الأحد 9 جمادی‌الاول ١٤٤٤

وحدة المقاومة ضد الحرارة

تُعنى هذه الوحدة بجعل كلٍّ من (أفران القوس الكهربائي، وأوعية الحديد، وأنظمة إخراج الحديد المصهور من أوعية الصهر (LG_21)، وقوالب الصب ) مقاومةٍ للحرارة عبر أجهزة التحكم الرقمي، وتخضع هذه الوحدة لعمليات المراقبة والتدقيق المستمر في كافة مراحل الإنتاج.

تتضمن هذه الوحدة عدة أقسام نذكر منها قسم تجهيز خردة المعادن وقسم تأمين المواد المضافة والسبائك المعدنية، وبالإضافة إلى المهام آنفة الذكر لهذه الوحدة فهي تتولى أيضاً مهمة تجهيز خردة المعدن وحمل الحديد الإسفنجي وجير الحديد والسبائك المعدنية.

يعتبر هذا الفرن أحد أهم الأقسام في كافة مراحل إنتاج الفولاذ، حيث يستطيع هذا الفرن إنتاج الفولاذ المخصص للأبنية، بالإضافة إلى الصلب السبائكي (Alloy steel)، والحديد الغني بالكربون، والفولاذ المسلح وغيره الكثير من أنواع الفولاذ.

وتمتلك شركة کاوه في خطّها الأول لإنتاج الفولاذ فرن قوسٍ كهربائي من نوع (HSS) باستطاعة (210) طن وقدرة تخلية تصل حتى (170)طن يُعنى بتصنيع الفولاذ المخصص للأبنية، وفرناً قوسياً آخر يستهلك الحديد الإسفنجي بنسبة كبيرة.

ويتم عادة لتشكيل الحمم المنصهرة من أفران القوس الكهربائي تزويدها بنسبة معينة من خردة الحديد بنسبة تصل إلى 2% من نسبة الحديد الموضوعة في الفرن.

وبعد تشكّل الحمم المنصهرة يتم إضافة كلٌّ من (الحديد الإسفنجي وجير الحديد)، بالإضافة إلى حقن الأوكسيجين والغاز الطبيعي في فرن القوس الكهربائي وفي آن واحد.

وعند حقن الأكسجين يتحول جير الحديد المذاب إلى ما نطلق عليه مصطلح خبث المعدن الرغوي الذي يعمل على تغطية القوس والحفاظ على ثباته وزيادة كفائته ومقاومته للتآكل الشديد الناتج عن الحرارة إضافة إلى تصفية القوس من عوامل الفسفرة التي تُعطل عملية إزالة الفسفور من الحديد لإنتاج خماسي أوكسيد الفوسفور اللازم بدوره لعملية تكرير الحديد المصهور، ولذلك فإن عملية ضبط وحفظ خبث المعدن الرغوي بشكل مناسب داخل فرن القوس الكهربائي هي أمرٌ بالغ الأهمية.

الأدنى من استهلاك الطاقة، حيث تقدر نسبة استهلاك الطاقة في المرحلة الأولى لصنع الفولاذ ضمن فرن القوس الكهربائي بحدود (650) كيلو واط/طن وذلك مع محول بقدرة (170 MVA) وبأقصى قدرة لحظية تحصل حتى (125 MW).

وبالمجمل فإن المواد الأولية المستخدمة في فرن القوس الكهربائي هي المواد التالية:

  • أقطاب كهربائية
  • مواد غير قابلة للإشتعال
  • الفحم المضغوط
  • الجير
  • صخور الدولوميت
  • السبائك المعدنية
  • بقية المواد المُضافة.

وبعد وضع المواد السابقة في فرن القوس الكهربائي والبدء بعملية التعدين الأولي وتسخين الحمم المنصهرة حتى (1620 إلى 1640) درجة مئوية، يتم تخلية الحمم من أوعية فرن القوس الكهربائي ونقلها إلى فرن الأوعية (LF) لاستكمال مراحل الإنتاج.

إن أبرز الأهداف من وضع الحديد المصهور داخل هذا النوع من الأفران تتمثل في:

  • تصنيع السبائك المعدنية
  • العمل على جعل عملية التذويب متجانسة من حيث التركيب الكيميائي ودرجة الحرارة، وذلك عبر تعريض الحديد المصهور إلى غاز الأرغون أو النيتروجين وهو ما يسمى بعملية التعدين الثانوية.
  • نزع مادة الكبريت من الحديد المصهور.
  • نزع الأوكسيجين من الحديد المصهور.
  • إصلاح أو إزالة المواد غير المعدنية من عملية التعدين الثانوية الأمر الذي يعتمد على مسألتين كيفية وإقتصادية.

يكون فرن الأوعية من النوع المفتوح ويتم فيه خلط الحديد المصهور بالحرارة عبر غاز محايد، وكما هو الأمر في أفران القوس الكهربائي فإن الأقطاب الكهربائية ذات المقاومة الكهربائة الضعيفة وتشكيل القوس الكهربائي مع الحديد المصهور توفر الحدّ الأدنى من استهلاك الطاقة، حيث تقدر نسبة استهلاك الطاقة في فرن الأوعية (LF) خلال المرحلة الأولى لصنع الفولاذ بحدود (45) كيلو واط/طن وذلك مع محول بقدرة (30 MVA) وبأقصى قدرة لحظية تحصل حتى (22 MW).

تلعب أفران الأوعية دور الوسيط بين أقسام الصهر والتذويب وعملية الصب والقولبة، وذلك لضمان عملية السبك المستمر.

وبالمجمل فإن المواد الأولية المستخدمة في فرن القوس الكهربائي هي المواد التالية:

  • الجير
  • بعض أسمدة خبث المعدن مثل خام البوكسيت وألومينات الكالسيوم
  • السبائك المعدنية (سبائك الفروسيليسيم، سبائك الحديد المنغنيزي، سبائك منغنيز السيليكون)
  • أقطاب كهربائية
  • غاز الأرغون
  • (CaSi،Al)

حيث تتفاوت نسبها بما يتناسب مع طريقة الإنتاج.

تعتبر عملية الصلب المستمر للفولاذ إحدى أهم وأشمل عمليات تصنيع وإنتاج الفولاذ على مستوى العالم.

إن التطور الصناعي الكبير في عمليات الصب كان أحد أبرز وأهم الأحداث التي طرأت على صناعة الصلب خلال السنوات الماضية، وذلك لأن المزايا التي وفرها هذا التطور على الصعدين التكنولوجي والإقتصادي أدت إلى تحسن وتطور كبير في جودة وكفاءة كافة منتجات الحديد والصلب بالإضافة إلى التوفير الاقتصادي الكبير، الأمر الذي أدى إلى زيادةٍ في تصنيع منتجات الصبّ بشكل مستمر ومنظّم، وجدير بالذكر أن هذا التطور الذي طرأ على عملية الصب لم يطل التحسين في نوع التصميم وآلات الصب فحسب، بل امتد ليُحدث تغييراً كبيراً ونحو الأفضل في الحصول على شكل القالب المعدني المطلوب فضلاً عن التحسّن الكبير في جودة المعادن المُصنعة وطرق وآليات التبريد.

تتلخص هذه الطريقة في صب المعدن صباً مستمراً في قالب معدني مبرد بالماء، الأمر الذي يؤدي إلى تجمّد المعدن وتحركه للأسفل بنحو مستمر تحت تأثير قوى السحب، حيث تتم عملية تقطيعه إلى الأطوال المرغوبة أثناء حركته.

ولمنع حدوث اضطراب للسائل المسكوب واختلاطه بالهواء وحدوث أكسدة وذوبان للغازات نتيجة السكب من البواتق إلى القوالب مباشرة يتم أولاً صبّ الفلز المنصهر من البواتق في أحواض ساخنة تسمى (Tundish) ليحتفظ فيه المعدن بدرجة حرارة ثابتة دون حدوث أي أضطراب له، حيث تكون تلك الأحواض موضوعة على ارتفاع ثابت أعلى القالب ومجهزة بطريقة يمكن من خلالها إزالة الخبث منها، ويوجد في أعلى القالب المبرد بالماء قاعدة للصب تسمى (Buffer) يتساقط عليها المعدن أثناء نزوله باستمرار من حوض (Tundish) وذلك منعاً لحدوث أي اضطرابات في القالب.

إن القوالب المستخدمة قد تكون مصنوعة من النحاس المُبرّد بالماء أو تصنع من الغرافيت. ولمنع التصاق المعدن المتجمد بسطح القالب فقد يحدث هزات رأسية أثناء حركة المنتج إلى أسفل وذلك بغرض منع التصاق الطور المتجمد بالقالب. وتستمر حركة المنتج رأسياً لحين قطعها بالأطوال المناسبة أو تحول أفقياً لاستكمال عمليات التشكيل.

بعد التأكد من دقة التحاليل الكيميائية للكتل المعدنية التي يُصدرها المختبر بناءً على المواصفات التي طلبها الزبون، عندها يتم فحص القوالب المعدنية المسبوكة بحالتيها الباردة والساخنة بوساطة وحدة مراقبة الجودة.

فحص الحرارة للقوالب المعدنية المسبوكة:

يهدف هذا الفحص إلى البحث عن العيوب المحتملة أثناء عملية الصب والقابلة للمشاهدة بالعين المجردة، حيث يتم عزل القوالب المعدنية المعيبة في عند نهاية عملية الصب.

فحص البرودة للقوالب العدنية المسبوكة:

يهدف هذا الفحص إلى كشف جميع العيوب المُحتملة والمُبينة في جدول العيوب رقم (51200001 SKS-F)، والذي يتضمن عيوباً مثل عيوب في شكل الإطار أو الشقوق الطولية والعرضية، الحفر والإنتفاخات وبقية العيوب الأخرى المبينة في الجدول آنف الذكر، حيث يتم إختيار عيّنات عشوائية من القوالب المعدنية المسبوكة وإرسالها إلى المختبر للتأكد من النهائي من جودة القوالب عبر إحداث مقطع عرضي فيها.

تتضمن شركة کاوه للحديد والصلب إحدى الوحدات التي تدعى وحدة التخلص من الغبار، وتكمن مهمتها في إزالة الغبار والدخان الناتج عن عمليات الصهر والتنقية داخل أفران القوس الكهربائي، حيث تنتقل هذه الأتربة عبر قنوات خاصة مجهزة بأنظمة مائية إلى نظام إزالة الغبار حيث يتم تجميعها منها هناك وذلك حفاظاً على البيئة ومنعاً للتلوث البيئي الأمران اللذان تعتبرهما الشركة أمراً بالغ الأهمية.

إن مخارج هذا النظام تتوافق بشكل تام مع كافة المعايير البيئية والتي يتم مراقبتها عبر شبكة الإنترنت، كما يمكن الإشارة إلى أن هذا النظام يقوم يتجميع الأتربة والدخان وتوجيهها لإعادة استخدامها في الصناعات الكيميائية والبتروكيماوية.