مقدمه 
صنعت فولاد و ميزان رشد توليد فولاد در مناطق مختلف جهان، آمار و ارقام جالبي در زمينة اهميت صنعت فولاد در توسعه و گسترش اقتصادي و صنعتي كشورهادارد..

فولاد به عنوان يك صنعت پايه‌و مادر، نقش اساسي در پيشرفت و توسعه كشورها دارد . به دليل همين اهميت، طي چند سال اخير، كشور چين كه به سرعت در حال توسعه و گسترش صنايع خود ومطرح شدن به عنوان يك غول صنعتي است در سالهاي ۲۰۰۲ و۲۰۰۳ ، با رشد ساليانه ۲۰درصدي بيش از ۴۰ ميليون تن در توليد فولاد

(نزديك به چهار برابر كل توليد فولاد ايران) به ظرفيت توليد فولاد خود افزوده است.
طي همين مدت كشورهاي در حال توسعه ديگر كه از نظر منابع مواد اوليه . انرژي و نيروي انساني و توانايي توسعه صنعت فولاد را دارند رشدي بين ۳٫۵ تا ۴ درصد داشته اند. ايران نيز جزو اين كشورها است . تا سال ۲۰۱۰ توليد ساليانه چين به حدود ۴۰۰ ميليون تن خواهد رسيد و توليد بدون چين به حدود ۹۰۰ ميليون تن خواهد رسيد .

پس می توان نتیجه گرفت میزان تولید فولاد نشان دهنده ی رشد صنعتی و پیشرفت کشورها می باشد.
ایران با داشتن منابع مواد اولیه .انرژی.نیروی انسانی .توانایی توسعه ی صنعت فولاد را دارد .
تاریخچه فولاد.
آهن جزء هفت فلزی است ک

ه دردوران باستان شناخته شده است ، چون این فلز در بین فلزات ،از نقطه نظر تنوع کاربرد در زندگی برای ساختن ابزار و ماشین آلات در دوره جدید ،همواره در مقام اول قرار داشته و مصالح آهنی و فولادی زیر بنای واحدها و تجهیزات تولیدی را تشکیل می دهند ،انسان یقینأ در عصر حجر با آهن آشنا شده است. در هزاره دوم پیش از میلاد ،دوره آهن شروع شد . بدین جهت آهن نسبتأ جوان است .انسان اولیه آهن را از طریق سنگهای آسمانی می شناخته است و در دسترس داشته است ودر دوران باستان به عنوان یک فراورده جنبی در فرایندهای تولید مس و سرب بدست می آمده است. در بین سالهای ۱۹۰۰ تا ۱۹۷۸ میلادی ،روش فولاد سازی نوینی نیز توسعه و تکامل یافت که اساسأ با روشهای سنتی فولاد سازی که بر اساس کربن زدایی آهن خام استوار بود، فرق داشت . این روش تولید در کوره های قوس الکتریکی انجام می شد که بر اساس ذوب آهن قراضه پایه گذاری شده بود . در حال حاضر فولاد مبارکه،فولاد خوزستان و فولاد خراسان از این روش استفاده می نمایند.

 

فولاد خراسان
تاریخچه:
استان پهناور خراسان که مزین با نام علی بن موسی الرضا (ع) امام هشتم شیعیان است با دارا بودن منابع خدادادی نظیر معادن عظیم سنگ آهن ، گاز طبیعی ، ذغالسنگ ، منابع انسانی متعهد و متخصص و امکاناتی نظیر راه ، راه آهن ، نیروگاههای تولید برق و … و همچنین همجواری با کشورهای افغانستان و آسیای میانه ، برنامه ریزان و مسئولین صنعتی کشور را برآن داشت تا در سال ۱۳۶۲ با مطالعه همه جانبه در استان خراسان امکان استقرار یک مجتمع بزرگ فولاد سازی بظرفیت ۸/۱ میلیون تن در سال را بررسی نمایند که در سال ۱۳۶۸ با پایان یافتن مطالعات مهندسی و مکان یابی ، محل اجرای طرح در ۱۵ کیلومتری شمال غرب شهرستان نیشابور تعیین گردید و بلافاصله فعالیت های استملاک ۱۴۰۰ هکتار اراضی مورد نیاز و تجهیز و آماده سازی سایت در اراضی مذکور شروع شد.

در آبان ماه سال ۱۳۷۵ قرارداد خرید تجهیزات خارجی پروژه با شرکت ایتالیایی دانیلی به ارزش ۱۵۲ میلیون دلار منعقد گردید .جمع هزینه های دلاری و ریالی بالغ بر ۲۰۰ میلیارد تومان بوده است زمان شروع عملیات اجرایی و نصب تجهیزات مجتمع فولاد خراسان در خرداد ماه ۱۳۷۶ با حضور رییس جمهور محترم وقت حضرت آیه ا… هاشمی رفسنجانی آغاز شد.
در طی سالهای احداث پروژه ۳۳هزار تن ان

واع تجهیزات و ماشین آلات نصب ،۰۰۰ر۰۳۰ر۲ متر مکعب عملیات تسطیح و ۵۴۰ر۶۸۶ر۱ متر مکعب عملیات ساختمانی ، ۳۶۷ر۱۱۷ متر مکعب بتون ریزی و ۰۳۲ر۴۶۳ر۹ کیلوگرم آرماتور بندی انجام شد و سرانجام در ۳۱ خرداد ماه سال ۱۳۸۰ واحد نورد مقاطع ساختمانی مجتمع فولاد خراسان در راستای سیاستهای اقتصادی دولت محترم جمهوری اسلامی مبنی بر خودکفایی صنعتی و رفع وابستگی محصولات استراتژیک به عنوان بزرگترین مجتمع فولادسازی در شرق کشور به دست توانمند جناب آقای سیدمحمد خاتمی رییس جمهور محترم افتتاح و راه اندازی شد و در بهمن ماه همان سا

ل واحد ذوب و ریخته گری کارخانه با حضور وزیر محترم صنایع و معادن جناب آقای مهندس جهانگیری به بهره برداری رسید.
وضعیت اشتغال در فولاد خراسان:در حال حاضر تعداد ۸۳۱ نفر در استخدام فولاد خراسان می باشند علاوه بر ان حدود ۶۰۰ نفر پر سنل پیمانکار به عنوان نیروهای پشتیبانی و خدماتی مشغول به کار می بهشند و د

ر حدود ۱۰۰۰۰ شغل به صورت غیر مستقیم ایجاد شده است.

شرح کلی خطوط تولید:
شرکت فولاد خراسان از واحدهای مختلف تشکیل شده است که دو واحد فولادسازی و نورد به عنوان واحدهای اصلی و بقیه واحدها پشتیبانی فنی و جانبی محسوب می گردند.
الف ) ناحیه فولادسازی شامل :
۱- واحد آهن قراضه :

در این واحد انواع آهن قراضه بر اساس سنگینی و سبکی و میزان ناخالصی درجه بندی شده بر اساس درجه اختصاص یافته در محل های مخصوص نگهداری می شود و سپس بوسیله سه دستگاه جرثقیل سقفی به سبد حمل قراضه انتقال داده شده و برای انجام عملیات ذوب حمل می گردد.
۲- واحد ذوب :
– کوره قوس الکتریکی
آهن قراضه انتقال یافته به وسیله ماشین حمل قراضه ، در واحد ذوب با استفاده از جریان الکتریسیته ( قدرت ترانس ۱۲۰ مگاولت آمپر) در کوره قوس الکتریکی ۱۱۰ تنی (DANARC, AC) به مذاب تبدیل می شود.
در این قسمت انواع مواد افزودنی به ذوب اضافه شده تا خواص مورد نظر را پیدا نماید ، این واحد توانایی استفاده از آهن قراضه و آهن اسفنجی را به عنوان ماده اولیه دارد و ظرفیت تولید سالانه آن ۶۵۰۰۰۰ تن فولاد می باشد که از ذوب ۷۲۲۰۰۰ تن آهن قراضه استحصال می شود.

– کوره پاتیلی
فاکتورهای حرارتی و مشخصات فنی فولاد مذاب تولیدی در کوره قوس الکتریکی پس از انتقال به کوره پاتیلی تنظیم شده و سپس پاتیل مذاب بوسیله جرثقیل های سقفی ۲۷۰ تنی به ماشین پاتیل گردان منتقل و آماده ریخته گری می گردد.
۳- واحد ریخته گری مداوم :
فولاد مذاب آماده ریخته گری ، با استفاده از ۶ خط ریخته گری مداوم به شمشهای فولادی استاندارد با مقطع ۱۵۰×۱۵۰ و ۱۳۰×۱۳۰ و ۱۸۰×۱۸۰ میلیمتر و در طولهای مختلف قابل تبدیل است در این واحد سالانه ۶۵۰ هزار تن فولاد مذاب به ۰۰۰ر۶۳۰ تن شمش فولادی تبدیل می گردد.
۴- واحد حمل مواد اولیه :
این واحد جهت آماده سازی و انبار مواد افزودنی واحد ذوب ایجاد شده و با توجه به مجهز بودن به وسایل مکانیکی و نوار نقاله ، حمل مواد افزودنی به کوره ذوب بسیار سریع و دقیق صورت می گیرد و تمام مراحل به صورت خودکار انجام می شود.

۵- واحد تصفیه دود :
گرد و غبار حاصل از کوره قوس الکتریک و کوره پاتیلی ، جهت غبار زدایی به این واحد هدایت می شود و با توجه به نوع تجهیزات نصب شده حجم بالایی از گرد و غبار ایجاد شده جذب می شود و از انتشار آن در داخــل سالن و محیط اطراف جلوگیری می نمایند .
ب ) ناحیه نورد
شمشهای تولیدی در واحد ریخته گری پس از شارژ در کوره پیش گرم و رسیدن به دمای مورد نظر با گذشتن از ۲۰ قفسه غلطک که به صورت عمودی و افقی در یک راستا نصب شده به انواع محصولات فولادی تبدیل می گردند .
برای نیل به این هدف شمش ها مراحل زیر را به ترتیب طی می کنند.
۱- شمش ها برای رسیدن به دمای مناسب جهت نورد شدن وارد کوره پیش گرم با کف متحرک می شوند . ظرفیت این کوره ۱۱۰ تن در ساعت می باشد.
۲- شمشها پس از خروج از کوره پیشگرم از قسمت پوسته زدایی عبور می کنند در این قسمت پوسته و زنگ شمشها به وسیله فشار آب جداشده تا محصولاتی با کیفیت بالا تولید و به مشتریان عرضه گردد.
۳- بلافاصله پس از قسمت پوسته زدایی شمش ها به Pinch Roll می رسند . وظیفه Pinch Roll گرفتن و هدایت شمش با فشار به داخل غلتکهای داخل قفسه می باشند.
۴- در مرحله بعد شمش ها از قیچی متوقف کننده (Snap Shear) عبور می کنند .در صورت بروز هرگونه مشکل در خط نورد، این قیچی شمش در حال نورد شدن را قطع و متوقف می کند.
۵- سپس شمشها به ترتیب از ۲۰ قفسه غلطک عبور می کنند. هر یک از قفسه ها دارای یک جفت غلطک می باشد که به ترتیب به صورت افقی و عمودی در یک راستا نصب شده است .
۶- در طی مراحل نورد علاوه بر (Snap Shear) سه عدد قیچی دیگر نیز وجود دارد.
الف- یک قیچی پس از قفسه شماره هشت و یک قیچی بعد از قفــسه شماره چهارده قراردارد که سر و ته محصولات را قطع می کند.
ب – یک قیچی دیگر در انتهای خط نورد قراردارد که محصولات را در طولهای برنامه ریزی شده قطع می کند .
۷- در انتهای خط نورد محصولات نورد شده از محفظه کاهش سریع دما (QTB) عبور می کنند که خود باعث افزایش کیفیت محصولات این شرکت می شود.
۸- در آخرین مرحله محصولات نورد شده بر روی بستر خنک کننده قرار می گیرند تا دمای خود را از دست داده و برای بسته بندی ، انبار و عرضه به بازار آماده شوند.
ظرفیت تولید سالانه این واحد ۰۰۰ر۵۵۰ تن انواع مقاطع ساختمانی شامل :
– میلگرد ساده و آجدار از سایز ۱۰ تا ۴۵ میلیمتر
– نبشی از سایز ۴×۲۵ تا ۶×۶۰ میلیمتر
– ناودانی از سایز ۱۵×۳۵ تا ۳۰×۶۰ میلیمتر
– تسمه از سایز ۵×۲۵ تا ۶×۱۰۰ میلیمتر
– چهارگوش از سایز۱۰ تا ۴۰ میلیمتر
– شش گوش از سایز ۱۵ تا ۵/۳۷ میلیمتر
) واحدهای پشتیبانی فنی شامل :
۱)- آبرسانی
در واحد آبرسانی ، آب مصرفی از طریق منابع آب زیرزمینی ( چاه های حفرشده ) وارد مخزن اصلی شده سپس قسمت عمده آن به بخش صنعتی و قسمت جزیی آن جهت آبیاری فضای سبز استفاده می شود.
آب خام وارده به بخش صنعتی وارد مخزن فرعی که از سه قسمت مخزن آب آشامیدنی ، مخزن آب خام و مخزن آب املاح زدایی شده است ، منتقل می گردد.
الف ) واحد تصفیه آب :
آبهای مصرفی ناحیه نورد و ناحیه فولادسازی بعد از مصرف در خطوط تولید جهت جداسازی روغن و ذرات جامد محلول در آب به این قسمت وارد شده و بعد از انجام عملیات جداسازی و تصفیه های لازم به چرخه تولید برمی گردد که کاهش مصرف آب و جلوگیری از آسیب دیدگی تجهیزات را به دنبال دارد .آب مورد نیاز واحدهای عملیاتی پس از انتقال به مخزن فرعی عبور از سیستم املاح زدایی وارد مخزن آب املاح زدایی شده گردیده و به همراه آب خام در سه سیستم ، چرخه آب مستقیم ، چرخه غیر مستقیم و چرخه غیر مستقیم و بسته ، به چــرخه تولید بر می گردد.
ب ) چرخه آب مستقیم :
آّب این چرخه از ۳۳% آب املاح زدایی شده و ۶۷% آب خام تشکیل شده است که به طور مستقیم محصولات و تجیهزات را خنک می کند . این چرخه آبهای اسپری شده بر روی محصولات و آبهای خنک کننده ایستگاههای نورد و تجهیزات تاسیسات جانبی و آب محفظه خنک کننده را جمع آوری کرده و به مخزن جداسازی ذرات جامد هدایت می کند تا ذرات معلــق و ســـنگین آن ته نشین شود و همچنین روغن زدایی شود این آب پس از عبور فیلترهای مربوطه و بــــــــرج خنک کننده به مخزن اصـــلی باز می گردد.
ج ) چرخه غیرمستقیم :
آّب این چرخه از ۳۳% آب املاح زدایی شده و ۶۷% آب خام تشکیل شده است که به طور غیرمستقیم ماشین آلات واحد ریخته گری مداوم ، کوره پایتلی ، کوره قوس الکتریکی ، نورد ، واحد تصفیه دود و تاسیسات جانبی را خنک می کند این آب پس از عبور از برج خنک کننده به مخزن اصلی باز می گردد.
د ) چرخه غیر مستقیم و بسته:
آّب این چرخه به طور کامل از مخزن املاح زدایی شده تامین می شود و به طور مداوم در مسیری بسته و بدون ارتباط مستقیم با هوا و تجهیزات در حرکت است و قطعات و تجهیزات بخصوصی همانند غالب های واحد ریخته گری مداوم را خنک می کند . این چرخه علاوه بر آب از مبدل های حرارتی مخزن جمع آوری آب و ایستگاه پمپاژ تشکیل شده است .
هـ ) تانک اضطراری
قالبهای ماشین آلات واحد ریخته گری مداوم ، کوره قوس الکتریکی و کوره پیش گرم واحد نورد برای موارد اضطراری به تانک آب اضطراری وصل شده است . این تانک در ارتفاع ۴۰ متری از سطح زمین واقع شده و ۳۰۰ متر مکعب ظرفیت دارد.
همچنین بخشی از آب خام به عنوان آب آشامیدنی ، آب مورد نیاز واحد اکسیژن و هوای فشرده و آتش نشانی و آبیاری فضای سبز مورد استفاده قرار می گیرد.
۲)- گازرسانی
گاز رسانی از سه بخش تولید اکسیژن و نیتروژن ، تولید هوای فشرده و تامین گاز طبیعی تشکیل می شود.
الف ) واحد اکسیژن و نیتروژن
این واحد که اکسیژن و نیتروژن مورد نیاز واحدهای ذوب ، ریخته گری مداوم ، نورد و دستگاه های برش را تامین می کند از اجزای زیر تشکیل شده است .
– کمپرسورهای هوا
– چیلرها
– واحد تخلیص هوا که جهت خشک کردن هوا و جداسازی Co2 استفاده می شود
– استریل سازی هوا
– کمپرسورهای اکسیژن و نیتروژن
– محفظه خنک کننده
– ایستگاه کپسول پرکنی
– تجهیزات جانبی
این واحد توان تولید ۴۷۰۰ متر مکعب در ساعت اکسیژن با خلوص ۵/۹۹% و ۴۰۰ متر مکعب در ساعت نیتروژن با خلوص ۵/۹۹% را دارد.
ب ) واحد تولید هوای فشرده
واحد تولید هوای فشرده مجتمع فولاد خراسان با ظرفیتی معادل ۵۴۰۰ متر مکعب در ساعت جهت تغذیه تمام واحدهای مصرف کننده در سرتاسر مجتمع طراحی شده و دارای اجزای زیر می باشد.
– ۴ دستگاه کمپرسور مارپیچی
– ۴ دستگاه خشک کننده هوا
– ا عدد مخزن هوای فشرده
– تنظیم کننده کارکرد نوبتی کمپرسورها
– فیلتر روغن
۳)- پست گاز طبیعی
فشار گاز طبیعی دریافتی از شبکه سراسری پس از ورود به ایستگاه فشارشکن ۵۰۰۰۰ متر مکعبی داخل مجتمع و عبور از فیلترها به کمک رگلاتورها از ۶۳ بار به ۱۲ بارکاهش می یابد.
سپس گاز طبیعی به پست توزیع گاز طبیعی واقع در محدوده واحد نورد اننتقال یافته و بوسیله شبکه گاز به ظرفیت ۵۰۰۰۰ نرمال متر مکعب برای مصرف در واحدهای کوره پیشگرم نورد ، کوره ذوب ، کوره پاتیلی و سایر قسمتهای تولیدی و خــدماتی اننتقال می یابد و با توجه به آینده نگری انجام شده جهت اجرای فازهای توسعه خط انتقال گاز تا ورودی مجتمع ۱۵۰۰۰۰ نرمال متر مکعب در ساعت اجرا شده است .
۴)- برق رسانی
۲∙۱ مگاوات برق مورد نیاز فاز اول مجتمع توسط نیروگاه سیکل ترکیبی نیشابور که در فاصله ۱۳ کیلومتری شرق مجتمع قراردارد تامین و از طریق ۱۳ کیلومتر خط اختصاصی ۴۰۰ کیلو ولت به مجتمع منتقل می شود . تجهیزات فوق ظرفیت انتقال تا ۴۰۰ مگاوات را دارا می باشند.
– پست برق ۴۰۰ کیلو ولت :

برق مذکور پس از ورود به پست ۴۰۰ کیلو ولت کارخانه از طریق دو دستگاه ترانسفورماتور با قدرتهای ۱۶۵ و ۵/۶۲ مگاولت آمپر به ولتاژ ۳۳ کیلو ولت تبدیل و از طریق تابلو ۳۳ کیلوولت با بریکرهای گازی در دو شبکه جداگانه در سطح کارخانه توزیع می گردد.

شبکه اول برق مورد نیاز کوره های قوس الکتریکی را تامین نموده و برق با ولتاژ ۳۳ کیلو ولت را از طریق کابلهای فشار قوی به واحد فوق منتقل و با استفاده از دو دستگاه ترانسفورماتور با قدرتهای ۱۲۰ و ۱۷ مگاولت آمپر مستــقیما به الکتـــرودهای کوره های ذوب و پاتیلی جهت قوس الکتریک منتقل می نماید. به منظور جلوگیری از آثار زیان بار کوره های قوس الکتریکی مانند نوسانات برق ، فلیکر و برق راکتیو سیستم SVC که اصلاح کننده موارد فوق می باشد پیش بینی و نصب گردیده است .

شبکه دوم برق مورد نیاز سایر قسمت های کارخانه را تامین می کند برق با ولتاژ ۳۳ کیلو ولت از طریق کابلهای فشار قوی به واحدهای نورد و فولادسازی منتقل و در هر واحد بوسیله یک ترانسفور ماتور با قدرت ۵/۳۱ مگاولت آمپر به ولتاژ ۶/۶ کیلو ولت تبدیل و از طریق تابلوهای فشارقوی متوسط در سطح کارخانه توزیع در محلهای مصرف از طریق چندین ترانسفورماتور توزیع به ولتاژ ضعیف تبدیل شده و مصرف می گردد.
۵)- واحد اتوماسیون و ابزار دقیق

این واحد مسئولیت بازرسی و نگهداری و تعمیرات شبکه های اتوماسیون مجتمع و رفع ایرادات احتمالی آن ، اصلاح و تعمیرات برنامه های نرم افزاری و سخت افزاری و مراقبت از سیستم مخابراتی و ارتباطات درون سازمانی و برون سازمانی و کنترل ابزارهای دقیق مجتمع را عهده دار می باشد.
الف) شبکه اتوماسیون:
شبکه اتوماسیون مجتمع فولاد

خراسان مشتمل بر Plcهای متعددی از سری Simatic S5 می باشد که در اطاقهای مخصوص (Plc Room) متمرکز شده و هر کدام به صورت انفرادی وظیفه کنترل فرایند یک بخش (کوره پیش گرم ) یا یک ماشین ( قیچی ) را به عهده دارند و کلیه Plcهای اصلی از طریق یک شبکه H1 و کارتهای CP بیکدیگر متصل و تبادل اطلاعات دارند.

کامپیوترهای متعددی تحت عنوان (Operator Work Station) که انتخاب محصول تولیدی و پارمترهای مرتبط با آن توسط آنها انجام می شود و کامپیوترهای دیگر تحت عنوان HMI (Human Machne Interface) جهت اجرا فرامین و مشاهده وضعیت خطوط تولید دیدن هشدارهای صادره از طرف ماشین در اطاقهای کنترل در اختیار اپراتورهای اطاق کنترل می باشد . این PCها ( Personnel Computer) به شبکه H1 متصل می باشند. فرمان صادره از سوی اپراتور از طریق شبکه به PLC مربوطه وارد و پس از پردازش و آماده بودن شرایط فرمان اجرا می شود.

شبکه دیگری جهت جمع آوری اطلاعات منطقی از خط به نام (Logic Line Distribution Peripheri) L 2 – DP وجوددارد که کلیه سیگنالها اعم از دیجیتال با آنالوگ را از سنسورها ،فتوسلها ، لیمت سوئیچ ها و … جمع آوری کرده و از طریق کارتهای ورودی به شبکه L2 متصل و سپس به PLC های اصلی منتقل نموده و فرمان های اجرایی را نیز از طریق PLC های اصلی که به همین شبکه متصل می باشد به Actuatorها ، رله ها، ســلونوئیدها ، شیرهای کنـــترل و …منتقل می نمایند.

سیستم دیگری بنام ServerVax یا سیستم اطلاعات وجود دارد که وظیفه آن تهیه گزارش از میزان تولید ، وضعیت و نوع محصول تولید ، توقف تولید ، مصرف انرژی ( گاز – برق و …) جهت ارائه به مدیریت و مسئولین می باشد.