نگاهی به رشد نامتناسب زنجیره فولاد

سیدتقی نعیمی، استاد دانشگاه و یکی از کارشناسان خبره فولادی به شمار می‌رود که تاکنون از او ۲ مقاله با موضوع روش‌های مختلف تولید صنعتی گندله در ایران و جهان و همچنین آماده‌سازی مواد اولیه برای تولید گندله اکسیدآهن، عوامل موثر برای اتصال ذرات آهن‌دار برای تولید گندله، تولید گندله با استفاده ازمخروط گندله سازی، پخت گندله خام (پلت سبز) تولیدی و مرحله خشک کردن گندله سبز چاپ شده است.در این مقاله نیز به نیاز صنایع فولاد کشور به گندله پخته شده و مقایسه فنی روش‌های مختلف پخت گندله پرداخته می‌شود.

 
پخت گندله خام به روش باند متحرک و کوره دوار (آلیس چالمرز چادرملو)

 
یکی از برتری‌های روش ترکیبی باند متحرک و کوره دوار نسبت به روش زنجیر متحرک انعطاف‌پذیری در برابر تغییرات احتمالی در سرعت انجام فرآیند بخش‌های مختلف است. به عنوان مثال در صورتی که به هر دلیل واحد خنک‌کننده گندله پخته شده یا بخش پیش‌گرم‌کننده گندله خام مجبور به توقف شوند؛ به دلیل مجزا بودن بخش پخت گندله، امکان تنظیم فرآیند به نحوی که کمترین خسارت ممکن به کلیت فرآیند تولید گندله وارد آید، وجود دارد.

در حالی که در روش باند متحرک از ابتدا تا انتها، فرآیند تولید گندله به‌صورت یکپارچه در یک باند انجام شده و توقف هر بخش، سبب توقف کل خط تولید می‌شود. برتری دیگر ترکیب باند متحرک و کوره دوار نسبت به روش باند متحرک، استفاده از استوانه گردان نسوز چینی شده به منظور پخت گندله است. در روش باند متحرک، واگن‌های حامل گندله خام پس از تبخیر آب و پیش‌گرم شدن وارد منطقه پخت می‌شوند. بنابراین ضخامت زیادی از گندله خام همراه با گندله پیش پخته شده و تجهیزات حمل آن به درون منطقه پخت وارد می‌شود.

درحالی که در روش زنجیر متحرک و کوره دوار نیاز چندانی به شارژ گندله پخته شده به عنوان محافظ تجهیزات فولادی کف و دیواره واگن حمل‌کننده نیست.بنابراین انرژی لازم در واحدهای کوره دوار مدرن در حدود ۲۰ کیلو وات‌ساعت به ازای هر تن محصول است. در حالی که این مقدار برای تجهیزات باند متحرک حدود ۲۸ کیلووات ساعت به ازای هر تن گندله پخته شده در سال ۱۳۹۳ در مجتمع فولاد مبارکه بوده است.از سوی دیگر بخش پخت گندله خام در روش کوره دوار فقط یک مشعل دارد. در حالی که در روش باند متحرک تعداد مشعل‌های مورد استفاده به مراتب بیشتر است.

در خط پخت گندله «مجتمع فولاد مبارکه» تعداد مشعل‌ها ۴۴ و در خط تولید گندله پخته شده در «گل‌گهر» تعداد مشعل‌ها ۳۴ عدد است. یکی از محسنات سیستم باند متحرک نسبت به ترکیب باند متحرک و کوره دوار، مشکل کنترل چرخش منظم کوره دوار است. همان‌طوری که می‌دانیم در کارخانه‌های تولید سیمان یکی از مشکلات فنی، تعمیر و نگهداری سیستم چرخش کوره دوار است.

 
ذخایر ۲ درصدی سنگ‌آهن دنیا در ایران

 
نیاز صنایع فولاد کشور به گندله پخته شده در سال ۲۰۱۴م حدود ۲۳ میلیون تن بوده است؛ گندله‌های پخته شده‌ای که به‌طور عمده معادن مختلف سنگ‌آهن ایران برای احیا به واحدهای مختلف تولید آهن اسفنجی تحویل داده‌اند خیلی کمتر از نیاز واحدهای تولید آهن‌اسفنجی در سال ۲۰۱۴م بوده است. مقدار کمی از این نیاز با هزینه زیاد از بحرین که فاقد منابع معدنی سنگ‌آهن است و کنسانتره آهن را به‌منظور تبدیل به گندله پخته شده از معادن برزیل یا استرالیا تامین می‌کند، خریداری شده است.

متاسفانه در سال‌های اخیر صنایع فولاد کشور نتوانسته‌اند به موقع ظرفیت تولیدی زنجیره خط تولید فولاد (استخراج اکسید آهن از معدن، تغلیظ و تولید کنسانتره از آن، تولید گندله، تولید آهن اسفنجی یا آهن خام مذاب، درنهایت تولید فولاد از آهن اسفنجی و آهن خام مذاب، زنجیره خط تولید فولاد نامیده می‌شود) را متناسب با یکدیگر برای بهره‌برداری و درنهایت تولید فولاد آماده کنند.بیش از ۲ درصد ذخایر قابل بهره‌برداری سنگ‌آهن شناخته شده دنیا در ایران قرار دارد اما متاسفانه در کشور از ظرفیت کامل واحدهای تولید آهن اسفنجی و تبدیل آهن اسفنجی به فولاد در سال ۲۰۱۴م بهره‌مند نشده‌ایم.

 
نظرات نخبگان کشور دریافت شود

 
بنابراین در این‌باره باید مجلس شورای اسلامی بخش فولاد برنامه ششم توسعه را برای نقد کارشناسی همه جانبه در اختیار انجمن‌های علمی و فنی تخصصی نظیر نظام مهندسی معدن، انجمن مهندسی متالورژی یا اتحادیه انجمن‌های علم مواد ایران قرار دهند و پس از دریافت نظریات نخبگان کشور برنامه را بر مبنای واقعیت‌های ملی و امروز جهانی تصویب کنند.مسئولان با استناد به برنامه چشم‌انداز ۲۰ ساله کشور که ۱۰ سال آن گذشته سعی دارند تولید فولاد را به ۵۵ میلیون تن در سال ۱۴۰۴ برسانند.

 
آنچه در این مبحث سوال برانگیز می‌شود این است که آیا در این ۱۰ سال که از برنامه چشم‌انداز گذشته است در بخش فولاد به اهداف برنامه نزدیک شده‌ایم؟
آیا آنهایی که برنامه چشم‌انداز را تدوین و تصویب کرده‌اند از تحولات پیش آمده جهانی ۱۰ سال اخیر و مشکلاتی که در اثر تحریم‌های ناجوانمردانه به ایران تحمیل شده، آگاهی داشتند و در تدوین برنامه افزایش ظرفیت تولید فولاد کشورهایی که ایران بر مبنای برنامه چشم‌انداز سالانه امید داشت چندین میلیون تن محصولات فولادی به آنها صادر کند را در نظر گرفته بودند؟

 
در سال‌های اخیر وضعیت کشورها تغییر کرده و کشورهایی که قصد صادرات فولاد به آنها را داشته‌ایم تا ۵ سال آینده به‌طور عمده علاوه بر رفع نیاز داخلی خود، در بخش فولاد گرید ساختمانی مازاد تولید خواهند داشت.گفتنی است که در هر ۲ روش پخت گندله در ایران، گندله خام در دیسک‌هایی با قطر حدود ۷ تا ۷/۵ متر تولید می‌شود. خوشبختانه دیسک گندله‌سازی معدن «گل‌گهر» که ۱۰۰ درصد به‌وسیله مهندسان ایرانی اجرا شده نشان می‌دهد که بهره‌برداری از این دیسک‌های تولیدی کشور هیچ‌گونه معایبی نسبت به دیسک‌های تولید گندله خریداری شده از خارج برای مجتمع فولاد مبارکه نداشته و یدکی‌های آنها در داخل کشور قابل تامین است. بنابراین مسئولان دولت نباید اجازه واردات دیسک‌های تولید شده درکشور چین و... را به هر عنوانی بدهند.

مقایسه فنی روش‌های مختلف پخت گندله

 
در ۱۰ سال گذشته تاکنون واحد جدید کوره تنوره‌ای‌قائم برای پخت گندله‌های اکسید آهن ساخته نشده است. بنابراین در آینده نزدیک استفاده از این فناوری در واحدهای موجود منسوخ خواهد شد. در این قسمت به مقایسه و ارزیابی اجمالی ۲ روش پخت گندله (سیستم لورگی و آلیس‌چالمرز) پرداخته می‌شود.همانطوری که گفته شد در فرآیند آماده‌سازی کنسانتره آهنی، مخلوط کردن آن با مواد افزودنی (بنتونیت، آهک و...) همچنین از نظر افزایش رطوبت برای تشکیل گندله خام در دیسک‌های دوار تفاوتی بین روش «لورگی» و «آلیس چالمرز» وجود ندارد.

مصرف افزودنی‌ها (از قبیل مواد چسبنده) برای ایجاد مقاومت مکانیکی در گندله‌های پیش‌گرم شده در سیستم زنجیر متحرک به اضافه کوره دوار بیشتر از سیستم زنجیر متحرک است. با تغییر عناصر تشکیل دهنده سرباره به‌ویژه سیلیس و تجمع سیلیس روی دیرگداز کوره دوار سبب ایجاد چانک (کلوخه) در سیستم زنجیر متحرک به اضافه کوره دوار می‌شود. زمان بهره‌برداری از خط زنجیر متحرک به عنوان مثال در «مجتمع فولاد مبارکه» حدود ۳۴۰ روز کاری در سال ۱۳۹۳ بوده، در صورتی که میانگین زمان بهره‌برداری واحدهای مشابه «چادرملو» حدود ۳۱۰ روز در سال است.

در روش زنجیر متحرک تعداد مشعل‌های مورد استفاده به عنوان مثال برای گندله‌سازی «مجتمع فولاد مبارکه» ۲۲عدد مشعل در هر طرف خط تولید گندله‌سازی یعنی در مجموع ۴۴ عدد مشعل است. پهنای باند ۴ متر، میانگین سرعت حرکت زنجیر متحرک مبارکه برای ظرفیت تولید ۷/۲ میلیون تن در سال۱۳۹۳ به طور میانگین ۵ متر بر دقیقه بوده است.طول خط تولید گندله «گل‌گهر» حدود ۱۵۶ متر، پهنای باند۴ متر، تعداد مشعل‌های استفاده شده در طول باند هرطرف ۱۷ عدد یعنی در مجموع ۳۴ عدد مشعل در کل طول باند گندله‌سازی «گل‌گهر» استفاده شده است.مشعل‌های مورد استفاده برای باند گندله‌سازی «مجتمع فولاد» مبارکه و سایر خطوط زنجیر متحرک در دنیا که سال‌های سال است در دست بهره‌برداری هستند و بعضی از مشکلات اولیه که مثلاً در خط گندله‌سازی اهواز ایجاد شده بود در مشعل‌های استفاده شده برای «مجتمع فولاد مبارکه» به علت بهبود در طراحی و تغییرات جزئی در فناوری در عمل وجود نداشت.

برای اینکه درآینده و به‌ویژه پس از لغو تحریم‌ها شرکت‌های خارجی نتوانند با عنوان آزمایش روی صنایع ایران و به هزینه ما، آزمایش‌های صنعتی خود را انجام دهند مجلس شورای اسلامی باید به نحوی در تبصره‌ای از برنامه ۵ ساله ششم توسعه کشور قید کند، استفاده از تجهیزات خطوط تولید صنعتی یا قطعات یدکی که حداقل به مدت ۶ ماه در یکی از کشورهای پیشرفته جهان به صورت کاربردی مورد بهره‌برداری قرار نگرفته، ممنوع است و استفاده‌کننده از این قطعات و فناوری‌های مربوط به آن موظف به جبران خسارات واردشده به صنایع کشور خواهد بود.
امید است با چنین روشهایی از مورد آزمون و خطا قرار گرفتن صنایع ایران آن هم به هزینه ملت ایران از سوی کشورهای خارجی جلوگیری به‌عمل آید.

استیل پدیا | مرجع خبر و تحلیل صنعت فولاد ایران و جهان