الأحد 9 جمادی‌الاول ١٤٤٤

وحدات الإختزال المباشر

وحدات الإختزال المباشر

تعتبر هذه الوحدات أحد أهم الوحدات في عملية إنتاج الحديد والصلب، ولهذا تحظى بأهمية كبيرة، حيث تتم في هذه الأقسام عملة إختزال أكاسيد الحديد بوساطة عدّة غازات أهمها غاز الهيدروجين وغاز أول أوكسيد الكربون، ويسمى الحديد الناتج عن هذه المرحلة بالحديد الإسفنجي، الذي يتم إدخاله بعد ذلك إلى أفران القوس الكهربائي في قسم صناعة الفولاذ وتمتلك شركة کاوه وحدتي إختزال مباشر بطريقة (ميدركس) تصل طاقتهما الإنتاجية إلى (1.8) مليون طن سنوياً، وقد دخلت هذه الوحدات مرحلة الإستفادة بين عامي (2011-2012).

ويتم في عملية (Midrex) نقل حبيبات الحديد المُنتجة في قسم التحبيب (Pelletisation) عبر أشركة نقالة إلى مخازن فرن الإختزال وذلك بعد الإنتهاء من عمليتي الغربلة وطلاء السطح الخارجي بمادة كيميائية تدعى جير الحديد، ومن ثم يتم إدخال هذه الحبيبات بشكل منظم إلى فرن الإختزال ذو الشكل الأسطواني الذي يتألف من قسمين علوي وسفلي.

إن القسم العلوي للفرن هو في الواقع المنقطة الأساسية للإختزال، حيث يتم إختزال حبيبات الحديد بوساطة غاز الإختزال المُتشكل من غازي الهيدروجين و أحادي أكسيد الكربون، ثم يَدخُل غاز الإختزال المُتشكل في المُفاعل الغازي بدرجة حرارة تترواح بين (780-870) درجة مئوية إلى القسم العلوي من الفرن، وبتحرّك هذا الغاز باتجاه الأعلى بجهةٍ تُعاكسُ حركة حبيبات أوكسيد الحديد يصيب حبيبات الحديد الخلل ويتشكل بالنهاية مايعرف بالحديد الإسفنجي، والذي يمتلك حرارة عالية، ثم يتم تبريده في القسم السفلي من الفرن عبر تعريضه لغازٍ طبيعي مُبرّد لتتساوى درجة حرارته مع درجة حرارة المكان المحيط به، عندها يتم إخراجه من الفرن ليُصار إلى استخدامه في تصنيع الفولاذ.

يشكل مُفاعل غاز الإختزال القسم الثاني من وحدتي الإختزال، حيث يتم في هذا المفاعل خلط الغاز الطبيعي مع الغاز العائد من الفرن في درجة حرارة تترواح بين (1070-1100) درجة مئوية وبحضور مُحَفِّزٍ كيميائي لتشكيل غاز الإختزال.
وتتكفل المشاعل النارية الموضوعة في القسم السفلي من المُفاعل الغازي بتأمين الحرارة اللازمة لعملية خلط الغازات من أجل إنتاج غاز الإختزال، ويكون مصدر الإحتراق في هذه المشاعل مزيجاً من الغاز الطبيعي والغاز العائد من الفرن، حيث تُجمع الغازات الناتجة عن الإحتراق في المفاعل الغازي بوساطة أنابيب مُخصصة، كما يتم توجيهها إلى مبادلٍ حراري بعد خروجها من الفرن بدرجة حرارة تتراوح ما بين (1070-1100).

يشكل المبادل الحراري القسم الثالث من عملية الإختزال، حيث يوجد داخل هذا المبادل الحراري شبكة من الأنابيب المعدنية، التي تعمل عمل المبدل الحراري، والتي يُستفاد منها وعبر استغلال حرارة الغازات الناتجة عن الإحتراق في تسخين مشاعل المُفاعلات الغازية بوساطة الغاز العائد من الفرن إلى جانب الغاز الطبيعي.