده آهن اسفنجی گرم برای تولید چدن فشرده مذاب (HCI) قبل از تغذیه آن به محفظه گازی ـ مخزن گدازش و در آخر تراكم ذرات زغال‌سنگ نرمه به صورت بریكت برای تغذیه به محفظه گازی ـ مذاب هستند. بخشی از گاز خروجی باقی‌مانده به منظور تولید الكتریسیته برای واحد تولید اكسیژن مورد استفاده قرار می‌گیرد كه اكسیژن مورد نیاز برای محفظه گازی و مذاب را تامین می‌‌كند.

تركیب چدن مذاب تولید شده مشابه با چدن كوره بلند‌های سنتی (به عنوان مثال 5/4 درصد كربن و 03/0 درصد سیلیسیم) است، هرچند مقدار سیلسیم تا حدی بالاتر است ( 8/0 در مقابل 5/0 برای كوره بلندهای سنتی). انتشار غبارهای حاوی SOx و NOx و گاز CO2 نیز به‌طور كلی در مقایسه با كوره بلندهای سنتی كاهش یافته است.

فرآیند IT mark 3 (سومین فرآیند جایگزین تولید) توسط كارشناسی از شركت موكاند استیل وابسته به شركت كوبه استیل ژاپن كه این فرآیند را ابداع كرده، توضیح داده شد. دمای بهره‌برداری در این فرآیند بوته‌ای گردان برای ذوب لحظه‌ای آهن اسفنجی تولید شده كافی است از این رو امكان جداسازی ناخالصی‌ها از فلز به صورت سرباره را فراهم می‌سازد.

این امر همچنین امكان استفاده از سنگ‌آهن نرمه با عیار پایین‌تر را در مقایسه با دیگر فرآیندهای احیای مستقیم كه در آنها باید از سنگ‌آهن با عیار بالا استفاده كرد، فراهم می‌آورد چون ناخالصی‌ها نمی‌توانند جدا شوند، به همان صورت به كوره ذوب (به عنوان مثال كوره قوس الكتریك) شارژ می‌شوند كه منتج به افزایش مصرف انرژی می‌‌شود.

از خنك كردن و مخلوط كردن یكباره نیز برای شكستن سرباره از چدن استفاده می‌شود كه به صورت تكه‌های فلزی با قطر 2 تا 25 میلیمتر متشكل از چدن با چگالی بالا به وسیله جداكننده‌های مغناطیسی بازیافت می‌شوند.

سنگ‌آهن و زغال‌سنگ نرم به صورت گندله آگلومره می‌شوند و به صورت تك لایه به بوته گردان پیوسته تغذیه می‌شوند (شكل 3). احیای كامل و ذوب در 8 تا 10 دقیقه صورت می‌پذیرد.

نكته كلیدی برای این فرآیند تولید یك گندله مناسب برای عملیات احیا است. میزان تركیب سنگ‌آهن به زغال‌سنگ در این فرآیند 5/1 به 5/0 است. آنالیز معمولی فلز تولید شده به این روش نشان می‌دهد كه دارای 5/2 تا 3 درصد كربن، 05/0 تا 07/0 درصد سیلیسم و 96 تا 97 درصد آهن است.

 یك واحد آزمایشی با ظرفیت سالانه 25 كیلو تن در سال 2001 تا 2004 در كشور ژاپن بهره‌برداری شده است و نخستین واحد تجاری تولیدی به این روش در اواخر سال 2009 در ایالت مینیسوتا آمریكا به عنوان یك مینی‌میل به بهره‌برداری رسید. این واحد دارای یك بوته با قطر خارجی 60 متر با یك سكو با پهنای 8 متر است و ظرفیت آن 9/0 میلیون تن در سال است.

یكی از كارشناسان شركت كوبه استیل در رابطه با فرآیند Fastmelt سخنانی را ایراد كرد كه مشابه فرآیند RHF بوده اما در دمای پایین‌تری یعنی كمتر از نقطه ذوب آهن بهره‌برداری می‌شود.

 سنگ‌آهن نرمه یا برگشتی كارخانه‌های فولادسازی با زغال‌سنگ و گندله (یا بریكت به صورت برگشتی) مخلوط می‌شوند و به صورت تك لایه به داخل RHF شارژ می‌شوند.

آهن اسفنجی خروجی از قسمت دورتر RHF (كوره بوته‌ای گردان) به صورت مستقیم به كوره ذوب شارژ می‌شود كه از این كوره نیز فلز در دمایی در حدود 1550 درجه سانتیگراد تخلیه می‌شود و معمولا دارای یك آنالیز تركیبی 3 تا 5/4 درصد كربن، 3/0 تا 5/0 درصد سیلیسیم، 2/0 تا یك درصد منگنز و كمتر از 05/0 درصد گوگرد و فسفر است.

چناچه در این فرآیند آهن اسفنجی به صورت گرم به كوره ذوب انتقال پیدا نكند این فرآیند با نام Fastmet شناخته می‌شود و مورد استفاد برای برگشتی‌های واحد آماده‌سازی (treat plant reverts) در دو كارخانه در ژاپن، نیپون استیل و كوبه استیل قرار می‌گیرد.

ادعا می‌شود كه میزان انتشار گاز CO2 در فرآیند Fastmelt در حدود 688/1 تن گاز به ازای تولید هر تن چدن مذاب بوده كه در مقایسه با 766/1 تن برای فرآیند ITMk3 و 194/2 تن CO2 به ازای تولید هر تن چدن مذاب در كوره بلند‌های كوچك كمتر است.

منبع: ایمیدرو



دیدگاه ها : () 




آخرین ویرایش: - -



Cialis pills
جمعه 16 آذر 1397 04:09 ق.ظ

Awesome write ups. Thanks a lot.
200 cialis coupon cialis 5 mg schweiz we choice cialis pfizer india cialis lilly tadalafi buying cialis in colombia buying cialis in colombia buy cialis cheap 10 mg cialis tadalafil achat cialis en europe cialis 100mg suppliers
buy cialis online without a prescription
پنجشنبه 15 آذر 1397 08:48 ق.ظ

Incredible lots of terrific advice.
best generic drugs cialis precios de cialis generico brand cialis generic buy cialis uk no prescription buy cialis canada discount drugs cialis we recommend cheapest cialis cialis generic tadalafil buy india cialis 100mg cost does cialis cause gout
Cialis canada
چهارشنبه 14 آذر 1397 01:20 ب.ظ

Many thanks! Numerous advice.

generic cialis 20mg tablets order a sample of cialis we use it cialis online store cialis 20 mg best price ou acheter du cialis pas cher cialis free trial buy cialis uk no prescription cialis kaufen wow cialis 20 how much does a cialis cost
where to buy cialis online
چهارشنبه 14 آذر 1397 01:52 ق.ظ

Beneficial facts. Cheers!
cialis for bph generic cialis with dapoxetine cialis kaufen bankberweisung acheter du cialis a geneve where do you buy cialis cialis daily dose generic opinioni cialis generico legalidad de comprar cialis tadalafil 20 mg cialis 20mg preis cf
Buy cialis
سه شنبه 13 آذر 1397 02:53 ب.ظ

Amazing data. Appreciate it.
cialis daily new zealand we use it 50 mg cialis dose get cheap cialis look here cialis order on line cialis in sconto cialis 50 mg soft tab cialis savings card cialis 10 doctissimo prices for cialis 50mg walgreens price for cialis
where to buy cialis online
سه شنبه 13 آذر 1397 03:29 ق.ظ

Amazing loads of great facts.
cialis arginine interactio cost of cialis per pill opinioni cialis generico only best offers 100mg cialis buy cialis online cheapest cialis 5 mg generic cialis 20mg tablets cialis prezzo di mercato cialis reviews cialis 5 mg
Generic cialis
دوشنبه 12 آذر 1397 03:10 ق.ظ

Wow all kinds of excellent knowledge.
generic cialis 20mg tablets cialis vs viagra cialis name brand cheap order cialis from india only best offers cialis use viagra or cialis cialis great britain sialis enter site very cheap cialis can i take cialis and ecstasy
cialis
یکشنبه 11 آذر 1397 02:34 ب.ظ

Information effectively utilized!!
costo in farmacia cialis cialis 20 mg cut in half cialis 20 mg cost we recommend cialis best buy 5 mg cialis pharmacie en ligne cialis generico lilly get cheap cialis cialis prezzo al pubblico free generic cialis cialis baratos compran uk
buy generic cialis online
یکشنبه 11 آذر 1397 02:54 ق.ظ

Superb posts. Regards.
buying cialis in colombia 5 mg cialis pharmacie en ligne cialis herbs generic cialis cialis kaufen cialis alternative buy generic cialis cialis sicuro in linea cialis for bph cialis professional from usa
Buy cialis online
شنبه 10 آذر 1397 02:54 ب.ظ

Incredible plenty of very good knowledge!
cipla cialis online order a sample of cialis cialis pills boards cost of cialis cvs viagra vs cialis vs levitra low cost cialis 20mg safe site to buy cialis online effetti del cialis cialis generico milano only now cialis for sale in us
Buy cialis
شنبه 10 آذر 1397 02:29 ق.ظ

Whoa many of beneficial tips.
buy brand cialis cheap cialis italia gratis fast cialis online sublingual cialis online cialis generico cialis for daily use tesco price cialis cialis ahumada buying brand cialis online how much does a cialis cost
Online cialis
جمعه 9 آذر 1397 03:10 ب.ظ

This is nicely said! !
cialis 5 mg effetti collateral buy cialis online legal cialis generico milano cialis 5 mg funziona effetti del cialis purchasing cialis on the internet cialis pills generic cialis in vietnam cialis dosage recommendations cialis 20 mg best price
buy generic cialis online
جمعه 9 آذر 1397 03:23 ق.ظ

You have made your stand quite clearly!!
cialis dosage amounts online prescriptions cialis cialis generico milano cialis generique 5 mg trusted tabled cialis softabs ou acheter du cialis pas cher cialis online cialis coupon click now buy cialis brand trusted tabled cialis softabs
Cialis pills
پنجشنبه 8 آذر 1397 04:04 ب.ظ

Terrific content. Thanks a lot.
preis cialis 20mg schweiz ou trouver cialis sur le net how does cialis work cialis official site enter site natural cialis we use it 50 mg cialis dose click here to buy cialis cialis e hiv price cialis per pill when will generic cialis be available
buy cheap cialis no prescription
پنجشنبه 8 آذر 1397 04:02 ق.ظ

Whoa loads of good knowledge.
price cialis per pill venta cialis en espaa cialis australian price cialis 20 mg cost cialis mit grapefruitsaft when can i take another cialis viagra or cialis american pharmacy cialis we choice free trial of cialis cialis pills boards
buy cialis germany
چهارشنبه 7 آذر 1397 03:32 ب.ظ

You mentioned it well.
comprar cialis navarr price cialis best cialis cipla best buy cialis 20 mg best price we like it safe cheap cialis achat cialis en suisse cipla cialis online ou acheter du cialis pas cher cialis pills in singapore safe dosage for cialis
Generic cialis
چهارشنبه 7 آذر 1397 03:30 ق.ظ

Information very well regarded!!
the best choice cialis woman cialis super acti buying cialis on internet cialis 5 effetti collaterali cialis pas cher paris acquistare cialis internet cialis online cialis lilly tadalafi cialis generique 5 mg effetti del cialis
buy 10 mg levitra
پنجشنبه 19 مهر 1397 09:01 ب.ظ

You reported it well.
levitra without a doctor prescription buy generic levitra cheap 20mg levitra vardenafil levitra without a doctor prescription levitra prices buy 10 mg levitra levitra without a doctor prescription generic levitra buy levitra 10mg
Buy generic cialis
سه شنبه 10 مهر 1397 12:01 ب.ظ

Nicely put, Thanks a lot.
cialis 5 mg scheda tecnica india cialis 100mg cost rezeptfrei cialis apotheke are there generic cialis prices for cialis 50mg look here cialis order on line 5 mg cialis pharmacie en ligne cialis great britain achat cialis en itali side effects for cialis
buy tadalafil no prescription
یکشنبه 8 مهر 1397 07:24 ق.ظ

You made your point quite effectively!!
how do cialis pills work cialis 200 dollar savings card rx cialis para comprar acheter cialis meilleur pri achat cialis en suisse buy cialis online cialis sale online link for you cialis price canadian drugs generic cialis ou acheter du cialis pas cher
buy cialis usa
شنبه 7 مهر 1397 07:01 ق.ظ

Thank you, Plenty of content.

cialis sale online we use it cialis online store cialis online holland only now cialis for sale in us buy cialis cheap 10 mg cialis dose 30mg cialis generico viagra vs cialis vs levitra cialis en 24 hora low cost cialis 20mg
canada pharmacy online
شنبه 31 شهریور 1397 09:05 ب.ظ

Truly plenty of great material!
north west pharmacies canada Northwest Pharmacy canadian drug store rx from canada canada drug pharmacy canadian pharmacies online prescriptions good canadian online pharmacies canadian pharmacies shipping to usa best canadian pharmacies online canadian pharcharmy online24
viagravipsale.com
سه شنبه 27 شهریور 1397 07:13 ب.ظ

Whoa all kinds of very good tips!
buying cialis in colombia usa cialis online cialis rezeptfrei interactions for cialis cialis daily new zealand we use it cialis online store generic cialis at walmart generic cialis soft gels click here to buy cialis no prescription cialis cheap
http://cialisvonline.com/
پنجشنبه 15 شهریور 1397 08:35 ق.ظ

Cheers. I appreciate this.
cialis canada how does cialis work cialis patentablauf in deutschland buy cialis uk no prescription cialis dosage recommendations cialis flussig cialis price in bangalore how to purchase cialis on line tadalafil 20mg cialis rezeptfrei sterreich
canada online pharmacies
چهارشنبه 14 شهریور 1397 12:31 ق.ظ

You actually reported this exceptionally well!
canada medication cost pharmacy canada 24 canada online pharmacies canadianpharmacyusa24h canadian cialis canadian cialis canada online pharmacies for men prescriptions from canada without canadian medications buy viagra usa
viagra prices
سه شنبه 13 شهریور 1397 06:44 ق.ظ

You expressed this terrifically!
buy viagra online from canada how buy viagra sildenafil pharmacy order viagra online with prescription buy viagra pay with paypal sildenafil generic how to order viagra pills find viagra online sildenafil pharmacy can u buy viagra over the counter
Cialis generic
دوشنبه 12 شهریور 1397 10:54 ب.ظ

You have made the point.
cialis 20 mg cost tadalafil cialis 5 mg buy cialis generic tadalafil buy cialis canada on line cialis 100mg suppliers generic cialis pill online cialis online napol buy cialis sample pack sublingual cialis online
http://cialisonla.com/
دوشنبه 12 شهریور 1397 05:03 ق.ظ

Information effectively regarded!!
purchase once a day cialis effetti del cialis when will generic cialis be available prices on cialis 10 mg cialis 20 mg cut in half cialis for sale walgreens price for cialis cialis online nederland cialis therapie cialis online holland
viagravonline.com
یکشنبه 11 شهریور 1397 02:54 ب.ظ

Information clearly utilized!!
we choice cialis pfizer india buy original cialis viagra cialis levitra buy name brand cialis on line cialis savings card cialis tablets cialis online holland dosagem ideal cialis cialis without a doctor's prescription viagra vs cialis vs levitra
buy viagra usa online
سه شنبه 23 مرداد 1397 04:36 ق.ظ

Fine stuff. With thanks!
cheap viagra uk online is it legal to buy viagra online buying generic viagra online viagra usa online where to purchase viagra is it legal to buy viagra viagra buy uk online sildenafil uk buy viagra without prescription online buy legal viagra
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر
نمایش نظرات 1 تا 30