شرکت‌های پیشرو در زمینه ارایه تجهیزات فولادسازی در جهـان

تا این زمان صنعت فولاد هیچ‌گاه مشکلی را در رابطه با تکنولوژی‌های پیشرو نداشته است. صنعت فولاد همواره دلگرم به تکنولوژی بوده و برای بلندمدت نیز تکنولوژی همواره پیشگام خواهد بود و احتمالا در این روند تغییری صورت نخواهد پذیرفت. واقعا کارخانه‌های فولادسازی آینده چگونه خواهند بود؟ ما فکر می‌کنیم آنها ترکیبی از تلاش و حقیقت خواهند بود و همچنین در آنها از تکنولوژی‌های موجود در کنار تکنولوژی‌های جدید استفاده خواهد شد. کارخانه‌های آینده شامل تکنولوژی‌هایی هستند که کمک شایانی به کاهش انتشار گازهای مضر خواهند کرد و دربرگیرنده فرصت‌هایی برای زدودن کربن، همچنین محبوس کردن یا مصرف آن برای ایجاد دیگر محصولات جانبی هستند، اما فکر می‌کنیم اکثر انواع ترکیبات ساختاری برخلاف آنچه که ما در حال حاضر در مسیر آن حرکت می‌کنیم، در آن وجود خواهد داشت. 

ما همواره نیاز خواهیم داشت تا فولاد را ذوب کنیم، آن را شکل داده و خنک کنیم و مطمئن باشیم که به سطح کیفی و خواص مکانیکی مورد لزوم خود دست یافته‌ایم، اما این امر احتمالا بوسیله پیوند چندین فرآیند مجزا با یکدیگر محقق خواهد شد، به‌طوری که آنها بدون هیچ‌گونه عیبی فعالیت کنند و حتی از کنترل رایانه‌ای و حسگرهای بیشتری استفاده شود. 

در گزارش زیر به معرفی شرکت‌های پیشرو در زمینه ارایه تجهیزات مورد نیاز کارخانه‌های فولادسازی می‌پردازیم. 

واحد ASU یک سیستم جداسازی هوا با استفاده از پدیده تبرید است هوای مورد نیاز به میزان از کمپرسورهای هوا وارد واحد ASU می‌شود. اکسیژن گازی در راکتور Oxy Chlorination و نیتروژن گازی به منظور پاکسازی مسیرها و نیز قسمت‌های مختلف کارخانه به مصرف می‌رسد. از طرفی نیتروژن مایع در مخزن مربوطه ذخیره می‌شود که در صورت نیاز وارد تبخیرکننده شده و پس از تبدیل شدن به گاز به مصرف واحدها می‌رسد و در غیر این صورت فروخته خواهد شد. شرکت Air Liquide فرانسه یکی از معدود شرکت‌های ارایه‌دهنده این سیستم در جهان است که از لحاظ کارآیی بهترین کیفیت را در راه‌اندازی این سیستم عرضه کرده و شرکت Linde Group آلمان نیز از دیگر شرکت‌های معتبر در زمینه راه‌اندازی تجهیزات واحد جداسازی هوا است. 


خط تولید میلگرد 

خط تولید میلگرد با توسعه صنعت ساختمان و معرفی فولاد بعنوان یک محصول بسیار مفید و ایمن برای ساخت و ساز با استقبال روزافزونی بویژه در کشورهای در حال توسعه مواجه شد،. از این رو در سال‌های اخیر شرکت دانیلی ایتالیا فعالیت‌های خود را در این زمینه گسترش داده و به شرکتی قدرتمند در راه‌اندازی خطوط نورد میلگرد تبدیل شد. شرکت ایتالیایی دانیلی (Danieli)، یکی از سه شرکت بزرگ طراحی و تولید ماشین‌آلات کارخانه‌های ذوب‌آهن و فولاد در جهان است. 

خاستگاه اصلی این شرکت به سال 1914 بازمی‌شود. زمانی که دو برادر ایتالیایی به نام‌های تیمو و ماریو دانیلی، گروه صنعتی تولید فولاد Angelini Steelworks را در شهر Brescia راه‌اندازی کردند. این گروه صنعتی که این دو برادر موسس آن بودند در واقع جزو اولین شرکت‌های ایتالیایی سازنده کوره‌های قوس الکتریکی بود. بعدها قسمتی از گروه صنعتی Angelini به شهر دیگری منتقل شد. 

این شرکت در حال حاضر سازنده خطوط تولید انواع فولاد نورد داغ و سرد، آلومینیوم گالوانیزه و همچنین مشاور ساخت کارخانه‌ها و کارگاه‌های صنعتی در سراسر دنیاست. در ایران هم مجتمع فولاد سبا، ذوب‌آهن اصفهان، فولاد مبارکه، فولاد خوزستان و ... توسط دانیلی در حال تکمیل و به‌‌روزآوری است. 


تجهیزات کوره بلند

به‌طور کلی فولاد خام از دو روش زیر تولید می‌شود: 

تهیه آهن خام یا چدن مذاب در کوره بلند (BF) و تولید فولاد در کانورترهای اکسیژنی، نظیر ذوب‌آهن اصفهان.
احیای مستقیم سنگ‌آهن (DR) و ذوب آهن اسفنجی (DRI) و قراضه (Scrap) در کوره‌های الکتریکی از قبیل قوس الکتریکی (EAF) نظیر فولاد خوزستان یا القایی (IMF)، نظیر مجتمع فولاد جنوب. 

در روش اول، که شیوه سنتی تولید است، از احیای غیرمستقیم آهن استفاده شده، سنگ‌آهن پس از فرآوری به همراه آهک و کک وارد کوره بلند شده، آهن خام یا چدن مذاب (Pig Iron) بدست می‌آید. در مرحله بعد آهن خام در یک کانورتر به فولاد مذاب تبدیل شده، کربن و ناخالصی‌های دیگر آن به کمک اکسیژن خارج و فولاد خام (Crude Steel) تولید می‌شود. شرکت Paul Wurth لوکزامبورگ از بزرگ‌ترین شرکت‌های پیشرو در زمینه نصب و راه‌اندازی کوره بلند در جهان است که روش کار این شرکت از جهت ایمنی، راندمان و کاهش تاثیرات زیست‌محیطی شهرت جهانی دارد. از تجهیزات کوره بلند می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: 

ـ سیستم انتقال مواد 

ـ برج‌های پیش گرم کن هوای دم 

ـ بونکر‌های تامین مواد اولیه روزانه 

ـ واحد تصفیه گاز 

ـ واحد دانه‌بندی سرباره 

ـ غبارگیر‌ها 

ـ واحد‌ها و تاسیسات جنبی شامل: مخازن، پمپ خانه مازوت، تعمیرگاه پاتیل چدن،آبرسانی، جمع‌آوری لجن و تاسیسات و ... اشاره کرد. 


تجهیزات کوره‌های اکسیژنی 

شرکت زیمنس وست آلپین سال‌ها تجربه در زمینه کوره‌های اکسیژنی داشته و در حال حاضر خود را بعنوان یک شرکت پیشرو در این زمینه مطرح کرده و بزرگ‌ترین و مهم‌ترین کوره‌های اکسیژنی در سرتاسر دنیا بدست متخصصان این شرکت نصب و راه‌اندازی شده‌اند. در فرآیند فولادسازی در کوره‌های اکسیژنی (BOF) چدن مذاب و قراضه‌های آهن را بسرعت و با استفاده از اکسیژن با خلوص بالا به فولاد با مقدار کربن مورد نظر تبدیل می‌کنند. فرآیند کوره اکسیژنی از فلز آهن با 4 درصد کربن، فولاد با مقدار کربن یک درصد تولید می‌کند. عناصر دیگر در فلز مذاب از قبیل سیلیس، فسفر، گوگرد و منگنز به فاز سرباره منتقل می‌شوند. تولید 250 تن فولاد در کوره‌های اکسیژنی تقریبا 30 الی 60 دقیقه به طول می‌ا‌نجامد. 


واحد شست‌وشوی زغال 

شرکت طراحی و کنترل DRA آفریقای‌جنوبی مشهورترین طراح و سازنده واحدهای شست‌وشوی زغال در جهان است. شست‌وشوی زغال بدلیل ماهیت و پیچیدگی خاص خود، با فرآوری دیگر مواد معدنی بسیار متفاوت است و نه تنها در مراحل شناسایی و تعیین هویت، بلکه در به‌کارگیری روش‌های مختلف شست‌وشو و طراحی فلوشیت‌های زغال‌شویی نیز نمی‌توان از روش‌های موجود فرآوری در مورد سایر مواد معدنی، استفاه کرد. در واحدهای زغال‌شویی فرآوری و شست‌وشو و زدودن ناخالصی‌های زغال سنگ و تبدیل آن به کنسانتره زغال جهت کارخانه‌های ذوب فلزات صورت می‌پذیرد. 


تجهیزات باتری‌های کک‌‌سازی 

کیک زغال پس از آماده شدن در کوره‌های کک‌سازی قرار داده می‌شود. دمای درونی کوره‌ها 1100 تا1300 درجه سانتیگراد است و کیک بین 2 تا 4 روز درون کوره‌ها قرار داده می‌شود. هر واحد کک‌سازی متشکل از چند بلاک و هر بلاک متشکل از چند باتری (سلول) است که براساس ظرفیت طراحی شده است. در طرفین شرکت Suncoke آمریکا خود را بعنوان یک شرکت پیشرو در زمینه نصب و طراحی سلول‌های کک‌سازی مطرح کرده بطور کلی وظیفه کک‌سازی تولید کک و ارسال آن به کارخانه‌های فولاد (کوره بلند و آگلومراسیون)، صنایع ریخته‌گری، صنایع فروآلیاژها و صنایع قند و شکر است. 


واحد ریخته‌گری مداوم (بیلت، شمش، اسلب) 

ریخته‌گری مداوم بعنوان یکی از مهم‌ترین فرآیندهای تولید ابداع شده در دنیا است که نتایجی از قبیل بهبود در کیفیت، راندمان، بهره‌وری و صرفه اقتصادی را در محصولات فولادی به همراه داشته و تولید با کیفیت مطلوب به همراه بهره‌وری بالا یک نیاز ضروری برای ماشین ریخته‌گری مداوم است که تعیین فاکتورهای مهم احتمالی برای عیوب و اجرای مطمئن اقدامات پیشگیرانه به منظور ارایه یک فرآیند ریخته‌گری عاری از عیب را ناگزیر می‌سازد. سه شرکت پیشرو در زمینه طراحی، ساخت و بهره‌برداری از واحدهای ریخته‌گری مداوم در جهان مطرح هستند، شرکت دانیلی ایتالیا در این زمینه سابقه و اعتبار بیشتری داشته و بدنبال آن شرکت‌های زیمنس وست آلپین و SMS Group آلمان قرار دارند. 


واحد نورد سرد 

هدف این خط کاهش ضخامت ورق اسیدشویی شده در درجه حرارت محیط است. در این خط کلاف پس از باز شدن توسط دستگاه کلاف بازکن از یک قفسه چند غلتکی (معمولا شش غلطکی (بصورت رفت و برگشتی عبور کرده و در اثر کشش و فشار زیاد، کاهش ضخامت پیدا می‌کند و در پایان توسط دستگاه کلاف پیچ به شکل کلاف در می‌آید. محصول حاصل از خط نورد سرد، کلاف خام (Full Hard) نامیده می‌شود. کلاف خام می‌تواند بصورت مستقیم به فروش برسد و یا بعنوان ماده اولیه خطوط گالوانیزه و عملیات حرارتی بازپخت هیدروژنی استفاده می‌شود. شرکت SMS Group آلمان بعنوان بزرگ‌ترین شرکت ارایه‌دهنده تجهیزات این واحد در جهان مطرح است. 


واحد DRI 

فناوری‌های آهن احیای مستقیم (DRI) همواره به سودهای سرشاری از رونق بازار فولادسازی‌ها در جهان دست یافته، در حال حاضر چندین واحد جدید آهن اسفنجی در جهان دست ساخت بوده و یا در دست برنامه‌ریزی هستند و کارخانه‌های قدیمی نیز بازسازی شده یا توسعه‌یافته و مدرنیزه می‌شوند، در نتیجه تولید آهن اسفنجی در جهان روندی فزاینده به خود گرفته و واحدهای جدیدی احداث می‌شود، به‌طوری که امسال حداقل چندین پروژه بزرگ گازی قرار است راه‌اندازی شود. هم‌اکنون شرکت Kobe Steel ژاپن بعنوان بزرگ‌ترین طراح و سازنده واحد‌های احیای مستقیم در جهان مطرح و در بسیاری از کشورهای در حال توسعه پروژه‌هایی را در دست اقدام دارد. با توجه به دیگر پروژه‌هایی که در دست اجرا بوده و یا این‌که در مرحله مذاکرات هستند، تولید همچنان در ظرف چند سال آینده به رشد خود ادامه خواهد داد. 


واحد کوره قوس الکتریکی 

کوره قوس الکتریکی به منظور ساختن فولاد گداخته از DRI به‌کار می‌رود. کوره‌های قوس الکتریکی از پیچیده‌ترین و حساس‌ترین تجهیزات فولادسازی در جهان هستند که طراحی و ساخت آنها نیازمند تکنولوژی و دانش تخصصی بالایی است. شرکت‌های دانیلی ایتالیا و SMS Group آلمان بزرگ‌ترین شرکت‌های فعال در زمینه ساخت و نصب کوره‌های بزرگ قوسی در جهان هستند. 


واحد صنعتی تولید نورد سنگین مقاطع فولادی و ریل 

محصولات این واحد صنعتی در همه سازه‌های فلزی، ساختمان‌ها و پل‌ها کاربرد دارند که از آن جمله می‌توان به انواع تیرآهن H، انواع نبشی، انواع تیرآهن‌های بال نازک و بال پهن، ناودانی تا مقاطع سنگین، ریل‌های سبک و نیمه‌سنگین که در خطوط ریلی کاربرد دارند، انواع ریل‌های آسانسور، انواع شفت‌های بزرگ فولادی و انواع ورق تا عرض600 میلیمتر اشاره کرد. در زمینه طراحی و نصب تجهیزات این واحد نیز شرکت دانیلی گوی سبقت را از دیگر حریفان ربوده و مشتریان بسیاری را از سرتاسر دنیا برای راه‌اندازی واحد تولید نورد سنگین مقاطع فولادی جذب کرده است. 


تجهیزات گالوانیزه گرم 

گالوانیزه گرم در واقع روکش کردن فولاد یا آهن توسط روی مذاب است و فرآیندی ساده دارد و از بهترین روش‌های حفاظت فولاد یا آهن به‌شمار می‌آید. غوطه‌ور کردن فولاد یا آهن در روی مذاب باعث تشکیل لایه‌ای از آلیاژ روی و آهن روی قطعه می‌شود. 

قسمت تحتانی این لایه که در تماس با قطعه است، آلیاژ روی ـ آهن و قسمت فوقانی روی خالص دارد. این لایه تمام سطح قطعه را می‌پوشاند، به‌طوری‌که هیچ نقطه‌ای در سطح قطعه یافت نمی‌شود که عاری از پوشش بوده تا زنگ‌زدگی از آنجا شروع شود، این روش را گالوانیزه گرم می‌نامند. 

دو شرکت Andritz Group آلمان و CMI Group بلژیک در سال‌های اخیر خود را بعنوان شرکت‌های پیشرو در این زمینه مطرح کرده‌اند و واحدهای گالوانیزه بسیاری را در کشورهای مختلف احداث کرده‌اند.


واحد تولید نورد گرم تسمه 

در کوره‌های واحد‌های نورد گرم، اسلب‌های تولید شده در خط ریخته‌گری مداوم تا دمای تقریبی 1250 درجه سانتیگراد حرارت داده می‌شوند و سپس بصورت نورد گرم به شکل تسمه عریض می‌شوند. محصول نهایی با سرعتی بالغ بر 20 متر بر ثانیه از غلطک‌ها خارج می‌شود. 

شرکت زیمنس وست آلپین آلمان طلایه‌دار نصب و راه‌اندازی و فروش تجهیزات واحد تولید نورد گرم تسمه در جهان است. 


کوره پاتیلی 

شرکت دانیلی در زمینه ساخت و نصب انواع کوره‌های پاتیلی نیز در سرتاسر جهان فعالیت می‌کند و خود را بعنوان یک شرکت مرجع در این زمینه مطرح کرده و از کوره پاتیلی معمولا برای حرارت دادن، یا حفظ حرارت مذاب فلزات مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. 

این حرارت‌دهی می‌تواند توسط الکترودهای گرافیتی، تفنگ‌های پلاسما یا از طریق سیستم القایی ایجاد شود. با توجه به فلز مورد نظر، اندازه کوره و نرخ حرارت‌دهی مورد نظر می‌توان نیروی الکتریکی متفاوتی تا چندین مگاوات اعمال کرد. 


واحد نورد ورق 

شرکت SMS Group آلمان خود را در زمینه راه‌اندازی و فروش تجهیزات این واحد در جهان مطرح و در بسیاری از کشورها این تجهیزات را نصب و راه‌اندازی کرده و ورق‌های نورد شده از اسلب‌های سنگین که توسط یک واحد نورد اسلب یا از طریق یک دستگاه ریخته‌گری مستمر و یا برخی اوقات نیز بصورت مستقیم از نورد شمش یا ورق‌هایی در ابعاد بالا بدست می‌آیند، تولید می‌شوند. 

بزرگ‌ترین واحدهای نورد می‌توانند ورق‌هایی با ضخامت 200 میلیمتر، 5 متر عرض و 35 متر طول را نورد کنند، همچنین شرکت SMS Group آلمان تجربه بسیار بالایی در راه‌اندازی خطوط تولید لوله‌ها از قبیل لوله‌های بدون درز و لوله‌های تولید شده با فرآیند جوشکاری دارد. 


خط نورد پوسته‌ای 

این خط از یک قفسه چهار غلتکی (4Hi) تشکیل شده و هدف از این خط از بین بردن تغییر فرم ناخواسته ناشی از عملیات بازپخت هیدروژنی، افزایش کیفیت سطحی و آماده‌سازی سطح با دادن زبری مناسب برای فرآیند قلع‌اندود، رنگ‌کاری و غیره و کلاف اسکین بر اساس درخواست مشتری بصورت کلاف، تسمه و ورق روغن‌زنی و بسته‌بندی شده به فروش می‌رسد و یا برای بازرسی و اصلاح به خط بعد می‌رود. 

شرکت زیمنس فوست آلپین در این زمینه نیز خود را بعنوان شرکت پیشرو در نصب و راه‌اندازی و انتقال دانش فنی مطرح کرده است. 


واحد گاززدایی در خلأ 

از دیگر زمینه‌های فعالیت شرکت زیمنس مرتبط با صنایع فولاد، راه‌اندازی واحد‌های گاززدایی در خلأ است. گاززدایی در خلأ یکی از مراحل فولادسازی ثانویه است که امروزه توسط بسیاری از فولادسازان مورد استفاده قرار می‌گیرد. فولادسازی ثانویه نیز یکی از فرآیند‌های انجام شده روی فولاد مذاب بعد از خروج آن از BOF یا EAF و قبل از این که فولاد بصورت شمش در آید یا وارد فرآیند ریخته‌گری مداوم شود. فرآیند گاززدایی در خلأ شامل قرار دادن فولاد مذاب در خلأ مطلق است.



تهیه و گردآوری:‌ کمال الدین غفوری