أخبار

يتوقع خبراء الصناعة أن صناعة الصلب الصينية ستنتج 500 مليون طن من النفايات الصلبة سنويًا بحلول عام 2025، منها حوالي 1.5%-2% ستكون مواد حرارية مستهلكة من نظام قناة الحديد، بتقدير إنتاج سنوي يتراوح بين 750,000-1 مليون طن. حاليًا، يدخل حوالي 300,000 طن من المواد الحرارية المستهلكة إلى نظام إعادة التدوير (بما في ذلك إعادة التدوير الداخلي من قبل الشركات وإعادة التدوير العام)، مما يؤدي إلى معدل إعادة تدوير إجمالي يبلغ حوالي 30%-35%، وهو أقل بكثير من معدل استخدام النفايات الصلبة السائبة مثل خبث الأفران العالية (99.94%). يؤدي دفن النفايات المتبقية إلى إهدار الموارد، وزيادة التكاليف، والتلوث البيئي. يتم استبدال مواد قناة الحديد الحرارية بشكل متكرر (كل ثلاثة أشهر، مع بعضها الذي يكون عمرها الافتراضي أقصر)، مما يمثل 12% من عملية صناعة الحديد. لذلك، هناك مجال كبير لتقليل تكاليف استهلاك المواد الحرارية في نظام قناة الحديد.

تشمل التقنيات الرئيسية لاستخدام المواد الحرارية المستهلكة في أنظمة قناة الحديد التطبيقات التالية:

أولاً، تقنية الركام المعاد تدويره. يمكن للمواد الحرارية المعاد تدويرها (الألومينا العالية، الكوراندوم، Al2O3-SiC-C) التي خضعت للتكسير والغربلة والتصنيف أن تحل محل 15%-50% من الركام البكر (كلنكر البوكسيت، الكوراندوم البني، إلخ). توفر هذه التقنية مزايا كبيرة: فهي تقلل بشكل كبير من تكاليف المواد الخام؛ تخفف من استنفاد الموارد المعدنية الطبيعية غير المتجددة؛ وبعد الخدمة في درجات حرارة عالية، تتطور بلورات المادة بشكل أكثر اكتمالاً، مما يحسن مقاومة الصدمات الحرارية واستقرار الحجم في درجات الحرارة العالية للمادة المصبوبة المعاد تدويرها.

ثانيًا، يتم استخدام تقنية الميكروننة للمادة الأساسية. يتم طحن المواد الحرارية المعاد تدويرها ذات التركيب المستقر بشكل فائق الدقة لتحل جزئيًا محل مكونات المادة الأساسية مثل مسحوق Al2O3 الدقيق، مما يحسن البنية الدقيقة للمادة الأساسية ويقلل من تكاليف المواد.

ثالثًا، يتم استخدام تصنيع المكونات الجاهزة الوظيفية. يتم تصنيع مكونات جاهزة مثل أغطية القناة وسدود الخبث باستخدام الركام المعاد تدويره كمادة خام أساسية، مما يتيح الاستبدال السريع ويحسن اتساق الأداء.

رابعًا، الاستخدام عالي المحتوى في الطبقات غير العاملة. يتم تحقيق إعادة تدوير الموارد بكفاءة من خلال الاستخدام واسع النطاق للمواد المعاد تدويرها في الطبقات الدائمة وطبقات العزل وغيرها من المناطق التي لا تلامس الحديد المصهور مباشرة. 

الخامس هو حالة الاستخدام النموذجية لمواد Al2O3-SiC-C الحرارية كما هو موضح في الشكل أدناه.

ما هو مستقبل المواد الحرارية المستهلكة في أنظمة قنوات الحديد للأفران العالية؟ وما هي المحركات الأساسية؟

قدم الخبراء الردود التالية: أولاً، تقود السياسات واللوائح هذا الاتجاه. تعزز استراتيجية "الكربون المزدوج" الوطنية الاستفادة من الموارد للنفايات الصلبة الصناعية؛ تفرض ضرائب حماية البيئة وضرائب الموارد المعدنية تحول الشركات.

ثانيًا، تؤكد على الفوائد الاقتصادية لدورة الحياة الكاملة. يمكن أن يقلل هذا من التكلفة الإجمالية للمواد الحرارية في قناة الحديد بنسبة ≥30%، ويقلل من تكاليف التخزين والتخلص من المواد الحرارية المستهلكة، ويؤسس حلقة قيمة مغلقة ضمن سلسلة صناعة "إعادة التدوير-المعالجة-التجديد".

ثالثًا، يحقق اختراقات في نضج التكنولوجيا. على سبيل المثال، تحسن تقنية التعرف على المكونات الطيفية دقة فرز الخردة؛ تتم توحيد عمليات المعالجة الساخنة والباردة؛ يتم تحسين تقنية التحكم في تفاعل الموليت الثانوي في صيغة التجديد؛ يستخدم نظام الفرز الذكي تقنية X-ray fluorescence (XRF) + AI للتعرف على الصور، مما يحقق دقة فصل 99.2% للشوائب المعدنية/غير المعدنية؛ وتستخدم تقنية تنشيط المسحوق الدقيق طريقة ميكانوكيميائية لإنتاج مسحوق معاد تدويره بحجم نانوي (d50 ≤ 1.2μm)، مما يزيد من المساحة السطحية النوعية إلى 8.5m²/g.

رابعًا، توفر ضمانات موثوقة لأمن الموارد الاستراتيجية. يعني هذا تخفيف مخاطر العرض للموارد الاستراتيجية مثل البوكسيت عالي الجودة والكوراندوم المنصهر.

ما هي التحديات الرئيسية التي تواجه تطبيق المواد الحرارية المستهلكة في أنظمة قنوات الحديد للأفران العالية؟ وما هي الإجراءات التقنية التي يجب اتخاذها؟

رد الخبراء على هذا السؤال كما يلي: أولاً، صعوبة التحكم في جودة المواد المعاد تدويرها. العائق التقني هو أن الشوائب ذات نقاط الانصهار المنخفضة مثل ZnO وK₂O تؤثر على مقاومة التآكل بالخبث.

يمكن اعتماد الحلول التالية لمعالجة هذه المشكلات: أولاً، إنشاء نظام تتبع المصدر؛ تطوير تقنية التقاط الأيونات الشائبة؛ وتنفيذ استراتيجية تطبيق مزج متدرج.

ثانيًا، عدم وجود نظام موحد. نقطة الألم في الصناعة هي عدم وجود مؤشرات تحكم لتركيب الطور للركام المعاد تدويره ومعايير تقييم أداء الخدمة. طريق الاختراق هو تطوير معايير YB/T لتنظيم تصنيف وحدود تطبيق الركام المعاد تدويره.

ثالثًا، توجد عوائق أمام التصنيع والترويج. أولاً، هناك قيود معرفية: بعض الشركات تخشى أن يؤثر الركام المعاد تدويره على جودة الحديد وعمر قناة الحديد.

ثانيًا، هناك آلية تعاونية: إنشاء نظام مشاركة بيانات نشط بين مصانع الصلب وشركات المواد الحرارية ومنصات إعادة التدوير؛ وإنشاء خط إنتاج示范 بقدرة 10,000 طن.

باختصار، شكل تطبيق المواد الحرارية المستهلكة في قنوات الحديد مسارًا تقنيًا كاملاً. سيتجه التطور المستقبلي نحو مستويات مزج أعلى (>50%)، وأجزاء جاهزة معاد تدويرها وظيفية، وإدارة ومراقبة ذكية للعملية بالكامل، وشهادات موحدة، ليصبح مكونًا لا غنى عنه في التعدين الأخضر.