# الإغناء بالأكسجين في مصانع الصلب والمسابك

تصف الوثيقة المرجعية الأوروبية لأفضل التقنيات المتاحة (BREF) للحديد والصلب لعام 2013 والوثيقة المرجعية للمسابك لعام 2024 الأكسجين النقي (أكثر من 99%) الذي يُنفخ على المعدن الساخن في محوّل LD، ورماح الأكسجين ومواقد الأكسجين والوقود في أفران القوس الكهربائي، وبالنسبة إلى أفران القبة ذات الهواء البارد، خليط هواء مؤكسدًا يحتوي عادةً على 22% إلى 25% من الأكسجين.

## فرن الأكسجين القاعدي

تصف الوثيقة المرجعية الأوروبية لأفضل التقنيات المتاحة (BREF) لإنتاج الحديد والصلب، المنشورة عام 2013، محوّل LD بأنه مفاعل كمثري الشكل مبطَّن بمواد حرارية يُنزَل فيه رمح أكسجين مبرد بالماء؛ ومن خلال هذا الرمح يُنفخ الأكسجين النقي (أكثر من 99%) القادم من محطة لفصل الهواء على المعدن الساخن السائل. وتشمل الدورة شحن الخردة والمعدن الساخن المنصهر، ونفخ الأكسجين، وأخذ العينات وتسجيل درجة الحرارة، والصب، وتذكر الوثيقة أن مصانع الصلب الحديثة تنتج ما يصل إلى 380 طنًا من الصلب في دورة مدتها 30 إلى 40 دقيقة.

## فرن القوس الكهربائي والفرن العالي

بالنسبة إلى أفران القوس الكهربائي، تقول الوثيقة نفسها إن رماح الأكسجين ومواقد الأكسجين والوقود تُستخدم أكثر فأكثر للمساعدة في المراحل الأولى من الصهر. ويولّد الأكسجين المحقون مع الكربون الحبيبي خبثًا رغويًا؛ كما يزيل الأكسجين الكربون من المصهور ويزيل العناصر غير المرغوبة مثل الفوسفور والسيليكون؛ ويتفاعل الأكسجين المحقون في أعلى الفرن مع CO والهيدروكربونات (الاحتراق اللاحق).

وفي الفرن العالي، تصف الوثيقة نفخة هواء ساخن مُغناة بالأكسجين تُحقن عند مستوى فتحات النفخ مع عوامل اختزال مساعدة، وتسجل إغناء نفخة الهواء الساخن بالأكسجين وحقن الفحم مع الأكسجين عند فتحات النفخ في محطات الأفران العالية في الاتحاد الأوروبي.

## أفران القبة في المسابك

تصف الوثيقة المرجعية لعام 2024 لصناعة الحدادة والمسابك إغناء هواء الاحتراق في فرن القبة بالأكسجين، إما مباشرة في إمداد النفخة، أو بالحقن في طبقة الكوك، أو عبر فتحات النفخ. وفي فرن القبة ذي الهواء البارد، يعطي ذلك درجة احتراق أعلى للكوك، ويتيح استخدامه المستمر، مقارنة بالتشغيل العادي، أحد التحسينات التالية: درجة حرارة أعلى للمعدن مع الاستهلاك نفسه من الكوك، أو استهلاكًا أقل للكوك لدرجة حرارة معينة للمعدن، أو زيادة إنتاج فرن قبة قائم بمعدل صهر أعلى.

- مستوى الأكسجين في أفران القبة ذات الهواء البارد: يحتوي خليط الهواء المؤكسد عادةً على 22% إلى 25% من الأكسجين، أي إغناء بنسبة 1% إلى 4%.
- الزيادة المتوقعة في درجة حرارة الصب لشحنة كوك معينة، مقارنة بالتشغيل التقليدي بالهواء البارد مع صف واحد من فتحات النفخ: 15 °C مع إغناء النفخة، و 85 °C مع الحقن في طبقة الكوك (البئر)، و 40 °C مع الحقن عبر فتحات النفخ.
- أفران القبة ذات النفخة المقسَّمة: يزداد معدل الصهر بنحو 6.8% ودرجة حرارة الصب بنحو 20 °C لكل 1% من الإغناء المباشر بالأكسجين.
- الممارسة: تحقن جميع أفران القبة ذات الهواء الساخن في أوروبا تقريبًا الأكسجين عبر فتحات النفخ، وبالنسبة إلى أفران القبة ذات الهواء البارد تقول الوثيقة إن الإغناء بالأكسجين يمكن عدّه التقنية المعيارية.

وتضيف الوثيقة أن الجدوى الاقتصادية لاستخدام الأكسجين يجب إثباتها حالة بحالة.

## مواقد الأكسجين والوقود

في الاحتراق بالأكسجين والوقود، يُستبدل هواء الاحتراق كليًا أو جزئيًا بالأكسجين النقي. وتذكر الوثيقة المرجعية للمسابك لعام 2024 أن الاحتراق الكامل بالأكسجين والوقود قد يوفر في الطاقة حتى 50% ويخفض حجم غازات العادم حتى 72%. وتصف أيضًا مسبكًا ألمانيًا واحدًا لديه فرن قبة بالهواء الساخن بسعة 24 t/h رفعت فيه ستة مواقد للأكسجين والوقود معدل الصهر بنسبة 20% وخفضت استهلاك الكوك بنسبة 6%، استنادًا إلى نتائج طويلة الأمد.

## ULTRAOX VSA والأفران الصناعية

يعدّ كتالوج Industrial 2026 من Ultra Controlo الصناعات الفلزية ضمن أكثر من 40 صناعة تخدمها أنظمتها للهواء المضغوط والغاز والتفريغ. وتدرج ULTRAOX VSA، محطة الأكسجين الصناعية من Ultra Controlo، الأفران الصناعية ضمن تطبيقاتها. وهي تزوّد أكسجينًا بنقاء من 75% إلى 95% بضغط 50 kPa، مع معزز ضغط إضافي للأكسجين عند الطلب للضغوط الأعلى، وتزوّد طرازاتها السبعة من 18 إلى 240 m³/h بنقاء 93%. ونطاق النقاء هذا أدنى من الأكسجين بنقاء يزيد على 99% الذي تصفه الوثيقة المرجعية للحديد والصلب لمحوّل LD؛ انظر مولدات الأكسجين الصناعية.

### ما نقاء الأكسجين الذي يستخدمه محوّل الأكسجين القاعدي LD؟

تصف الوثيقة المرجعية الأوروبية للحديد والصلب لعام 2013 أكسجينًا نقيًا، بنسبة تزيد على 99%، من محطة لفصل الهواء، يُنفخ على المعدن الساخن السائل عبر رمح مبرد بالماء.

### ما مستوى الأكسجين المستخدم في فرن القبة ذي الهواء البارد المُغنى؟

بالنسبة إلى أفران القبة ذات الهواء البارد، تقول الوثيقة المرجعية الأوروبية للمسابك لعام 2024 إن مستوى الأكسجين في خليط الهواء المؤكسد يبلغ عادةً 22% إلى 25%، أي إغناء بنسبة 1% إلى 4%.

## المصادر

- [المفوضية الأوروبية، JRC، Best Available Techniques (BAT) Reference Document for Iron and Steel Production، EUR 25521 EN (2013)، الفصول 6 إلى 8](https://bureau-industrial-transformation.jrc.ec.europa.eu/sites/default/files/2019-11/IS_Adopted_03_2012.pdf)
- [المفوضية الأوروبية، JRC، Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Smitheries and Foundries Industry، EUR 40127 (2024)، القسمان 3.2.1.3.8 و 3.2.2.1.2](https://bureau-industrial-transformation.jrc.ec.europa.eu/sites/default/files/2024-12/SF_BREF_2024-bref.pdf)
- [النشرة الفنية لـ ULTRAOX VSA، ص. 2 و ص. 3](https://www.ultracontrolo.com/products/ultraox-vsa)
- Ultra Controlo، كتالوج Industrial 2026، ص. 6

تمت المراجعة: 2026-10-22. فريق الهندسة في Ultra Controlo. https://library.ultracontrolo.com/ar/industry/oxygen-for-steel-and-foundries/