بررسی مجموعه فناوری‌های مرتبط با تولید الکترود گرافیتی
صنعت تولید الکترود گرافیتی یک صنعت کشنده فناوری است. یعنی با فعالیت در این صنعت، نیاز به بهره‌گیری از فناوری‌های زیاد دیگری در کشور است.
صنعت تولید الکترود گرافیتی یک صنعت کشنده فناوری است. یعنی برای فعالیت در این صنعت، نیاز به بهره‌گیری از فناوری‌های زیاد دیگری در کشور است. تولید خوراک کک سوزنی، کک و الکترود گرافیتی به گونه‌ای است که باعث ایجاد راسته‌های مختلف از فناوری در کشور می‌شود. به طور کلی فناوری‌های مرتبط با الکترود گرافیتی یا مشابه ندارند یا اگر مشابه داشته باشند نسبت به آن‌ها پیچیده‌تر هستند. بی‌جهت نیست که صنعت الکترود سازی مانند یک قلاب فناوری عمل می‌کند و فناوری‌های پیچیده و مهمی را همراه خود به ارمغان می‌آورد.
شکل زیر مجموعه فناوری‌های مرتبط با گرافیت را نشان می‌دهد.
1. فناوری گوگردزدایی
این فناوری مورد نیاز پالایشگاه‌ها برای تولید محصولات با کیفیت بالا است. واحدهای گوگردزدایی دارای هزینه‌های بالایی هستند، به طور مثال، پیشبینی می‌شود که واحد گوگردزدایی پالایشگاه اصفهان در حدود 1 میلیارد و دویست میلیون دلار هزینه داشته باشد. این واحدها همچنین تحت لیسانس شرکت‌های اروپایی هستند که در شرایط تحریم به سختی با ایران همکاری می‌کنند. اگر یک فناوری بتواند گوگردهای برش روغنی سنگین نفتی را از میان بردارد حتما می‌تواند روی برش‌های سبکی مثل بنزین و گازوئیل به خوبی عمل کند. لزوم یک فناوری بومی برای گوگردزدایی مسئله مورد نیاز پالایشگاه‌های کشورمان است.
2. فناوری کک سازی تاخیری
برای تولید الکترود گرافیتی به کک سوزنی نیاز است. این واحدها کوچک هستند و ظرفیتی در حدود سالانه چند ده هزار تن دارند. اما با آوردن فناوری کک سازی تاخیری که در مورد سوزنی از پیچیدگی بالاتری برخوردار است می‌توان فناوری کک سازی را در کشور آغاز کرد. این صنعت از جهات زیادی دارای اهمیت است که مهم‌ترین آن تامین کک اسفنجی مورد نیاز صنایع مختلف از جمله فولاد، آلومینیوم و … است. این تامین هم‌زمان با افزایش عملکرد پالایشگاه‌ها و کاهش تولید محصولات کم ارزش خواهد بود.
در حال حاضر 20 درصد نفت خام ایران در حال تبدیل به فرآورده‌های سنگین همچون نفت کوره و وکیوم باتِم است و حدود 4 میلیون تن نفت کوره در سال تولید می‌شود. با توجه به مقایسه قیمت نفت خام و نفت کوره، متوجه خواهیم شد که با صرف انرژی فراوان در پالایشگاه‌ها یکی از فرآورده‌ها ارزانتر از نفت خام استیکی از دلایل اصلی ضررده بودن پالایشگاه‌ها همین موضوع است.
پالایشگاه‌های دنیا به دنبال صفر کردن نفت کوره با استفاده از فناوری‌هایی همچون کک سازی تاخیری هستند. در واحد کک سازی تاخیری 80 درصد مازوت به گازوئیل و نفتا تبدیل خواهد شد. لذا با راه‌اندازی این واحد برای کشور می‌توان اقتصاد پالایشگاه‌ها را بهبود بخشید.
3. تکلیس کک
تکلیس در حال حاضر در صنایع مختلفی انجام می‌شود. اما تکلیس کک همراه با فرایند خنک سازی و در عدم حضور اکسیژن است. به همین دلیل چالش‌هایی همراه این فناوری وجود دارد که باید حل شوند.
کلسینه‌سازی به منظور تولید کک مطلوب برای واحدهای الکترود سازی منجر به تولید یا بهبود فناوری تکلیس کک به منظور تولید کک مطلوب برای واحدهای آند سازی در کارخانجات آلومینیوم سازی خواهد بود. همچنین فراورده‌های مربوط به دنیا بیشتر تکلیس نشده یا سبز هستند؛ خرید محصولات به صورت تکلیس شده آن هم توسط کشوری که از نعمت انرژی‌های فسیلی فراوان برخوردار است باعث از بین رفتن ارز کشور می‌شود.
با تقویت فناوری تکلیس می‌توان حداقل تا زمانی که کک نفتی در کشور تولید می‌شود از واردات کک سبز اجتناب کرد. هر چند یک واحد تکلیس در کک سبز خرمشهر ساخته شده اما هنوز عملیاتی نیست که یکی از دلایل آن عدم آشنایی با فرایند تکلیس است.
موضوعات مهمی در تکلیس و فناوری آن وجود دارد که از آن جمله بازدهی قابل قبول آن است. طراحی و ساخت خطوط تکلیس با توجه به انرژی بری بالای آن‌ها می‌تواند به عنوان یک کسب و کار در مناطق جنوبی کشور باشد به این صورت که به عنوان یک راه تکلیس محصولات در حال انتقال در دنیا مطرح خواهد بود.
4. مخلوط سازی و شکل‌دهی ترکیبات کربنی
الکترودهای گرافیتی تنها اشکال کربنی صنعتی در دنیا نیستند. الکترودهای پیش پخته در کوره‌های سابمرج استفاده می‌شوند. آندهای آلومینیومی در صنعت آلومینیوم مورد استفاده قرار می‌گیرند و کوره‌های گرافیتی هم کاربرد فراوانی در صنعت متالورژی دارند. همه این اشکال گرافیتی از فرایند مخلوط سازی و شکل‌دهی استفاده می‌کنند.
فناوری مخلوط سازی و شکل‌دهی ترکیبات کربنی در صنعت الکترود سازی پیچیده‌تر است و در صورت انتقال این صنعت می‌توان به ساخت خطوط دیگر اشکال کربنی امیدوار بود. استفاده از این فناوری در واحدهای آندسازی هم اکنون در کشور وجود دارد.
5. کوره‌های پخت ریدهمر
کوره‌های پخت رید همر از آن جهت قابل توجه هستند که فناوری آن‌ها پیچیده‌تر از کوره‌های تونلی است. بازدهی آن‌ها بالاتر و هزینه ساخت آن‌ها کمتر است. در مقابل طراحی و مهندسی این کوره‌ها علاوه بر نیاز در واحدهای الکترود سازی در واحدهای آندسازی و سایر اشکال کربنی نیز به کار می‌رود. به طور مثال راه‌اندازی واحد آند سازی در آلومینیوم جنوب در دستور کار این واحد قرار دارد که در حال حاضر در حال خرید فناوری از خارج هستند. در صورت راه‌اندازی واحد الکترود سازی این فناوری نیز در کشور قابل انتقال خواهد بود.
6. فناوری تلقیح
تلقیح یعنی تزریق مواد پرکننده در تخلخل‌های یک ماده پایه در شرایط فشاری بالا. برای اینکه بتوان تخلخل اولیه الکترودهای گرافیتی را پر کرد از تلقیح استفاده می‌شود. تلقیح در الکترود گرافیتی بسیار سخت‌تر از سایر صنایع است. بر این اساس در صورتی که این فناوری در کشور استفاده شود می‌توان از آن برای بهبود فناوری‌های حوزه‌های مختلف دیگر از جمله سرامیک استفاده کرد.
7. فناوری یکسوساز توان بالا
یکسوسازهایی که در ایران ساخته می‌شوند توانی در حد حداکثر چند مگاوات دارند در حالی که توان یکسوسازهای مورد استفاده در گرافیت سازی ۱۵ مگاوات هستند. این یکسوسازها در مقابل یکسوسازهای مورد استفاده در صنایع آلومینیوم و مس از توان کمتری برخوردار هستند. در نتیجه ساخت این تجهیزات در ایران نیازمند یک فناوری میانه است که می‌تواند پلی میان فناوری موجود و فناوری‌های سطح بالاتر باشد. طبق صحبتی که صاحبان فناوری در این حوزه صورت گرفته است به نظر می‌رسد بتوان در راه‌حل بومی مطرح شده این فناوری را در ایران وارد کرد.
8. فناوری آجر چینی کوره‌های بتنی گرافیت سازی
اکثر کوره‌های ساخته شده در ایران بنا و سازه فولادی دارند. در حالی که سازه‌های بتنی به عنوان یک فناوری پیشرفته در کوره‌های گرافیت سازی مورد استفاده قرار گرفته است. چنانچه این فناوری به کشور وارد شود می‌توان امیدوار بود کوره‌های آتی نیز با سازه‌های بتنی ساخته شوند. سازه‌های بتنی بسیار ارزانتر و مستحکم‌تر هستند.
9. سایر فناوری‌ها
فناوری‌هایی که به آن‌ها اشاره شد فناوری‌های اصلی و کلیدی این صنعت هستند در حالی که فناوری‌های دیگری در حوزه‌های رباتیک، سرامیک، نانو، نسوز، برق و کنترل در این صنعت هستند که مانند صنایع دیگر با آوردن صنعت می‌توان زمینه‌های تولید آن را فراهم آورد.
منابع :
کتاب از نفت تا گرفت | از سری مطالعات تحلیلی نقشه هوایی راه حل بومی الکترود گرافیتی
