فولادسازی با کوره قوس الکتریکی

مسائل مربوط به فولادسازی با کوره قوس الکتریکی به ندرت به موضوع مونوگراف تبدیل می‌­شود. این در درجه اول از توسعه سریع فناوری در این زمینه ناشی می‌شود. اصطلاح «الکترو متالورژی فولاد به معنای حوزه فناوری شامل فولادسازی که در آن برق منبع گرما است از آغاز قرن بیستم پدیدار شد.

فولادسازی با کوره قوس الکتریکی که با تولید جهانی فولاد در سال 2019 به تقریباً 500 میلیون تن رسید (سهم تقریباً 30 درصدی در کل تولید فولاد) به طور فزاینده‌‌ای اهمیت پیدا می‌کند. با توجه به توسعه پویای فناوری و علم، نیاز به یادگیری و درک مداوم دانش جدید و عمیق در این زمینه در مورد اصول اولیه فرآیندهای فولادسازی در کوره قوس الکتریکی وجود دارد. دانش ساخت این دستگاه و توانایی‌های فنی آن، این دستگاه را قادر می‌سازد تا در شرایط صنعتی به طور بهینه، مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست مورد استفاده قرار گیرد و همچنین بهینه سازی فرآیند را قادر می‌سازد تا بیشتر توسعه و بهبود یابد.

کتاب فولادسازی با کوره قوس الکتریکی یک بحث سیستماتیک و جامع از دانش فعلی فرآیندهای متالورژیکی انجام شده در کوره‌های قوس الکتریکی ارائه می‌دهد. اصول ساخت کوره قوس الکتریکی و همچنین راه حل‌های طراحی کاربردی و عملکرد آنها (همراه با تجهیزات جانبی) را تشریح می‌کند. همچنین شیوه های مدرن تولید انواع گریدهای فولادی را با جزئیات به همراه توضیحی در مورد مبانی نظری فرآیندهای رخ داده و واکنش‌های شیمیایی ارائه می‌دهد. کتاب فولادسازی با کوره قوس الکتریکی شامل 12 فصل است که فصل‌های 1 تا 7 به توسعه طراحی و اصول عملکرد کوره‌های قوس الکتریکی می‌پردازد. فصل‌های 8 و 9 به ترتیب مربوط به عمل ذوب مواد باردار و فولاد (آلیاژهای Fe-C) است. فصل 2-5 ساخت و اصول عملکرد کوره های قوس الکتریکی مدرن با ظرفیت‌های مختلف، همراه با سیستم های منبع تغذیه و تجهیزات کمکی برای پشتیبانی از فرآیند فولادسازی را ارائه می دهد. فصل 6 شرح جالبی از اجزاء نهایی سیستم منبع تغذیه قوس الکتریکی، که الکترودهای گرافیتی هستند، ارائه می‌دهد. فصل 7 به مسائل حفاظت از محیط زیست در برابر اثرات مضر برخی از اثرات همراه با فرآیند فولادسازی می‌پردازد، در حالی که فصل های 8 و 9 با در نظر گرفتن راه حل های مدرن موجود به تمرین فولادسازی در کوره قوس الکتریکی اختصاص داده شده است. فصل 10 اصول آماده سازی توازن جرم و حرارت در فرآیند فولادسازی را شامل مثال‌های محاسباتی ارائه می‌کند. این مونوگراف شامل تحلیل‌های نظری و نتایج تست‌های آزمایشگاهی، مدل‌سازی و صنعتی است. این برای دانشجویان مقاطع کارشناسی، کارشناسی ارشد و دکترا و همچنین برای مهندسین شاغل در فولادسازی، صنعت فلزات غیرآهنی یا در ریخته‌گری آهن و فولاد در نظر گرفته شده است. این کتاب در درجه اول بر جنبه های کاربردی و صنعتی مدیریت عملیات کوره قوس الکتریکی، از جمله مسائل زیست محیطی تمرکز دارد.

با توجه به اهمیت تولید فولاد سبز در عصر جدید، فصل 11 کتاب فولادسازی با کوره قوس الکتریکی نیز توسط مترجمین و مؤلفان به این کتاب اضافه شده است. همچنین با توجه با انقلاب صنعتی نسل چهارم و لزوم آشنایی و اجرای آن در صنعت فولاد به نقش آن در فولادسازی با کوره قوس در فصل 12 به مباحثی در این خصوص اشاره شده است. این کتاب بر اساس تجربه چندین ساله در تهیه و ارائه سخنرانی در زمینه الکترومتالورژی فولاد برای دانشجویان دانشگاه علم و صنعت AGH و همکاری با دانشجویان دکتری ایجاد شده است. امکانات مشاهدات فعلی ارائه راه حل های جدید طراحی و فنی در بهره برداری از کوره‌های قوس الکتریکی ناشی از تکمیل پروژه‌های متعدد، سال‌ها همکاری با شرکت های طراح کوره قوس الکتریکی فولادسازی و توسعه شیوه‌های اعمال شده در آنها و همچنین با کارخانه‌های فولاد است. همکاری با SMS Group (SMS Siemag سابق) که یک رهبر جهانی در طراحی و پیاده سازی راه حل های جدید و پیشرفته در ساخت و استفاده از کوره قوس الکتریکی است، شایسته تاکید ویژه است. از کارمندان گروهSMS  به خصوص دکتر یان رایشل بابت اجازه درج بخشی از نقشه ها و تصاویر تشکر می کنم. تشکر مشابهی از کارمندان Zakłady Magnezytowe “Ropczyce”، لهستان، به دلیل همکاری طولانی مدت آنها در زمینه مواد نسوز مورد استفاده در کوره های الکتریکی و برای رضایت برای استفاده از اطلاعات تشکر می‌کنم. این کتاب بر اساس کتاب Stalowniczy piec lukowy که در سال 2015 توسط Wydawnictwa AGH به زبان لهستانی منتشر شده است (شابک: 978-83-7464-807-3) تهیه شده است.

شرکت ویستا آسمان ، در راستای ایفای نقش و رسالت خود جهت اثرگذاری در صنعت و همچنین خلاء نبود کتاب تخصصی جامع و کاربردی با محوریت فولادسازی با کوره قوس الکتریکی، اقدام به ترجمه و تألیف کتاب حاضر نموده و در راستای تکمیل کردن آن، تألیفاتی هم در فصول مختلف صورت گرفت. امید است این کتاب بتواند در راستای ارتقاء سطح علمی همه صنعت­گران و دانشجویان عزیز قرار گیرد.

قطعاً کاستی‌هایی در این کتاب وجود دارد که با همکاری شما عزیزان و همچنین ارسال نظرات می­توانیم در چاپ های بعدی، کتابی جامع و کامل را برای نسل‌های بعدی صنعت تهیه و تدوین نماییم.

لازم به ذکر است در پایان هر فصل از این کتاب سوالاتی تخصصی با توجه به محتوای متن استخراج شده است. برخی از سوالات با عناوین چالش، تحلیل، تفسیر و مسئله بیان شده است که پاسخ به آن‌ها نیازمند مطالعه دقیق متن کتاب، تجربه عملیاتی و دانش تخصصی می‌‌باشد. بدیهی است افرادی که قادر به پاسخ‌گویی به چنین سوالاتی باشند نیز از سوی شرکت ویستا آسمان و گروه هیرمان مورد تقدیر و قدردانی قرار خواهند گرفت. لذا از آن دسته عزیزانی که تمایل به شرکت در این چالش دارند، خواهشمند است پاسخ‌های خود را به آدرس ایمیل‌های درج شده در کتاب ارسال نمایید.

مولفان و مترجمان اثر عبارتند از: دکتر عباس پارسا (ریاست هیئت مدیره شرکت ویستا آسمان)، مهندس متین پاشاخانلو (مدیر تحقیق و توسعه شرکت ویستا آسمان)، مهندس امیرحسین یوسف بیگی (مدیر بازرگانی شرکت ویستا آسمان) هستند.

در ادامه فهرست مطالب کتاب فولادسازی با کوره قوس الکتریکی را خواهیم داشت:

فولادسازی با کوره قوس الکتریکی

فهرست:

پیش گفتار

سخن نویسنده

سخن مترجمین و مؤلفان

فصل اول کتاب فولادسازی با کوره قوس الکتریکی- مقدمه کوره قوس الکتریکی

1-1 مشخصات الکترومتالورژی فولاد

2-1 سیر تاریخی طراحی کوره قوس الکتریکی

3-1 سیر طراحی کوره های قوس الکتریکی مدرن

4-1 توسعه عملیات کوره قوس الکتریکی

سوالات فصل اول

مراجع

فصل دوم کتاب فولادسازی با کوره قوس الکتریکی- چیدمان کارخانه فولادسازی با کوره قوس الکتریکی

سوالات فصل دوم

مراجع

فصل سوم کتاب فولادسازی با کوره قوس الکتریکی- ساختمان کوره قوس الکتریکی

1-3 شکل و ابعاد محفظه واکنش

2-3 پوسته یا شِل کوره

3-3 پوشش نسوز کوره

1-3-3 پوشش نسوز کف

2-3-3 پوشش نسوز دیواره

4-3 طراحی دیوار با پنل آبگرد

1-4-3 سیستم‌های پنل آبگرد جانبی

2-4-3 سیستم خنک‌کاری لایه لایه

3-4-3 بلوک‌های چدنی و فولادی با خنک کننده آب با لوله‌های فولادی

4-4-3 سیستم خنک‌کاری لوله‌ای (سیگاری)

5-4-3 اصول مهندسی سیستم خنک‌کاری

5-3 طراحی و ساختار سقف کوره

6-3 تجهیزات مکانیکی

1-6-3 تجهیزات نگهدارنده الکترود گرافیتی

2-6-3 کابین کنترل کوره

سوالات فصل سوم

مراجع

فصل چهارم کتاب فولادسازی با کوره قوس الکتریکی- تجهیزات الکتریکی کوره قوس الکتریکی

1-4 سیستم تأمین قدرت

2-4 کلید قطع کننده و عملیاتی کوره

3-4 ترانسفورماتور کوره

1-3-4 اصول تبدیل جریان متناوب

2-3-4 طراحی ترانسفورماتورهای کوره

4-4 مدار ثانویه

5-4 ترانسفورماتور ابزاری

6-4 همزن القایی

7-4 شرایط عملیاتی بهینه سیستم منبع تغذیه در کوره قوس الکتریکی

1-7-4 مشخصات قوس الکتریکی

2-7-4 کنترل کننده‌های توان برای سیستم منبع تغذیه کوره قوس الکتریکی

1-2-7-4 کنترلرهای توان تریستور

2-2-7-4 کنترلرهای توان هیدرولیک

3-7-4 بهینه‌سازی توان ورودی

8-4 تأثیر عملکرد کوره قوس الکتریکی بر کیفیت انرژی الکتریکی

سوالات فصل چهارم

مراجع

فصل پنجم کتاب فولادسازی با کوره قوس الکتریکی- تجهیزات جانبی و کمکی

1-5 مشعل اکسی سوخت

2-5 بازوی مکانیکی

3-5 لنس پس از احتراق

4-5 همزن الکترومغناطیس کوره قوس الکتریکی

1-4-5 مقدمه

2-4-5 اهداف مدلسازی

3-4-5 رویکرد مدلسازی عددی

4-4-5 شبیه سازی موردی

5-4-5 الگوهای جریان و سرعت ذوب

6-4-5 انتقال حرارت و دما

7-4-5 راندمان اختلاط

سوالات فصل پنجم

مراجع

فصل ششم کتاب فولادسازی با کوره قوس الکتریکی- الکترود گرافیتی

1-6تولید الکترودهای گرافیتی و خواص آن‌ها

2-6 مصرف الکترود گرافیتی

1-2-6 سایش در نوک الکترود گرافیتی

2-2-6 سایش سطح جانبی الکترود گرافیتی

3-2-6 دلایل دیگر برای مصرف الکترود گرافیتی

3-6 تأثیر پارامترهای عملیاتی و شرایط فولادسازی بر مصرف الکترود

سوالات فصل ششم

مراجع

فصل هفتم کتاب فولادسازی با کوره قوس الکتریکی- سیستم‌های حفاظت از محیط زیست

1-7 حفاظت در برابر گازها و گرد و غبار

2-7 سیستم جذب گاز

3-7 مدل‌سازی سیستم جذب گاز از کوره قوس الکتریکی

4-7 سیستم محفظه جامع کوره (Housing system)

5-7 استفاده از انرژی حرارتی گاز زائد برای گرم کردن ضایعات

سوالات فصل هفتم

مراجع

فصل هشتم کتاب فولادسازی با کوره قوس الکتریکی- شارژ مواد در کوره قوس الکتریکی

1-8 ضایعات فلزی

2-8 آهن اسفنجی (DRI)

3-8 آهن خام (چدن)

4-8 فروآلیاژها و فلزات تکنیکال

5-8 مواد سرباره ساز

سوالات فصل هشتم

مراجع

فصل نهم کتاب فولادسازی با کوره قوس الکتریکی- تکنیک تولید فولاد در کوره قوس الکتریکی

1-9 آستر زنی

2-9 اصول ترکیب شارژ

3-9 بارگذاری شارژ

1-3-9 بررسی شارژ آهن اسفنجی در کوره های قوس الکتریکی

2-3-9 بررسی شارژ قراضه در کوره های قوس الکتریکی

4-9 دوره ذوب

1-4-9 جنبه‌های مرتبط با انرژی

2-4-9 اکسیداسیون اجزای حمام فلزی

5-9 دوره اکسیداسیون

1-5-9 اکسیداسیون کربن

2-5-9 حذف گوگرد

3-5-9 حذف گاز

6-9 دوره پالایش

7-9 تخلیه

8-9 نقش سرباره

1-8-9 توابع و ویژگی‌های سرباره

2-8-9 سرباره پفکی

سوالات فصل نهم

مراجع

فصل دهم کتاب فولادسازی با کوره قوس الکتریکی- موازنه جرم و حرارت

1-10 موازنه جرم

2-10 مثالی از موازنه جرم در یک فرآیند تولید فولاد با استفاده از کوره قوس الکتریکی

3-10 موازنه حرارت

4-10 مثالی از موازنه حرارت در یک فرآیند تولید فولاد با استفاده از کوره قوس الکتریکی

5-10 موازنه جرم و حرارت برای استفاده از آهن اسفنجی در فولادسازی با کوره قوس الکتریکی

6-10 مثالی از موازنه جرم و حرارت برای استفاده از آهن اسفنجی در فولادسازی با کوره قوس الکتریکی

مسیرهای تولید آهن اسفنجی ( DRI)

سوالات فصل دهم

مراجع

فصل یازدهم کتاب فولادسازی با کوره قوس الکتریکی- فولاد سبز

1-11 مقدمه

2-11 فولاد سبز چیست

1-2-11 تولید فولاد خام پیش بینی شده و انتشار CO₂ تولید شده

3-11 فرآیندهای اصلی تبدیل صنعت به سمت تولید فولاد سبز

1-3-11 تولید فولاد سبز بر مبنای قراضه

2-3-11 تولید فولاد سبز بر مبنای هیدروژن

1-2-3-11 احیا مستقیم اکسید آهن بر مبنای هیدروژن خالص

1-1-2-3-11 سینتیک احیا مستقیم گندله هماتیت در 700 درجه سانتی‌گراد تحت اتمسفر هیدروژن

2-1-2-3-11 ناهمگنی ریزساختارگندله در طول HYDR در 700 درجه سانتی‌گراد

3-1-2-3-11 ریز ساختار موضعی

2-2-3-11 احیاء اکسید آهن با آمونیاک: مسیری پایدار به سمت فولاد سبز

سوالات فصل یازدهم

مراجع

فصل دوازدهم کتاب فولادسازی با کوره قوس الکتریکی- از بخار تا حسگر: انقلاب صنعت 4.0 در فولادسازی با کوره قوس الکتریکی

1-12 مقدمه

2-12 زمینه تاریخی برای صنعت 4.0

3-12 چه فناوری‌هایی صنعت 4.0 را هدایت می‌کنند؟

4-12 ویژگی‌های یک کارخانه هوشمند

5-12 چگونه فناوری‌های Industry 4.0 در حال تغییر در تولید هستند؟

6-12 کاربرد صنعت 4.0 در صنعت فولاد

1-6-12 دیجیتالی شدن و صنعت 4.0 برای فرآیند فولادسازی با کوره قوس الکتریکی چه معنایی دارد؟

1-1-6-12 چالش ها و عوامل موفقیت

7-12 استفاده از صنعت 4.0 در کنترل کوره‌های قوس الکتریکی

1-7-12 شبکه‌های عصبی مصنوعی (ANN)

2-7-12 تولید مجموعه داده برای ANN

3-7-12 استفاده از مجموعه داده‌های جمع‌آوری شده

4-7-12 مزایا و معایب استفاده از هوش‌مصنوعی در فولادسازی با کوره قوس الکتریکی

سوالات فصل دوازدهم

مراجع

جهت ثبت سفارش کتاب فولادسازی با کوره قوس الکتریکی با ما در تماس باشید