ឯកតាគេចអាកាសសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ក្នុងឧស្សាហកម្មដែក

ហេតុ អ្វី បាន ជា រោងចក្រ ផលិត ដែក ដែល មាន ការ ផ្សំ គ្នា ពឹង ផ្អែក លើ កន្លែង ឯកតាគម្លាត់ខ្យល់

កត្តា ជំរុញ តម្រូវការ ប្រតិបត្តិការ: តម្រូវការ អុកស៊ីសែន, អង់ត្រូ ហ្សែន និង អា ហ្គោ ន មាន ទំហំ ខ្ពស់ និង មាន ភាព ស្អាត ខ្ពស់

រោងចក្រផលិតដែកត្រូវការឧស្ម័នឧស្សាហកម្មបរិមាណច្រើនជាងគេ ដែលត្រូវតែបំពេញលក្ខណៈស្តង់ដារភាពស្អាតយ៉ាងតឹងរ៉ឹង។ យើងអាចយកឧទាហរណ៍រោងចក្រផ្ទះធ្លាក់ធំមួយ ដែលអាចប្រើប្រាស់អុកស៊ីសែនច្រើនជាង ៣០០ តោនក្នុងមួយម៉ោង។ វិធីសាស្ត្រផ្ទះធ្លាក់អុកស៊ីសែនមូលដ្ឋាន (Basic Oxygen Furnace) ត្រូវការអុកស៊ីសែនដែលមានភាពស្អាតយ៉ាងហោចណាស់ ៩៩,៥% ដើម្បីបានលទ្ធផលឆេះបានល្អ និងគ្រប់គ្រងស្លាក (slag) បានត្រឹមត្រូវ។ ចំពោះដំណាំបន្ត (continuous casting operations) ពួកគេត្រូវការអាហ្សុនដែលមានភាពស្អាតលើសពី ៩៩,៩៩៩% នៅពេលអនុវត្តដំណាំបំពេញអាសូត (nitrogen flushing processes)។ វិធីសាស្ត្រនេះជួយការពារការបង្កើតខ្វះខាតដែលបណ្តាលមកពីការអុកស៊ីសែន (oxidation defects) នៅលើផ្ទៃដែក (steel slabs)។ ដោយសារតែតម្រូវការបរិមាណធំទេស និងលក្ខណៈបច្ចេកទេសតឹងរ៉ឹងបែបនេះ ការដឹកជញ្ជូនឧស្ម័នទាំងអស់នេះជាប៉ុណ្ណោះ (in bulk) មិនអាចអនុវត្តបានជាក់ស្តែងទេ។ ដូច្នេះហើយ រោងចក្រភាគច្រើនបានដំឡើងប្រព័ន្ធឧស្ម័ននៅលើកន្លែង (on site)។ ឯកតាគម្លាត់ខ្យល់ (ASUs)។ ប្រព័ន្ធទាំងនេះផ្តល់ឱ្យអ្នកប្រើប្រាស់រោងចក្រនូវការគ្រប់គ្រងភ្លាមៗលើបរិមាណឧស្ម័នដែលពួកគេផលិត សម្ពាធ និងសារៈសំខាន់បំផុតគឺលំដាប់សុទ្ធភាពរបស់វា។ ភាពអាចបត់ប៉ែនបានបែបនេះអនុញ្ញាតឱ្យពួកគេប៉ះប្រហែលបរិមាណឧស្ម័នដែលត្រូវការជាមួយនឹងតម្រូវការបន្តបន្ទាប់នៅលើខ្សែផលិតកម្មប្រចាំថ្ងៃ។

អត្ថប្រយោជន៍សេដ្ឋកិច្ច និងភាពអាចទុកចិត្តបានរបស់ ASUs ប្រភេទ Cryogenic ធៀបនឹងការដឹកជញ្ជូនឧស្ម័នបរិមាណច្រើន

ឯក្សារបំបែកខ្យល់ដែលប្រើបច្ចេកទេសត្រជាក់ (Cryogenic air separation units) ផ្តល់នូវអត្ថប្រយោជន៍យូរអង្វែងយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរ ប្រៀបធៀបទៅនឹងការទិញឧស្ម័នពីអ្នកផ្គត់ផ្គង់ខាងក្រៅ។ នៅពេលដែលក្រុមហ៊ុនផលិតឧស្ម័ននៅលើទីកន្លែង ពួកគេបានកាត់បន្ថយថ្លៃដើមបន្ថែមទាំងអស់ដែលទាក់ទងនឹងការដឹកជញ្ជូនសារធាតុត្រជាក់ ហើយមិនចាំបាច់មានសេវាកម្មការប្រើប្រាស់ ឬស្ថានទីផ្ទុកពិសេសទៀតទេ។ ហើយសូមស្តាប់ចំណុចនេះឱ្យច្បាស់៖ គ្មាននរណាម្នាក់ចង់ឱ្យដំណើរការរបស់ខ្លួនត្រូវបានរារាំងដោយបញ្ហាបណ្តាញផ្គត់ផ្គង់ទេ។ សំណាក់ដែលត្រូវការអុកស៊ីសែនច្រើនជាង ២,០០០ តោនក្នុងមួយថ្ងៃ ជាទូទៅរកឃើញថា ការវិនិយោគលើឯក្សារបំបែកខ្យល់ដែលប្រើបច្ចេកទេសត្រជាក់ (cryogenic ASU) ផ្តល់ផលចំណេញយ៉ាងខ្លាំង។ ការសិក្សាបានបង្ហាញថា រោងចក្រទាំងនេះអាចសន្សំបានចន្លោះ ៤០ ដល់ ៦០ ភាគរយនៃថ្លៃឧស្ម័នក្នុងរយៈពេល ១០ ឆ្នាំ ប្រៀបធៀបទៅនឹងការទិញឧស្ម័នជាបរិមាណច្រើន (bulk deliveries)។ ប្រព័ន្ធថ្មីៗមួយចំនួនថែមទាំងអាចទាញយកថាមពលវិញបានតាមរយៈការទាញយកកំដៅវិញ (heat recuperation) ក្នុងដំណាក់កាលបង្ហាប់ ដែលកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ថាមពលសរុបបានប្រហែល ១៥%។ ប៉ុន្តែអ្វីដែលសំខាន់បំផុតគឺការមានស្ថេរភាពនៃការផ្គត់ផ្គង់ឧស្ម័នដែលត្រូវការ នៅត្រង់ទីកន្លែងដែលប្រើប្រាស់។ រោងចក្រដែលបានបញ្ចូលប្រព័ន្ធបែបនេះ អាចជៀសវាងការបិទរោងចក្រផ្សារដែក (blast furnace) ដែលបណ្តាលមកពីការខ្វះឧស្ម័ន ដែលអាចបណ្តាលឱ្យខាតបង់ប្រាក់រាប់លានដុល្លារក្នុងមួយម៉ោងដែលរោងចក្រនេះឈប់ដំណើរការ។

ការអនុវត្តសំខាន់ៗនៃឯកទេសបែងចែកខ្យល់ក្នុងការផលិតដែក

ការបំពេញអុកស៊ីសែនចូលទៅក្នុងធុងផ្ទះភ្លើង: ការបង្កើនផលិតភាព និងការកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់កុក

ថ្ងៃនេះ ផាក់ដុតដែលប្រើប្រាស់ជាទូទៅ ជាធម្មតាបញ្ចូលខ្យល់ដែលបានបំពេញអុកស៊ីសែន (O2) ដែលមានកម្រិតប្រហែល ២៥ ដល់ ៣០ ភាគរយ ដែលជាការបង្កើនការឆេះនៃកុក (coke) នៅក្នុងផាក់ដុតយ៉ាងខ្លាំង។ ផលប៉ះពាល់? ការផលិតដែករាវ (hot metal) កើនឡើងរវាង ១៥ ដល់ ២៥ ភាគរយ ប៉ុន្តែក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ពួកគេត្រូវការកុកតិចជាង ២០០ ដល់ ៣០០ គីឡូក្រាមសម្រាប់ផលិតដែក ១ តោន។ នេះមានន័យថា ការចំណាយដើម្បីដំណាំផាក់ដុតមានការថយចុះ និងការបំភាយកាបូនឌីអុកស៊ីត (CO2) កាន់តែតិចចុះសម្រាប់រាល់តោនដែកដែលផលិតបាន។ នៅពេលដែលក្រុមហ៊ុនដំឡើងប្រព័ន្ធគំបែកខ្យល់ (air separation units) ផ្ទាល់នៅលើកន្លែងផលិត ពួកគេទទួលបានការគ្រប់គ្រងល្អជាងមុនលើដំណាំការបំពេញអុកស៊ីសែននេះ។ ប្រព័ន្ធទាំងនេះធ្វើឱ្យភ្លើងឆេះខ្លាំងៗនៅលើ ២២០០ ដឺក្រេសេលស៊ីយ៉ុស (Celsius) នៅតែស្ថិតក្នុងស្ថេរភាព ដោយគ្មានបញ្ហាដែលបណ្តាលមកពីការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាព។ ការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពឱ្យបានល្អ នាំឱ្យសារធាតុស្លាក (slag) ហូរបានរលូនជាងមុន និងការខូចខាតលើសារធាតុប៉ាក់ផាក់ដុត (furnace lining materials) កាន់តែតិចចុះ។ អ្នកជំនាញឧស្សាហកម្មពីស្ថាប័នដូចជា ស្ថាប័នដែក និងដែកអាមេរិក (American Iron and Steel Institute) បានកត់សម្គាល់ពីប្រយោជន៍ទាំងនេះនៅក្នុងគោលការណ៍ប្រតិបត្តិការរបស់ពួកគេ ដែលបង្ហាញពីមូលហេតុដែលក្រុមហ៊ុនផលិតដែកជាច្រើនកំពុងផ្លាស់ប្តូរទៅប្រើប្រាស់វិធីសាស្ត្រនេះ។

ការផ្ទះប៉ះអុកស៊ីសែននៅក្នុងធុងអុកស៊ីសែនជាមូលដ្ឋាន (BOF): ការគ្រប់គ្រងដោយភាពច្បាស់លាស់ជាមួយភាពស្អាត 99.5%

ដំណាំផលិតដែកដោយប្រើធុងអុកស៊ីសែនជាមូលដ្ឋាន (BOF) ត្រូវការអុកស៊ីសែនដែលមានភាពស្អាតខ្ពស់ណាស់ ជាទូទៅលើសពី 99.5% ដើម្បីទទួលបានលទ្ធផលការដកកាបូនិកដែលមានស្ថេរភាព និងប្រសិទ្ធភាព។ ការប៉ះទង្គិចតិចតួចនៃសារធាតុប៉ះទង្គិចដូចជា អាសូត ឬសំណើម អាចបណ្តាលឱ្យមានប្រតិកម្មអុកស៊ីកម្មដែលមិនអាចទស្សន៍ទាយបាន ដែលជាការបណ្តាលឱ្យបាត់បង់ផលិតភាព និងប៉ះពាល់អវិជ្ជមានដល់គុណភាពផ្ទៃ។ ឯក្រុមបំបែកខ្យល់ដោយវិធី cryogenic ផ្តល់អុកស៊ីសែនដែលមានភាពស្អាតខ្ពស់នេះ នៅសម្ពាធប្រហែល 12 ដល់ 15 បារ តាមរយៈកាំបិតដែលបានរចនាជាពិសេស។ កាំបិតទាំងនេះអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកប្រើប្រាស់គ្រប់គ្រងគម្លាត់ និងទីតាំងនៃការផ្ទះប៉ះបានច្បាស់លាស់ជាងមុន។ ភាពច្បាស់លាស់ដែលបានកើនឡើងនេះ បានកាត់បន្ថយការបាត់បង់ដែកដែលបានអុកស៊ីកម្មដោយចៃដន្យប្រហែល 3 ទៅ 5 ភាគរយ ប្រៀបធៀបទៅនឹងការប្រើប្រាស់អុកស៊ីសែនដែលមានភាពស្អាតទាបជាង។ ការនេះមានសារៈសំខាន់ណាស់ នៅពេលផលិតដែកដែលត្រូវបំពេញតាមតម្រូវការគីមីដែលតឹងរ៉ឹងសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ដូចជា ផ្នែកយានយន្ត និងសម្ភារៈសម្រាប់ប៉ៃត ដែលភាពស្ថេរភាពគឺសំខាន់ជាងគេ។

អាហ្សុនសម្រាប់ការចាក់បន្ត និងផ្នែកគីមីដែកទីពីរ៖ ការគ្រប់គ្រងការបង្កប់តាមរយៈឧស្ម័នដែលមានភាពស្អាតខ្ពស់ជាងគេ (៩៩,៩៩៩%)

សម្រាប់ប្រតិបត្តិការផលិតដែកនៅក្នុងធុងដែក និងការចាក់ដែកបន្តបន្ទាប់ អាហ្សូនដែលមានភាពស្អាតខ្ពស់ជាង ៩៩,៩៩៩% គឺមិនអាចខានបានទេ។ ការបញ្ចូលឧស្ម័ននេះទៅក្នុងដែករាវ ជួយដកយកអ៊ីដ្រូសែន និងអាសូតដែលមិនចង់បានចេញពីដែក។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ វាក៏ជួយប៉ិសអំពើមិនមែនលោហៈដូចជា អាលុយមីណា និងស៊ីលីកេតឡើងលើ ដែលបន្ទាប់មកត្រូវបានចាប់យកនៅក្នុងស្រទាប់ស្លាក។ លេខទាំងនេះក៏សំខាន់ផងដែរ។ ការរក្សាបរិមាណសរុបនៃសារធាតុប៉ះពាល់ទាំងអស់ឱ្យតិចជាង ១០ ផ្នែកក្នុងមួយលាន (ppm) គឺបង្កើតភាពខុសគ្នាជាខ្លាំង។ សូម្បីតែបរិមាណអាសូតតិចៗក៏អាចបណ្តាលឱ្យមានប៉ះពាល់ដូចជា ប៉ះពាល់ប៉ះពាល់នៅក្រោមផ្ទៃ (subsurface blisters) នៅលើដែកស្តេនលេស និងដែកសម្រាប់ប្រើក្នុងវិស័យអគ្គិសនី។ រោងចក្រដែលប្តូរទៅប្រើអាសូនដែលបានផលិតពីឯកតាបំបែកខ្យល់ (air separation units) បានឃើញការកែលម្អយ៉ាងច្បាស់លាស់។ រោងចក្រខ្លះរាយការណ៍ថា ការបដិសេធផលិតផលដែលបណ្តាលមកពីអំពើមិនមែនលោហៈ បានថយចុះច្រើនជាង ៤០% នៅលើផ្ទៃដែកបានបញ្ចប់ និងផ្ទៃដែកបានកាត់។ លទ្ធផលទាំងនេះស្របជាមួយអ្វីដែលស្ថាប័នដែក និងដែកអន្តរជាតិ (International Iron and Steel Institute) បានរកឃើញក្នុងការសិក្សាប្រៀបធៀបគុណភាពឆ្នាំ ២០២៣ របស់ពួកគេ។

បញ្ហាបាក់ទាក់និងការបញ្ចូលប្រព័ន្ធសម្រាប់ភាពមានប្រសិទ្ធិភាពថាមពលនៅក្នុងឯកតាគំរាមអាកាសនៅក្នុងរោងចក្រផលិតដែក

ប្រភពខាតបង់ថាមពលសំខាន់ៗ៖ ការប៉ះពាល់អ៊ីកសេហ្គី (Exergy) នៅក្នុងម៉ាស៊ីនបើកបរខ្យល់សំខាន់ និងឱកាសសម្រាប់ការប្រមូលឡើងវិញនូវកំដៅ

ឯកតាបំបែកខ្យល់ ដែលគេស្គាល់ជាទូទៅថា ASUs មានបញ្ហាជាមួយប្រសិទ្ធភាពថាមពលនៅពេលដែលបញ្ចូលចូលក្នុងរោងចក្រផលិតដែក។ ផ្នែកធំមួយនៃបញ្ហានេះគឺស្ថិតនៅលើរបៀបដែលប្រព័ន្ធទាំងនេះដំណើរការនៅកម្រិតមូលដ្ឋាន ដែលផ្នែកជាក់លាក់មួយចំនួនបាត់បង់ប្រសិទ្ធភាពដោយសារការបាត់បង់ថាមពលតាមច្បាប់ថេរម៉ាឌីណាមិកដែលមិនអាចជៀសវាងបាន។ ឧទាហរណ៍ កម្លាំងបើកបរខ្យល់សំខាន់ (main air compressor) ប្រើប្រាស់ថាមពលអគ្គិសនីប្រហែល ៤០% នៃសរុបថាមពលអគ្គិសនីដែល ASU ប្រើប្រាស់ទាំងមូល។ នៅពេលដែលយើងសិក្សាឱ្យកាន់តែជ្រៅ ភាគច្រើននៃថាមពលដែលបាត់បង់នេះកើតឡើងពីដំណាំការបើកបរខ្យល់ផ្ទាល់ ដែលថាមពលដែលមានតម្លៃត្រូវបានបាត់បង់ជាកំដៅ។ អ្វីដែលកើតឡើងបន្ទាប់មកក៏គឺគ្មានប្រសិទ្ធភាពដែរ។ ប្រព័ន្ធបង្កើតកំដៅដែលបាក់ចេញ (waste heat) ដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ចន្លោះ ១៥០ ដល់ ៣០០ អង្សាសេលស៊ីយ៉ុស ប៉ុន្តែរោងចក្រភាគច្រើនគ្រាន់តែបោះចោលកំដៅនេះទៅក្នុងអាកាស ជាជាងយកទៅប្រើប្រាស់ឱ្យបានប្រសិទ្ធភាព។ ក្រុមហ៊ុនឆ្លាតៗមួយចំនួនកំពុងដំឡើងដំណោះស្រាយស្តារកំដៅ ដូចជាប្រព័ន្ធអាគាស៊ីនអាឡៃហ្គានិក (organic Rankine cycles) ឬផលិតស្តេមសម្ពាធ​ទាបពីកំដៅដែលបាក់ចេញនេះ។ វិធីសាស្ត្រទាំងនេះអាចស្តារថាមពលកំដៅដែលបាត់បង់បានប្រហែល ២/៣ នៅទូទាំងរោងចក្រ។ ការធ្វើបែបនេះមិនត្រឹមតែធ្វើឱ្យការផលិតអុកស៊ីសែនមានការប្រើប្រាស់ថាមពលតិចជាងមុនប្រហែល ២០% ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏កាត់បន្ថយតម្រូវការទឹកសំរាប់ធ្វើត្រជាក់យ៉ាងខ្លាំងផងដែរ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ការធ្វើឱ្យប្រព័ន្ធទាំងនេះដំណើរការបានត្រឹមត្រូវនៅតែជាបញ្ហាប្រឈម។ ប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងត្រូវការការសម្របសម្រួលដោយប្រុងប្រយ័ត្ន ដើម្បីឱ្យ ASU អាចកែសម្រួលការផលិតរបស់ខ្លួនតាមតម្រូវការដែលប្រែប្រួលនៅក្នុងដំណាំការផលិតដែក។ ជាពិសេស ក្នុងអំឡុងពេលដែលមានភាពស្មុគស្មាញ ដូចជាការផ្លាស់ប្តូរយុទ្ធសាស្ត្រនៅក្នុងផាស៊ីលប៉ះ (blast furnaces) ឬការផ្លាស់ប្តូរម៉ាស៊ីនចាក់ (casters) សូម្បីតែការប្រែប្រួលសម្ពាធ ដែលមានទំហំតូចណាស់ក៏អាចប៉ះពាល់ដល់ដំណាំការទាំងមូលបាន។

សំណួរញឹកញាប់

ហេតុអ្វីបានជាការផលិតដែកត្រូវការឧស្ម័នដែលមានសារធាតុស្អាតខ្ពស់ណាស់?

រោងចក្រផលិតដែកត្រូវការឧស្ម័នដែលមានសារធាតុស្អាតខ្ពស់សម្រាប់ការគ្រប់គ្រងភាពត្រឹមត្រូវ និងគុណភាពក្នុងការផលិត។ អុកស៊ីសែន អាសូត និងអាហ្សុនដែលមានសារធាតុស្អាតខ្ពស់ ធានាបាននូវការឆេះបានល្អបំផុត ការគ្រប់គ្រងស្លាក់បានប្រសើរ និងការការពារការបង្កើតជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រអុកស៊ីតដែលមិនចង់បាននៅលើផ្ទៃស្លាប់ដែក។

តើ ASU ប៉ះកំដៅ (Cryogenic ASUs) ផ្តល់អត្ថប្រយោជន៍អ្វីខ្លះជាងការដឹកជញ្ជូនឧស្ម័នជាបរិមាណច្រើន?

ASU ប៉ះកំដៅផ្តល់នូវភាពអាចទុកចិត្តបាន និងប្រសិទ្ធភាពថ្លៃដើម។ ស្ថាប័នទាំងនេះសន្សំបានលើថ្លៃដឹកជញ្ជូន និងថ្លៃផ្ទុក ដោយជៀសវាងការរំខានដល់ខ្សែសង្វាក់ផ្គត់ផ្គង់។ ASU ទាំងនេះក៏ផ្តល់នូវការសន្សំថាមពល និងឧស្ម័នដែលមានសារធាតុស្អាតខ្ពស់ដែលមានគុណភាពស្ថិរស្ថេរ។

តើអាហ្សុនជួយការបន្តការចាក់ដែក (continuous casting) យ៉ាងដូចម្តេច?

អាហ្សុនដែលមានសារធាតុស្អាតខ្ពស់ប៉ះកំដៅខ្លាំងណាស់ ជួយកាត់បន្ថយសារធាតុប៉ះពាល់ និងការបង្កើតសារធាតុមិនមែនលោហៈនៅក្នុងដែករាវ ប៉ះសារធាតុទាំងនេះឱ្យចូលទៅក្នុងស្រទាប់ស្លាក់ ហើយជួយរក្សាគុណភាពដែក។ ការនេះធ្វើឱ្យអត្រាបដិសេធបានថយចុះ និងការផលិតមានភាពស្ថិរស្ថេរជាងមុន។

តើ ASU ប្រឈមនឹងបញ្ហាអ្វីខ្លះទាក់ទងនឹងប្រសិទ្ធភាពថាមពល?

ឯកតាគម្លាត់ខ្យល់ ប្រឈមនឹងបញ្ហាប្រសិទ្ធភាពថាមពលនៅលើផ្ទៃដោយសារការខាតបង់ថាមពលតាមច្បាប់ថេរម៉ូឌីណាមិក ជាពិសេសនៅលើម៉ាស៊ីនបើកបរខ្យល់ចម្បង។ ដំណោះស្រាយសម្រាប់ការទាញយកឡើងវិញនូវកំដៅ កំពុងត្រូវបានប្រើប្រាស់ដើម្បីបន្ថយការខាតបង់ថាមពល និងកែលម្អប្រសិទ្ធភាពសរុបនៃរោងចក្រ។