شرح اختصارات صناعة الصلب لإنتاج الصلب الحديث

ادخل إلى أي مصنع للصلب تقريبًا، سواء كان في أوروبا أو آسيا أو الشرق الأوسط، وستجد أن الحديث يبدو غريبًا، حتى على المهندسين من الصناعات الثقيلة الأخرى. BF. HMD. BOF. LF. VOD. تُذكر هذه المصطلحات بسرعة، ونادرًا ما تُشرح، كما لو أن كل من يسمعها يعرف معناها مسبقًا.

في أغلب الأحيان، لا يُعدّ ذلك غرورًا، بل عادة. فعندما تتجاوز درجة حرارة المعدن المنصهر 1500 درجة مئوية، وتُتخذ القرارات في غضون دقائق، لا يرغب أحد في تكرار أسماء المعدات كاملةً. داخل مصنع الصهر، تُسهم الاختصارات في استمرار العمل بسلاسة. أما خارجه، بين المشترين والمهندسين الجدد والشركاء الأجانب، فقد تتحول هذه الاختصارات نفسها إلى عقبات دون أن يشعر بها أحد.

بدلاً من سرد التعريفات بشكل منفصل، تتناول هذه المقالة عملية صناعة الصلب نفسها. تخيلها كأنك تتجول في مصنع عامل، وتستمع إلى كيفية تسليم الوحدات المختلفة للعملية إلى الوحدة التالية. إذا كنت ترغب فقط في قائمة مختصرة للمصطلحات، يمكنك الانتقال إلى النهاية. أما إذا كنت ترغب في فهم كيفية استخدام هذه المصطلحات عملياً، فتابع القراءة.

كل شيء يبدأ من الفرن العالي. داخل مصنع الصلب، لا يحتاج هذا المصطلح إلى تعريف. يدخل خام الحديد، ويخرج المعدن المنصهر، ويصل معه الكربون والكبريت. هذا أمرٌ بديهي.

في المناطق التي تكون فيها القدرة الإنتاجية محدودة أو حيث تُعد المرونة أكثر أهمية، قد تسمع مصطلح MBF، وهو فرن صهر صغير. أما الأنواع الأخرى مثل OBF (فرن الصهر بالأكسجين) أو CBF (فرن الصهر المضغوط) فتظهر في الغالب في دراسات الجدوى والمشاريع الجديدة، وغالبًا ما ترتبط بكفاءة الطاقة أو قيود المساحة أكثر من ارتباطها بالعمليات اليومية.

نادرًا ما تتصدر أنظمة الدعم عناوين الاجتماعات، ومع ذلك يذكرها المشغلون باستمرار. يُحدد موقد الهواء الساخن (HBS) درجة الحرارة في الفرن. ويظهر نظام حقن الفحم المسحوق (PCI) كلما تم التدقيق في معدل إنتاج فحم الكوك أو تكلفته. أما توربين استعادة الضغط العلوي (TRT)، فيُحوّل النقاش نحو استعادة الطاقة بدلًا من التركيز على التركيب الكيميائي. وعادةً ما يُطرح نظام التبريد الجاف لفحم الكوك (CDQ) خلال مناقشات الأداء البيئي أو جودة فحم الكوك، وليس كمية الإنتاج.

يُسبب المعدن المنصهر الطازج مشاكل في المراحل اللاحقة، ويُعدّ الكبريت من أبرزها. ولهذا السبب، يتردد مصطلح "إزالة الكبريت من المعدن المنصهر" (HMD) بكثرة في النقاشات حول الفولاذ النظيف وتكاليف التشغيل.

تُطلق بعض المصانع على هذه العملية اسم "محطة إزالة الكبريت" (HMDS)، بينما تكتفي مصانع أخرى بالإشارة إلى "HMD" فقط. قد يختلف نوع المادة الكيميائية المستخدمة، مثل كربيد الكالسيوم أو الجير أو المغنيسيوم، لكن الهدف يبقى واحداً: إزالة الكبريت مبكراً، عندما يكون استخدامه أرخص وأسهل.

تبدو عمليات مثل مفاعل كانبارا (KR) أو طريقة الحقن المتعدد (MMI) نظريةً بحتة. أما في الواقع العملي، فتبدو ملموسة للغاية: مراوح تدور في الحديد المنصهر، وأنابيب تغذي المسحوق، وعمال يراقبون سلوك التفاعل ويجرون التعديلات اللازمة فورًا. وعندما يُتحدث عن "الحقن المشترك"، غالبًا ما يعود النقاش إلى الجدوى الاقتصادية، وكيفية الموازنة بين سعر المواد الكيميائية وكفاءة إزالة الكبريت.

لا ينتقل المعدن المنصهر بين الوحدات عبر البوابات. بل يتحرك عبر عربة نقل المعادن (TLC) المزودة بمغرفة. وعندما تظهر هذه الاختصارات، فإن الموضوع الحقيقي غالباً ما يكون متعلقاً باللوجستيات، أو فقدان الحرارة، أو ضغط الجدولة.

لحظة دخول المعدن المنصهر إلى فرن الأكسجين الأساسي، يتغير الوضع. يحل الأكسجين محل الكربون كعنصر أساسي. تتسارع عملية إزالة الكربون، وتتطاير الشرر، ويتغير التركيب الكيميائي كل ثانية.

لا يزال المهندسون المخضرمون يستخدمون محول لينز-دوناويتز (LD)، نسبةً إلى أصل العملية الذي يعود إلى لينز-دوناويتز. يشير K-BOF عادةً إلى النفخ المزدوج، حيث يُضخ الأكسجين من الأعلى والغاز الخامل من الأسفل. أما Q-BOP، وهو مسار النفخ من الأسفل، فليس شائعًا اليوم، ولكنه لا يزال يُستخدم في المصانع القديمة وفي ظروف تشغيل محددة.

في عمليات إعادة تدوير الخردة، يتجه الاهتمام إلى فرن القوس الكهربائي (EAF). إن استخدام المصنع لفرن القوس الكهربائي بتيار متردد أو تيار مستمر يعكس جودة الفولاذ وإمداده بالطاقة واستقرار القوس الكهربائي. أما المصانع الصغيرة ومسابك المعادن، فتعتمد غالبًا على أفران الحث (IF) أو أفران الحث متوسطة التردد (MFIF)، التي تُضحي بالحجم مقابل تحكم أدق.

ستسمع استخدام مصطلح SM بشكل عام للإشارة إلى صناعة الصلب، بينما يشير مصطلح SMS إلى مصنع الصلب نفسه. قد يبدو الفرق طفيفًا، إلى أن يسيء أحدهم فهم نطاق المشروع أو عرض أسعار المعدات.

إذا كان فرن الأكسجين القاعدي (BOF) أو فرن القوس الكهربائي (EAF) ينتجان الفولاذ، فإن عمليات المعالجة المعدنية الثانوية هي التي تحدد جودته. وهنا تكمن أهمية فرن المغرفة (LF). فداخله، يقوم المشغلون بضبط التركيب الكيميائي بدقة، والتحكم في درجة الحرارة، وخفض مستويات الكبريت. وتفضل بعض الوثائق استخدام فرن المغرفة (LRF)، ولكن في الواقع العملي، نادرًا ما يُثار جدل حول هذا التمييز.

تُتيح البيئات الأكثر تحكمًا تعديل التركيب الكيميائي باستخدام غاز الأرجون المُغلق (CAS). بإضافة الأكسجين، يصبح التركيب الكيميائي CAS-OB. غالبًا ما تظهر هذه المصطلحات في مواصفات الفولاذ عالي الجودة، حيث يمكن أن تُؤدي الانحرافات الطفيفة إلى عواقب وخيمة.

تُشكّل أنظمة التفريغ طبقةً إضافية. تستهدف تقنيتا VD وVTD الغازات المذابة. أما عملية RH، وهي عملية رورشتال-هيرايوس، فتُمرّر الفولاذ عبر حجرة تفريغ لتحسين نظافته والتحكم في الهيدروجين. وتُدخل تقنية RH-OB الأكسجين إلى بيئة التفريغ هذه.

بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ منخفض الكربون، يصبح نزع الكربون بالأكسجين في الفراغ (VOD) أمراً لا مفر منه. وتعتمد بعض المصانع على نزع الكربون بالأكسجين والأرجون (AOD) لغرض مماثل. أما تقنية CLU، فتظهر بشكل أقل شيوعاً اليوم، على الرغم من أنها لا تزال مذكورة في المراجع الأوروبية القديمة.

بمجرد انتهاء عملية التكرير، يبدأ الفولاذ بالتشكل. وقد حلت عملية الصب المستمر (CC) محل صب السبائك في معظم الأماكن. وتتمحور النقاشات حول المعدات حول آلة الصب المستمر (CCM)، والتي تُختصر أحيانًا إلى CM.

تُعدّ أسماء المنتجات مهمة هنا. يُستخدم مصطلح SLAB في مصانع الدرفلة المسطحة. بينما يُستخدم مصطلحا BLOOM وBILLET في المنتجات الطويلة. أما R-BILLET، وهو مصطلح يُشير إلى البليت الدائري، فيُستخدم في إنتاج الأنابيب والأنابيب غير الملحومة. هذه التسميات ليست مجرد تسميات شكلية، بل تُؤثر على هياكل التكاليف في المراحل اللاحقة.

ما وراء علم المعادن: الطاقة والبيئة والتحكم

تتحدث مصانع الصلب بلغة الطاقة الخاصة بها. غازات BFG و BOFG و COG، وهي غازات من أفران الصهر والمحولات وأفران الكوك، تدور عبر أنظمة الطاقة في المصنع بشكل طبيعي كما يتحرك الصلب بين المغارف.

تختبئ الضوابط البيئية وراء اختصارات مثل ESP وDED وWED وBAG. ونادراً ما تظهر في كتيبات التسويق، ومع ذلك فهي تهيمن على عمليات التدقيق وقرارات الاستثمار الرأسمالي.

للمراقبة الجودة اختصاراتها الخاصة. OES، XRF، NDT، SPC، EMS. هذه الأدوات لا تصهر الفولاذ، لكنها غالباً ما تحدد ما إذا كان الفولاذ قابلاً للبيع أم لا.

ليست اختصارات صناعة الصلب مجرد زخارف أكاديمية، بل تعكس طريقة تفكير هذه الصناعة: سريعة، عملية، ومتجذرة في واقع العمليات. استخدامها بإهمال يُقصي الآخرين، بينما استخدامها بمهارة يدل على الخبرة.

بالنسبة لأي شخص يعمل عبر الحدود، ويُورّد المواد الخام أو المعدات أو الخدمات، فإن تعلم هذه المصطلحات لا يتعلق بالحفظ فحسب، بل برؤية العملية من منظور صانع الصلب. بمجرد استيعاب هذا المنظور، تتوقف الأحرف عن كونها غامضة، وتبدأ في سرد ​​قصة.