فرصت ها و چالش ها در صنعت فولاد ایران

مجتبی فردیار:

تلاش متخصصان و کارشناسان تولید فولاد در کشورهای مختلف دنیا به آن است که با استفاده از تمام امکانات و پارامترهای مختلف تکنولوژی میزان مصرف انرژی ها را کاهش داده تا فولاد را با قیمت نازلتری بتوانند به بازار مصرف عرضه کنند و با کم کردن مصارف انرژی از تخریب محیط زیست جلوگیری گردد. اگر میزان مصرف انرژی برای تولید آهن و فولاد از نرمهای متداول در دنیا تجاوز نماید با توجه به تأثیر مستقیم در قیمت تمام شده فولاد آن کارخانه قدرت رقابت خود را از دست می دهد. به همین علت در تمام کارخانه های فولادسازی دنیا سرمایه گذاری های عظیم تکنولوژیکی انجام گردیده تا با استفاده از بهینه سازی های طرحها و استفاده از سوختهای کمکی، کیفیت بهتر مواد خام اولیه و افزایش سطح تکنولوژی میزان مصارف انواع انرژی را تا حد امکان و در سطح استانداردهای جهانی کاهش دهند. چنانچه در کارخانه ای مصرف انرژی به هر علتی از نرمهای جهانی تجاوز نماید قیمت تمام شده غیر اقتصادی می گردد.

در محاسبات قیمت گذاری بایستی عوامل تولید مانند قیمت مواد خام، عوامل انرژی مطابق نرمهای جهانی محاسبه گردد.

انرژی های مورد استفاده در تولید آهن و فولاد شامل سوختهای فسیلی، گاز، برق، آب و فرآیندهای مواد نفتی می باشد.

یکی از طرحهائی که برای کم کردن مصارف انرژی در تولید صنعت فولاد مورد استفاده قرار گرفته و تأثیر بسیار بزرگی در کاهش مصرف انرژی داشته است شازژ آهن اسفنجی داغ در کوره های قوس الکتریکی به شرح زیر می باشد.

در مینی میل های سنتی با شارژ مستقیم آهن اسفنجی داغ یا بریکت به کوره قوس الکتریک حدود ۱۵۰ کیلوات ساعت به ازای هرتن فولاد مذاب در مصرف انرژی صرفه جوئی و ۲۰ درصدتولید فولاد افزایش می یابد.

فرآیندهای اولیه تولید فولاد در جهان براساس انرژی های استحصال شده از سوخت های فسیلی بوده که از ذغال سنگ و کک استفاده می کنند. خوشبختانه این نوع انرژی ها در ایران با قیمت های جهانی عرضه می شود. حجم قابل توجهی از کک و ذغال سنگ مصرفی در کارخانه ذوب آهن اصفهان وارداتی می باشد و در بسیاری از واکنش های گرما گیر می تواند جایگزین گاز طبیعی و یا انرژی الکتریکی شود.

طرح توسعه ذوب آهن اصفهان بر اساس تولید چدن کوره بلند شماره ۳ و انتقال آن به کوره قوس الکتریکی طرح سبا که در کارخانه ذوب آهن اصفهان ساخته شده است می باشد. در این طرح از آخرین فن آوری های موفق روز  جهان که با تفکر و اندیشه کاهش مصارف انرژی استفاده و مکمل طرح‌ شارژ آهن اسفنجی داغ در کوره های قوس الکتریک فولاد سازی که شرح آن داده شد ساخته شده است. بطوری که با انرژی گرمائی چدن مذاب آهن اسفنجی مورد نیاز در کوره قوس الکتریکی ذوب شده و مصرف انرژی برق در کوره قوس الکتریکی تا ۸۰ درصد کاهش پیدا میکند.

این طرح از کارخانه ذوب آهن اصفهان جدا و به مجتمع فولاد مبارکه واگذار گردید. به همین علت  ذوب آهن اصفهان مجبور گردید یکی از کوره های بلند خود را متوقف و این مهم ۶ سال ادامه داشت.

با توجه به این تصمیم نا درست و بدون مطالعه میلیون ها دلار به کارخانه ذوب آهن خسارت وارد گردید.

اکنون طرح سبا بعلت بحران انرژی در سال ۱۴۰۰ متوقف می باشد و کارخانه ذوب آهن اصفهان چدن تولیدی خود رابا کمک آب کمیاب و گرانبها در منطقه به شمش چدن تبدیل و روانه بازار می نماید و چدن مذاب که شمش شده است را کارخانه سبا از بازار خریداری و با صرف انرژی برق کمیاب در ایران و الکترود گرافیتی وارداتی که با دلار خریداری می گردد مجددا در کوره قوس الکتریکی طرح سبا ذوب می گردد. 

پیشنهاد می گرددمسئولین رده بالای وزارت صمت و ایمیدرو به این روند تکنولوژی که به منافع ملی کشور خسارت میزند خاتمه داده شود و جریان انتقال چدن مذاب کوره بلند کارخانه ذوب آهن به کوره قوس الکتریکی طرح سبا بر قرار گردد تا منافع ملی کشور از نظر میزان تولید از یک طرف و صرفه جوئی در مصرف برق، سوخت و گاز عملی و با تولید بیشتر ایران بتواند رده تولید جهانی خود را حفظ کند.

طبق گزارش های اعلام شده در صنایع زیر مصارف انرژی در ایران بیش از معیار های مصارف جهانی میباشد.

فولاد ۵۸ درصد- سیمان ۴۶/۲ درصد-آجر ۹۳ درصد- گچ ۵۰ درصد-شیشه ۸۸/۳ درصد- کاشی و سرامیک۲/۴۶ درصد.

mojtaba fardyar, [Sep 21, 2021 at 03:16]

از دیگر حامل‌های انرژی برق می باشد که در کارخانجات فولاد سازی، نورد، کوره های قوس الکتریک تولید فولاد، فروآلیاژها، ماشین آلات و تجهیزات استفاده می گردد.

با توجه به افزایش قیمت حامل های انرژی برای تولید برق قیمت برق نیز  افزایش بالا را خواهد داشت.

mojtaba fardyar, [Sep 21, 2021 at 03:16]

گاز طبیعی از حامل های انرژی مصرف عمده ای در صنعت فولاد داشته و عامل تولید انرژی

گرمائی در کوره های تولید آهن و فولاد مصرف می شود. وجود منابع گاز طبیعی ارزان و فراوان در ایران به عنوان یک مزیت عمده در توسعه صنایع فولاد سازی ایران محسوب شده و در نتیجه افزایش ظرفیت احیاء مستقیم و کوره قوس الکتریک در ایران گردیده بطوری که بر اساس آمار جهانی حدود ۷۰ درصد تولید به روش کوره بلند و ۳۰ درصد به روش کوره قوس الکتریک انجام می شود. درحالیکه در ایران برعکس حدود ۸۰ درصد به روش کوره قوس الکتریک و حدود ۲۰ درصد به روش کوره بلند‌می باشد.

با توجه به اینکه قیمت جهانی گاز طبیعی رو به افزایش است در آن صورت فرآیندهای کوره بلند- کنورتور دارای مزیت خواهد بود.

mojtaba fardyar, [Sep 21, 2021 at 03:16]

آب در واحد های تولید آهن و فولاد به عنوان انتقال دهنده حرارت تجهیزات مرتبط با مواد داغ، سیستم های تصفیه گاز مورد استفاده قرار می‌گیرد. با توجه به شرائط آب و هوای ایران تأمین آب صنایع فولاد با مشکلات بیشتری همراه خواهد بود.

سیستم خنک کنندگی تجهیزات تولید آهن و فولاد باید شرائط هفتگانه زیر را داشته باشد.

۱-از گرمائی که می‌گیرد بتوانیم استفاده کنیم.

۲-عمر تجهیزات را زیاد کند.

۳-ساختمان ‌و بهره برداری آن ساده باشد.

۴- با قیمت کمتری منظور ما را عملی نماید.

۵-حداقل مصرف انرژی را داشته باشد.

۶-در حد امکان از سیستم انرژی جدا باشد.

۷-گرمای خود را در حداقل از دست بدهد.

در سال ۱۹۴۹ پروفسور آندونیف از محققین کشور شوروی سیستم خنک کننده تبخیری برای تجهیزات کارخانه های تولید آهن و فولاد طراحی و تا سال ۱۹۷۲ بیش از ۵۰ درصد از سیستم های خنک کننده تولید آهن و فولاد کشور شوروی را به سیستم خنک کننده تبخیری تبدیل و بیش از ۶۰ درصد مصرف آب را در کارخانه های آهن و فولاد را کاهش داد. در سال ۱۹۷۲ صنایع فولاد کشور ژاپن طرح سیستم خنک کننده تبخیری را برای تمامی واحدهای تولید آهن و فولاد کشور ژاپن خریداری و سیستم های خنک کننده صنایع فولاد ژاپن به سیستم خنک کننده تبخیری تبدیل شد. خوشبختانه اولین کارخانه تولید آهن و فولاد که به سیستم خنک کننده تبخیری در کشور شوروی تبدیل شد کارخانه KMK بود که من در آن از طرف شرکت ملی فولاد به آن کارخانه اعزام شده بودم ‌ و آموزش میدیدم. از پروفسور آندونیف سیستم خنک کننده تبخیری را بطور کامل به من آموزش داد. مطالبی که پروفسور آندونیف به من آموخت را  بصورت کتابی تهیه کرده ام  فقط نیاز به چاپ دارد.

آب در واحد های تولید آهن و فولاد به عنوان انتقال دهنده حرارت تجهیزات مرتبط با مواد داغ، سیستم های تصفیه گاز مورد استفاده قرار می‌گیرد. با توجه به شرائط آب و هوای ایران تأمین آب صنایع فولاد با مشکلات بیشتری همراه خواهد بود.

سیستم خنک کنندگی تجهیزات تولید آهن و فولاد باید شرائط هفتگانه زیر را داشته باشد.

۱-از گرمائی که می‌گیرد بتوانیم استفاده کنیم.

۲-عمر تجهیزات را زیاد کند.

۳-ساختمان ‌و بهره برداری آن ساده باشد.

۴- با قیمت کمتری منظور ما را عملی نماید.

۵-حداقل مصرف انرژی را داشته باشد.

۶-در حد امکان از سیستم انرژی جدا باشد.

۷-گرمای خود را در حداقل از دست بدهد.

در سال ۱۹۴۹ پروفسور آندونیف از محققین کشور شوروی سیستم خنک کننده تبخیری برای تجهیزات کارخانه های تولید آهن و فولاد طراحی و تا سال ۱۹۷۲ بیش از ۵۰ درصد از سیستم های خنک کننده تولید آهن و فولاد کشور شوروی را به سیستم خنک کننده تبخیری تبدیل و بیش از ۶۰ درصد مصرف آب را در کارخانه های آهن و فولاد را کاهش داد. در سال ۱۹۷۲ صنایع فولاد کشور ژاپن طرح سیستم خنک کننده تبخیری را برای تمامی واحدهای تولید آهن و فولاد کشور ژاپن خریداری و سیستم های خنک کننده صنایع فولاد ژاپن به سیستم خنک کننده تبخیری تبدیل شد. خوشبختانه اولین کارخانه تولید آهن و فولاد که به سیستم خنک کننده تبخیری در کشور شوروی تبدیل شد کارخانه KMK بود که من در آن از طرف شرکت ملی فولاد به آن کارخانه اعزام شده بودم ‌ و آموزش میدیدم. از پروفسور آندونیف سیستم خنک کننده تبخیری را بطور کامل به من آموزش داد. مطالبی که پروفسور آندونیف به من آموخت را  بصورت کتابی تهیه کرده ام  فقط نیاز به چاپ دارد.

منبع: ویزه نامه صنعت برق