آلة الصب

في صناعة الصلب، تُعدّ تقنية الصب والدرفلة المستمرّة (وخاصةً الصب والدرفلة المزدوجتين) طريقةً قصيرةً تُسبّب الصلب المصهور مباشرةً وبشكلٍ مستمرّ في قضبانٍ رقيقة. وتعتمد هذه التقنية بشكلٍ أساسيّ على مطحنة الصب والدرفلة المستمرّة للصلب. وبالمقارنة مع العملية التقليدية الطويلة "الصب المستمر والدرفلة الساخنة"، تُقلّل مطاحن صبّ الصلب بشكلٍ ملحوظٍ من تدفق الإنتاج وتُخفّض استهلاك الطاقة، مما يجعلها اتجاهًا تكنولوجيًا بالغ الأهمية لدرفلة المواد الفولاذية شبه النهائية.

المراحل والمكونات الرئيسية لمصنع صب ودرفلة الفولاذ

١. تحضير المواد الخام:

الخردة المعدنية/خام الحديد: تبدأ العملية إما بخردة معدنية (فولاذ مُعاد تدويره) أو خام الحديد. يخضع خام الحديد لعملية التخصيب لإزالة الشوائب، ثم يُعالج عادةً على شكل كريات أو مُلبّد.

فحم الكوك: يُسخّن الفحم في غياب الأكسجين لإنتاج فحم الكوك، الذي يعمل كوقود وعامل اختزال في فرن الصهر.

الصهر: يُضاف الحجر الجيري أو الدولوميت لإزالة الشوائب من الخبث.

٢. صناعة الصلب:

فرن الصهر (BF): في حالة استخدام خام الحديد، يُختزل فرن الصهر خام الحديد باستخدام فحم الكوك والحجر الجيري لإنتاج "معدن ساخن" منصهر (حديد غفل).

فرن الأكسجين القاعدي (BOF): يُكرّر حديد الغفل المنصهر من فرن الصهر (أو مزيج من حديد الغفل والخردة) في فرن الأكسجين القاعدي. يُنفث الأكسجين عبر المعدن المنصهر لإزالة الكربون والشوائب الأخرى، وتحويله إلى فولاذ. فرن القوس الكهربائي (EAF): يستخدم فرن القوس الكهربائي بشكل أساسي الخردة المعدنية كمواد خام. تُصهر الخردة بالأقواس الكهربائية، ثم يُستخدم الأكسجين ومواد مضافة أخرى لتكرير الفولاذ. يتميز فرن القوس الكهربائي بمرونة أكبر وتأثيره البيئي أقل من طرق فرن القوس الكهربائي (BF-BOF).

3. معادن المغرفة:

بعد فرن صناعة الفولاذ الأساسي، يُنقل الفولاذ المصهور إلى مغرفة للتكرير الثانوي. تتضمن هذه المرحلة التحكم الدقيق في درجة الحرارة والتركيب الكيميائي لتلبية متطلبات المنتج المحددة.

إزالة الغازات: إزالة الغازات المذابة مثل الهيدروجين والنيتروجين.

السبائك: إضافة سبائك حديدية (مثل: الحديد المنغنيز، والفيروكروم) لتحقيق خصائص الفولاذ المطلوبة (القوة، ومقاومة التآكل، إلخ).

4. الصب المستمر:

هذه مرحلة حاسمة حيث يُجمّد الفولاذ المصهور إلى منتجات شبه جاهزة مثل الألواح، أو الكتل، أو القضبان.

التونديش: يتدفق الفولاذ المصهور من المغرفة إلى التونديش، الذي يعمل كخزان ويوزع الفولاذ في القوالب.

القوالب: يتصلب الفولاذ عند مروره عبر قوالب نحاسية مبردة بالماء، مكونًا غلافًا صلبًا.

لفائف السحب: يُسحب الخيط المتصلب جزئيًا باستمرار إلى الأسفل بواسطة لفافات السحب.

الرش: يُبرّد الخيط برش الماء حتى يتصلب تمامًا.

القطع: يُقطع الخيط المستمر بالأطوال المطلوبة (ألواح للمنتجات المسطحة، وشرائح للأشكال الهيكلية، وقضبان للمنتجات الطويلة).

العملية المشتركة

في مصانع الصلب الحديثة، تُعدّ عمليتا الصب والدرفلة عملية متكاملة ومتواصلة. يُصبّ الفولاذ المصهور باستمرار ليُشكّل منتجًا شبه مُصنَّع (مثل كتلة أو قالب أو لوح)، والذي يُغذّى مباشرةً في مصنع الدرفلة وهو لا يزال ساخنًا. يُحسّن هذا التكامل الكفاءة بشكل ملحوظ من خلال الاستغناء عن إعادة تسخين الفولاذ من حالته الباردة، مما يُوفّر الوقت والطاقة. ثم تُبرّد المنتجات النهائية، سواءً كانت عوارض على شكل حرف I أو صفائح فولاذية أو قضبان سلكية، وتُقطّع حسب الطول المُناسب، وتُجهّز للشحن.