گروه پاترون از سال 1397 از حوزه تامین این تجهیز خارج گردیده است اما اطلاعات وبسایت جهت استحضار استفاده کنندگان حذف نگردیده است.
کوره تونلی یا Tunnel Kiln، قدیمی ترین روش احیاء مستقیم محسوب میگردد. در این روش ذغال سنگ حرارتی به عنوان ماده احیاء کننده با سنگ آهن مخلوط میشود. گاز طبیعی دمای مورد نیاز احیا را به وجود می آورد و عمل احیا در بوته های کارباید سیلیسیوم در یک کوره تونلی انجام میگیرد.
الف) سنگ آهن ورودی: سنگ آهن هماتیت یا مگنتیت به صورت نرمه با عیارهای ترجیحا بالا مثل ۶۵%.
ب) عامل احیاء کننده: مزیت این روش امکان استفاده از ذغال سنگ حرارتی با کیفیت نسبتا پایین به عنوان ماده احیاء کننده می باشد. ذغال سنگ در کوره گاز مونو اکسید کربن را تولید میکند و این گاز باعث احیای اکسید آهن میگردد. دمای مورد نیاز جهت احیاء بر خلاف روش SL/RN از زغال نبوده، بلکه از گاز طبیعی به کمک مشعل ها به دست می آید. لذا آلایندگی در این روش بسیار پایین است.
ج) نوع کوره احیاء: کوره تونلی. کوره تونلی شامل سه بخش پیشگرم، منطقه احیاء و خنک سازی است
د) درجه حرارت احیاء: حدود ۱۲۰۰ تا ۱۲۵۰ درجه سانتیگراد
ه) سابقه فرآیند: از حدود سال ۱۹۰۸ (بیش از ۱۰۰ سال)
و) موقعیت فرآیند: تثبیت شده و تجاری
ز) ظرفیت بهینه: حدود ۵۰ هزار تن به ازاء هر مادول
ح) سهم بازار: جمعا حدود ۵% کل تولید آهن اسفنجی
مزایای تولید آهن اسفنجی به روش زغالی (با کوره تونلی) نسبت به روش پایه گازی
- سرمایه گذاری کم
- توجیه برای واحد های کوچک
- تاثیرات مخرب زیست محیطی کمتر
- فرایند ساده و کنترل پذیر
- عدم نیاز به نیروی انسانی متخصص
دلایل اهمیت این روش برای ایران
- وجود معادن متعدد و پراکنده سنگ آهن با عیارها و ذخیره های متفاوت
- ضعف زیرساختی برای پروژه های بزرگ به روش گازی
- وجود معادن زغالسنگ حرارتی
- وجود معادن آهک متعدد در کشور
- مناسب بودن این روش برای واحدهای کوچک فولادسازی
- عدم اجبار به خام فروشی سنگ آهن در معادن کوچک و حداکثر سازی ارزش افزوده بر روی سنگ آهن
معرفی شرکت HZK
- شرکت HZK بزرگترین سازنده خطوط تولید آهن اسفنجی با کوره های تونلی است.
- سابقه ساخت بیش از ۱۰۰ کوره تونلی در چین، هند، کره جنوبی و ایران
- توان مهندسی بسیار بالا
- دارای کارخانه ساخت تجهیزات
- دارای پتنت های طراحی مختلف در ساخت کوره تونلی
- سازنده خط تولید آهن اسفنجی با کوره تونلی برای یک سرمایه گذار چینی در ایران
تاریخچه کوره تونلی
- از نظر تاریخی، اولین فرایند تولید آهن اسفنجی، کوره تونلی است.
- این روش اولین بار در سال ۱۹۰۸ میلادی توسط شرکت هوگاناس سوئد ابداع شد.
- کارخانه هایی که با این روش ساخته شدند در این نقاط واقعند:
- Oxelosund در سوئد – متعلق به شرکت SSAB (دارای دو خط تولید هر یک به ظرفیت ۲۰ هزار تن در سال با طول ۱۶۵ متر)
- هوگاناس در سوئد (دارای سه خط تولید هر یک به ظرفیت ۵۵ هزار تن در سال با طول ۲۷۰ متر)
- Riverton در نیوجرسی آمریکا (دارای دو خط تولید به ظرفیت کلی۶۷ هزار تن در سال با طول ۱۸۰ متر)
فرایند تولید آهن اسفنجی با روش تونلی
- به طور کلی دو روش برای تولید آهن اسفنجی با کوره تونلی وجود دارد:
- روش دستی (سنتی)
- روش خودکار
- در روش دستی سیستم خودکار پر کردن بوته ها وجود ندارد و این کار با دست انجام می شود. همچنین تخلیه آهن اسفنجی از بوته ها نیز با دست انجام می شود.
- در این روش جهت سهولت شارژ سنگ آهن در بوته ها، آن را قبل از شارژ پرس (بریکت) می کنند. این کار در روش خودکار حذف می گردد و پودر کنستانتره شارژ می شود.
- در هر صورت در هر دو روش ماده اولیه (سنگ آهن، زغال و آهک) بایستی خشک شود و لذا از خشک کن یا Dryer استفاده می شود.
- تفاوت دیگری که در خطوط تولید آهن اسفنجی با کوره تونلی وجود دارد تولید یا عدم تولید بریکت آهن اسفنجی است. به این صورت که به طور معمول کارخانجاتی که خود آهن اسفنجی را مصرف می کنند، آن را به همان صورتی که تولید می شود مصرف می کنند اما شرکتهایی که تمایل به فروش محصولات خود دارند، پس از تولید آهن اسفنجی آن را پودر و پرس (بریکت) می کنند. بریکت سازی منجر به افزایش دانسیته (و نه آنالیز آهن اسفنجی) و کاهش سطح تماس با هوا جهت جلوگیری از اکسیداسیون می گردد.
ظرفیت خطوط تولیدی آهن اسفنجی میتواند متفاوت باشد.
- کوچکترین ظرفیت یک کوره تونلی ۵ هزار تن در سال و حتی کمتر است.
- بیشترین میزان تولید یک کوره تونلی ۵۰ هزار تن در سال است.
- لذا جهت تولید ۱۰۰ هزار تن در سال بایستی از ۲ کوره تونلی استفاده نمود.
- و یا برای تولید ۵۰۰ هزار تن در سال بایستی از ۱۰ کوره تونلی استفاده نمود.
- کوره های تونلی به صورت مادولار و مستقل از یکدیگر هستند، لذا افزایش تعداد آنها پیچیدگی در فرایند تولید ایجاد نمیکند.
جمع بندی
- با توجه به مزایای تولید آهن اسفنجی در ایران و نیز:
- ارزان تر بودن قیمت سنگ آهن
- ارزان تر بودن قیمت گاز
- ارزان تر بودن قیمت زغال سنگ حرارتی
- و نیز با توجه به نبود زیرساخت های لازم جهت تولید با ظرفیت های زیاد
- و نیز با توجه به سرمایه گذاری های بالایی که جهت تولید در ظرفیت های زیاد مورد نیاز است
- و نیز با توجه به برنامه های دولت جهت افزایش تولید محصولات فولادی
- و نیز با توجه به کمبود قراضه (ضایعات)
می توان به سادگی نتیجه گرفت:
- آهن اسفنجی مورد نیاز کشور است.
- از نظر اقتصادی تولید آن در ایران قاعدتا باید توجیه بالایی داشته باشد.
- کوره تونلی چه از نظر ظرفیت (مقیاس) و چه از نظر سرمایه گذاری و چه از نظر ریسک سرمایه گذاری گزینه بسیار مناسبی برای سرمایه گذاران است.