الصلب: عظام الحضارة — صب الألواح، القضبان والعوارض
نصب ضوء الشمس في أشكال. تم استبدال أفران الفحم بالأقواس النظيفة؛ اليوم نحول المعدن السائل الخفيف إلى عظام الجسور، القضبان، الأبراج، والأدوات — بهدوء، بدقة، وبسرعة.
لماذا الفولاذ (ولماذا الآن)
الفولاذ لا يزال أقوى شعر الحضارة لكل كيلوغرام. الحيلة لم تكن في المعدن أبداً — بل في الدخان. مع الطاقة النظيفة (الجزء 3–4) والفرز الذكي (الجزء 2)، نصب وندرفل على نطاق عالمي دون أن نسعل في السماء.
- الطلب هائل: الأبراج، القضبان، السفن، المصانع، إطارات الطاقة الشمسية، أبراج الرياح.
- العملية المكهربة: أفران القوس الكهربائية وإعادة التسخين الكهربائية تجعل المطاحن جيراناً صديقين للشبكة.
- الدرفلة المباشرة: المعدن الساخن إلى المطحنة = طاقة أقل، وقت أقل، دراما أقل.
الأساسيات في الصب (الصفيحات، البلومات، السبائك)
الصب المستمر (CCM)
يتدفق الفولاذ السائل إلى قوالب مبردة بالماء، يتجمد السطح، يتم سحب القطعة وقطعها. لا توجد مواقف سبائك ضخمة، ولا متاحف إعادة التسخين — فقط نهر ثابت من الفولاذ.
الصفيحة: سمك 200–250 مم • عرض حتى 2,000 مم البلوم: 200–350 مم مربع السبيكة: 100–180 مم مربعسرعة الصب: الصفيحة ~1–2 م/دقيقة؛ السبيكة ~3–6 م/دقيقة (تعتمد على الدرجة).
الطاقة والعوائد عند الصبّ
- كهرباء الصب: ~20–40 كيلوواط ساعة/طن (المحركات، التبريد الثانوي)
- العائد من الذوبان→الصب: ~92–96% (التقليم، التنديش، الرأس/الذيل)
- الشحن الساخن: مباشر إلى المطحنة عند 700–1000 °م يقلل إعادة التسخين بنسبة 60–90%
إعادة التسخين الكهربائي، لا اللهب (لماذا هذا مهم)
سخّن الفولاذ، لا الهواء
نستخدم أفران التحريض والمقاومة للألواح، الكتل، والقطع. فهي تنقل الطاقة مباشرة إلى المعدن؛ لا شيء يصعد إلى المدخنة.
- إعادة التسخين الكامل (لوح بارد → 1,200 °م): ~0.25–0.35 ميغاواط ساعة/طن
- الشحن الساخن (700–900 °م → 1,200 °م): ~0.05–0.15 ميغاواط ساعة/طن
- محركات الدرفلة والمساعدات: ~0.08–0.15 ميغاواط ساعة/طن
الأرقام تشمل الاسترداد وأنظمة المحركات الحديثة؛ التصميم للحد الأعلى، والاحتفال بالحد الأدنى.
لماذا تحب المطاحن الشبكة الصغيرة
- دورات عمل متوقعة → سهولة التخزين لتغطية الذروات.
- استرداد الحرارة → بخار العملية للجيران (الطلاء، الغسيل، الطعام).
- لا توجد مواقد NOx → هواء نظيف وتصاريح أقل.
خطوط و منتجات الدرفلة (ما نصنعه)
مطحنة الشريط الساخن (HSM) — لفائف
تصبح الألواح لفائف للسيارات، الأجهزة، صفائح السفن، وأجهزة تتبع الطاقة الشمسية.
- الدخول: لوح 200–250 مم
- الخروج: شريط 1.2–20 مم
- طاقة الخط (كهرباء): ~0.12–0.25 ميغاواط ساعة/طن (مع شحنة ساخنة)
الصفيحة / ستكل — صفيحة ثقيلة
صفيحة سميكة وعريضة لأبراج الرياح، الجسور، هياكل السفن.
- المخرج: صفيحة 10–150 مم
- طاقة الخط: ~0.10–0.20 ميغاواط ساعة/طن (شحنة ساخنة)
المقطع / القضيب — عوارض، سكك حديدية، حديد تسليح، أسلاك
البلتات/البلومز تتحول إلى حديد تسليح، عوارض H، سكك حديدية، قضبان سلكية.
- طاقة الخط: ~0.08–0.18 ميغاواط ساعة/طن (شحنة ساخنة)
- السكك الحديدية: استقامة <0.3 مم/م
ورقة غش لكل طن (منتجات الصلب)
الكهرباء (بعد الذوبان)
| التشغيل | كيلوواط ساعة لكل طن | ملاحظات |
|---|---|---|
| السباكة & القص حسب الطول | 20–40 | المحركات، الماء |
| إعادة التسخين (لوح بارد) | 250–350 | الحث/المقاومة |
| إعادة التسخين (شحنة ساخنة) | 50–150 | يعتمد على درجة حرارة الدخول |
| الدرفلة والمساعدات | 80–150 | المحركات، الهيدروليك |
الإجمالي (لفائف مشحونة ساخنة): ~0.20–0.40 MWh/t. الإجمالي (لوح بارد): ~0.35–0.50 MWh/t.
العوائد (من الذوبان إلى النهائي)
| خطوة | نسبة العائد % | تعليق |
|---|---|---|
| تفريغ فرن القوس الكهربائي → الصب | 92–96% | قصاصات، التنديش |
| الصب → المطحنة | 97–99% | قص النهايات |
| المطحنة → المنتج | 95–98% | قصاصات الحواف، خردة |
الإجمالي: ~85–92% حسب مزيج المنتج والشحن الساخن. تعود الخردة إلى فرن القوس الكهربائي.
سيناريوهات المصنع المحسوبة مسبقًا
السيناريو أ — مطحنة صغيرة (منتجات طويلة، خردة→فرن القوس الكهربائي)
الطاقة الإنتاجية 1 Mt/yr • قضبان/كتل → حديد تسليح، عوارض H، سكك حديد.
| العنصر | القيمة |
|---|---|
| متوسط الإنتاجية | ~125 t/h (8,000 h/yr) |
| كهرباء فرن القوس الكهربائي (الذوبان) | ~0.50 MWh/t → ~62.5 MW |
| الصب + الدرفلة (الشحن الساخن) | ~0.15 MWh/t → ~18.8 MW |
| متوسط الحمل الكلي | ~80–90 MW |
| الحد الأدنى للطاقة الشمسية الفوتوفولطية (لتغطية الاستخدام اليومي) | ~410–460 MWp |
| التخزين (12 ساعة) | ~0.96–1.08 GWh |
| المساحة | ~20–35 هكتار (المطاحن + الساحات) |
الحد الأدنى للطاقة الشمسية الفوتوفولطية حسب Avg(MW)×5.14 (5.5 PSH، 85% DC→AC). نحن نزيد الحجم لتزويد الجيران بالطاقة.
السيناريو ب — مركز المنتجات المسطحة (DRI(H₂)+EAF + HSM)
الطاقة الإنتاجية 5 Mt/yr • ألواح → لفائف/صفائح مع شحن ساخن مكثف.
| العنصر | القيمة |
|---|---|
| متوسط الإنتاجية | ~625 t/h |
| كهرباء DRI(H₂)+EAF | ~3.5–4.0 MWh/t → ~2.2–2.5 GW |
| التدوير (شحن ساخن) | ~0.20 MWh/t → ~125 MW |
| متوسط الحمل الكلي | ~2.3–2.6 GW |
| استهلاك H₂ | ~250–300 kt/yr |
| الحد الأدنى للطاقة الشمسية الكهروضوئية | ~12–13 GWp |
| التخزين (12 ساعة) | ~28–31 جيجاواط ساعة |
| المساحة | ~60–120 هكتار + حقل طاقة شمسية قريب |
المحللات الكهربائية تهيمن على الطاقة. الدرفلة هي الجزء المهذب.
مؤشر مزيج المنتج (مصنع 1 مليون طن/سنة)
| مزيج | لفائف | لوحة | الأقسام/القضيب | متوسط الكهرباء (ميغاواط) |
|---|---|---|---|---|
| لفائف-ثقيلة | 60% | 10% | 30% | ~86 |
| متوازن | 40% | 20% | 40% | ~82 |
| طويل-ثقيل | 20% | 10% | 70% | ~79 |
الاختلافات تأتي من طلب محرك الدرفلة وكسور إعادة التسخين؛ حمل فرن القوس الكهربائي مشابه.
العوائد، الجودة وحلقات صفر نفايات
الخردة ميزة، وليست عيباً
- قص الحواف، القطع الصغيرة، والقطع الزائدة تذهب مباشرة إلى دلو فرن القوس الكهربائي.
- التمزيق والتسخين المسبق في الموقع يقللان من طاقة القطع والذوبان ووقت من الصب إلى الصب.
- تنتهي نهايات القضبان/اللفائف إلى تغذية مسبك صغير للسبائك ومخزون ورشة الماكينات.
اختبار الجودة بطريقة ممتعة
- مقاييس الخط: السماكة، الملف، الاستواء.
- علم المعادن على القضبان: مطيافات عند الصب؛ الصلابة والحبيبات عند اللفائف السفلية.
- التتبع: كل عارضة ولفيفة تحمل شهادة ميلاد رقمية.
المساحة والموظفون (مصنع صغير 1 مليون طن/سنة)
المنطقة
- ورشة الصهر + الصب: ~8–12 هكتار (مغلقة)
- الدرفلة والتشطيب: ~8–15 هكتار
- الساحات واللوجستيات: ~5–8 هكتار
- حقل الطاقة الشمسية (الحد الأدنى): ~2.0–2.5 كم² (بالقرب)
الأشخاص والمهارات
- فرق العمليات لكل قسم (3 نوبات)، هيكل قوي للأتمتة.
- الكهربائيون > فنيي الموقد (بحسب التصميم).
- علم المعادن، الجودة، الصيانة، وكشك ليمونادة لرحلات المدارس الزائرة.
الأسئلة والأجوبة
“هل العوارض واللفائف تأتي حقًا من نفس الصهر؟”
نعم — الألواح لللفائف/الألواح والقطع/البلوم للقطاعات/القضبان تسقط من خيوط الصب المتوازية. نفس الكيمياء، أشكال مختلفة، نفس غياب الدخان.
“ماذا عن الجلفنة والطلاء؟”
بالباب المجاور. خطوط التلدين الكهربائي، أحواض الزنك/الألمنيوم، وطلاءات اللفائف تعمل على نفس الشبكة الصغيرة، تستهلك فائض الطاقة الشمسية من الجزء 3.
“هل يمكننا شحن كل شيء بالحرارة؟”
قريبًا. تحافظ العوازل الذكية على درجة حرارة الخيوط مرتفعة داخل المطحنة؛ وعندما نحتاج إلى التوقف، يعوض التسخين الكهربائي الفجوة دون إشعال التنين.
التالي: الألمنيوم، النحاس والمعادن النادرة — عروق القوة (الجزء 6). الأسلاك، السبائك الخفيفة، ومعادن البطاريات — الجهاز العصبي لعظامنا.