دو ماده معدنی که به دلیل فناوری‌های موجود در تولید فولاد کشور، یا کمتر مورد استفاده قرار می‌گرفتند یا مانند زغال‌سنگ حرارتی به هیچ‌وجه مورد توجه نبودند. این در حالی است که ایران ۵۵۰ میلیون تن ذخیره قطعی و یک میلیارد و ۲۰۰ میلیون تن ذخایر احتمالی زغال‌سنگ حرارتی دارد اما تنها زغال‌سنگ کک‌شو در ذوب‌آهن اصفهان مورد استفاده قرار می‌گیرد که آن هم به روش کوره بلند، فولاد تولید می‌کند. حال روش کوره دوار افقی می‌تواند پایانی بر مهجور ماندن سنگ‌های هماتیتی و زغال‌سنگ حرارتی ایران باشد.

 
تولید فولاد به روش احیای مستقیم

 
در فاز نخست بهره‌برداری از فولاد دامغان، واحد ذوب و ریخته‌گری این مجتمع به بهره‌برداری رسید. موضوع قابل توجه در این مجتمع استفاده از روش ترکیبی در کوره‌های القایی و قوس الکتریکی است. در فولاد دامغان فرآیند تولید به روش احیای مستقیم (SL/RN) انجام می‌شود. البته نکته قابل توجه در این مجتمع فولادی باتوجه به کویری بودن منطقه تامین آب خواهد بود، نکته‌ای که جمعی از کارشناسان فولادی را نسبت به تامین آب برای این مجتمع دچار تردید کرده است. فرآیند تولید فولاد با این روش دارای دو بخش عمده است: ابتدا مواد اولیه معدنی در کوره تبدیل به آهن اسفنجی شده و سپس آهن اسفنجی در کوره ذوب القایی، ذوب و به بیلت تبدیل می‌شود.

 

برای تولید فولاد به روش احیای مستقیم نیاز به ۳ ماده اولیه سنگ معدن آهن، عامل احیاکننده و عامل کمک ذوب است. در فرآیند تولید فولاد در شرکت فولاد کویر دامغان، سنگ معدن مصرفی از نوع هماتیت با فرمول Fe۲O۳ است. این کانی خواص مغناطیسی ندارد. هماتیت علاوه بر مصرف در تولید فولاد، در شرایط معینی به خاک سرخ تبدیل می‌شود که در رنگ‌سازی نیز به‌کار می‌رود. به‌طور عمده تمرکز کانسارها و نشانه‌های معدن آهن ایران را می‌توان در ایران مرکزی با بیشترین تمرکز روی بافق، زون سنندج – سیرجان، شرق ایران شامل سنگان – کاشمر نیزار، منطقه کردستان، سمنان، زنجان، بندرعباس شامل لارک- هرمز و... یافت.

 
عامل احیاکننده در این فرآیند فولاد، زغال‌سنگ حرارتی است. این زغال برای تولید حرارت و گرمایش مورد استفاده قرار می‌گیرد. زغال حرارتی شامل تمام زغال‌های آنتراسیت و بیتومینه به غیر از زغال کک‌شو می‌شود. بیشتر ذخایر زغال‌سنگ ایران در نواحی کرمان، نایبند، البرز، شمال‌شرق خراسان‌رضوی، کاشان، اصفهان و مراغه قرار دارد. همچنین پیش‌بینی می‌شود کل ذخایر زغال ایران ۱۰ میلیارد تن باشد که افزون بر ۵۵درصد آن زغال‌سنگ حرارتی است. عامل کمک ذوب در فرآیند احیا، سنگ آهک و دولومیت است که در ایران دارای پراکندگی بسیار خوبی دارد.

 

کوره SL/RN

 

فولاد کویر دامغان نخستین شرکت در ایران است که از روش SL/RN برای احیا، استفاده می‌کند. روش SL/RN روشی است که در آن آهن اسفنجی در کوره افقی دوار با شیب حدود ۵ درجه و با استفاده از زغال به‌عنوان عامل احیاکننده تولید می‌شود. سنگ‌آهن به همراه زغال‌سنگ، آهک یا دولومیت به‌طور مدوام وارد کوره‌گردان می‌شود. زغال در این فرآیند هم نقش سوخت و هم عامل احیایی را ایفا می‌کند. کوره به‌وسیله یک مشعل که در خروجی آن قرار دارد و نیز بر اثر سوختن زغال گرم می‌شود. در طول کوره تعدادی لوله وجود دارد که از طریق آنها هوا به مقدار کنترل‌شده به داخل کوره وارد می‌شود. هوای ورودی موجب سوختن زغال و تولید گاز احیا (H۲، CO) در کوره می‌شود. با چرخش کوره مواد از قسمت ورودی کوره به آرامی به سمت انتهای آن حرکت می‌کنند.

 
در این مسیر دو ناحیه وجود دارد. در ناحیه اول مواد پیشگرم شده و دما به طور تقریبی به ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد می‌رسد. بعد از عبور از ناحیه پیشگرم، در ناحیه دوم سنگ‌آهن احیا شده و آهن اسفنجی با دمایی حدود ۱۱۰۰ درجه از کوره خارج شده و وارد خنک‌کننده می‌شود. آهن اسفنجی در خنک‌کننده به‌وسیله آب تا دمای ۱۵۰ - ۱۰۰درجه سرد می‌شود و پس از آن از جداکننده‌های مغناطیسی عبور می‌کند. در آنجا آهن اسفنجی جدا شده و پس از سرند و دانه‌بندی به وسیله نوار نقاله به سیلوی محصول منتقل می‌شود.

مزایای روش SL/RN
 

امکان استفاده از انواع سوخت‌های جامد حتی زغال‌های با کیفیت پایین و ارزان، انعطاف‌پذیری روش، بسته به نوع مواد آهنی مصرفی آن، نیاز نداشتن به گاز طبیعی، امکان نصب چند خط تولید با بهینه گردش مواد، مصرف برق کمتر نسبت به روش‌های دیگر و تولید درصدی از برق مورد نیاز کارخانه از مزایای روش SL/RN به‌ شمار می‌رود.

 
کوره ذوب القایی

 
یکی از متداول‌ترین کوره‌ها در ذوب آلیاژهای آهنی کوره‌های القایی هستند. این کوره‌ها به‌دلیل کیفیت خوب مذاب تولیدی و ترکیب یکنواخت مذاب در ذوب آلیاژهای غیرآهنی نیز استفاده می‌شود.

 
فرآیند گرمایش القایی روشی است که در آن مواد هادی برق از طریق جریان گردابی القاشده از سوی میدان الکترومغناطیسی متغیر گرم می‌شوند. اصل کار کوره گرم کردن القایی شبیه به ترانسفورمر است. درحال‌حاضر انواع و اقسام کوره‌های الکتریکی برای ذوب فلزات آهنی و غیرآهنی و عملیات حرارتی ساخته شده و مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مزایای کوره‌های القایی

 
از جمله مزایای استفاده از کوره‌های القایی می‌توان به ساده بودن کار با این کوره‌ها اشاره کرد. البته از دیگر مزایای کوره‌ها این است که برخلاف کوره قوس، ذوب در این کوره‌ها بدون ایجاد سر و صدا و آلودگی انجام می‌شود؛ همچنین ترکیب مذاب در این کوره‌ها به علت تلاطم ایجادشده در اثر حوزه الکترومغناطیسی به‌طور کامل هموژن شده و میزان از دست دادن عناصر نیز کم است؛ از دیگر مزایای این روش این است که به علت شکل کار کوره‌های القایی و نبود وجود اتمسفر احتراقی عمل ذوب در اتمسفر خنثی یا خلأ با استفاده از این کوره‌ها امکان‌پذیر است؛ ضمن اینکه راندمان حرارتی این کوره‌ها بالاست و افزودن عناصر آلیاژی سهل است. همچنین در کوره القایی هیچ‌گونه فعل و انفعال شیمیایی که باعث افزایش ناخالصی و تغییرات ترکیبی مذاب شود، انجام نمی‌شود و علاوه بر آن به‌دلیل استفاده نکردن از الکترود نسبت به کوره‌های قوس الکتریکی امکان ورود ناخالصی‌های مواد از طریق مکانیکی نیز امکان‌پذیر نیست.

 
واحد ریخته‌گری با دو کوره القایی

 
در فاز نخست مجتمع فولاد کویر دامغان، واحد ریخته‌گری با دو کوره القایی افتتاح شد. درباره این واحد مسعود منشی‌زاده، سرپرست مکانیک شرکت فولاد کویر در گفت‌وگوی اختصاصی با صمت عنوان کرد: در واحد ریخته‌گری دو کوره القایی به ظرفیت ۲۵ تن وجود دارد که هر یک جداگانه شارژ می‌شود و متریال اصلی آن، قراضه است که ذوب‌گیری می‌شود. منشی‌زاده در ادامه افزود: در مرحله نخست دو فاز خط ریخته‌گری به بهره‌برداری رسیده است. در فاز دوم قرار است دو کوره قوس الکتریکی به مجتمع اضافه شود. بیشتر خوراک قوس الکتریکی از آهن اسنفجی است و بیشتر کارخانه‌ها یا کوره القایی هستند یا قوس الکتریکی که در این مجتمع ترکیبی از روش‌های ذوب القایی و قوس الکتریکی به کار برده می‌شود.

 
مشکل آب فولاد دامغان

 
یکی از مسائل مهم مطرح درباره کارخانه‌های فولاد به‌ویژه آنهایی که در مرکز کشور احداث می‌شوند، بحث تامین آب است. مجتمع فولاد دامغان به یک میلیون متر مکعب آب نیاز دارد. در این‌باره سرپرست مکانیک شرکت فولاد کویر اظهار کرد: ما در فاز نخست این مجتمع ۳ چاه حفر کرده‌ایم که البته هنوز بیشتر از یک چاه آن افتتاح نشده است. اما برای هدر نرفتن آب، سیستم آب را به‌صورت چرخشی وارد واحدها کرده و آب را بازیافت می‌کنیم تا به کمترین آب ممکن نیاز باشد. به عبارت دیگر، حرکت آب به‌صورت سیستم بسته است و پس از مصرف به استخرها برگشت پیدا می‌کند، دوباره تصفیه می‌شود و به خط تولید بازمی‌گردد. منشی‌زاده در پایان تاکید کرد: در ضمن در صورت احتیاج برای تامین آب از سد دامغان نیز کمک خواهیم گرفت.

 

منبع: صمت