اشاره: عدم كيفيت زغال‌سنگ هند براي كك‌سازي و به ويژه وضعيت شيميايي كاني‌هايش منتج به استفاده از روش‌هاي گوناگون فرآيند توليد فولاد در مقايسه با ديگر نقاط جهان در اين منطقه شده است. مقاله‌اي كه در ادامه مي‌خوانيد، گزارشي است از سمينار فولاد و تكنولوژي كه در ماهنامه استيل تايمز منتشر شده كه برگردان آن را در ادامه مي‌خوانيد: عمدتا، با وجود روش توليد چدن به وسيله احياي مستقيم سنگ‌آهن در هند، در سال‌هاي 2007 و 2008 به 1/20 ميليون تن رسيد و بالغ بر كل ميزان توليد چدن در يك سوم سال شد، سازمان‌دهندگان از روش‌هاي متداول توليد DRI بر پايه گازي و توليد با استفاده از زغال‌سنگ در كوره‌هاي روتاري كيلن (اين تكنولوژي اخيرا در هند متداول شده و 2/14 ميليون تن يا 6/70 درصد از كل DRI توليد شده در سال را شامل مي‌شود) اجتناب كردند. به جاي اين روش‌ها آنها بر روي تكنولوژي‌هايي بر پايه زغال‌سنگ مانند Corex، Finex، HIsmelt، Fastmelt، ITmk3 و كوره‌هاي دمشي كوچك با كك متمركز شدند. هرچند هند داراي ذخاير قابل توجه زغال‌سنگ ( 6/7 درصد از كل منابع جهاني) است، اما عرضه منابع مناسب زغال كك‌شو در اين كشور داراي محدوديت‌هايي است و ميزان بالايي از مواد موردنياز از كشورهاي ديگر وارد مي‌شود. در واقع حتي مقدار بسيار زيادي از زغال‌سنگ حرارتي براي توليد برق نيز وارد مي‌شود كه قسمت زيادي از آن از اندونزي تامين مي‌شود، زيرا مالكيت زمين و تداركات تنها قسمتي از مشكلات استخراج ذخاير زغال‌سنگ در هندوستان هستند. در سال مالي 2007 تا 2008، شركت زغال‌سنگ هندوستان در حدود 360 ميليون تن توليد داشت كه بالغ بر 85 درصد از 414 ميليون تن زغال‌سنگ توليد شده در اين كشور بود. ميزان مصرف اين محصول در هند نيز به 475 ميليون تن رسيد كه منتج به واردات 40 ميليون تن زغال‌سنگ حرارتي و 7 ميليون تن زغال كك شو شد. هزينه زغال‌سنگ بالغ بر 45 تا 50 درصد از كل هزينه مواد اوليه ورودي به كوره بلند مي‌شود. از اين رو تمايل هند به اتخاذ روش‌هاي فولادسازي جايگزين در كوره بلند است. دكتر ايراني، مدير شركت تاتا و پسران (موسس شركت‌هاي گروه بزرگ تاتا) به عنوان مهمان سخنران در اين همايش بود. دكتر ايراني سوالي را با اين مضموم كه چگونه چين صنعت فولاد خود را به يكباره توسعه داد و طبق آمار وضعيت خود را به 10 برابر بهتر از وضعيت صنعت فولاد هند در همان دوره زماني رسانيد، مطرح كرد كه در نهايت به اين نتيجه رسيد كه اين ماهيت فلسفه آزادي‌خواهي در هند است كه مخالفت‌هاي بسياري را براي پروژه‌هاي فولادي پيشنهاد شده به همراه داشته است. يك هدف براي رسيدن به توليد 100 ميليون تني تا سال 2011-2012 به وسيله دولت تعيين شد اما او به حضار يادآوري كرد كه يك آمار مشابه نيز در سال 1980 مدنظر قرار گرفته بود. وي اظهار داشت كه ميزان توليد در سال 2009 به 60 ميليون تن رسيد و نشان‌دهنده اين است كه در رسيدن به هدف 100 ميليون تني اندكي قصور شده اما سرانجام رسيدن به آن ميسر خواهد شد. او گفت ارقام آنچنان از اهميت برخوردار نيستند، آنها تكنولوژي‌هاي مناسبي را انتخاب كرده‌اند كه در اين رابطه عامل كليدي هستند. تكنولوژي‌هاي سفارشي با مواد اوليه مورد نياز كارخانه‌هاي هند هماهنگ شدند و در حال حاضر هيچگونه فرآيند روشن قابل ذكري براي شرايط كنوني هند وجود ندارد. همچنين او در ادامه اظهار داشت كه هند خود به تنهايي بايد تكنولوژي‌هاي مناسب را به كارگرفته و تمامي انواع نمونه‌هاي كك را به عنوان راهي براي مخلوط كردن زغال‌سنگ‌هاي نرم‌تر براي توليد كك با كيفيتي مناسب با كوره‌هاي كك‌سازي با استفاده از زغال‌سنگ‌هاي صد درصد سخت ارائه كند. از 10 تا 15 سال پيش شاهد بوديم كه هند به طور فزاينده‌اي تجهيزات R&D و موسسات آموزش فني خود را توسعه بخشيد. پيشتر، مهندسين هندي براي آموزش به كشورهاي انگليس، آمريكا و روسيه مسافرت مي‌كردند، اما انجمن فناوري هند (IIT) در حال حاضر يك جايگزين است و آزمايشگاه ملي و مراكز R&D شركت‌هاي فولادسازي مختلف در زمينه تحقيقات فعال هستند. براي افزايش راندمان كوره بلند باید زغال‌سنگ و گندله‌هايي با كيفيت مناسب ساخت كه توليد آنها بستگي به مشكلات محيطي داشته و براي برطرف كردن اين مشكلات نيازمند به صرف هزينه هستيم. پيشرفت‌هاي مربوطه اخير در هند در زمينه ساخت كوره‌هاي دمشي كوچك با حجم 175 تا 250 متر مربع و با ظرفيت توليد سالانه‌اي در حدود 30 كيلو تن تا يك ميليون تن است. اين پيشرفت‌ها موجب كاهش هزينه سرمايه‌گذاري شده و همچنين از زمان اجراي كار نيز كاسته‌اند و از همه مهمتر اين كه در اين كوره‌ها مي‌توان از زغال‌سنگ‌هايي با كيفيت پايين‌تر نيز استفاده كرد. همچنين چدن مذاب توليد شده در اين كوره‌ها داراي كيفيت مطلوبي است. هرچند هزينه‌هاي بهره‌برداري به ازاي هر تن نسبت به كوره بلندهاي متداول بالاتر هستند كه اين امر ناشي از ميزان زغال‌سنگ بيشتر مورد استفاده در آنها و همچنين نياز به مصرف كلوخه سنگ‌آهن يا گندله به جاي آگلومره است. قيمت زغال‌سنگ در حال حاضر در حدود 100 تا 130 دلار به ازاي هر تن بوده و سنگ‌آهن با مرغوبيت كمتر نيازمند تغليظ است كه به هزينه‌هاي موجود اضافه مي‌شود. در حال حاضر دو جايگزين براي كوره بلند در توليد چدن مذاب وجود دارد كه عبارتند از فرآيندهاي احياي مستقيم (DR) كه مي‌توانند بر پايه زغال‌سنگ يا گاز باشد و منتهي به توليد چدن جامد اما متخلخل (آهن اسفنجي) مي‌شود و روش ديگر احياي مذاب (SR) است كه منتج به توليد آهن ريختگي مي‌شود. فرآيندهاي DR و SR به‌طور خلاصه اين فرآيندها بر پايه چند تعريف است: فرآيندهاي احياي مستقيم بر پايه زغال‌سنگ هم در كوره‌هاي روتاري كيلن (كه در كشور هند رايج هستند) كه در آن زغال‌سنگ و سنگ معدن نرم در داخل يك استوانه گردان مورب ريخته مي‌شوند يا به جاي آن از يك بستر گردان استفاده مي‌كنند كه در آن يك لايه از مواد اوليه (معمولا ذرات ريز سنگ‌آهن مخلوط شده با ذرات ريز زغال‌سنگ به صورت آگلومره) در داخل يك بستر افقي با پهناي چند متري تخليه مي‌شوند و پيرامون بوته مدور شكل مي‌گيرند. در فرآيندهاي احياي مستقيم بر پايه گازي از يك رآكتور عمودي كه با كلوخه سنگ‌آهن يا آگلومره شارژ مي‌شود استفاده مي‌شود و از وسط آن گاز طبيعي محتوي هيدروژن و مونواكسيد كربن عبور داده مي‌شود . اخيرا از انواع مختلفي از گازهاي جايگزين از قبيل گاز كوركس (Corex) و گاز توليد شده ناشي از تبخير زغال‌سنگ به كارگرفته مي‌شود كه يك مزيت مشخص براي كشورهايي است كه داراي منابع محدود گاز طبيعي بوده اما از ذخاير مناسب زغال‌سنگ بهره مي‌برند. نخستين فرآيند تجاري احياي مذاب (SR) فرآيند كوركس بود كه به وسيله دو واحد فولادسازي JSW استيل و Essar استيل مورد بهره‌برداري قرار گرفت. ديگر كارخانه‌هايي كه با اين روش كار مي‌كنند در كشورهاي چين و آفريقاي جنوبي قرار دارند. در حقيقت واحد كوركس داراي دو مرحله فرآيند است كه در آن سنگ‌آهن به يك استوانه قائم واقع در قسمت فوقاني محفظه گازي(gasifier) شارژ مي‌شود ـ گدازنده كه در آن زغال‌سنگ نرم شده به وسيله اكسيژن سوخته و منتج به ايجاد گاز احيا مي‌شود و موجب گرم شدن مذاب مي‌شود. چدن احياي مستقيم توليد شده در داخل استوانه به داخل محفظه گازي ريخته شده و در آنجا ذوب شده و در فواصل معين به صورت چدن مذاب با تركيب مشابه با آنچه كه در كوره بلند توليد مي‌شود، تخليه مي‌شود. اخيرا شركت پوسكو كره‌جنوبي از يك تغيير ظرفيت تجاري براي روش كوركس استفاده كرد كه اين امر امكان استفاده از سنگ‌هاي معدني ريزتر را فراهم آورد. اين روش فينكس (Finex) ناميده شده كه كاني‌ها ريزتر از ميان يك جريان از سيال بستر رآكتور عبور مي‌كند و گاز احيا توليده شده در يك محفظه گازي ذوب نيز در جهت مخالف اين جريان از داخل رآكتور عبور داده مي‌شود (شكل يك). مزيت اين روش اين است كه نيازي به گندله‌سازي كاني‌هاي ريز نيست، اما هر دو فرآيند نيازمند طبقه‌بندي دقيق زغال‌سنگ مورد استفاده هستند تاكنون واحدهاي عملياتي كوركس در هند متكي به واردات زغال‌سنگ بوده‌اند و همچنين تنها با 20 درصد كك شارژ مي‌شدند. به طور معمول 80 درصد از هزينه توليد چدن ناشي از مواد اوليه آن است كه كك نزديك به نيمي (4/47 درصد) از هزينه اين مواد را شامل مي‌شود. تكنولوژي كنوني كوره بلند به سختي مي‌تواند از عهده حجم بالاي توليد برآيد. هرچند به طور معمول اين تكنولوژي نزديك به محدوده بهره‌برداري بوده و براي احياي ذوب كوره بلندهاي مجتمع‌هاي فولادسازي يا در رابطه با چدن مذاب با مقدار كم ( 5/0 تا 8/0 ميليون تن در سال) كه نيازمند فرآيندهاي تكميلي توليد هستند، مورد استفاده قرار مي‌گيرد، به عنوان مثال در يك واحد فولادسازي با كوره قوس الكتريكي (EAF)، شارژ چدن مذاب هم منتج به افزايش بهره‌وري مي‌شود و هم موجب كاهش مصرف برق مي‌شود. همچنين اين كوره دمشي كوچك مي‌تواند اين نقش را به خوبي ايفا كند اما راندمان كمتري را نسبت به كوره‌هاي دمشي متداول دارد و ناگزير به مقدار بالاتري از كك و كلوخه سنگ‌آهن نياز داشته و مشكلاتي را در فرآيند تزريق پودر زغال (PCI) به همراه دارد. موثرترين جنبه فرآيند SR اين است كه اين فرآيند مستقل از كك مصرفي است. اكثر فرآيندهاي احياي مذاب داراي دو مرحله هستند: يك مرحله پيش احيا براي توليد DRI و ديگري مرحله گداز (melting) است كه به مرحله تبخير زغال‌سنگ نيز معروف است. فرآيندهايي كه همه واكنش‌ها در آنها در حمام فلز مذاب رخ مي‌دهد مانند HIsmelt و Romelt از اين قاعده مستثني هستند و در جدول شماره يك مهمترين فرآيندهاي SR ذكر شده است.