فتح صنعتی فولاد خوزستان؛ وقتی نوآوری بومی پسماند را به سرمایه ملی تبدیل می‌کند

کد خبر: ۲۲۸۷۹۰

تاریخ: ۲۲ آذر ۱۴۰۴ - ۱۲:۲۱

وقتی پسماندی که سال‌ها به‌عنوان معضل زیست‌محیطی شناخته می‌شد به ماده‌ای ارزشمند در خط تولید تبدیل می‌شود و همزمان مصرف انرژی کاهش می‌یابد، نتیجه چیزی فراتر از یک پروژه فنی است؛ این روایت تازه‌ای از «ایران می‌تواند» در فولاد خوزستان است.

به گزارش نبض بازار،در شرایطی که صنعت فولاد کشور با محدودیت‌های انرژی، افزایش هزینه‌های تولید و فشارهای زیست‌محیطی روبه‌روست، شرکت فولاد خوزستان با اتکا به دانش فنی مهندسان داخلی، دو پروژه راهبردی را به ثمر رسانده است؛ پروژه‌هایی که نه‌تنها یک مسئله عملیاتی را حل کرده‌اند، بلکه به الگویی ملی برای نوآوری صنعتی، بهینه‌سازی انرژی و خودکفایی فناورانه تبدیل شده‌اند. تولید صنعتی بریکت احیایی از لجن و بازطراحی حرارتی کوره آهک همراه با بومی‌سازی آجر نیمه‌سنگین شاموتی، روایت عملی «ایران می‌تواند» در یکی از راهبردی‌ترین صنایع کشور است.

از چالش زیست‌محیطی تا فرصت تولید

لجن صنعتی حاصل از فرآیند احیای مستقیم، سال‌ها به‌عنوان یکی از پسماندهای مسئله‌ساز در صنعت فولاد شناخته می‌شد؛ ماده‌ای با درصد بالای آهن اما غیرقابل استفاده در چرخه تولید. تیم بازیافت ضایعات صنعتی فولاد خوزستان با بررسی دقیق ترکیب شیمیایی این لجن و شناسایی وجود حدود ۷۰ درصد آهن کل و ۳۰ درصد آهن فلزی، به این جمع‌بندی رسید که این پسماند نه یک معضل، بلکه یک ذخیره پنهان ارزشمند است.

بر همین اساس، مسیر پژوهش، طراحی و اجرای صنعتی پروژه تولید بریکت احیایی از لجن آغاز شد؛ مسیری که بدون اتکا به تجهیزات خارجی و تنها با اصلاح فرآیند، طراحی بومی و تکیه بر دانش مهندسان ایرانی طی شد.

بریکت احیایی؛ نوآوری در مقیاس صنعتی جهانی

فرآیند تولید بریکت احیایی از لجن با خشک‌سازی و آماده‌سازی مواد آغاز و با افزودن ترکیبات مهندسی‌شده، به تولید بریکتی با استحکام مکانیکی مناسب می‌رسد. نقطه تمایز این پروژه، مرحله احیاست؛ جایی که نتایج فنی به‌دست‌آمده فراتر از انتظارات اولیه بود.

براساس داده‌های عملیاتی، محصول نهایی دارای ۸۵ تا ۹۰ درصد آهن کل، ۸۰ تا ۸۵ درصد آهن فلزی، متالیزیشن ۹۳ تا ۹۶ درصد و استحکام فشاری ۲۶۰ تا ۳۰۰ کیلوگرم بر بریکت است. این ویژگی‌ها امکان استفاده از بریکت احیایی در کنار گندله در واحد احیای مستقیم و ورود مستقیم آن به کوره قوس الکتریکی را فراهم کرده است.

در حال حاضر، فولاد خوزستان روزانه ۴۰۰ تن بریکت احیایی تولید می‌کند و توسعه ظرفیت نیز در دستور کار قرار دارد. مهم‌تر از حجم تولید، بازگشت ۱۰۰ درصدی لجن صنعتی واحد احیا به چرخه تولید است؛ اقدامی که یک چالش مزمن زیست‌محیطی را به ارزش افزوده‌ای پایدار تبدیل کرده است.

مهندسی نسوز؛ پاسخ هم‌زمان به بحران انرژی و فرسودگی تجهیزات

دومین محور این دستاورد ملی، بازطراحی حرارتی کوره آهک و بومی‌سازی آجر نیمه‌سنگین شاموتی است. پایش‌های میدانی طی دو سال اخیر نشان داد که دمای پوسته کوره تکلیس در برخی نقاط به حدود ۴۳۰ درجه سانتی‌گراد رسیده؛ دمایی بالاتر از محدوده مجاز آلیاژ بدنه که خطر تغییر شکل پوسته، کاهش عمر رینگ‌ها و غلتک‌ها و افزایش توقفات ناخواسته را در پی داشت.

هم‌زمان با محدودیت‌های تأمین گاز و ضرورت ارتقای بهره‌وری انرژی، این شرایط نیاز به بازنگری اساسی در ساختار نسوز کوره را بیش از پیش نمایان کرد.

تحلیل عددی و بازطراحی علمی

برای دستیابی به راهکاری دقیق و پایدار، مدل‌سازی کامل هندسه و رفتار حرارتی کوره با استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی سالیدورکس، انسیس و متلب انجام شد. در این مدل‌ها، هر سه مکانیسم اصلی انتقال حرارت—هدایت، جابه‌جایی و تشعشع—لحاظ و داده‌های واقعی بهره‌برداری در تحلیل‌ها اعمال شد.

نتایج نشان داد ترکیب نامناسب آجرها و کاهش ضخامت مؤثر عایق در برخی نقاط، عامل اصلی افزایش اتلاف حرارتی و دمای پوسته کوره بوده است.

بازطراحی، بومی‌سازی و نتایج ملموس

بر اساس نتایج تحلیل‌ها، استفاده از آجر نیمه‌سنگین شاموتی با ضریب هدایت حرارتی کمتر، افزایش ضخامت لایه عایق در ناحیه پخت و بازطراحی الگوی آجرچینی در دستور کار قرار گرفت. اجرای این اصلاحات باعث کاهش ۶۰ تا ۸۰ درجه‌ای دمای پوسته کوره در نقاط بحرانی شد؛ کاهش قابل توجهی که مستقیماً به افزایش عمر سازه‌ای تجهیزات و کاهش تنش‌های حرارتی منجر شده است.

در بخش بومی‌سازی، تولید داخلی آجر نیمه‌سنگین شاموتی که پیش‌تر وارداتی بود، محقق شد. این اقدام علاوه بر حذف وابستگی خارجی، صرفه‌جویی ارزی سالانه حدود ۵۰ هزار دلار را به همراه داشته و امکان برنامه‌ریزی دقیق‌تر برای تعمیرات و توقفات دوره‌ای را فراهم کرده است.

ارتقای بهره‌وری و صرفه‌جویی انرژی

ترکیب این اقدامات، شاخص‌های بهره‌برداری کوره آهک را به‌طور معناداری بهبود داده است؛ از جمله کاهش حدود ۱۰ درصدی مصرف گاز طبیعی معادل ۴.۵ میلیون مترمکعب در سال، افزایش ۲۰ درصدی کیفیت پخت و تناژ تولید، افزایش ۱۵ درصدی آماده‌به‌کاری و کاهش توقفات غیرمترقبه. همچنین، کاهش تنش‌های حرارتی، سطح ایمنی تجهیزات و کارکنان را نیز ارتقا داده است.

یک الگوی ملی از هم‌افزایی مدیریت و مهندسی

این دستاوردها تنها نتیجه توان فنی نیست، بلکه محصول اعتماد مدیریتی و هم‌افزایی واقعی میان مدیرعامل، معاون بهره‌برداری، مدیران بخش احیا، مواد اولیه، نت، نسوز، تحقیق و توسعه و مهندسی کارخانه است. همراهی مدیریت از نخستین مراحل شکل‌گیری ایده تا اجرای صنعتی، زمینه‌ای فراهم کرد تا خلاقیت مهندسان به نتیجه‌ای ملموس در سطح ملی و حتی جهانی برسد.

پروژه تولید بریکت احیایی از لجن صنعتی و بازطراحی حرارتی کوره آهک همراه با بومی‌سازی نسوز، اثباتی روشن از ظرفیت مهندسی کشور در حل مسائل پیچیده صنعتی است. فولاد خوزستان با این اقدامات، نه‌تنها گامی بلند در مسیر بهره‌وری انرژی و حفاظت از محیط‌زیست برداشته، بلکه استانداردی تازه برای بازیافت مواد آهن‌دار و توسعه نسوزهای بومی در صنعت فولاد ایران تعریف کرده است؛ استانداردی که می‌تواند الهام‌بخش سایر صنایع انرژی‌بر کشور باشد.