رشد تكاملي علوم و فنون در جهان، حاصل مجموعه اي از كشفيات و اختراعاتي است كه زنجيروار به يكديگر مرتبط هستند.
كشفيات و اختراعات و نيز سير تكاملي علوم و فنون، مديون كار و كوشش و تحول هوش و استعداد انسان در طول حيات اوست.
متالوژها، همواره كوشيده اند تا مكانيسم مبادلات اجسام در فرايندهاي احيا، ذوب، پالايش سنگهاي معدني و ديگر روشهاي فيزيكي- شيميايي را فهميده و آنها را تشريح كنند.
انسانهاي اوليه بعلت شرايط محيط زندگي و سطح دانش خود، همواره اشباح را در نظر د

اشتند و مسائل متالوژي را به روشي كه در زندگي روزمره به آن عادت داشتند بررسي مي كردند- از جمله بوميان، نقش خداي آتش را در ذوب و احياي سنگها و توليدات فلزات، مستقيما دخيل ميدانستند.
آثار باستاني و بررسي هاي دانشمندان نشان ميدهد كه فلزات از عصر حجر و دوران باستان كشف و شناخته شده مي باشند.
آهن جزوه هفت فلزي است كه در دوران باستان شناخته شده است. اين هفت فلز عبارتند از طلا، نقره، مس، آهن، سرب، قلع و جيوه.
باستان شناسان قديمي ترين محل ابداع و توليد آهن از سنگ آهن را در ناحيه اي از آسياي صغير، در كنار رودخانه هيل در قفقاز كه به درياي سياه مي ريزد مي دانند. در آن محل كاندهاي آهن و مس غني وجود داشته و به روايتي”چليبيها”، اولين بار روش توليد آهن از سنگ آن را اختراع كردند.
سرباره هاي آهن دار و نيز چون سفيد متعلق به هزاره سوم پيش از ميلاد، در تپه گيان كشف شده اند چون در سه باره، كوره هاي توليد مس و سرب مكشوفه در كرانه هاي كوير ايران، آهن اسفنجي ديده شده است، لذا دور از واقعيت نيست كه احتمالا اولين بار، آهن در ايران به عنوان يك ماده جنبي واحدهاي مذكور، توليد شده باشد.
توليد آهن از سنگ آن به روايتي حدود ۲۰۰۰ سال پيش از ميلاد در مصر انجام گرفته است. يونانيان و ساكنان قفقاز حدود ۱۰۰۰ سال پيش از ميلاد و چيني ها حدود ۵۰۰ سال پيش از ميلاد آهن را بكار
مي برده اند.
از نوشته هاي مصريان استنباط مي شود كه ساكنان ارمنستان بزرگترين مصرف كنندگان آهن در آن زمان بوده اند.
تقسيم بندي فلزات از نقطه نظر تاريخ كشف آنها، طبق آثار باستان شناسان، پژوهشهاي محققين، به شرح زير مي باشد:
از ۸۷ فلز مكشوفه:
۷ فلز در دوران باستان
۲ فلز در قرون وسطي
۱۵ فلز در قرن هجدهم
۴۳ فلز در قرم نوزدهم
۲۰ فلز در هشت دهه قرن بيستم ميلادي كشف شده اند.
ملاحظه مي شود كه حدود سه چهارم فلزات كشف شده(يعني ۶۳ تاي آنها)، از قرن نوزده

م ميلادي به بعد، يعني در ۱۸۰ سال گذشته، كشف شده اند- بديهي است كه كاهش تعداد فلزات مكشوفه در قرن بيستم نسبت به قرن نوزدهم ميلادي، بعلت محدوديت كل فلزات بوده است.
كارخانه هاي فولادسازي و نورد در رابطه با بخش خصوصي در ايران:

از سال ۱۳۴۲ شمسي، كارخانجات متعددي در رابطه با صنعت فولادسازي توسط بخش خصوصي، در ايران تاسيس شدند- اولين واحد، كارخانه نورد ايران بود كه با ظرفيت ساليانه ۶۵ هزار تن در سال ۱۳۴۲ شمسي تاسيس شد(در كيلومتر ۹ جاده خرمشهر- اهواز)- بهره برداري از اين كارخانه در سال ۱۳۴۶ شمسي، شروع شد- در اين كارخانه از شمشهاي وارداتي نورد شده، ميل گرد ساده و آجدار ساخته مي شود. كارخانه پولادسازي ايران با ظرفيت ساليانه ۱۵۰ هزار تن تيرآهن در سال ۱۳۴۹ شمسي تاسيس و در سال ۱۳۵۹ شمسي مورد بهره برداري قرار گرفت. به موازات اين كارخانه ها، واحدهاي مشابهي از طرف بخش خصوصي تاسيس شد كه فهرست آنها در جدول شماره ۱ آمده است.
در سالهاي ۱۳۴۸ و ۱۳۴۹ شمسي، بخش خصوصي اقدام به تاسيس كارگاههاي ذوب شوش و شهريار كرد ظرفيت ساليانه اين كارگاه ها ۳۶۰ هزار تن فولاد مذاب بوده است. در اين كارخانجات از شمش وارداتي و نيز ذوب آهن تراضه توسط كوره قوس الكتريكي ميل گرد، تيرآهن و مفتول ساخته مي شود.
اين كارخانجات در سال ۱۳۵۵ شمسي به دولت واگذار شد و هم اكنون بعنوان كارخانه ذوب شماره ۱ زير پوشش مجتمع فولاد اهواز است.
كارخانجات نورد اهواز و لوله سازي شركت نفت نيز به موازات واحدهاي فوق الذكر، شمش وارداتي را نورد سرد و گرم كرده و از آنها لوله و پروفيلهاي مختلف مي سازند.
از واحدهاي ديگر، كارخانجات توليد فولاد مخصوص است. براي تاسيس و راه اندازي كارخانجات توليد فولاد مخصوص، بين دولت ايران و دولت فرانسه در سال ۱۳۵۷ شمسي، قراردادهايي منعقد شده است و مقدمات اوليه براي شروع كارهاي اجرايي انجام شد- اما بدليل عدم پيگيري، اين طرح متوقف شد.
نام كنوني واحد نام واحد پيش از انقلاب ظرفيت به هزار تن در سال نوع محصول سال بهره برداري
شركت نورد سنگين كاويان(اهواز)

ذوب شماره ۱(مجتمع فولاد اهواز)
گروه ملي صنايع فولاد ايران(اهواز)
كارخانجات بخش يك نورد شماره ۱
كارخانجات بخش يك نورد شماره ۲
كارخانجات بخش يك نورد شماره ۳
كارخانجات بخش دو نورد ۶۵۰

كارخانجات بخش دو نورد ۶۳۰
كارخانجات بخش لوله سازي
لوله سازي مانسمان
لوله گالوانيزه
كارخانجات بخش صنايع فلزي ايران
كارخانجات ماشين سازي اهواز
شركت ملي نورد و لوله اهواز
كارخانجات لوله سازي خوزستان
مينتا(تهران)
پسنتا(اهواز)
شركت نورد و پيچ باختران
كارخانجات لوله و ماشين سازي ايران
ذوب شوش و شهريار

كارخانجات نورد ايران. شماره ۱
كارخانجات نورد ايران. شماره ۲
كارخانجات مفتول سازي ايران
كارخانجات پولاد سازي ايران
كارخانجات پولاد سازي خوزستان

كارخانجات مجتمع صنايع فلزي ايران

ماشين سازي اهواز

ايران شافتينگ ۸۰۰
۳۶۰

۶۵

۸۵
۱۰۰
۱۵۰
۱۴۰

۱۲۰
۷۰
۱۰

۱۴۰
۷۰
۳۰۰
۴۰۰

۲۴ انواع پروفيل و ورق
تيرآهن و ميل گرد

ميله گرد
ميله گرد
مفتول
تيرآهن
تيرآهن

لوله بي درز
لوله درز جوش
پروفيل، شبكه و توري
قطعات يدكي
كلاف ورق و انواع لوله
لوله چدني، داكتيل فاضلاب
پروفيل و لوله
پروفيل و لوله
ميله

لوله اتصالات داكتيل ۱۳۶۲
۱۳۵۱

۱۳۴۶

۱۳۴۸
۱۳۵۲
۱۳۵۶
۱۳۵۶

۱۳۵۶
۱۳۵۶
۱۳۵۲
۱۳۵۳
۱۳۵۰
۱۳۶۲
۱۳۴۰
۱۳۵۶
۱۳۶۲
۱۳۳۳
تعدادي از كارخانه ها و مجتمعات فولاد در ايران عبارتند از:
– مجتمع فولاد اهواز
– مجتمع فولاد مباركه
– مجتمع فولاد بندرعباس
– مجتمع فولاد اصفهان
– مجتمع فولاد كنگان
مجتمع فولاد مشهد
كه در اينجا، مجتمع فولاد اهواز را از نظر فني و اقتصادي به اختصار تشريح مي كنيم.
آشنايي با مجتمع فولاد اهواز:
در سال ۱۳۵۲ براي تاسيس مجتمع فولاد اهواز بين شركت هاي ملي صنايع فولاد ايران و شركتهاي متعددي مذاكره شده است. اين مذاكرات منجر به امضاي قراردادهاي متعددي به منظور تعيين مناسبترين محل براي استقرار مجتمع، برآورد هزينه توليد و مطالعات اوليه، شده است. براساس اين مطالعات اولين مجتمع توليد فولاد به روشهاي احياي مستقيم در ۸ كيلومتري جنوب شرقي اهواز، در زميني به مساحت سه كيلومتر مربع تاسيس شد.
از نظر مكانيابي پروژه هاي صنعتي، انتخاب اهواز بعنوان مناسبترين محل براي تاسيس مجتمع فولاد سازي داراي مشكلات زير بوده است:
– شرايط نامساعد جوي، نظير بالا بودن درجه حرارت، بدي آب و هوا.
– كمبود نامساعد جوي، نظير بالا بودن درجه حرارت، بدي آب و هوا.
– كمبود آب مورد نياز و بالا بودن هزينه تهيه آب.

– مشكل تامين نيروي انساني محلي براي فعاليتهاي صنعتي، به لحاظ بالا بودن هزينه آموزش.
– دوري مجتمع از محل ذخاير كانه هاي آهن و غيره در داخل كشور.
– دوري محل مجتمع به بازارهاي مصرف آهن و فولاد در داخل كشور.
– چنانچه به لحاظ استفاده از گاز منطقه، مكان آن اهواز تعيين گرديده است، اين مشكل نيز به لحاظ وجود خط لوله گاز سراسري در مكان هاي ديگر، وجود نداشته است. ساختمان مجتمع فولاد اهواز در سال ۱۳۵۳ شمسي شروع شد و پيشرفت كار استقرار واحدها تا نيمه دوم سال ۱۳۵۷ شمسي در اين مجتمع حدود ۵۵ درصد بوده است. از آن تاريخ تا نيمه اول ۱۳۶۰ ششرفتي نداشته است.
با فعاليت تعاوني ها در مجتمع، از نيمه اول سال ۱۳۶۰ شمسي، برنامه هاي تكميلي، مجددا شروع و پيشرفت كار تا دي ماه ۱۳۶۱ شمسي به حدود ۶/۶۷ درصد رسيده است.
عمليات ساختماني و نصب ماشين آلات واحدهاي مختلف اين مجتمع در اواخر سال ۱۳۶۲ پايان يافت و توليد فولاد در واحدهايي از اين مجتمع به ۱۹۵ هزارتن رسيد. پس از انقلاب، توليد سالانه اين مجتمع، ۵/۱ ميليون تن فولاد پيش بيني گرديده است.
در ساختمان مجتمع فولاد اهواز، ۷۰ شركت خارجي(آمريكايي، ايتاليايي، ژاپني، آلماني، فرانسوي، انگليسي و…) و حدود ۳۰ شركت ايراني دخالت داشته اند.
واحدهاي عمده مجتمع فولاد اهواز:
واحدهاي عمده در مجتمع فولاد اهواز عبارتند از:
– واحد انباشت و برداشت.
– واحد گندله سازي.
– واحد احياي مستقيم شماره يك.
– واحد احياي مستقيم شماره دو.
– واحد احياي مستقيم شماره سه.
– واحد ذوب و پالايش آهن اسفنجي و ريخته گري.
– واحد توليد اكسيژن، ازت و آهك.
– واحد نورد سنگين كاويان.
– بخش تامين آب.
در ادامه بحث، هر يك از اين واحدها به اختصار تشريح مي شوند:
سيستم انباشت و برداشت در مجتمع فولاد اهواز:
در هر مجتمع فولاد سازي، مواد اوليه لازم براي توليد آهن و فولاد به مجتمع وارد و بايد به واحدهاي مربوطه انتقال يابد. كليه نقل و انتقالات در اين زمينه در مجتمع فولاد اهواز بوسيله سيستم انباشت و برداشت انجام مي شود. اين سيستم در مجتمع و فولاد اهواز شامل تجهيزات لازم براي تخليه سنگ آهن، سنگ آهك، بنتونيت، انبار كردن آنها نقل و انتقال مواد اوليه به واح

د گندله سازي و نيز انتقال گندله هاي توليد شده به واحدهاي احياي مستقيم است.
سنگ آهن مورد نياز اين مجتمع بوسيله واگن هاي مخصوص با ظرفيتي حدود ۷۵ تن با راه آهن به مجتمع وارد و توسط دو دستگاه واگن برگردان در مدتي حدود دو تا سه دقيقه

هر واگن تخليه مي شود. سنگ آهن توسط دو نوار نقاله با ظرفيت ۱۵۰۰ تا ۱۸۰۰ تن در ساعت به انبارهاي مربوطه، منتقل مي شود. سپس، سنگ آهن آماده شده توسط نوار نقاله به واحدهاي گندله سازي انتقال مي يابد.
سنگ آهك نيز به همين ترتيب پس از انتقال به مجتمع در انبارهاي مربوطه نگهداري و سپس توسط نوار نقاله به آسيابهاي مربوطه منتقل و پس از تبديل به نرمه آهك، توسط هواي فشرده به قيفهاي ذخيره آهك در واحدهاي گندله سازي منتقل ميشود. بنتونيت لازم هم به همين روش

به واحد گندله سازي انتقال مي يابد.
در مجتمع فولاد اهواز، سه انبار وجود دارد: يكي از آنها گنجايش ۶۳۰ هزار تن سنگ معدن تغليظ شده و ۴۰۰ هزار تن گندله، دومي گنجايش ۶۳۰ هزار تن مواد معدني و سومي گنجايش ۴۰ هزار متر مكعب سنگ آهك را دارد.
قابل توجه اينكه كليه تجهيزات واحد انباشت و برداشت توسط كامپيوتر كنترل ميشود. ماشين آلات و تاسيسات اين واحد از فيوكايل باب كوك از فرانسه، ايتاليسم پيانتي از ايتاليا، كروپ از آلمان فدرال و شركتهاي اس اس سي ام، كمسيپ و سو فرسيد از فرانسه خريداري شده اند.
پيمانكار ساختماني اين طرح شركت مانا و پيمانكار نصب آن فاسترويله- تهران جنوب بوده اند.
واحد گندله سازي در مجتمع فولاد اهواز:
هر گاه تركيب شيميايي، شكل و ابعاد و تخلخل بار كوره هاي توليد آهن اسفنجي مناسب انتخاب شود، بازده واحدها بيشتر ميشود، لذا براي آماده كردن بار كوره ها، سنگ آهن بصورت گندله در مي آيد.
براي خريد ماشين آلات اين واحد در آذرماه ۱۳۵۳ شمسي، بين شركت ملي صنايع فولاد ايران و شركت لورگي از آلمان قراردادي بسته شد. در اين طرح، شركت ماشين سازي پارس، ساخت و نصب تجهيزات فلزي اين واحد را عهده دار بود- عمليات ساختماني اين طرح تا پايان مردادماه ۱۳۵۷ حدود ۳۷ درصد بوده است و بقيه كار ساخت بعد از ۱۳۵۹ پي گيري شده است.
مجتمع فولاد اهواز داراي دو واحد مستقل گندله سازي با ظرفيت كل ۵ ميليون تن گندله در سال(هر يك ۵/۲ ميليون تن) است. از اين مقدار ۵/۳ ميليون تن در سال براي واحدهاي احياي سيستم مجتمع كافي است. بقيه مي تواند به بازار عرضه شود و يا در صورت توسعه مجتمع مصرف شود. واحد گندله سازي مجتمع از ۳ قسمت تشكيل شده است:
– قسمت آماده كردن سنگ آهن وارد شده به مجتمع براي واحد گندله سازي.
– قسمت گندله سازي
– قسمت پخت
در اين واحد سنگ آهن وارد شده به مجتمع با دانه بندي كمتر از يك ميليمتر از واحد انباشت و برداشت مجتمع به آسيا بهاي مربوطه منتقل ميشود. در اين قسمت، سنگ آهن توسط دو آسياي گلوله اي تا ابعاد ۳۲۵ مش(۴۴ ميكرون)، نرم مي شود. پس از سرند كردن، ذرات درشت

تر به آسيابها برگشت داده ميشود. نرمه سنگ آهن مناسب بوسيله نوار نقاله به سيلوهاي مربوطه انتقال و ذخيره ميشود، سپس نرمه سنگ آهن از سيلوها، توسط نوار نقاله به مخلوط كنهاي واحد گندله سازي، انتقال و به نسبتهاي معين با آهك و بنتونيت مخلوط ميشود. سپس از اضافه كردن رطوبت كافي به بار گندله ها در دستگاه گندله ساز بشقابي، گندله هاي خام توليد ميشود.
اين گندله ها توسط نوار زنجيري نقاله از داخل ماشين پخت، گذشته و در حرارتي حدود ۱۴۵

۰ درجه سانتيگراد پخته شده و پس از الك كردن، گندله هاي مناسب با ابعادي بين ۶ تا ۲۵ ميليمتر به واحدهاي احياي مستقيم ارسال مي شوند.
واحد احياي مستقيم شماره يك در مجمع فولاد اهواز:
اولين واحد مجتمع فولاد اهواز كه در آن گندله هاي سنگ آهن توسط گازهاي حاصل از اكسايش جزئي گاز طبيعي، آهن اسفنجي توليد مي شود، واحد احياي مستقيم شماره يك مي باشد.
براي ساختمان اين واحد كه به روش پوروفر، آهن اسفنجي توليد مي كند، بين شركت طي صنايع فولاد ايران و شركت تيسن از آلمان قراردادي بسته شده است.
طرح و ساختمان اين واحد پس از عقد قرارداد تا تير ماه ۱۳۵۵ شمسي ادامه يافت.
تاسيسات واحد پوروفر در زميني به ابعاد ۱۲۰*۱۶۰ متر مستقر شده است. توليد اين واحد حدود ۳۳۰ هزار تن آهن اسفنجي است.
ارتفاع كوره احيا در اين واحد ۱۲ متر و حجم مفيد آن ۲۰۰ متر مكعب است. توليد آهن اسفنجي به روش پوروفر به اين نحو است كه گندله هاي سنگ آهن پخته بطور مداوم به كوره احيا وارد و بوسيله گازهاي حاصل از اكسايش جزئي گاز طبيعي، احيا ميشوند. در فرايند احيا، گندله هاي آهن اسفنجي بصورت گداخته از كوره به داخل انباره هاي محفوظ از هوا، تخليه و سپس به واحد خشته سازي، منتقل مي شود. سه ماشين خشته ساز با ظرفيت هر يك ۶۰۰ تن خشته در روز كه دوتاي آن بطور مداوم كار مي كنند، گندله هاي آهن اسفنجي گداخته با فشاري حدود ۲۰۰ آتمسفر به شكل خشته، متراكم مي كنند- پس خسته هاي گداخته در حوضچه هايي با آب سرد شده و توسط نوار نقاله به محل انباشت در هواي آزاد، منتقل ميشوند. شكل اين خشته هاي آهن اسفنجي، بالشتك مانند بوده و ابعاد آنها حدود ۱۰۰*۵۰*۲۸ ميليمتر است.
– ميزان توليد روزانه و نيز كل توليد آهن اسفنجي از بر و راه اندازي در شكل زير نشان داده شده است:

در واقع واحد پوروفر مجتمع فولاد اهواز در بهمن ماه ۱۳۵۶ شمسي(فوريه ۱۹۷۸ ميلادي)، پس از طي دوره ده روزه آزمايش، به شركت صنايع فولاد ايران، واگذار شد.

واحد پوروفر اهواز بعد از يك واحد نيمه صنعتي كه در ابدهوزن، واقع در آلمان ساخته شده و مورد بهره برداري قرار گرفته، در دنيا بي نظير است.
جالب اين است كه واحد پوروفر در دوره ده روزه آزمايش و تحويل به شركت ملي صنايع فولاد ايران، حداكثر توليد را داشته است. مضافا اينكه، اين واحد از بدو راه اندازي وقفه هاي متعددي داشته و توليد روزانه آن به علل غيرقابل توجيه، يكنواخت نبوده است.

واحدهاي احياي مستقيم شماره دو در مجتمع فولاد اهواز:
دومين واحد مجتمع فولاد اهواز كه در آن گندله هاي سنگ آهن توسط گازهاي حاصل از اكسايش گاز طبيعي، احيا و آهن اسفنجي توليد مي شود، اين واحد مي باشد-
براي تاسيس اين واحد، شركت ملي صنايع فولاد ايران در مهرماه ۱۳۵۳ شمسي(اكتبر ۱۹۷۲ ميلادي) قراردادي با شركت كورف از آلمان امضاء كرد- شركت كورف سه دستگاه توليد آهن اسفنجي به روش ميدركس با ظرفيت هر يك ۴۰۰ هزار تن آهن اسفنجي در سال را عهده دار شد.
تاسيسات اين واحد در زميني به ابعاد ۲۵۰*۴۵۰ متر قرار دارد.
هر دستگاه توليد آهن اسفنجي به روش ميدركس داراي يك كوره احيا و نيز تاسيساتي براي تغيير شكل گاز طبيعي است. در اين روش، گندله هاي پخته شده، توسط سرند، غربال شده و گندله هاي مناسب به سيلوهاي بالاي كوره هدايت مي شوند. در اين سيلوها بطور مداوم گازي خنثي جريان دارد. به اين وسيله از نشت گاز احيايي به خارج كوره احيا، جلوگيري ميشود.
گندله ها بطور دائم به كوره احيا وارد و بوسيله گازهاي حاصل از اكسايش جزئي گاز طبيعي در حرارتي حدود ۸۵۰ درجه سانتيگراد، احيا و گندله هاي آهن اسفنجي حاصل و به وسيله گاز خنك كننده، سرد ميشوند. در منطقه سرد كننده آهن اسفنجي نيز گازي سرد كننده جريان داشته و براي تبديل به فولاد به واحد ذوب دو، منتقل ميشوند.
ميزان مواد مصرفي و همچنين ويژگي آهن اسفنجي واحد ميدركس در جدول شماره ۲ نشان داده شده است:

جدول شماره ۲
ويژگي واحدهاي توليد آهن در ايران
واحد ميدركس واحد پوروفر واحد اچ و آي ال يك
ظرفيت روزانه[تن] ۱۲۰۰ آهن اسفنجي ۱۱۰۰ آهن اسفنجي ۱۱۰۰ آهن اسفنجي
كانه، كلوخه و يا گندله سنگ آهن[كيلوگرم] ۱۴۴۰ گندله ۱۴۴۰ گندله ۱۴۴۰ گندله
مصرف كُك[كيلوگرم] – – –
مصرف گاز طبيعي[متر مكعب]
مصرف گاز طبيعي[متر مكعب]
مصرف گاز طبيعي[ميليون كيلوكالري] ۴۱۲
۴۱۲
۸۸/۳ ۴۸۰
۳۵۰
۳۳/۳ ۵۴۰
۵۳۰
۰۱/۵

مصرف آب[متر مكعب]
مصرف آب[متر مكعب] ۲
۵/۲ ۶/۳
۲/۳ ۸/۳
۸/۳
مصرف برق[كيلووات ساعت]
مصرف برق[كيلووات ساعت] ۱۵۹
۱۵۹ ۱۴۲
۵/۱۴۲ ۲۰
۲۰

درجه فلز شدن[درصد]
كربن[درصد] ۹۰ تا ۹۴
۲/۲ تا ۷/۰ ۹۰ تا ۹۴
۲ تا ۴/۰ ۸۵ تا ۹۰
۲/۲ تا ۴/۱
در رديفهايي كه دو يا سه عدد ارائه شده، داده ها از منابع متفاوت استخراج شده است.