مروری بر فرآیند تولید فولاد

فولاد اساساً از طریق دو مسیر ساخته می شود، آخرین مسیر کوره اکسیژن پایه (BF-BOF) و مسیر کوره قوس الکتریکی (EAF) – که اغلب به عنوان مسیرهای “اصلی” و “ثانویه” نامیده می شود. اولی برای ایجاد فولاد جدید یا “بکر” استفاده می شود، دومی اغلب برای بازیافت ضایعات فولاد استفاده می شود

بیشتر فولاد در اروپا از دو مسیر اصلی تولید می شود: مسیر کوره بلند-کوره اکسیژن پایه (BF-BOF) و مسیر کوره قوس الکتریکی (EAF). کوره های بلند آهن را از سنگ آهن تولید می کنند. در مرحله دوم یک مبدل اولیه اکسیژن آهن را با مقداری قراضه به فولاد تبدیل می کند. کوره های قوس الکتریکی عمدتاً از ضایعات جمع آوری شده برای بازیافت فولاد تولید می کنند.

مسیر کوره بلند

کوره بلندهای بزرگ اروپایی می توانند حدود چهار میلیون تن آهن در سال تولید کنند. آنها به یک فرآیند شیمیایی به نام احیا متکی هستند: سنگ آهن یک اکسید آهن است و برای جداسازی آهن از اکسیژن به کربن به عنوان یک عامل احیا کننده نیاز است. در این فرآیند با اکسیژن ترکیب شده و دی اکسید کربن تشکیل می دهد. کربن برای کاهش ضروری است و به همین دلیل است که انتشار C02 در این فرآیند اجتناب ناپذیر است. فولادسازان اروپایی تا آنجایی که ممکن است در محدوده ترمودینامیکی این فرآیند، میزان کربن مصرفی را به حداقل رسانده اند.

مقاله پیشنهادی : لوله مانیسمان ♥ برای سخت ترین نیازها | دکتر فولاد

زغال سنگ

به عنوان ماده اصلی کربن دار برای ساخت فولاد استفاده می شود. همچنین برای تولید دماهای بالا لازم برای ذوب سنگ آهن عمل می کند. آهن مایع هنگام خروج از کوره حدود 1500 درجه گرم است.
از آنجایی که آهن شکننده است و به راحتی شکل پذیر نیست، باید در مرحله دوم به فولاد تبدیل شود. این در یک کوره اکسیژن اولیه، که مبدل نیز نامیده می شود، انجام می شود. مبدل ها می توانند تا 400 تن فلز داغ را در خود نگه دارند. در یک مبدل، اکسیژن به آهن مایع دمیده می شود تا عناصر ناخواسته را بسوزاند. هنگامی که این مرحله فرآیند به پایان رسید، آهن به فولاد تبدیل شده است.
فولاد مایع سپس به دال های جامد یا شمش ریخته می شود و در چندین عملیات نورد به محصولات بلند مانند میله یا سیم یا نوار فولادی مسطح تبدیل می شود. سایر عملیات اضافی برای افزایش ویژگی ها و عملکردهای فولاد شامل تمپر یا پوشش است.
کمتر از 60 درصد کل فولاد اتحادیه اروپا از طریق مسیر تولید BF-BOF تولید می شود.

مسیر کوره قوس الکتریکی

خوراک اصلی برای EAF ها ضایعات فولادی است اما آنها همچنین می توانند آهن جامد یا آهن اسفنجی را ذوب کنند. ظرفیت معمول یک EAF حدود 1.5 میلیون تن در سال است. اجزای اصلی شامل الکترودهای گرافیتی است. گرمای لازم برای ذوب فلز از قوس الکتریکی ناشی می شود که در تماس الکترودها با فلز به وجود می آید. دمای قوس می تواند تا 3500 درجه بالا رود، در حالی که دمای فلز مذاب حدود 1800 درجه است.
EAF ها می توانند انواع فولادها را تولید کنند، از فلز برای محصولات اساسی مانند میله های تقویت کننده گرفته تا فولادهای ویژه ضد زنگ و آلیاژی بالا، که در آن انعطاف پذیری و ظرفیت های کوچکتر مزیت هستند. مراحل بعدی فرآیند مانند ریخته گری و نورد با مسیر کوره بلند قابل مقایسه است.
بیش از 40 درصد فولاد اتحادیه اروپا از طریق مسیر تولید EAF تولید می شود.