الکتریسته در فرایند تولید محصولات فولادی چه نقشی دارد؟

0
67
SAMSUNG DIGITAL CAMERA

از کوره های تولید مذاب چه می دانید؟ از نظر مصرف نیروی برق و بهره وری کدام یک را انتخاب می‌کنید؟ کاربرد این کوره‌ها در صنعت فولاد برای تولید چه محصولاتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در بین فلزات مختلف، کاربرد فولادها با اشکال مختلف آن در زندگی روزمره به طور فراوان حس می­شود. این کاربردها از میلگرد و تیرآهن در ساختمان­سازی گرفته تا ورق‌های زنگ نزن که در سینک آشپزخانه و صنعت خودروسازی مورد استفاده قرار می­گیرد. آیا تابحال در مورد نحوه تولید فولاد و چگونگی شکل دهی آن فکر کرده­اید؟ آیا می­دانستید در مقیاس کارخانه­های عظیمی همچون ذوب آهن اصفهان این فولادها چگونه ذوب می­شوند؟

همواره میزان انرژی مصرفی در تولید هر نوع محصولی در قیمت نهایی آن محصول تاثیر گذار می­باشد. اما مهمترین بخش از نظر مصرف انرژی برق و البته اولین مرحله تولید تمام این محصولات که نقش تعیین کننده­ای در قیمت میلگرد، قیمت تیرآهن و قیمت ورق دارد، مرحله ذوب ریزی است که عموما به دو روش صورت می­گیرد. ۱- کوره قوس الکتریکی و ۲- کوره ذوب القایی

در یک کارخانه ذوب ریزی، هنگامی که مسئله انتخاب نوع کوره مطرح باشد، بحث پارامترهایی همچون هزینه‌های انرژی، نوع مواد شارژی، عوامل و مقررات محیط زیستی و نیروی کار مورد استفاده بسیار مهم است. برای رسیدن به یک جمع بندی در انتخاب کوره مناسب مجموعه ذوب ریزی مورد نظر باید هزینه همه عوامل بر حسب دلار بر تن فولاد مذاب اندازه گیری شود و سپس راهکار مقرون به صرفه‌تر تعیین گردد. در ادامه فرایند ذوب، مراحل شکل دهی شمش‌های تولیدی به شکل مقاطع مختلف از قبیل میلگرد ساده و آجدار، انواع تیرآهن، نبشی، ناودانی و انواع ورق فرایندهای ثانویه شکل دهی نیاز دارد.

سازوکار کوره‌های قوس الکتریکی چیست؟

این کوره شبیه یک حمام بزرگ حاوی مذاب که با لایه‌ای نسوز از اسید و باز پوشانده شده است، که الکترودهای کربنی بر بالای بستر مذاب قرار گرفته است. قراضه جهت تولید مذاب به این حمام وارد می‌شود. این الکترودها قابلیت جابجایی دارند، و با پایین آمدن، جریان الکتریکی از طریق ترانسفورماتورها به این الکترودها وارد می‌شود. سپس الکترودها به بالا حرکت کرده و پس از برقراری قوس الکتریکی، قراضه‌ها شروع به ذوب شدن می‌کنند. با توجه به اینکه قراضه‌ها همواره دارای ناخالصی‌ها می‌باشند، حذف ناخالصی از مذاب بخش مهمی از فرایند ذوب محسوب می‌شود. فرایند جداسازی ناخالصی‌ها از مذاب بوسیله افزودن آهک و تشکیل سرباره صورت می‌گیرد که در نهایت سرباره به روش‌های مختلفی از مذاب جدا می‌گردد. علاوه بر آهک، فلوراسپار، کربن و برخی فروآلیاژها به منظور اکسیژن زدایی فلز و افزودن عمدی برخی عناصر به آلیاژ اضافه می‌شود.

این کوره‌ها بیشتر برای تولید فولادهای پرآلیاژ، فولادهای تندبر(HSS)، فولادهای پراستحکام مورد استفاده قرار می‌گیرد و در مقابل کوره‌های ذوب القایی را داریم که بیشتر برای تولید فولاد ابزار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

کاربرد کوره های قوس الکتریکی شامل موارد زیر است: بسیاری از گریدهای فولاد، میلگردهای آجدار تقویت کننده بتن (و یا همان آرماتورها) انواع مقاطع فولادی از قبلی ناودانی، تسمه و میله و ورق از جمله کاربردهای رایج استفاده از کوره‌های قوس الکتریکی است.

و اما سازوکار کوره‌های القایی به چه صورت است؟

فرایند گرمایش القایی در این کوره‌ها بدین ترتیب است که مواد هادی الکتریسیته از طریق جریان گردابی توسط میدان الکترومغناطیسی متغیر می‌شود. جریان الکتریکی متناوب با فرکانس بالا از سیم پیچ القایی ایجاد و میدان مغناطیسی متناوب در داخل مذاب ایجاد می‌شود که گرمای شدیدی را تولید می‌کند و همچنین بعلت اثر میدان، همزدن مذاب نیز صورت می‌گیرد. محدودیت مهم این کوره‌ها نسبت به کوره‌های قوس الکتریکی، عدم امکان تصفیه مذاب است.

از نظر میزان مصرف انرژی برق، کوره‌های قوس الکتریکی مصرف انرژی مخصوص کمتری در حدود ۳۸۰-۴۲۰ کیلووات بر تن دارند در مقابل کوره‌های القایی در حدود ۶۸۰-۷۲۰ کیلووات بر تن انرژی مصرف می‌کنند. این در حالی است که میزان سرمایه مورد نیاز تجهیز کردن به روش کوره قوس الکتریکی هزینه بالاتری در حدود ۲۵% بیشتر از روش کوره‌های القایی در بردارد. مقدار ضایعات کوره های القایی در مقایسه با قوس الکتریکی کمتر است.

نویسنده: فرزانه تیموری / تحریریه آهن آنلاین