0
04136674922

نگاهی به فرایندهای تولید فولاد در شرکت فولاد مبارکه اصفهان – قسمت اول

شرکت فولاد مبارکه اصفهان از شرکت ­های پیشرو ایرانی است که در زمینه تولید ورق ­های فولادی فعالیت می کند. این شرکت با ماموریت ایفای نقش محوری در توسعه صنعتی، اقتصادی و اجتماعی کشور و ارتقای سطح فناوری صنعت فولاد، به عنوان سازمانی جهان تراز حدود ۵۰ درصد از مصرف فولاد کشور را جهت استفاده در صنایع خودرو و قطعه سازی، صنایع فلزی سبک، صنایع فلزی سنگین و لوله های انتقال سیالات، صنایع بسته بندی، صنایع لوازم خانگی و الکتریکی و صنایع لوله و پروفایل تولید می ­کند. شرکت فولاد مبارکه دارای هفت مجتمع صنعتی در اقصی نقاط کشور بوده و بیش از ۲۰ هزار نفر در بخش های مختلف این شرکت به کار اشتغال دارند. این شرکت که اکنون یکی از بزرگ ترین واحدهای صنعتی جمهوری اسلامی ایران است، در زمینی به مساحت ۳۵ کیلومتر مربع در نزدیکی شهر مبارکه و در ۷۵ کیلومتری جنوب غربی شهر اصفهان واقع شده است. مجتمع فولاد مبارکه اصفهان دارای ناحیه آهن سازی شامل واحدهای انباشت و برداشت مواد خام، آهک سازی، گندله سازی و احیاء مستقیم، ناحیه فولاد سازی شامل واحدهای حمل مواد، کوره های قوس الکتریکی، متالورژی ثانويه و آماده سازی پاتيل، ریخته گری مداوم تختال و واحد پرداخت و خنک سازی شمش، ناحیه نورد گرم، ناحیه نورد سرد، واحد تولید ورق قلع اندود، واحد تولید ورق گالوانیزه و در نهایت واحد تولید ورق رنگی است.

 

 

ناحيه آهن سازی:

 

ناحیه آهن سازی در شرکت فولاد مبارکه از ۴ واحد تشکیل شده است:

 

  • ۱- واحد انباشت و برداشت مواد خام

 

وظیفه اصلی واحد انباشت و برداشت، همگن سازی و مخلوط سازی مواد، ایجاد ذخیره مناسب و مستقل کردن عملکرد واحدهای گندله سازی و احیاء مستقیم از یکدیگر است که طبق طراحی باید تخلیه و همگن سازی ۴٫۵ میلیون تن مواد اولیه شامل پودر سنگ آهن و گندله را در سال انجام دهد که در حال حاضر ظرفیت تخلیه به ۶٫۵ میلیون تن رسیده است. همچنین در این واحد امکان ذخیره سازی تا دو میلیون تن پودر سنگ آهن و گندله وجود دارد. عمده پودر سنگ آهن مصرفی، توسط واگن از معادن داخلی گل گهر، چادرملو و بافق تأمین می شود؛ واگن های ورودی توسط باسکول ریلی توزین شده و برای تخلیه به محوطه واگن برگردان وارد می شوند. عمل حرکت دادن واگن ها به طرف واگن برگردان و تنظیم موقعیت آن ها در داخل واگن برگردان می تواند توسط دستگاه واگن گیر(CAR INDEXER)  و یا لوکوموتیو انجام شود. واگن ها یک به یک توسط دستگاه واگن برگردان تخلیه شده و از طریق تغذیه کننده های لرزشی و نوار نقاله به محوطه انباشت (پارک ها) انتقال می یابند. وزن واگن خالی ۳۰ تن و مقدار بار داخل هر واگن در حال حاضر ۹۰ تن است که امکان افزایش آن تا ۱۲۰ تن وجود دارد. سه پارک به طول ۷۵۰ متر و عرض ۳۸ متر برای انباشت و مخلوط سازی پودر سنگ آهن و سه پارک به طول ۹۵۰ متر و عرض ۴۷ متر برای انباشت پودر سنگ آهن و گندله اختصاص دارد. وظیفه انباشت را سه دستگاه انباشت کننده و وظیفه برداشت را سه دستگاه برداشت کننده به عهده دارند. ظرفیت تخلیه دستگاه های انباشت کننده و نوار نقاله های مرتبط ۲۸۰۰ تن در ساعت و ظرفیت برداشت دستگاه های برداشت کننده و نوار نقاله های مرتبط ۱۵۰۰ تن در ساعت برای پودر سنگ آهن و هزار تن در ساعت برای گندله است.

 

 

واحد انباشت و برداشت فولاد مبارکه اصفهان – واگن برگردان

 

 

  • ۲- واحد گندله سازی

 

در واحد گندله سازی سنگ آهن درشت دانه پس از ورود به آسیاب های گندله سازی از اندازه ۹۵ درصد کمتر از یک میلی متر، به اندازه ۷۵ تا ۸۰ درصد زیر ۴۵ میکرون می رسد. در ادامه سنگ آهن آسیاب شده با سنگ آهن ریزدانه با اندازه ۸۰ تا ۸۵ درصد زیر ۴۵ میکرون، بنتونیت (به عنوان چسب) و رطوبت، مخلوط شده و پس از آماده سازی به دیسک های تشکیل گندله خام ارسال می شود. در دیسک های گندله سازی، مخلوط سنگ آهن به گندله خام با اندازه ۵ تا ۲۵ میلی متر تبدیل می شود. پس از سرند کردن گندله خام توسط سرند غلطکی، گندله ها با اندازه ۸ تا ۱۶ میلی متر وارد کوره پخت می شوند. در کوره پخت، گندله خام با عبور از مراحل خشک کردن، پیشگرم، پخت و خنک کردن، به استحکام مناسب جهت استفاده در فرایند احیاء مستقیم رسیده و از کوره پخت خارج میشود. گندله اکسیدی تولیدی، در ادامه جهت مصرف، به واحد احیاء مستقیم و یا جهت انباشت، به واحد انباشت و برداشت ارسال می شود.

 

 

واحد گندله سازی فولاد مبارکه اصفهان

 

واحد گندله سازی فولاد مبارکه اصفهان – دیسک های گندله سازی

 

 

  • ۳- واحد آهک سازی

 

واحد آهک سازی فولاد مبارکه شامل دو کوره دوار به طول ۳۸ متر است که برای تولید ۲۷۰ هزار تن آهک پخته مورد نیاز فولادسازی طراحی شده است. برای پخت آهک، ابتدا سنگ آهک با دانه بندی ۱۸ تا ۵۰ میلی متر از معدن حوض ماهی وارد کوره های دوار شده و در مجاورت حرارت ۱۲۵۰ تا ۱۳۵۰ درجه سانتی گراد با انجام عمل کلسیناسیون گاز دی اکسید گوگرد از سنگ آهک خارج می شود، آهک پخته پس از خارج شدن از کوره، سرند شده و اندازه ۵ تا۵۰ میلی متر آن برای استفاده در کوره های ذوب به سمت فولادسازی فرستاده می شود. اندازه کمتر از پنج میلی متر آهک پخته به واحد هیدراسیون فرستاده می شود. با اضافه کردن آب به آهک، آهک هیدراته تولید می شود که از آن در واحدهای گندله سازی، بریکت سازی و تصفیه خانه استفاده می شود. در سال های اخیر با توجه به اضافه شدن دولومیت پخته به سبد افزودنی های فولادسازی، کارگاه دولومیت سازی نیز در ناحیه آهن سازی احداث شد که در این واحد دولومیت خام در کوره های عمودی دو قلو پس از فرایند پخت به دولومیت پخته تبدیل می شود که پس از سرند و گرفتن ریزدانه برای استفاده در کوره های ذوب به فولادسازی ارسال می شود.

 

 

واحد آهک پزی فولاد مبارکه اصفهان

 

 

  • ۴- واحد احیای مستقیم

 

واحد احیای مستقیم دارای پنج مدول میدرکس از نوع سری ۶۰۰ و یک مدول از نوع سری ۸۰۰ است. در حال حاضر با بهینه سازی های انجام شده ظرفیت تولید تا پنج میلیون تن آهن اسفنجی در سال افزایش یافته است. در ناحیه احیاء مستقیم، گندله اکسیدی تولید شده در واحد گندله سازی، پس از کنترل خواص شیمیایی و فیزیکی، از بالا وارد کوره احیاء شده و در دمای حدود ۸۰۰ درجه سانتی گراد و در تبادل با گاز احیاء کننده که از سمت پایین به طرف بالا در جریان است، اکسیژن خود را از دست می دهد. ترکیب اولیه گاز احیاء کننده بالای ۹۰ درصد شامل منواکسید کربن و هیدروژن است که نسبت به H2/CO در حدود ۱٫۵ تا ۱٫۷ است. هیدروژن و منو اکسید کربن اکسیژن موجود در گندله را جذب و به آب و دی اکسید کربن تبدیل و از قسمت بالای کوره خارج می شوند. دو سوم گاز خروجی پس از خنک کاری و شست و شو با آب، با افزودن گاز طبیعی به آن وارد ریفرمر شده و در مجاورت کاتالیست نیکل مجدداً به منواکسید کرین و هیدروژن تبدیل و دوباره وارد کوره می شود. یک سوم گاز که در اثر افزایش حجم ناشی از عمل ریفرمینگ تولید شده، از سیکل خارج و در ریفرمر به عنوان منبع انرژی با هوا سوزانده شده و حرارت لازم برای عمل ریفرمینگ را فراهم می کند. در نهایت محصول احیاء مستقیم گلوله های آهن اسفنجی با متالیزاسیون بالای ۹۲ و کربن بالای ۷٫۱ درصد است که پس از خنک کاری با گاز خنک کننده از پایین کوره در دمای محیط تخلیه شده و پس از جداسازی ریزدانه آن، به فولادسازی ارسال می شود.

 

 

 

مدول های احیای مستقیم فولاد مبارکه اصفهان

 

 

واحد احیای مستقیم فولاد مبارکه اصفهان – نوار نقاله حامل آهن اسفنجی

 

 

 

ناحیه فولادسازی

 

ناحيه فولادسازی در شرکت فولاد مبارکه از ۵ واحد تشکیل شده است:

 

 

 

ناحیه فولادسازی فولاد مبارکه اصفهان

 

 

  • ۱- واحد حمل مواد

 

وظيفه واحد حمل مواد، تخليه، آماده سازی، بارگيری، ذخيره سازی و توزيع كليه مواد اوليه و افزودنی فرايند توليد فولاد در كوره های قوس الكتريكی و متالورژی ثانويه مطابق با مشخصات فنی تعيين شده می باشد. فعاليت های مهم این واحد عبارتند از:

 

  1. تحويل گيری و ذخيره سازی مواد
  2. بارگيری مواد در سيلوها جهت مصرف در كوره قوس
  3. انتقال و توزيع مواد جهت كوره های قوس و متالورژی ثانويه
  4. بازيافت ضايعات فولادی و آماده سازی آهن قراضه
  5. كنترل قراردادهای خريد مواد مستقيم

 

 

  • ۲- واحد كوره های قوس الكتريكی

 

این واحد شامل هشت دستگاه کوره قوس الکتریکی با ظرفیت تولیدی ۱۸۰ تن فولاد مذاب در هر مرحله تولید با توان ترانسفورمر ۹۰ مگاولت آمپر است. در ابتدا قراضه بارگیری شده در سبد، توسط جرثقیل های موجود در این واحد به داخل کوره قوس تخلیه و سپس سقف کوره بسته و عملیات ذوب شروع می شود. در این مرحله به کمک قوس الکتریکی قراضه ها ذوب می شوند. به این مرحله علمیات سوراخكاری (boaring) می گویند. سپس شارژ آهن اسفنجی از سیلوهای ذخیره كوره به داخل شروع می شود. میزان قراضه شارژ شده به كوره توسط سبد حدود ۴۰ الی ۵۰ تن می باشد و میزان آهن اسفنجی شارژ شده به داخل كوره حدود ۱۷۰ تن برای هر ذوب می باشد. سرعت شارژ آهن اسفنجی از ۵۰۰ تا ۳۲۰۰ كیلوگرم در دقیقه با توجه به شرایط ذوب متغیر می باشد. به این مرحله ذوب (Melting) می گویند كه در آن فعالیت های زیر به صورت همزمان انجام می شود:

 

  1. دمش اكسیژن
  2. دمش گرافیت
  3. شارژ آهك و دولومیت جهت تولید سرباره پفكی
  4. نمونه گیری و اندازه گیری دما

 

پس از ذوب كامل آهن اسفنجی مورد نیاز، مرحله تصفیه (refining) صورت می گیرد و تنظیمات نهایی دما و آنالیز با توجه به نتایج آزمایشگاه در این مرحله صورت می گیرد و در مواقع لزوم عملیات سرباره گیری از ذوب نیز صورت می گیرد.

 
مرحله آخر در عملیات كوره های قوس عملیات تخلیه (Tapping) می باشد. در این مرحله پاتیل خالی مذاب كه دمای پیشگرم آن مطابق با دستورالعمل های تولیدی می باشد به زیر كوره هدایت شده و مقادیر مورد نیاز فروآلیاژ و مواد افزودنی مانند بوكسیت و آهك همزمان با تخلیه مذاب از كوره به داخل پاتیل بارگیری شده و ذوب تولیدی در پاتیل مذاب آماده تحویل به واحد بعدی می گردد. زمان كل ذوب از تخلیه ذوب قبلی تا تخلیه ذوب بعدی حدود ۱۵۰ دقیقه به طول می انجامد و این عملیات به طور مداوم در این واحد در جریان می باشد.

 

 

 

کوره قوس الکتریکی

 

 

  • ۳- واحد کوره های پاتیلی و متالورژی ثانویه

 

واحد کوره های پاتیلی (LF) شامل چهار کوره پاتیلی با توان ترانسفورمر ۳۰ مگاولت آمپر است. هر کوره پاتیلی دارای سیلو با ظرفیت ۹ متر مکعب است که موادی چون فرومنگنز کربن بالا و کربن متوسط، فروسیلیسیم، آهک و کلسیم آلومینات در آن ها ذخیره می شود. مهم ترین فعالیت هایی که در کوره های پاتیلی بر روی هر ذوب در صورت می گیرد عبارتند از: اکسیژن زدایی، سرباره سازی، تنظیم آنالیز شیمیایی، تنظیم دما و زمان تحویل به واحد بعدی (ریخته گری مداوم)، تصفیه یا حذف آخال های موجود در ذوب.

 

 

متالورژی ثانویه فولاد مبارکه اصفهان

 

 

اكسيژن زدايی:

جهت حذف اكسيژن محلول در ذوب پس از اندازه گيری ميزان اكسيژن مقدار مورد نياز آلومينيم به ذوب اضافه می گردد .

 

 سرباره سازی:

 سرباره سازی با اهداف زير صورت می گيرد:

 

  1. افزايش راندمان حرارتی قوس
  2. جذب آخال های ذوب توسط سرباره
  3. سولفورزدايی بهتر
  4. كاهش خوردگی سوز خط سرباره پاتيل
  5. جلوگيری از اكسيداسيون مجدد آلومينيم محلول در ذوب
  6. افزايش بازده و تنظيم راحت تر تنظيم آناليز شيميايی
  7. تميز بودن پاتيل بعد از تخليه ته پاتيل
  8. كاهش آلودگی صوتی

 

تنظيم آناليز شيميایی دوب:

پس از مراحل بالا و نمونه گيری از مذاب با توجه به آناليز شيميایی دريافت شده مواد مورد نياز به ذوب محاسبه و اضافه می شود.

 

تنظيم دما و زمان تحويل به واحد ريخته گری مداوم:

دمای خروج ذوب از LF بر پايه دمای انجماد نوع فولاد توليدی محاسبه و از طريق سيستم اطلاعاتی به اطلاع اپراتور رسانده می شود. اپراتور جهت افزايش دما بايستی ميزان Tap ولتاژ ترانس، نوع مواد افزوده شده به ذوب، ميزان وضعيت سرباره پاتيل، چگونگی دمش آرگون در پاتيل و … را مدنظر قرار دهد و پاتيل مذاب را در زمان مناسب كه حدود ۲۰ دقيقه قبل از ريخته گری می باشد، از اين واحد خارج نمايد.

 

تصفيه ذوب:

يكی از وظايف مهم قسمت متالورژي ثانويه حذف ناخالصی ها در حد امكان می باشد. انواع ناخالصی ها عبارتند از:

 

  1. ناخالصی های اكسيدی (SiO2 ،Al2O3 ،MgO و …)
  2. ناخالصی هاي كاربيدی، نيتريدی و سولفيدی
  3. ناخالصی های فلزی و يا عناصر آلياژی كه بيش از ميزان نياز در ذوب موجود باشد
  4. گوگرد و فسفر
  5. گاز مضر (هيدروژن، نيتروژن و اكسيژن)

 

 

 

  • ۴- واحد ریخته گری پیوسته

 

وظيفه واحد ریخته گری، تبدیل فولاد مذاب به شمش تختال با کیفیت استاندارد ابعاد مورد سفارش مشتری و تحویل آن به واحد خنک سازی و اصلاح شمش است. این واحد دارای چهار ماشین ریخته گری از نوع قوسی به شعاع ۱۰٫۵ متر بوده است. عرض تختال تولیدی از ۶۵۰ میلی متر تا حداکثر ۱۸۸۰ میلی متر، طول تختال تولیدی در دو نوع تختال بلند ۹٫۵ تا ۱۰ مترو تختال کوتاه ۴٫۵ تا ۴٫۵۷ متر و ضخامت تختال تولیدی ۲۰۰ میلی متر است. پاتیل مذاب توسط جرثقیل های سقفی ۳۰۰ تن از واحد کوره های پاتیلی به واحد ریخته گری منتقل می شوند. در واحد ریخته گری مداوم، پاتیل مذاب ابتدا بر روی برج پاتیل گردان قرار گرفته و پس از اتصال سیلندر هیدرولیکی به دریچه کشویی پاتیل و تنظیم تاندیشکار روی خطوط ریخته گری، جریان مذاب از پاتیل به تاندیش با باز کردن دریچه کشویی شروع می شود. سپس با باز کردن استوپر، جریان مذاب به داخل قالب برقرار شده، با توقف چندین ثانیه ای ذوب در قالب جهت تشکیل پوسته منجمد شده اولیه، استارت ریخته گری مداوم شروع می شود. پوسته منجمد شده که داخل آن هنوز مذاب است، در ادامه از بین غلتک ها همراه با پاشیدن آب بر روی سطوح آن ها عبور می کند. با پاشش آب، جبهه انجماد در داخل شمش رشد کرده و در نهایت با رسیدن شمش به طول متالورژیکی، به طور کامل در سطح مقطع تختال انجماد حاصل می شود. در ادامه با رسیدن شمش به قسمت برش تختال، با در نظر گرفتن حداقل ضایعات، در انتهای ریخته گری برش داده شده و به اندازه مورد نظر می رسد. با پایان ذوب اول، ذوب دوم که بر روی بازوی دیگر برج پاتیل گردان قرار دارد، گردانده شده و بر روی تاندیش قرار می گیرد. بلافاصله پاتیل باز شده تا تداوم و پیوستگی ریخته گری حفظ شود. ذوب های متوالی حدود بیش از پنج ذوب در یک عملیات به شمش تختال تبدیل شده و تختال های تولیدی جهت خنک سازی و اصلاح به واحد بعدی تحویل داده می شوند.

 

 

 

برش تختال

 

 

  • ۵- واحد خنک سازی و اصلاح شمش

 

در واحد خنک سازی و اصلاح شمش، به دو صورت و براساس نوع تختال تولیدی، خنک سازی با هوا و یا خنک سازی با آب صورت می گیرد. تختال هایی که براساس کیفیت نیاز به خنک سازی با هوا دارند، توسط جرثقیل های سقفی به قسمت مربوطه منتقل و پس از گذشت ۷۲ ساعت تختال خنک شده به قسمت اصلاح تختال ارسال می شوند. تختال هایی که نیاز به خنک سازی با آب دارند توسط میز غلطکی های موجود به دو تانک خنک سازی انتقال داده شده و توسط دو جرثقیل به صورت اتوماتیک به داخل تانک شارژ شده و پس از حداقل ۲۰ دقیقه تختال خنک شده از تانک خارج و به قسمت اصلاح تختال ارسال می شود. در قسمت اصلاح تختال، تختال ها توسط بازرسان کنترل کیفی بررسی و در صورت وجود عیوب سطحی آن ها را مشخص می کنند. سپس اپراتورهای واحد اسکارف توسط مشعل های دستی این عیوب را برطرف کرده و پس از تایید نهایی واحد کنترل کیفی تختال ها به ناحیه نورد گرم انتقال داده می شوند. ولی درصورت عدم تطابق با برنامه پذیرش ناحیه نورد گرم، تختال ها در انبار نگهداری و به تدریج به ناحیه نورد گرم فرستاده می شوند.

 

 

منبع: وب سایت شرکت فولاد مبارکه اصفهان

 

 

قسمت دوم این نوشته را می توانید از لینک زیر در عصر مواد بخوانید:

نگاهی به فرایندهای تولید فولاد در شرکت فولاد مبارکه اصفهان – قسمت دوم

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ارسال دیدگاه