مروری بر روشهای تولید فولاد و چدن

تولید فولاد در یک کارخانه آهن و فولاد یکپارچه با استفاده از چندین فرآیند مرتبط به هم انجام می شود. عملیات عمده عبارتند از:

(1) تولید کک

 (2) تولید زینتر

(3) تولید آهن

 (4) آماده سازی آهن

(5) تولید فولاد

(6) آماده سازی محصول نیمه تمام

(7) آماده سازی محصول نهایی

( 8) تامین حرارت و الکتریسیته

(9) جابجایی و حمل و نقل مواد خام و مواد میانی و ضایعات

در این مطلب قصد داریم تا توضیحی برا این موارد تولید بپردازیم.

تولید زینتر

در فرآیند تف جوشی، مواد خام با اندازه ریز، از جمله سنگ آهن، کک، سنگ آهک، گرد و غبار دودکش را به یک محصول زینترشده، با اندازه مناسب برای شارژ در کوره بلند تبدیل می کند. گاهی اوقات مواد خام را با آب مخلوط می کنند تا یک ماتریس منسجم ایجاد کنند و سپس روی یک رنده پیوسته و متحرک به نام رشته زینتر قرار می دهند. یک هود مشعل، در ابتدای رشته زینتر، کک موجود در مخلوط را مشتعل می کند، پس از آن احتراق به خودی خود ادامه می دهد و گرمای کافی در دمای 1300 تا 1480 درجه سانتیگراد (2400 تا 2700 درجه فارنهایت) را فراهم می کند تا باعث ذوب و تجمع سطح شود. از مخلوط در قسمت زیرین رشته سینتر مجموعه‌ای از جعبه‌های باد وجود دارد که هوای احتراق را از طریق بستر مواد به یک مجرای مشترک می‌کشند و به یک دستگاه تمیزکننده گاز منتهی می‌شوند. زینتر ذوب شده در انتهای رشته سینتر تخلیه می شود و در آنجا خرد شده و غربال می شود. زینتر کم اندازه به آسیاب اختلاط بازیافت می شود و به رشته باز می گردد. محصول سینتر باقی مانده در هوای آزاد یا در یک خنک کننده مدور با اسپری های آب یا فن های مکانیکی خنک می شود. زینتر خنک شده برای آخرین بار خرد و غربال می شود، سپس ریزدانه ها بازیافت می شوند و محصول برای شارژ شدن به کوره بلند ارسال می شود. به طور کلی، 2.5 تن مواد خام از جمله آب و سوخت، برای تولید  1 تن زینتر محصول مورد نیاز است.

تولید آهن

 آهن در کوره بلند با احیای مواد حامل آهن با گاز داغ تولید می شود. کوره بزرگ و نسوز آستر دار از بالای آن با آهن به عنوان سنگ معدن، گلوله و/یا زینتر شارژ می شود. اکسیدهای آهن، کک و شارها با هوای انفجار واکنش می دهند و آهن مذاب احیا شده، مونوکسید کربن (CO) و سرباره را تشکیل می دهند. آهن مذاب و سرباره در پایه کوره جمع می شوند. در این خصوص میتوانید به دوره حفاظت کاتدینگ مراجعه نمایید . گاز محصول جانبی از طریق خروجی های واقع در بالای کوره جمع آوری می شود و برای استفاده به عنوان سوخت بازیابی می شود. تولید 1 تن آهن به 1.4 تن سنگ معدن یا سایر مواد آهن دار نیاز دارد. 0.5 تا 0.65 تن کک؛ 0.25 تن سنگ آهک یا دولومیت؛ و 1.8 تا 2 تن هوا. محصولات جانبی شامل 0.2 تا 0.4 تن سرباره و 2.5 تا 3.5 تن گاز کوره بلند حاوی 100 پوند (پوند) گرد و غبار است.

آهن مذاب و سرباره به صورت دوره ای از کوره خارج می شوند یا ریخته گری می شوند. فرآیند ریخته‌گری با سوراخ کردن حفره ای به نام تافول در شکاف آهنی پر از خاک رس در پایه کوره آغاز می‌شود. سرباره نیز به داخل شکاف آهنی پر از خاک رس در پایه مشعل می ریزد. در طول ریخته‌گری، آهن مذاب به داخل دونده‌ها جریان می‌یابد که منجر به حمل و نقل ملاقه‌ها می‌شود. سرباره نیز از کوره جاری می شود و از طریق دونده های جداگانه به یک گودال سرباره در مجاورت ریخته گری یا به گلدان های سرباره برای انتقال به یک گودال سرباره دور هدایت می شود. اطراف پایه کوره، شامل همه رانرهای آهنی و سرباره ای، توسط یک ریخته گری محصور شده است. گاز فرعی کوره بلند که از بالای کوره جمع آوری می شود حاوی CO و ذرات معلق دیگر است. این گاز کوره بلند به دلیل محتوای CO بالا، دارای ارزش حرارتی پایینی ، حدود 2790 تا 3350 ژول در لیتر (J/L) (75 تا 90 واحد حرارتی بریتانیا در هر فوت مکعب [Btu/ft3]) است و به عنوان یک گاز مورد استفاده قرار می گیرد. سوخت در کارخانه فولاد قبل از اینکه به طور موثر اکسید شود، گاز باید از ذرات پاک شود. در ابتدا، گازها از یک محفظه ته نشینی یا سیکلون خشک عبور می کنند تا حدود 60 درصد ذرات را حذف کنند. در مرحله بعد، گازها تحت یک عملیات فیلترینگ 1 یا 2 مرحله ای قرار می گیرند. فیلتر اولیه معمولاً یک اسکرابر مرطوب است که حدود 90 درصد ذرات باقی مانده را حذف می کند. پاک کننده ثانویه یک اسکرابر مرطوب پرانرژی (معمولا یک ونتوری) یا یک رسوب دهنده الکترواستاتیکی است که هر کدام می توانند تا 90 درصد ذراتی را که از فیلتر اولیه عبور کرده اند، حذف کنند. این دستگاه‌های کنترلی با هم سوخت تمیزی کمتر از 0.05 گرم بر متر مکعب  (0.02 گرم در فوت مکعب [g/ft3]) ارائه می‌کنند. بخشی از این گاز برای گرم کردن هوای بلند در اجاق‌های کوره بلند و بقیه در سایر عملیات کارخانه استفاده می‌شود.

شاید به خواندن و ورود به دوره حفاظت کاتدیک نیز علاقه داشته باشید

گوگرد زدایی فلز داغ

گاهی اوقات گوگرد موجود در آهن مذاب قبل از شارژ شدن در کوره فولادسازی با افزودن معرف کاهش می یابد. این واکنش یک سرباره شناور را تشکیل می دهد که می تواند از بین برود. گوگرد زدایی ممکن است در ماشین انتقال فلز داغ (اژدر) در مکانی بین کوره بلند و کوره اکسیژن اولیه (BOF) انجام شود، یا ممکن است در ملاقه انتقال فلز داغ (اژدر) در ایستگاهی در داخل فروشگاه BOF انجام شود. رایج ترین معرف ها کاربید کلسیم پودری (CaC2) و کربنات کلسیم (CaCO3) یا گرانول های منیزیم پوشش داده شده با نمک هستند. معرف های پودری از طریق لنس با نیتروژن با فشار بالا به فلز تزریق می شوند. مدت زمان فرآیند با میزان تزریق، شیمی فلز داغ و محتوای گوگرد نهایی مورد نظر متفاوت است و در محدوده 5 تا 30 دقیقه است.

کوره های اکسیژن پایه

در فرآیند اولیه اکسیژن (BOP)، آهن مذاب حاصل از کوره بلند و ضایعات آهن در کوره با لانه زدن (یا تزریق) اکسیژن با خلوص بالا تصفیه می‌شوند. مواد ورودی معمولاً 70 درصد فلز مذاب و 30 درصد فلز قراضه است. اکسیژن با کربن و سایر ناخالصی ها واکنش می دهد تا آنها را از فلز جدا کند. واکنش ها گرمازا هستند و هیچ منبع گرمایی خارجی برای ذوب ضایعات و افزایش دمای فلز تا محدوده مورد نظر برای ضربه زدن لازم نیست. مقادیر زیاد CO تولید شده توسط واکنش‌ها در BOF را می‌توان با احتراق در دهانه کوره کنترل کرد و سپس مانند هودهای باز به دستگاه‌های تمیزکننده گاز تخلیه کرد، یا می‌توان مانند هودهای بسته احتراق را در دهانه کوره مهار کرد. فولادسازی BOP در کوره‌های گلابی شکل با پوشش نسوز بزرگ (تا ظرفیت 400 تن) انجام می‌شود. 2 تنوع عمده در این فرآیند وجود دارد. BOF های معمولی از طریق لنس خنک شده با آب، اکسیژن را به بالای کوره دمیده می کنند. در فرآیند جدیدتر، Quelle Basic Oxygen (Q-BOP)، اکسیژن از طریق لوله های واقع در پایین کوره تزریق می شود. یک چرخه معمولی BOF شامل شارژ ضایعات، شارژ فلز داغ، دوره دمش اکسیژن (پالایش)، آزمایش دما و ترکیب شیمیایی فولاد، افزودن آلیاژ و دمش مجدد (در صورت لزوم)، ضربه زدن و سرباره شدن است. چرخه کامل کوره معمولاً بین 25 تا 45 دقیقه است.

کوره قوس الکتریکی

کوره های قوس الکتریکی (EAF) برای تولید فولادهای کربنی و آلیاژی استفاده می شوند. مواد ورودی به EAF معمولاً 100 درصد ضایعات است. EAF‌های استوانه‌ای نسوز با پوشش‌های نسوز مجهز به الکترودهای کربنی هستند که از طریق سقف کوره بالا یا پایین می‌روند. با جمع شدن الکترودها، سقف کوره را می توان در کنار چرخاند تا شارژ ضایعات فولادی توسط جرثقیل سقفی امکان پذیر شود. عوامل آلیاژی و مواد روان کننده معمولاً از طریق درهای کناری کوره اضافه می شوند. جریان الکتریکی تولید فولاد در یک EAF یک فرآیند دسته ای است. چرخه ها یا “گرم ها” از حدود 1تا 5 ساعت برای تولید فولاد کربنی و از 5 تا 10 ساعت یا بیشتر برای تولید فولاد آلیاژی متغیر است. ضایعات فولاد برای شروع یک چرخه شارژ می شوند و مواد آلیاژی و مواد سرباره برای پالایش اضافه می شوند. مراحل هر چرخه معمولاً شامل عملیات شارژ و ذوب، تصفیه (که معمولاً شامل دمیدن اکسیژن است) و ضربه زدن است.

کوره های اجاق باز

کوره اجاق باز (OHF) یک حوض کم عمق با پوشش نسوز است که در آن ضایعات و آهن مذاب ذوب شده و به فولاد تبدیل می شوند. ضایعات از طریق درهای جلوی کوره به کوره شارژ می شود. فلز داغ از کوره بلند با ریختن از ملاقه از طریق فرورفتگی در درب اضافه می شود. مخلوط ضایعات و فلز داغ می تواند از همه ضایعات به تمام فلزات داغ متفاوت باشد، اما مخلوط پنجاه پنجاه رایج ترین است. گرمای ذوب توسط مشعل های گازی در بالا و کنار کوره تامین می شود. پالایش با اکسیداسیون کربن در فلز و تشکیل سرباره سنگ آهک برای حذف ناخالصی ها انجام می شود. اکثر کوره ها مجهز به لنج های اکسیژن برای تسریع ذوب و تصفیه هستند. محصول فولادی با باز کردن سوراخی در پایه کوره با بار انفجاری کوبیده می شود. فرآیند فولادسازی اجاق باز با لنز اکسیژن معمولاً بین 4 تا 10 ساعت برای هر گرما نیاز دارد.

آماده سازی محصول نیمه تمام

پس از فرآیند ضربه زنی به فولاد، فلز مذاب به شمش‌هایی ریخته می‌شود که بعداً حرارت داده می‌شوند و به اشکال دیگر مانند بیلت یا تخته‌ها در می‌آیند. فولاد مذاب ممکن است کل این فرآیند را دور بزند و مستقیماً به عملیات ریخته‌گری پیوسته برود. تکنیک تولید هر چه باشد، بیلت‌ها یا اسلب‌ها تحت یک مرحله آماده‌سازی سطح قرار می‌گیرند، عملیات سطح که عیوب سطح را قبل از شکل‌دهی یا غلتاندن از بین می‌برد. عملیات سطح را می توان با استفاده از دستگاهی که جت های اکسیژن را روی سطح فولاد نیمه تمام داغ اعمال می کند، یا با دست (با مشعل) روی فولاد نیمه تمام سرد یا کمی گرم شده انجام داد.

انتشار و کنترل

سینتر

انتشار گازهای گلخانه ای از کارخانه های زینتر از جابجایی مواد خام، اگزوز جعبه باد، انتهای تخلیه (سنگ شکن های زینتر مرتبط و صفحه های داغ)، خنک کننده و صفحه سرد ایجاد می شود. اگزوز جعبه باد منبع اصلی انتشار ذرات، عمدتاً اکسیدهای آهن، اکسیدهای گوگرد، ترکیبات کربنی، هیدروکربن های آلیفاتیک و کلریدها است. در انتهای تخلیه، انتشار عمدتاً اکسیدهای آهن و کلسیم است. انتشارات بادباکس رشته سینتر معمولاً توسط پاک کننده های سیکلون و به دنبال آن یک ESP خشک یا مرطوب، اسکرابر مرطوب افت فشار بالا یا کیسه خانه کنترل می شود. آلاینده های سنگ شکن و صفحه داغ، که معمولاً با هود و کیسه یا اسکرابر کنترل می شوند، بزرگترین منبع انتشار بعدی هستند. انتشار گازهای گلخانه ای نیز از سایر عملیات جابجایی مواد ایجاد می شود. در برخی از کارخانه‌های زینتر، این انتشارات جمع‌آوری شده و به یک کیسه‌خانه تخلیه می‌شوند.

شاید به خواندن و شرکت در دوره آموزش pmbok نیز علاقه داشته باشید

کوره ذوب اهن

منبع اصلی انتشارات کوره بلند، عملیات ریخته گری است. انتشار ذرات زمانی ایجاد می شود که آهن مذاب و سرباره با هوای بالای سطح خود تماس پیدا کنند. انتشار گازهای گلخانه ای نیز با حفاری و وصل کردن سوراخ ایجاد می شود. استفاده از لنج اکسیژن برای باز کردن سوراخ مسدود شده می تواند باعث انتشار گازهای گلخانه ای شدید شود. در طی عملیات ریخته گری، اکسیدهای آهن، اکسید منیزیم و ترکیبات کربنی به صورت ذرات تولید می شوند. انتشار گازهای گلخانه‌ای در کوره‌های بلند موجود با تخلیه از طریق هودهای بهینه‌سازی شده به یک پاک‌کننده گاز یا با تکنیک‌های سرکوب کنترل می‌شود. انتشار گازهای گلخانه ای کنترل شده توسط هودها و سیستم تخلیه معمولاً به یک کیسه خانه تخلیه می شود. مفهوم اساسی تکنیک های سرکوب، جلوگیری از تشکیل آلاینده ها با حذف تماس هوای محیط با سطوح مذاب است. کوره‌های جدید با سیستم‌های پوشش دونده تخلیه‌شده و هود محلی که به یک کیسه‌خانه هدایت می‌شوند، ساخته شده‌اند. یکی دیگر از منابع بالقوه انتشار گازهای گلخانه ای بالای کوره بلند است. انتشارات جزئی ممکن است در هنگام شارژ ناشی از مهر و موم ناقص زنگ در سیستم زنگ دوبل رخ دهد. گاهی ممکن است حفره ای در شارژ کوره بلند ایجاد شود که باعث فروپاشی بخشی از بار (شارژ) بالای آن شود. افزایش فشار حاصل در کوره، یک دریچه تسکین را به اتمسفر باز می کند تا از آسیب به کوره در اثر فشار زیاد ایجاد شده جلوگیری کند و به آن “لغزش” می گویند.

گوگرد زدایی فلزات داغ

انتشارات در طی فرآیند گوگرد زدایی فلز داغ هم توسط واکنش معرف های تزریق شده به فلز و هم از تلاطم در حین تزریق ایجاد می شود. آلاینده های منتشر شده عمدتاً اکسیدهای آهن، اکسیدهای کلسیم و اکسیدهای ترکیب تزریقی هستند. گوگرد با معرف ها واکنش می دهد و به صورت سرباره از بین می رود. انتشار گازهای گلخانه ای حاصل از گوگردزدایی ممکن است توسط یک هود روی ملاقه جمع آوری شده و به یک کیسه خانه تخلیه شود.

فولادسازی

مهم ترین انتشارات از فرآیند BOF در طول دوره دمش اکسیژن رخ می دهد. ترکیبات غالب منتشر شده اکسیدهای آهن هستند، اگرچه فلزات سنگین و فلوراید معمولاً وجود دارند. انتشار شارژ بسته به کیفیت و کمیت ضایعات فلزی شارژ شده به کوره و با نرخ ریختن متفاوت خواهد بود. انتشار گازهای گلخانه ای شامل اکسیدهای آهن، اکسیدهای گوگرد و سایر اکسیدهای فلزی بسته به درجه قراضه مورد استفاده است. انتشارات انتقال فلز داغ عمدتاً اکسیدهای آهن هستند. BOF ها مجهز به سیستم جذب هود اولیه هستند که مستقیماً روی دهانه باز کوره ها قرار دارد تا انتشار گازهای گلخانه ای را در طول دوره های دمش اکسیژن کنترل کند. دو نوع سیستم جذب برای جمع آوری گازهای خروجی هنگام خروج از دهانه کوره استفاده می شود: هود بسته (همچنین به عنوان گاز خاموش یا O. G. شناخته می شود) یا هود باز و نوع احتراق. یک هود بسته به خوبی در برابر دهانه کوره قرار می گیرد و تمام ذرات و CO را به یک پاک کننده گاز اسکرابر مرطوب هدایت می کند. CO در پشته خروجی اسکرابر شعله ور می شود.

طراحی هود باز اجازه می دهد تا هوای رقیق کننده به داخل هود کشیده شود، بنابراین CO در سیستم هود می سوزد. انتشار شارژ و ضربه زدن توسط انواع سیستم های تخلیه و شیوه های عملیاتی آموزش pmbook کنترل می شود. در صنعت از هودهای شارژ، محفظه‌های پشتی و محفظه‌های کامل کوره استفاده می‌شود تا این گازهای گلخانه‌ای را جمع‌آوری کرده و به پاک‌کننده گاز هود اولیه یا پاک‌کننده گاز دوم ارسال کنند.

کوره قوس الکتریکی

عملیات تولید گازهای گلخانه ای در طی فرآیند تولید فولاد کوره قوس الکتریکی عبارتند از: ذوب و پالایش، شارژ کردن ضایعات، ضربه زدن به فولاد و تخلیه سرباره.

 اکسید آهن جزء اصلی ذرات متصاعد شده در حین ذوب است. در طول پالایش، ترکیب ذرات اولیه منتشر شده اکسید کلسیم از سرباره است. میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای از ضایعات شارژ شده دشوار است، زیرا به درجه ضایعات استفاده شده بستگی دارد. انتشار ضایعات معمولاً حاوی آهن و سایر اکسیدهای فلزی از آلیاژهای موجود در ضایعات فلزی است. اکسیدهای آهن و اکسیدهای حاصل از شارها، اجزای اصلی انتشار سرباره هستند. در هنگام ضربه زدن، اکسید آهن اصلی ترین ترکیب ذرات منتشر شده است

تکنیک های کنترل انتشار شامل یک سیستم جذب انتشار و یک سیستم تمیز کردن گاز است. پنج سیستم جذب انتشار مورد استفاده در صنعت عبارتند از تخلیه پوسته مستقیم، هود جانبی، هود ترکیبی، هود سایبان و محفظه های کوره.

 تخلیه مستقیم پوسته شامل مجرای متصل به یک سوراخ جداگانه یا چهارم در سقف کوره است که انتشار گازهای گلخانه ای را به یک پاک کننده گاز می کشد. سیستم تنها زمانی کار می‌کند که کوره به سمت راست و سقف در جای خود قرار گرفته باشد. هودهای جانبی گازهای کوره را از اطراف سوراخ های الکترود و درهای کار پس از خروج گازها از کوره جمع آوری می کنند.

هود ترکیبی دارای عناصری از سیستم تهویه جانبی و تخلیه مستقیم است. انتشارات هم از تخلیه مستقیم و هم از اطراف الکترودها جمع آوری می شود. یک شکاف هوا در کانال، هوای ثانویه را برای احتراق CO در گاز خروجی به کار می برد. هود ترکیبی نیاز به تنظیم دقیق فشار فاصله کوره دارد. هود سایبان کمترین کارایی را در بین 4 سیستم تهویه دارد، اما در هنگام شارژ و ضربه زدن، انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش می دهد. بسیاری از کوره های قوس الکتریکی جدید، هود سایبان را با یکی از 3 سیستم دیگر ترکیب می کنند. محفظه کامل کوره به طور کامل کوره را احاطه کرده و انتشارات کوره را از طریق هود در بالای محفظه تخلیه می کند.

کوره اجاق باز

انتشار ذرات از یک کوره اجاق باز به طور قابل توجهی در طول فرآیند متفاوت است. استفاده از لنسینگ اکسیژن باعث افزایش انتشار گرد و غبار و دود می شود. در طول چرخه ذوب و پالایش، گاز خروجی از کوره از یک محفظه سرباره و یک محفظه چک کننده احیاکننده عبور می کند، جایی که مقداری از ذرات در آن ته نشین می شود. انتشار گازهای گلخانه ای، عمدتاً اکسیدهای آهن، سپس به یک ESP یا یک اسکرابر مرطوب هدایت می شود. سایر عملیات‌های فرآیند مربوط به کوره که تولید گازهای گلخانه‌ای می‌کنند شامل انتقال و شارژ فلز داغ، شارژ ضایعات، فولاد ضربه‌ای و تخلیه سرباره است. این انتشارات معمولاً کنترل نشده هستند.

آماده سازی محصول نیمه تمام

در طی این فعالیت، زمانی که فولاد مذاب در قالب های شمش ریخته می شود و زمانی که فولاد نیمه تمام به صورت ماشینی یا دستی برای رفع عیوب سطحی روسری می شود، آلاینده تولید می شود. آلاینده های منتشر شده آهن و سایر اکسیدها (FeO، Fe2O3، SiO2، CaO، MgO) هستند. انتشار گازهای گلخانه ای به ندرت کنترل می شود. عملیات سطح ماشین به طور کلی به عنوان ESP یا اتاق اسپری آب برای کنترل استفاده می شود. اکثر عملیات سطح کردن، کنترل نشده است.

احتراق متفرقه

هر کارخانه آهن و فولاد به انرژی به صورت گرما یا برق نیاز دارد. منابع احتراق که گازهای گلخانه‌ای را در کارخانه تولید می‌کنند، اجاق‌های کوره بلند، دیگ‌ها، چاله‌های خیساندن و کوره‌های گرم‌کننده هستند. این تاسیسات مکانیکی ترکیبی از زغال سنگ، نفت کوره ، گاز طبیعی، گاز کوره کک و گاز کوره بلند را می سوزانند. در اجاق‌های کوره بلند، گاز تمیز حاصل از کوره بلند را می‌سوزانند تا کار چکر دیرگداز را گرم کند و به نوبه خود هوای انفجار را گرم کند. در چاله‌های خیساندن، شمش‌ها را تا زمانی گرم می‌کنند که توزیع دما در سطح مقطع شمش‌ها قابل قبول باشد و دمای سطح برای نورد بیشتر در محصولات نیمه‌تمام یکنواخت شود. در کوره های اسلب، یک دال قبل از اینکه به محصولات نهایی (صفحات، ورق ها یا نوارها) نورد شود، گرم می شود. گازهای گلخانه‌ای ناشی از احتراق گاز طبیعی، نفت کوره یا زغال سنگ در چاله‌های خیساندن یا کوره‌های تخته‌ای مانند دیگ‌های بخار تخمین زده می‌شود. داده های فاکتور انتشار گاز کوره بلند و گاز کوره کک در دسترس نیست و باید تخمین زده شود. 3 واقعیت برای برآورد وجود دارد. ابتدا گاز خروجی از کوره بلند از پاک کننده های اولیه و ثانویه عبور می کند و می تواند تا کمتر از 0.05 گرم بر متر مکعب (0.02 گرم بر فوت مکعب) تمیز شود. دوم اینکه نزدیک به یک سوم گاز کوره کک متان است. سوم، هیچ ماده تشکیل دهنده گاز کوره بلندی وجود ندارد که در هنگام سوزاندن ذرات تولید کند. ماده قابل احتراق گاز کوره بلند CO است که تمیز می سوزد. ضریب انتشار برای احتراق گاز کوره بلند برابر است با بار ذرات آن سوخت، 0.05 گرم بر متر مکعب (2.9 پوند / 106 فوت مکعب) با مقدار حرارت متوسط ​​3092 ژول بر لیتر یا 83 BTU بر فوت مکعب.

انتشار گازهای گلخانه ای برای احتراق گاز کک را می توان به همین روش تخمین زد. فرض کنید گاز کک تمیز شده به اندازه گاز کوره بلند تمیز شده دارای ذرات است. از آنجایی که یک سوم گاز کوره کک متان، جزء اصلی گاز طبیعی است، فرض بر این است که احتراق این متان در گاز کوره کک، 0.06 گرم در متر مکعب (3.3 پوند/106 فوت مکعب) ذرات تولید می کند. بنابراین، ضریب انتشار برای احتراق گاز کوره کک، مجموع بار ذرات و ذرات حاصل از احتراق متان است، یا 0.1 گرم در متر مکعب (6.2 پوند / 106 فوت مکعب) با ارزش گرمایی متوسط ​​19222 J/L ( 516 Btu/ft3).

منابع گرد و غبار باز

مانند منابع انتشار فرآیند، منابع گرد و غبار باز در بار ذرات اتمسفر نقش دارند. منابع باز گرد و غبار شامل تردد وسایل نقلیه در جاده‌های آسفالت‌شده و آسفالت‌نشده، جابه‌جایی مواد خام در خارج از ساختمان‌ها، و فرسایش بادی ناشی از انباشته‌های ذخیره‌سازی و زمین‌های باز است. ترافیک وسایل نقلیه شامل پرسنل کارخانه و وسایل نقلیه بازدیدکننده، وسایل نقلیه خدمات کارخانه، و کامیون های حمل مواد خام، محصولات قابل تحویل کارخانه، محصولات فولادی و مواد زائد است. مواد خام توسط سطل های تاشو، نوار نقاله های سطلی/نردبانی، زباله های چرخشی راه آهن، زباله های راه آهن پایین، لودرهای جلویی، تخلیه کامیون ها و ایستگاه های انتقال نوار نقاله جابجا می شوند که همگی مواد خام را مختل می کنند و جریمه ها را در معرض باد قرار می دهند. حتی مواد ریز که بر روی نواحی مسطح و یا در شمع های ذخیره قرار می گیرند در معرض فرسایش باد قرار می گیرند. وجود چند میلیون تن مواد خام در یک کارخانه و داشتن وسعتی بین 9.7 تا 96.7 هکتار (10 تا 100 هکتار) در آنجا غیرعادی نیست.

این عوامل از طریق آزمایش منبع در کارخانه های مختلف آهن و فولاد یکپارچه تعیین شدند. هر معادله برای عملیات منبع تعریف شده بر اساس یک مکانیسم تولید گرد و غبار منفرد که از خطوط صنعت مانند ترافیک وسایل نقلیه در جاده‌های آسفالت نشده عبور می‌کند، توسعه داده شد. معادله پیش‌بینی، بسیاری از واریانس مشاهده‌شده در فاکتورهای انتشار اندازه‌گیری‌شده را با مرتبط کردن انتشار به پارامترهایی که شرایط منبع را مشخص می‌کنند، توضیح می‌دهد. این پارامترها را می توان به 3 دسته دسته بندی کرد:

(1) اقدامات مربوط به فعالیت منبع یا انرژی مصرف شده (مثلاً، سرعت و وزن وسیله نقلیه ای که در یک جاده آسفالت نشده حرکت می کند)، (2) ویژگی های مواد مختل شده (مثلاً، محتوای ریزهای معلق در مواد سطح روی یک جاده آسفالت نشده) و (3) پارامترهای آب و هوایی (به عنوان مثال، تعداد روزهای بدون بارندگی در سال، زمانی که انتشار گازهای گلخانه ای به حداکثر می رسد). رتبه‌بندی‌های با کیفیت بالاتری که به معادلات تخصیص داده می‌شوند، فقط در صورتی قابل اعمال هستند که (1) مقادیر قابل اعتماد پارامترهای تصحیح برای منابع خاص مورد علاقه تعیین شده باشد و (2) مقادیر پارامتر تصحیح در محدوده‌های آزمایش شده در توسعه معادلات باشد. .