ඉහළ තෙල් විනිවිද කිරීමේ ඒකකය සිඩ්ල් කර්මාන්තය සඳහා

ඒකාබද්ධ ස්ටීල් කර්මාන්ත ස්ථානීය ඒකක මත යැපෙන්නේ ඇයි? වායු වෙන් කිරීමේ ඒකක

ක්‍රියාත්මක ඉල්ලුමේ ප්‍රධාන හේතු: ඉහළ ප්‍රමාණයේ, ඉහළ පිරිසිදු ඔක්සිජනය, නයිට්‍රොජනය සහ ආගෝන් අවශ්‍යතා

ඉතා ඉහළ පිරිසිදු බවේ සම්මතයන් සපුරා යා යුතු විශාල ප්‍රමාණයක කර්මාන්තශාලා වායු අවශ්‍ය වන්නේ සීල් මිල් වලටය. උදාහරණයක් ලෙස විශාල බ්ලැස්ට් ෆර්නේසයක් ගත හොත්, එය පැයකට ඔක්සිජන් ටෝන් 300 කට වැඩි ප්‍රමාණයක් භාවිතා කරයි. බේසික් ඔක්සිජන් ෆර්නේස් (BOF) ක්‍රමය සඳහා හොඳ දහන ප්‍රතිඵල ලබා ගැනීම සහ ස්ලැග් හොඳින් කළමනාකරණය කිරීම සඳහා අවම වශයෙන් වුවද 99.5% පිරිසිදු ඔක්සිජන් අවශ්‍ය වේ. සීමිත නිරන්තර පිරිවැය ක්‍රියාවලිය සඳහා, නයිට්‍රොජන් ෆ්ලෂිං ක්‍රියාවලිය සිදු කරන විට අර්ගොන් වායුව 99.999% ට වැඩි පිරිසිදු බවක් අවශ්‍ය වේ. මෙය සීල් ස්ලැබ් වල ඔක්සිකරණ දෝෂ සැකසීම වළක්වා දෙයි. මෙම විශාල පරිමාණයේ අවශ්‍යතා සහ ඉතා හැකියාවෙන් යුතු විශේෂාංග සලකා බැලූ විට, සම්පූර්ණ වායු ප්‍රමාණය බැල්ක් ලෙස සැපයීම ප්‍රායෝගිකව සාර්ථක නොවේ. එම හේතුවෙන් බොහෝ සුවිශේෂී පහසුකම් වල එය ස්ථානයේම ස්ථාපනය කර ඇත. වායු වෙන් කිරීමේ ඒකක (ASU) මෙම පද්ධති වලින් සස්ථාන ක්‍රියාකාරීන්ට ඔවුන් නිපදවන වායු ප්‍රමාණය, එය නිපදවන පීඩනය සහ වැදගත්ම වශයෙන් එහි පිරිසිදු බව යන කරුණු පිළිබඳව වහාම පාලනය කිරීමට හැකියාව ලැබේ. මෙවැනි සැකසුම් හැකියාව ඔවුන්ට දිනපතා නිෂ්පාදන රේඛාව ඉදිරිපත් කරන වායු අවශ්‍යතා සමඟ ඔවුන්ගේ වායු අවශ්‍යතා සම්පූර්ණයෙන් ගැලපීමට හැකියාව ලබා දෙයි.

ශීතකරණ ASU සහ සැකෙවින් වායු භාර දීම අතර ආර්ථික සහ විශ්වසනීයතා වාසි

ශීතකරණ වායු වෙන් කිරීමේ ඒකක (Cryogenic air separation units) වෙනත් සැපයුම්කරුවන්ගෙන් වායු ලබා ගැනීමට වඩා දීර්ඝ කාලීන වාසි කිහිපයක් ලබා දෙයි. සමූහයන් වායු ස්ථානීයව ජනනය කරන විට, ශීතකරණ ද්‍රව්‍ය ගෙනයාම සම්බන්ධයෙන් ඇති වන අතිරේක වියදම් සියල්ල ඉතිරි කර ගත හැකි අතර, විශේෂ සැකසුම් හෝ ගබඩා පහසුකම් අවශ්‍ය නොවේ. තවද, සැපයුම් දෙපාර්තමේන්තුවේ ගැටළු හේතුවෙන් ඔවුන්ගේ ක්‍රියාකාරකම් අත්හැරීමට කිසිවෙකුට අවශ්‍ය නොවේ. දිනකට ඔක්සිජන් ටොන් 2,000 කට වැඩි ප්‍රමාණයක් අවශ්‍ය වන සැපයුම් ස්ථාන සාමාන්‍යයෙන් ශීතකරණ ASU එකක් ස්ථාපනය කිරීම ඉතා විශාල ආදායම් ලැබීමට හේතු වන බව සොයා ගෙන ඇත. අධ්‍යයන වලට අනුව, මෙම සැපයුම් ස්ථාන වායු වියදම් වලින් දහයෙන් එකොලහක කාලය තුළ 40% සිට 60% දක්වා ඉතිරි කර ගත හැකි අතර, බැල්ක් බෙදාහැරීම මත රඳා පවතී. සමහර නවතම පද්ධති සම්පීඩන ක්‍රියාවලිය තුළ උණුසුම් ප්‍රතිසාධනය වැනි ක්‍රම හරහා ශක්තිය ප්‍රතිසාධනය කරයි. මෙය සම්පූර්ණ විදුලි භාවිතය 15% කින් අඩු කරයි. නමුත් සත්‍යය වන්නේ අවශ්‍ය ස්ථානයේ විශ්වසනීය වායු සැපයුමක් ලබා ගැනීම යනු වඩාත් වැදගත් කරුණයි. මෙවැනි ඒකාබද්ධ සැපයුම් ස්ථාන විශාල බ්ලාස්ට් ෆර්නේස් විවෘත කිරීමේ අසාමාන්‍ය අවස්ථා වළක්වා ගත හැකි අතර, එක් පැයක් පිරිසිදු වීම සඳහා මිලියන ගණනක අලාභයක් සිදු විය හැකිය.

වායු වෙන් කිරීමේ ඒකකවල සීමිත සිඩ්ල් නිෂ්පාදන යෙදුම්

බ්ලැස්ට් ෆර්නේස් වල ඔක්සිජන් සමෘද්ධිය: ඵලදායිතාව වැඩි කිරීම සහ කොක් පරිභෝජනය අඩු කිරීම

අද කාලීන බ්ලැස්ට් ෆර්නේස් වල බොහෝ විට වායු මිශ්‍රණය තුළ ඔක්සිජන් සමග සම්පූර්ණයෙන් සම්පෘක්ත කරනු ලබයි. මෙම සම්පෘක්ත වායු මිශ්‍රණයේ ඔක්සිජන් සාන්ද්‍රණය සාමාන්‍යයෙන් වායු මිශ්‍රණයේ 25 සිට 30 පැයට පැය ප්‍රතිශතය අතර වේ. මෙය බ්ලැස්ට් ෆර්නේස් තුළ කොක් දහනය වන ප්‍රමාණය සැබැවින්ම වැඩි කරයි. එහි ප්‍රතිඵලය කුමක්ද? උණුසුම් ලෝහය නිෂ්පාදනය 15 සිට 25 පැයට පැය ප්‍රතිශතය අතර වැඩි වේ. එහෙත් එක් ටොනයක් නිෂ්පාදනය කිරීමට අවශ්‍ය කොක් ප්‍රමාණය කිලෝග්‍රෑම් 200 සිට 300 දක්වා අඩු වේ. මෙය බ්ලැස්ට් ෆර්නේස් ක්‍රියාත්මක කිරීමේ වියදම් අඩු කරයි, එසේම යුග්ම යුග්ම ටොනයක් ලෝහය නිෂ්පාදනය කිරීමෙන් නිපදවන කාබන් ඩයොක්සයිඩ් පිටවීම් ද අඩු වේ. සමූහයන් තමන්ගේ ස්ථානයේ වායු වෙන් කිරීමේ ඒකක (ASU) ස්ථාපනය කර ගත් විට, ඔක්සිජන් සම්පෘක්තිකරණ ක්‍රියාවලිය මත හොඳ පාලනයක් ලබා ගත හැකිය. මෙම පද්ධති ඉතා උණුසුම් දීප්තිය සැබැවින්ම ස්ථායීව සෙල්සියස් උණුසුම 2200 ට වැඩි විය හැකි අතර, උණුසුමේ වෙනස්වීම් හේතුවෙන් ඇති විය හැකි ගැටළු වළක්වා ගත හැකිය. හොඳ උණුසුමේ පාලනය හේතුවෙන් කුණු ද්‍රව්‍යය සැහැල්ලුවෙන් ගලා යයි සහ බ්ලැස්ට් ෆර්නේස් තුළ ඇති පිළිස්සුම් පිළියෙලීමේ ද්‍රව්‍ය වලට සැහැල්ලු වෙනස්වීම් ඇති වේ. ඇමෙරිකානු යුග්ම සහ සීස්ටීල් ආයෝජන සංස්ථානය වැනි සංවිධානවල කර්මාන්ත විශේෂඥයන් මෙම වාසි ඔවුන්ගේ ක්‍රියාත්මක මාර්ගෝපදේශවල සටහන් කර ඇත. මෙය බොහෝ සීස්ටීල් නිෂ්පාදකයන් මෙම වෙනස සිදු කර ගැනීමට හේතුව පෙන්වයි.

මූලික ඔක්සිජන් වායු මැදිරිය (BOF) ඔක්සිජන් විස්පෝටනය: 99.5% පිරිසිදු බව සමග සියුම් පාලනය

BOF ස්ටීල් නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලිය සඳහා ස්ථායී හා කාර්යක්ෂම දෙකාර්බනීකරණ ප්‍රතිඵල ලබා ගැනීම සඳහා ඉතා පිරිසිදු ඔක්සිජන් වායුවක්, සාමාන්‍යයෙන් 99.5% ට වැඩි පිරිසිදු බවක්, අවශ්‍ය වේ. නයිට්‍රොජන් හෝ ආර්ද්‍රතාව වැනි කුඩා ප්‍රමාණයක සිදුවන සැහැල්ලු සැන්දියා ද්‍රව්‍ය අනපේක්ෂිත ඔක්සිකරණ ප්‍රතික්‍රියා සිදු කර යෙදීමෙන් ප්‍රතිදානය අඩු කරන අතර පෘෂ්ඨ ගුණත්වය ද සැලකිය යුතු ලෙස අඩාල කරයි. ක්‍රයෝජෙනික් වායු වෙන් කිරීමේ ඒකක මගින් විශේෂයෙන් සැලසුම් කරන ලද ලැන්ස් හරහා පිරිසිදු ඔක්සිජන් වායුව 12 සිට 15 බාර් පීඩනය යටතේ සැපයේ. මෙම ලැන්ස් මගින් මෙහෙයුම්කරුවන්ට විස්පෝටන රටාව සහ ස්ථානගත කිරීම සම්බන්ධව සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි සියුම් පාලනයක් සිදු කළ හැකිය. මෙම වැඩි වූ සියුම් පාලනය අඩු පිරිසිදු ඔක්සිජන් වායුව භාවිතා කිරීමට සාපේක්ෂව අනපේක්ෂිත යුහි ඔක්සිකරණ අතුරු අල්ලීම් 3 සිට 5 පැයින් පමණ අඩු කරයි. මෙය වාහන සංරචක සහ වායු නළ ද්‍රව්‍ය වැනි යෙදුම් සඳහා ඉතා සැකසුම් රසායනික අවශ්‍යතා සපුරා දෙන ස්ටීල් නිෂ්පාදනය කිරීමේදී ඉතා වැදගත් වේ, මන්ද එහි ස්ථායීතාවය ඉතා වැදගත් වේ.

නිරන්තර ගලා යාම සහ දෙවන වර ලෝහ විද්‍යාව සඳහා ආගෝන්: අති ඉහළ පිරිසිදු (99.999%) වායුව හැරීම සඳහා ඇතුළු කිරීම පාලනය

ලැඩල් ලෝහ විද්‍යාව සහ සතත පිරිවැයුමේ ක්‍රියාවලි සඳහා, 99.999% ට වැඩි මට්ටමේ අති උස පිරිසිදු ආගොන් වායුව නොමැතිව සිදු කළ නොහැක. මෙම වායුව දිය වූ සීස්ටීල් වලට ඇතුළු කිරීමෙන් අවැඩි හයිඩ්‍රජන් සහ නයිට්‍රජන් අංශයන් ඉවත් කළ හැකිය. එකවිට, එය සැලිකෝන් සහ සිලිකේට් වැනි අධාත්වික අතිරේක ද්‍රව්‍ය (non-metallic inclusions) ඉහළට පිටත් කරයි, එවිට ඒවා ස්ලැග් ස්ථරය තුළ අල්ලා ගැනේ. සංඛ්‍යාත්මක අගයන් ද වැදගත් වේ. සම්පූර්ණ දූෂක අංශය 10 පීපීඑම් (parts per million) ට අඩුවෙන් තබා ගැනීම සියල්ල වෙනස් කරයි. ස්ටේන්ලෙස් සහ විද්‍යුත් ශ්‍රේණියේ සීස්ටීල් යන දෙකෙහිම යටි පෘෂ්ඨියේ ඇති වන විරුද්ධ වූ බ්ලිස්ටර් (blisters) වැනි ගැටළු ඉතා කුඩා නයිට්‍රජන් ප්‍රමාණයකින් පවා ඇති විය හැකිය. වායු වෙන් කිරීමේ ඒකක (air separation units) වලින් ලබා ගත් ආගොන් වායුව භාවිතා කිරීමට සැලසුම් කරන කර්මාන්ත ශාලා වල සැලකිය යුතු වැඩි වීමක් දක්නට ලැබේ. සමහර කර්මාන්ත ශාලා තම අවසන් කළ ස්ලැබ් සහ බිලට් (billets) වල අතිරේක ද්‍රව්‍ය සම්බන්ධ අස්වීම් 40% කට වැඩි ප්‍රමාණයකින් අඩු කර ඇති බව වාර්තා කරයි. මෙම ප්‍රතිඵල ජාත්‍යන්තර යුතු සීස්ටීල් සහ යුතු ලෝහ ආයෝජන සංස්ථාව (International Iron and Steel Institute) විසින් ඔවුන්ගේ නිවැරදි ගුණාත්මක තත්ත්ව සැසි අධ්‍යයනය (2023 quality benchmarking study) හි දී සොයාගත් ප්‍රතිඵල සමඟ සමාන වේ.

වායු වෙන් කිරීමේ ඒකකවල බලශක්ති කාර්යක්ෂමතාව සහ පද්ධති ඒකාබද්ධ කිරීමේ අභියෝග

ප් රධාන බලශක්ති අලාභ ප් රභවයන්: ප් රධාන වායු සම්පීඩකයේ ශක්ති විනාශය සහ තාප ප් රතිසාධන අවස්ථා

වායු වෙන් කිරීමේ ඒකක, සාමාන් යයෙන් ASU ලෙස හැඳින්වේ, වානේ කම්හල් වලට ඒකාබද්ධ වූ විට බලශක්ති කාර්යක්ෂමතා ගැටළු සමඟ පොරබදති. ප් රශ්නයේ විශාල කොටසක් පවතින්නේ මෙම පද්ධති මූලික මට්ටමින් ක් රියා කරන ආකාරය තුළයි, සමහර කොටස් වල කාර්යක්ෂමතාවය නොවැළැක්විය හැකි තාප ගතික අලාභ නිසා අහිමි වේ. උදාහරණයක් විදියට ප් රධාන වායු සම්පීඩකය ගන්න. ඒකෙන් ASU එකකට අවශ් ය විදුලියෙන් 40%ක් පමණ පරිභෝජනය වෙනවා. අපි සමීපව බැලුවොත්, මේ නාස්ති වෙන ශක්තියෙන් වැඩි කොටසක් එන්නේ සම්පීඩන ක් රියාවලියෙන්මයි, එහිදී වටිනා ශක්තිය තාපය ලෙස අහිමි වෙනවා. ඊළඟට වෙන දේත් හරිම නාස්තිකාරයි. පද්ධතියෙන් උෂ්ණත්වයෙන් යුත් අපද් රව් ය තාපය සෙන්ටිග් රේඩ් 150 ත් 300 ත් අතර ප් රමාණයක් නිපදවනවා, නමුත් බොහෝ පහසුකම් වලින් එය වායුගෝලයට පිටව යාමට ඉඩ දෙනවා වෙනුවට එය හොඳින් භාවිතා කරනවා. සමහර බුද්ධිමත් සමාගම් දැන් තාප ප් රතිසාධන විසඳුම් ස්ථාපනය කරනවා කාබනික රංකායින් චක් ර වැනි හෝ මෙම අපද් රව් ය තාපයෙන් අඩු පීඩන වාෂ්ප උත්පාදනය කිරීම. මෙම ක් රම මගින් මුළු බලාගාරය පුරාම නැතිවූ තාප ශක්තියෙන් තුනෙන් දෙකක් පමණ නැවත ලබාගත හැකිය. මෙය ඔක්සිජන් නිෂ්පාදනය 20%කින් අඩු ශක්ති පරිභෝජනයක් ලබා දෙනවා පමණක් නොව, සිසිලන ජල අවශ් යතාවය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කරයි. මෙම පද්ධති නිසි ලෙස ක් රියාත්මක කිරීම තවමත් අභියෝගයක්. පාලන පද්ධති නිසි ලෙස සම්බන්ධීකරණය කළ යුතු නිසා ASU යන්ත් රයට වානේ නිෂ්පාදන ක් රියාවලියේ වෙනස්වන ඉල්ලුමට අනුව නිෂ්පාදනය සකස් කළ හැකිය. විශේෂයෙන්ම උසස් උදුන් වල උෂ්ණත්වයේ වෙනස් වීම හෝ වාහනය වෙනස් කිරීමේදී, කුඩා පීඩන වෙනස්කම් පවා සමස්ත නිෂ්පාදන ධාවන පථයම බිඳ දැමිය හැකිය.

FAQ

ඉහළ පිරිසිදු වායු සඳහා ස්ටීල් කර්මාන්ත ශාලා ඉතා ඉහළ පිරිසිදු වායු අවශ්‍ය වන්නේ ඇයි?

ස්ටීල් කර්මාන්ත ශාලා වල නිෂ්පාදනයේ නිරවද්‍යතාව සහ ගුණත්ව පාලනය සඳහා ඉහළ පිරිසිදු වායු අවශ්‍ය වේ. ඉහළ පිරිසිදු ඔක්සිජන්, නයිට්‍රොජන් සහ ආගෝන් වායු සමූහය හොඳම දහනය, කාර්යක්ෂම කෙලි කළ කළමනාකරණය සහ ස්ටීල් පැන්නෙහි ඔක්සිකරණ දෝෂ වළක්වා ගැනීම සඳහා සහය වේ.

බැල්ක් වායු සැපයුම වෙත සැසි වායු උත්පාදන යන්ත්‍ර (ASU) වල වාසි මොනවාද?

සැසි වායු උත්පාදන යන්ත්‍ර (ASU) විශ්වසනීයත්වය සහ වියදම් කාර්යක්ෂමතාව සපයයි. සැපයුමේ දී ප්‍රවාහනය සහ ගබඩා කිරීමේ වියදම් ඉතිරි කර ගැනීම සමූහයේ සැපයුමේ අතුරු අතුරු බැඳීම් වළක්වා ගැනීම සිදු කරයි. ASU වියදම් ඉතිරි කර ගැනීම සහ ස්ථායී ඉහළ පිරිසිදු වායු සැපයීම ද සැපයි.

ආගෝන් වායු සැලසුම් කළ පිරිවැය ක්‍රියාවලිය (continuous casting) වැඩි දියුණු කරන්නේ ෙසේද?

අධි ඉහළ පිරිසිදු ආගෝන් වායු ද්‍රව ස්ටීල් තුළ සිදුවන දූෂණ සහ අධාතු අන්තර්ගතයන් අඩු කරයි, මෙම අන්තර්ගතයන් කෙලි ස්ථරයට පිටතට යැවීම සිදු කරයි සහ ස්ටීල් ගුණත්වය පවත්වා ගැනීමට සහය වේ. මෙය අස්වැරැදි වීමේ අනුපාතය අඩු කරයි සහ නිෂ්පාදන ස්ථායීතාව වැඩි දියුණු කරයි.

ASU වලට ශක්ති කාර්යක්ෂමතාව සම්බන්ධයෙන් මොනවාද අභියෝග?

වායු වෙන් කිරීමේ ඒකක තාප ගතික හානි හේතුවෙන්, විශේෂයෙන් ප්‍රධාන වායු සම්පීඩකයේ සැහැල්ලු ශක්ති කාර්යක්ෂමතා අඩුවීම් සමඟ මුහුණ දීමට සිදුවේ. ශක්ති වැය අවම කිරීම සහ සමස්ත සැබැඳි කාර්යක්ෂමතාව වැඩි කිරීම සඳහා උණුසුම ප්‍රතිසාධන විසඳුම් භාවිතා කරයි.