ইলেকট্রিক আর্ক ফার্নেসের শর্ট প্রসেস ও লো-কার্বন স্মেল্টিং-এ গ্রাফিটাইজড পেট্রোলিয়াম কোক কী গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে?

ইলেকট্রিক আর্ক ফার্নেস (EAF) শর্ট প্রসেস এবং স্বল্প-কার্বন ইস্পাত উৎপাদনে গ্রাফাইটাইজড পেট্রোলিয়াম কোকের মূল ভূমিকা ও বিশ্লেষণ

১. গ্রাফাইট ইলেকট্রোডের মূল কাঁচামাল, যা EAF শর্ট প্রসেসের দক্ষ কার্যকারিতা সমর্থন করে

১. কাঁচামালের বৈশিষ্ট্য এবং প্রক্রিয়ার সামঞ্জস্যতা গ্রাফিটাইজড পেট্রোলিয়াম কোক হলো পেট্রোলিয়াম কোক থেকে প্রাপ্ত একটি পণ্য, যাকে ২,৫০০°C-এর বেশি তাপমাত্রায় গ্রাফিটাইজেশন করা হয়, যা এর স্ফটিক কাঠামোকে একটি অনিয়তাকার অবস্থা থেকে একটি অত্যন্ত সুশৃঙ্খল গ্রাফাইট রূপে রূপান্তরিত করে। এটি উচ্চ বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা, উচ্চ তাপ পরিবাহিতা, চরম তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা (৩,০০০°C-এর বেশি তাপমাত্রা সহ্য করতে পারে) এবং রাসায়নিক স্থিতিশীলতা প্রদর্শন করে। এই বৈশিষ্ট্যগুলো এটিকে গ্রাফাইট ইলেকট্রোড উৎপাদনের জন্য একটি আদর্শ কাঁচামাল হিসেবে তৈরি করে, যা EAF ইস্পাত তৈরির মূল পরিবাহী উপাদান।

২. সংক্ষিপ্ত-প্রক্রিয়া ইস্পাত উৎপাদনে দক্ষতার উন্নতি: EAF সংক্ষিপ্ত প্রক্রিয়াটিতে প্রধানত স্ক্র্যাপ স্টিলকে ফিডস্টক হিসেবে ব্যবহার করা হয়, যা সরাসরি গলানো হয় এবং গ্রাফাইট ইলেকট্রোড দ্বারা উৎপন্ন বৈদ্যুতিক আর্কের মাধ্যমে অপদ্রব্যকে জারিত করা হয়। প্রচলিত ব্লাস্ট ফার্নেস-বেসিক অক্সিজেন ফার্নেস (BF-BOF) দীর্ঘ প্রক্রিয়ার (যার জন্য লৌহ আকরিক এবং কোকিং কয়লার প্রয়োজন হয়) তুলনায়, EAF সংক্ষিপ্ত প্রক্রিয়াটি লৌহ তৈরির পর্যায়টি বাদ দেয়, যার ফলে প্রক্রিয়ার সময়কাল ৬০%-এর বেশি কমে যায়, শক্তি খরচ প্রায় ৬০% হ্রাস পায় এবং CO₂ নির্গমন প্রায় ৮০% কমে যায়। এই প্রক্রিয়ায় গ্রাফাইটাইজড পেট্রোলিয়াম কোক-ভিত্তিক উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন গ্রাফাইট ইলেকট্রোড একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে:

• উচ্চ বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা: বৈদ্যুতিক শক্তির অপচয় কমায়, আর্কের তাপীয় দক্ষতা বাড়ায় এবং গলানোর চক্র সংক্ষিপ্ত করে (যেমন, প্রচলিত পদ্ধতির তুলনায় কোয়ান্টাম ইএএফ গলানোর সময় ৫০% কমিয়ে দেয়)।
• তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা: EAF-এর অভ্যন্তরে চরম তাপমাত্রা সহ্য করে, ফলে ইলেকট্রোডের ব্যবহার কমে (যেমন, প্রচলিত ফার্নেসের তুলনায় ইকো-EAF ইলেকট্রোডের ব্যবহার ৫৭.৫% কমায়)।
• রাসায়নিক স্থিতিশীলতা: ইলেকট্রোড এবং গলিত ইস্পাত বা স্ল্যাগের মধ্যে বিক্রিয়া প্রতিরোধ করে ইস্পাতের বিশুদ্ধতা নিশ্চিত করে।

২. স্বল্প-কার্বন ইস্পাত উৎপাদন চালনা: কাঁচামাল থেকে প্রক্রিয়া পর্যন্ত সবুজ রূপান্তর

১. কার্বন নিঃসরণ কমাতে জীবাশ্ম জ্বালানির প্রতিস্থাপন: প্রচলিত দীর্ঘ প্রক্রিয়াটি জ্বালানি এবং বিজারক পদার্থ হিসেবে কয়লার উপর ব্যাপকভাবে নির্ভরশীল, যার ফলে কার্বন নিঃসরণের মাত্রা অনেক বেশি হয়। এর বিপরীতে, ইএএফ (EAF) সংক্ষিপ্ত প্রক্রিয়াটি তার শক্তির উৎস হিসেবে স্ক্র্যাপ স্টিল এবং বিদ্যুৎ ব্যবহার করে, এবং গ্রাফাইটাইজড পেট্রোলিয়াম কোক থেকে প্রাপ্ত গ্রাফাইট ইলেকট্রোডের মাধ্যমে “কয়লা থেকে বিদ্যুৎ” প্রতিস্থাপন অর্জন করে। যদি নবায়নযোগ্য শক্তি (যেমন, সৌর বা বায়ু) দ্বারা চালিত হয়, তবে প্রায়-শূন্য কার্বন নিঃসরণ সম্ভবপর হয়ে ওঠে। উদাহরণস্বরূপ, ইকো-ইএএফ (eco-EAF) কম-কার্বনযুক্ত কাঁচামাল গলানোর জন্য সবুজ শক্তি ব্যবহার করে, যা “কার্বন-মুক্ত” প্রযুক্তিতে স্টিল বিলেট উৎপাদন করে এবং এতে কার্বন নিঃসরণ প্রায় শূন্য হয়।

২. বর্জ্য তাপ পুনরুদ্ধার এবং শক্তি দক্ষতার সর্বোত্তম ব্যবহার: গ্রাফাইটাইজড পেট্রোলিয়াম কোকের উচ্চ তাপ পরিবাহিতা ইএএফ-এ (EAF) বর্জ্য তাপ পুনরুদ্ধার ব্যবস্থা বাস্তবায়নে সহায়তা করে। উচ্চ-তাপমাত্রার ধূলিকণাযুক্ত ফ্লু গ্যাস (যা ইনপুট শক্তির ১১-২০% বহন করে নিয়ে যায়) গ্রাফাইট ইলেকট্রোড বা বিশেষ হিট এক্সচেঞ্জারের মাধ্যমে স্ক্র্যাপ প্রি-হিটিং বা বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য তাপ পুনরুদ্ধার করতে পারে, যা শক্তি খরচ উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে। উদাহরণস্বরূপ, স্ক্র্যাপ প্রি-হিটিং প্রযুক্তি স্ক্র্যাপের তাপমাত্রা পারিপার্শ্বিক অবস্থা থেকে ৬০০°C-এর উপরে নিয়ে যায়, যা গলানোর চক্র ১৫-২০% কমিয়ে দেয় এবং প্রতি টন স্টিলের জন্য বিদ্যুৎ খরচ ৩৬.৯৫-৪০.২২% হ্রাস করে।

৩. স্ক্র্যাপ স্টিল সম্পদের চক্রাকার ব্যবহারকে উৎসাহিত করা: গ্রাফাইটাইজড পেট্রোলিয়াম কোক দ্বারা চালিত EAF শর্ট প্রসেস, ইস্পাত শিল্পকে একটি রৈখিক “সম্পদ-পণ্য-বর্জ্য” মডেল থেকে একটি চক্রাকার “সম্পদ-পণ্য-পুনর্ব্যবহৃত সম্পদ” কাঠামোতে স্থানান্তরিত করে। ২০২৪ সালের মধ্যে, শীর্ষস্থানীয় কোম্পানিগুলো অতি-পাতলা, অতি-উচ্চ-শক্তিসম্পন্ন অটোমোটিভ হট-স্ট্যাম্পিং স্টিলের ব্যাপক উৎপাদন অর্জন করে, যা ওজন কমানোর চাহিদা মেটানোর পাশাপাশি “সবুজ ইস্পাত”-এর ব্যয় এবং পরিবেশগত সুবিধার মধ্যে ভারসাম্য রক্ষা করে।

III. প্রযুক্তিগত উন্নয়ন ও বাজারের গতিপ্রকৃতি: গ্রাফাইটাইজড পেট্রোলিয়াম কোকের ‘ধূসর’ মূল্য উদ্ভাসিত হচ্ছে

১. উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন পণ্যের ক্রমবর্ধমান চাহিদা: ইএএফ (EAF) উৎপাদন ক্ষমতা বৃদ্ধি (যেমন, ৪০০ টনের বেশি চুল্লি) এবং গলন প্রযুক্তির অগ্রগতির (যেমন, কোয়ান্টাম ইএএফ, ইকো-ইএএফ) ফলে উচ্চ-মানের গ্রাফাইট ইলেকট্রোডের চাহিদা বাড়ছে। একটি গুরুত্বপূর্ণ কাঁচামাল হিসেবে গ্রাফিটাইজড পেট্রোলিয়াম কোক বিশুদ্ধতা (ছাইয়ের পরিমাণ <০.৫%), একাধিক ইমপ্রেগনেশন (৩-৪ চক্র), এবং অতি-উচ্চ-তাপমাত্রার গ্রাফিটাইজেশন (রোধ <৪ μΩ·m) এর ক্ষেত্রে তীব্র প্রতিযোগিতার সম্মুখীন হচ্ছে।

২. চীনের “দ্বৈত কার্বন” লক্ষ্যমাত্রার অধীনে, গ্রাফিটাইজড পেট্রোলিয়াম কোক উৎপাদকরা সবুজ শক্তি উৎপাদন এবং কার্বন ট্রেডিংয়ের মাধ্যমে কার্বন ফুটপ্রিন্ট হ্রাস করে “গ্রিন প্রিমিয়াম” অর্জন করছে এবং আন্তর্জাতিক উচ্চ-স্তরের গ্রাহকদের আকৃষ্ট করছে। শীর্ষস্থানীয় প্রতিষ্ঠানগুলো “কোকের কাঁচামাল-গ্রাফিটাইজেশন-অ্যানোড উপকরণ” পর্যন্ত বিস্তৃত সমন্বিত শিল্প চক্র গঠনের জন্য উল্লম্বভাবেও প্রসারিত হচ্ছে, যা সরবরাহ শৃঙ্খলকে স্থিতিশীল করছে এবং খরচ কমাচ্ছে।

৩. চীনের ‘ইস্পাত শিল্পের উচ্চ-মানের উন্নয়নকে উৎসাহিত করার নির্দেশিকা’-এর মতো নীতি ও বাজার-চালিত প্রবৃদ্ধির নীতিগুলি স্পষ্টভাবে ইএএফ (EAF) গ্রহণকে উৎসাহিত করে, এবং ২০২৫ সালের মধ্যে ইএএফ ইস্পাত তৈরির অনুপাত উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পাবে বলে অনুমান করা হচ্ছে। ইএএফ-এর একটি মূল কাঁচামাল হিসেবে গ্রাফিটাইজড পেট্রোলিয়াম কোকের বাজারে ধারাবাহিক প্রবৃদ্ধি দেখা যাবে, যা এই শিল্পকে উচ্চতর কর্মক্ষমতা এবং কম নির্গমনের দিকে চালিত করবে।