صنایع ذوب آهن - سپهرگاز کاویان

در صنایع ذوب آهن، گازها نقش مهمی در فرآیندهای مختلف دارند. ذوب‌آهن ساختمان یا مکانی است که در آن آهن ذوب شده و محصولات آهن سنگین و فولاد ساخته می‌شوند.
ذوب آهن از زمانی که کوره بلند جایگزین روشهای قبلی شد به عنوان نسل بعدی کوره آهن خالص شناخته می‌شود. یک ذوب آهن یکپارچه در قرن نوزدهم معمولاً شامل یک یا چندین کوره دمنده و تعدادی کوره ذوب یا کارخانه ذوب همراه یا بدون انواع دیگری از کارگاه‌های ذوب‌آهن می‌شد. پس از اختراع فرایند بسمر، فرایندهای تبدیل رایج شدند و ظهور کارخانه فولاد جایگزین ذوب‌آهن شد.
فرایندهای اجرایی در یک ذوب‌آهن معمولاً به عنوان استخراج فلز آهنی تشریح می‌شود، اما اصطلاح (سایدرژی siderurgy) نیز گاهی استفاده می‌شود.

گاز متان (CH4) در صنعت ذوب آهن به عنوان یک منبع حرارتی مهم استفاده می‌شود. استفاده از گاز متان در فرآیند ذوب آهن در صنعت فولادسازی می‌تواند به عنوان جایگزینی برای استفاده از ذغال سنگ و کک فرآوری شده شود.

در فرآیند ذوب آهن، گاز متان به عنوان سوختی که به صورت مایع یا گازی قابل احتراق استفاده می‌شود. این گاز با استفاده از بخار آب یا هوای گرم به حرارت می‌افزاید و در کوره‌های ذوب آهن آتش می‌گیرد. احتراق متان باعث تولید حرارت زیادی می‌شود که در فرآیند ذوب آهن استفاده می‌شود.

به طور کلی، استفاده از گاز متان به عنوان سوخت در صنعت ذوب آهن می‌تواند به کاهش آلودگی هوا و بهره‌وری انرژی کمک کند. همچنین، متان به عنوان یک منبع انرژی فسیلی فراوان در دسترس است و قابلیت انعطاف پذیری در مورد استفاده در فرآیندهای صنعتی را داراست.

گاز اکسیژن (O2) نقش مهمی در صنعت ذوب آهن دارد. در فرآیند ذوب آهن، استفاده از گاز اکسیژن به عنوان عامل اکسید کننده و ارتقاء فرایند احتراق بکار می‌رود. در زیر به برخی از کاربردهای گاز اکسیژن در صنعت ذوب آهن اشاره خواهم کرد:

1. اکسید کردن فلزها: گاز اکسیژن در فرآیند ذوب آهن به عنوان منبع اکسیژن برای اکسید کردن فلزات استفاده می‌شود. در حضور اکسیژن، عناصر موجود در آهن مانند کربن و گوگرد به صورت گازی یا محصولات جامد غیرفلزی تجزیه می‌شوند و فلز آهن پاک و آلایش‌های غیرفلزی از آن جدا می‌شوند.

2. افزایش دما: گاز اکسیژن با حرارتی که در زمان احتراق ایجاد می‌شود، می‌تواند دما را به مقدار لازم برای ذوب آهن افزایش دهد. با تزریق گاز اکسیژن به کوره‌های ذوب آهن، دمای بالایی تولید می‌شود که منجر به ذوب آهن و تولید فولاد می‌شود.

3. کاهش مصرف سوخت: با استفاده از گاز اکسیژن در فرآیند ذوب آهن، میزان استفاده از سوخت‌های فسیلی مانند ذغال سنگ و نفت کاهش می‌یابد. اکسیژن به عنوان یک عامل اکسید کننده قوی، امکان استفاده بهینه از سوخت‌ها را فراهم می‌کند و برای بهره‌برداری از انرژی موجود در سوخت، حجم سوخت مورد نیاز را کاهش می‌دهد.

گاز هیدروژن (H2) در صنعت ذوب آهن کاربردهایی دارد که می‌تواند در بهبود فرآیندهای ذوب آهن تاثیرگذار باشد.

1. کاهش آلاینده‌ها: گاز هیدروژن به عنوان یک عامل اکسید کننده قوی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در فرآیند ذوب آهن، گاز هیدروژن می‌تواند آلاینده‌هایی مانند اکسیدهای آهن و گوگرد را به صورت گازی از فلز آهن جدا کند و بهبود کیفیت فلز حاصل را ایجاد کند. همچنین، این گاز می‌تواند آلاینده‌های موجود در سنگ آهن مانند فسفر و سیلیس را نیز کاهش دهد.

2. کاهش مصرف سوخت: استفاده از گاز هیدروژن به جای سوخت‌های فسیلی مانند ذغال سنگ در فرآیند ذوب آهن، میزان مصرف سوخت را کاهش می‌دهد.

3. کنترل و کاهش اکسیداسیون فلز: گاز هیدروژن به عنوان یک عامل احتراق غیرمکرر (non-reducing) مورد استفاده قرار می‌گیرد تا اکسیداسیون احتمالی فلزات را کنترل و کاهش دهد. این گاز می‌تواند از اکسیدهای فلزی موجود در فرآیند ذوب آهن جلوگیری کند و فلز را در حالت کاملاً محدود کند.

1. حفاظت از فلز ذوب شده: گاز نیتروژن به عنوان یک گاز محافظ (shielding gas) مورد استفاده قرار می‌گیرد. در فرآیند ذوب آهن، گاز نیتروژن به‌طور معمول به کوره اضافه می‌شود تا از تماس آهن ذوب شده با هوا جلوگیری کند. این عمل باعث جلوگیری از اکسیداسیون آهن و تشکیل آلاینده‌های ناخواسته مانند اکسیدهای آهن می‌شود.

2. کاهش آلایش‌های فلز: گاز نیتروژن به عنوان یک گاز نفوذپذیر (permeable gas) استفاده می‌شود تا آلاینده‌های موجود در فلز را کاهش دهد.

1. حفاظت از فلز ذوب شده: گاز آرگون به عنوان یک گاز محافظ (shielding gas) استفاده می‌شود. در فرآیند ذوب آهن، گاز آرگون به کوره اضافه می‌شود تا از تماس آهن ذوب شده با هوا و اکسیداسیون فلز جلوگیری کند. این کار باعث حفظ کیفیت و خلوص فلز ذوب شده می‌شود.

2. کاهش آلاینده‌ها: گاز آرگون به عنوان یک گاز نفوذپذیر (permeable gas) استفاده می‌شود تا آلاینده‌های موجود در فلز را کاهش دهد. با تزریق گاز آرگون به فلز ذوب شده، آلاینده‌های مانند اکسیدهای آهن و سولفیدها را از فلز جدا کرده و بهبود کیفیت فلز را ایجاد می‌کند.

kaviangas.com