تکنولوژی‌های مورد استفاده در گندله‌سازی و بررسی رویکرد ایران و جهان نسبت به آن‌ها

علی یعقوبی، مجتمع فولاد میانه

به گزارش می متالز، گندله از ابتدای قرن بیستم ( ۱۹۱۱میلادی) توسط ای.جی.اندرسون در سوئد و در سال ۱۹۱۲ میلادی به وسیله سی.ای.براکل برگ در آلمان تولید شد. استفاده صنعتی از دهه­ ۵۰ قرن بیستم و در آمریکا شروع شد. کشورهای چین، آمریکا و هند همانطور که در سایر محصولات زنجیره­ فولاد سرآمد هستند در تولید گندله نیز پیشرو می‌­باشند و کشورهایی مثل برزیل، روسیه، سوئد و اوکراین به دلیل بهره بردن از ذخایر مناسب سنگ آهن، ظرفیت تولید گندله­ بالایی دارند. در تولید گندله سه روش کوره عمودی (Shaft Furnace)، کوره افقی دوار یا آلیس چالمرز(Grate Kiln) وکوره با زنجیر متحرک یا لورگی (Travelling Grate)، کاربرد صنعتی پیدا کردند. روش کوره عمودی در چین بیشترین کاربرد را دارد و باتوجه به محدویت­های این روش، کاربرد وسیعی پیدا نکرده است. عمده­ترین روش­های گندله­سازی حال حاضر جهان، تکنولوژی­های گندله­سازی آلیس چالمرز و تکنولوژی لورگی است. تفاوت این دو روش در نحوه پخت و نوع کوره­های پخت این دو تکنولوژی می­باشد. در شکل۱ و ۲، قسمت پخت روش­های آلیس چالمرز و لورگی، نمایش داده شده است.

در روش آلیس چالمرز که با الهام از کوره­های موجود در صنایع سیمان طراحی شده، پخت گندله در کوره­ی دوار استوانه­ای انجام می­شود. داخل کوره با آجر نسوز پوشیده شده است و گندله­های خام در روی شبکه­ی متحرک، ابتدا خشک و سپس به تدریج پیشگرم می­شوند؛ گندله­ها در ادامه وارد کوره دوار شده و با افزایش درجه­ی حرارت و حرکت چرخشی کوره، پخته شده و با به­دست آوردن استحکام کافی، خارج می­شوند. در روش آلیس چالمرز، کوره دوار به یک مشعل و هواکش­هایی برای خنک کردن قسمت­های ورودی و خروجی کوره و تامین هوای مشعل، مجهز می­باشد.

روش لورگی با ایده گرفتن از ماشین کلوخه‌سازی مداوم یا ماشین دوایت‌لوید به‌تدریج تکامل نسبی یافته است. در این فرآیند، زنجیری به نام شبکه متحرک به­صورت مشبک ضمن جلوگیری از ریزش گندله­ها، باعث می­شود هوای داغ از درون گندله­های خام که در روی شبکه قرار دارند، عبور کنند و پس از خشک کردن و پیشگرم کردن گندله­ها از شبکه خارج و به مسیرهای مربوطه هدایت شود. در بعضی روش ها، علاوه بر خشک سازی، پیشگرم کردن، مرحله پخت و سردسازی نیز در شبکه متحرک انجام می­گیرد.

روش لورگی و آلیس­چالمرز معمولا باتوجه به ملاحظاتی مانند نوع کانی­های آهن در معادن، در دسترس و یا مقرون به­صرفه بودن نوع سوخت جهت اشتعال در کوره و همچنین مواردی چون ظرفیت تولیدی مورد انتظار و خواص مورد انتظار از محصول تولیدی، انتخاب و به­کار برده می­شوند. بیشترین ظرفیت سالیانه پلنت­های نصب شده در جهان برای تکنولوژی آلیس چالمرز، ۶ میلیون تن توسط شرکت کوبه استیل  در بحرین و برای تکنولوژی لورگی، پلنت ۹.۲۵ میلیون تن توسط شرکت سامارکو در برزیل به ثبت رسیده است.

استفاده از روش آلیس چالمرز در چین سیر صعودی به­خود گرفته است چراکه برخلاف روش لورگی امکان استفاده از انواع سوخت مخصوصا زغال سنگ ممکن بوده است. روش لورگی تقریبا به صورت یکنواخت در جهان مورد استفاده قرار گرفته و تا حدودی در محدوده آمریکا و آسیا تمرکز پیدا کرده است. همانطور که در شکل ۳ مورد مشاهده می­باشد ظرفیت گندله­های تولیدی توسط شرکت­های مبتنی بر روش لورگی حدود دو برابر روش آلیس چالمرز گزارش شده است.

شرکت‌های گندله‌سازی ایران و نوع تکنولوژی مورد استفاده آنها:

ایران با داشتن بیش از ۳/۴ میلیارد تن کانسارهای آهنی، جزو ده کشور غنی از نظر معادن سنگ آهن در جهان است. تولید سالیانه ۵۵ میلیون تن فولاد خام که از اهداف چشم انداز ۲۰ ساله است با ادامه اکتشافات معادن و توسعه بیشتر زیرساختهای صنعت فولاد از جمله گندله سازی میسر خواهد شد.
روند رشد واحدهای گندله سازی در ایران با تکنولوژی لورگی شروع شده و شرکت های فولاد مبارکه، فولاد خوزستان و گل گهر با استفاده از این روش، آغاز به تولید گندله کرده اند و شرکت چادرملو در واحد گندله سازی اردکان برای اولین بار از روش آلیس چالمرز بهره برده است. در ادامه توسعه صنعت فولاد کشور، شرکت ها و واحدهای تولیدی دیگری نیز راه اندازی شده اند که در جدول۱، اطلاعات مربوطه نمایش داده شده است.

قابل ذکر می­باشد که شرکت­های گندله­ سازی سیمیدکو، مادکوش، گهرزمین، بافق و ذوب­آهن پاسارگاد اخیرا به تولید رسیده و یا در حال تست گرم بوده و در مراحل شروع راه ­اندازی هستند به همین دلیل در جدول۱ نیز به دلیل عدم امکان تولید در ۱۲ ماهه­ی سال توسط شرکت­های مذکور، تناژ پیش­ بینی ­شده­ تولید کمتری به خود اختصاص داده­اند. در ایران اکثر واحدهای تولیدی گندله در نزدیکی کمربندهای معدنی واقع شده­اند که با احتساب بعضی ملاحظات فنی و اقتصادی، این مهم به یک اولویت برای شرکت­های گندله­سازی تبدیل شده است. محل قرارگیری واحدهای تولیدکننده گندله به تفکیک شرکت تولیدکننده و با اعداد اختصاص یافته در قسمت ردیف جدول بالا در شکل۴، قابل مشاهده می­باشد که در این شکل با استفاده از تنوع رنگی اعداد، تکنولوژی­های استفاده شده توسط شرکت­های تولیدکننده گندله نیز مشخص شده است.

ظرفیت اسمی سالیانه واحدهای فعال با تکنولوژی لورگی و آلیس چالمرز به ترتیب ۴۰.۷ و ۲۴.۸۵ میلیون تن گندله می­باشد. با استفاده از این اطلاعات مشخص می­باشد که گندله­های تولید شده با استفاده از روش لورگی حدود دو برابر آلیس چالمرز می­باشد، نسبتی که به نسبت استفاده در کل جهان از این دو تکنولوژی شبیه است. مورد قابل توجه اینکه  ظرفیت سالیانه­ی واحدهای درحال احداث نیز تناژی برابر با ۱۰.۶۲ میلیون تن دارند که در همگی از تکنولوژی آلیس چالمرز استفاده شده است. بنابراین تناژ گندله­های تولیدی با روش آلیس چالمرز به ۳۵.۴۷ میلیون تن خواهد رسید. با توجه به اینکه شروع گندله­سازی در ایران با روش لورگی بوده است و ظاهرا با پتانسیل­های موجود در کشور نیز تطابق بیشتری دارد انتظار می­رفت که از روش لورگی استفاده بیشتری شود.

با استفاده از روش کوره عمودی  نیز سالیانه حدود ۱.۵ میلیون تن گندله تولید می­شود. لازم به اشاره می­باشد که چندین واحد تولیدی گندله با ظرفیت پایین و مبتنی بر روش کوره عمودی در کشور موجود است که در لیست شرکت­های تولیدکننده گندله جای نگرفته­اند و به احتمال زیاد مجبور به تغییر تکنولوژی خواهند بود. درصد گندله­های تولیدی با تکنولوژی­های مختلف در شکل۵، قابل مشاهده می­باشد.

در مورد مقایسه تکنولوژی­های لورگی و آلیس چالمرز و همچنین کیفیت گندله­های تولیدی مطالب خوبی منتشر شده و بحث در این مجال نمی­گنجد. هر دو تکنولوژی از لحاظ مصرف انرژی و همچنین پارامترهای کیفی محصول تولیدی، نسبت به یکدیگر ارجحیت­هایی دارند ولی به اعتقاد نگارنده با توجه به ملاحظاتی چون کیفیت محصول تولیدی، نوع کانی معادن، انرژی حرارتی و الکتریکی، نیاز به توقف بمنظور تعمیرات و ظرفیت تولیدی می باشد. تکنولوژی لورگی نسبت به آلیس چالمرز، امتیاز بیشتری دارد مخصوصا برای ایران که مانند کشور چین، محدودیت سوخت گازی ندارد. به نظر می­رسد دلیل تمایل به استفاده از تکنولوژی آلیس چالمرز به تحریم­ها مرتبط می­باشد و اینکه متخصصان داخلی در بومی­سازی این تکنولوژی موفق عمل کرده­اند.

واحدهای تولیدکننده­ی گندله در قسمت شرقی ایران تعدد زیادی دارند و با توجه به پتانسیل مناسب معادن سنگ­آهن کشورهای افغانستان و قزاقستان، می­توان امیدوار بود برنامه­ریزی­های مناسبی در این زمینه از سوی سازمان­های بالاسری صورت پذیرد و با تامین خوراک واحدهای گندله­سازی، پتانسل تولید تناژهای بالای فولاد در ایران میسر شود. انشاالله

نگارنده بر خود واجب می­داند که از دکتر بهرام مسعودی، مدیر پیشین روابط عمومی شرکت ملی فولاد به خاطر راهنمایی­ های صورت گرفته، کمال تشکر و قدردانی را داشته باشد.