آهن قراضه؛ شاه کلید حل بحران صنعت فولاد

پایگاه خبری تحلیلی فولاد (ایفنا)- نهاده‌های اصلی تولید در صنعت فولاد عبارتند از سنگ‌آهن (یاDRI)، آهن قراضه و انرژی. مهندسی فرآیند تولید فولاد، اختصاص حداقل مقدار از هر نهاده و احیانا جایگزینی و کاهش و افزایش نهاده‌ای با نهاده دیگر با هدف کمینه کردن قیمت تمام شده محصول است. هدف از بحث حاضر، بررسی اثرات مصرف سنگ‌آهن و آهن قراضه به‌عنوان کالاهای جانشین از منظر انرژی مصرفی در فرآیند تولید فولاد است. از‌این رو به‌رغم بررسی عوامل مختلف و موثر در کل فرآیند تولید فولاد، در محاسبات پایانی، اثرات عوامل و نهاده‌های دیگر را ثابت در نظر می‌گیریم. 
صنعت فولاد در سخت‌ترین دوران سه دهه گذشته خود قرار دارد. در بزنگاه تاریخی پرابهامی ‌که شرایط کشور درگیر آن است شاید احتمالات مختلفی را برای ‌آینده بتوان تصور کرد. اما برای صنعت فولاد راه گریزی نیست، مگر مواجهه فعال با چالش سترگی که فشار عوامل محیط بیرونی و محیط درونی بر او تحمیل کرده است.
 عوامل محیط بیرونی نظیر اثرات تحریم‌ها، عرضه مازاد و افت جهانی قیمت‌ها، مباحث تعرفه‌ای و برخی سیاست‌گذاری‌های بی‌ثبات دولتمردان، کمبود نقدینگی و اعمال سیاست‌های انقباضی بانک‌ها، کمبود نهاده‌های تولید در بازار داخل و موانع واردات و... که هرگونه تغییری در این عوامل در چارچوب نظامات جاری فعلی در اختیار بنگاه‌های تولیدی نیست. اما عوامل محیط درونی که عموما هزینه‌های مازاد برای بنگاه تولیدی‌ ایجاد می‌کند عبارتند از: به روز نبودن تکنولوژی تولید، ضعف در بنیه کارشناسی و روش‌های تولید، مصرف بالای انرژی بر تن تولید، کمبود سرمایه در گردش، کمبود اطلاعات نسبت به بازار در زنجیره تامین و فروش محصول.
با هدف پایداری در مقابل تمامی ‌شرایط نامطلوب حاضر برخی اقدامات جهت کاهش هزینه‌های کل و خصوصا انرژی مصرفی فرآیند تولید که در اختیار بنگاه تولیدی است باید در دستور کار واحدها قرار گیرد. عامل هزینه‌ساز مهم دیگری که خارج از محیط بنگاه بر او تحمیل کرده‌اند استفاده از آهن اسفنجی در پروسه تولید است. 
حدود 70 در‌صد تولید فولاد خام‌ایران با کوره قوس الکتریکی و 20 درصد کنورتور و 10 درصد با کوره‌های القایی صورت می‌گیرد. در‌این مقاله به بررسی روش‌های کاهش مصرف انرژی در کوره‌های قوس الکتریکی و القایی که تولید با ترکیبی از قراضه و آهن اسفنجی صورت می‌پذیرد و تکنولوژی غالب در فولاد‌سازی‌ایران نیز هست، پرداخته می‌شود. سهم مصرف 90 در‌صدی مصرف DRI نیز از عواملی بیرونی است که از نظر مطلوبیت – ارزش بر بنگاه‌های تولیدی تحمیل شده است.
با توجه به قیمت انرژی و قیمت سایر نهاده‌های تولید و رعایت مسائل اقتصادی تولید، تولید‌کننده باید حداکثر استفاده را از واکنش‌های موجود در فرآیندی که می‌تواند در کاهش انرژی مصرفی موثر باشند را انجام ‌دهد. در‌این راستا یک فرآیند سرباره‌سازی خوب در کوره می‌تواند بهترین راندمان انرژی را برای کوره داشته باشد. استفاده از شارژ آهن اسفنجی یا بریکت در کوره قوس می‌تواند تاثیرات مشخصی را در فرآیند ذوب نشان دهد. از DRI به‌عنوان جایگزین قراضه و با توجه به ترکیب شیمیایی تقریبا یکنواخت آن به منظور کاهش غلظت عناصر ناخالصی و رسوبات در ذوب از طریق بالا بردن عیار آهن موجود در شارژ استفاده می‌شود. در حقیقت با شارژ DRI در سبد قراضه آهن، سطح ناخالصی‌های موجود در شارژ کاهش یافته و سبب کاهش مقدار نیتروژن موجود در ذوب می‌شود. اما چند فاکتور در استفاده از شارژ آهن اسفنجی باعث افزایش مصرف انرژی می‌شوند. 

در یک کوره قوس الکتریکی با شارژ 100 درصد آهن قراضه سرد و ساخت سرباره پفکی خوب، مقدار انرژی مصرفی برای تشکیل ذوب، حدود 400 تا 435 کیلووات ساعت بر هر تن ذوب، صرف‌نظر از سایر انرژی‌ها است، در حالی‌که یک کوره قوس با شارژ 98 درصد DRI و تشکیل سرباره پفکی خوب، انرژی مصرفی حدود 635 کیلووات ساعت در هر تن است. درصد متالیزاسیون DRI در مصرف انرژی فرآیند ذوب و تولید فولاد موثر است.
از طرف دیگر، به ازای افزایش ۵۰ درجه سانتیگراد دمای شارژ ورودی، حدود ۱۰ کیلووات ساعت بر تن، انرژی کوره صرفه‌جویی می‌شود. با پیش گرم کردن قراضه توسط گاز خروجی و به ازای شارژ قراضه پیش گرم شده تا ۶۰۰ درجه سانتیگراد، حدود ۱۰۰ کیلووات ساعت بر تن محصول در انرژی کوره صرفه جویی می‌شده و سبب کاهش زمان ذوب‌گیری و افزایش صرفه جویی انرژی در تولید فولاد می‌شود. همچنین استفاده از بریکت گرم HBI حدود 140 کیلووات ساعت مصرف برق را کاهش می‌دهد و زمان ذوب را نیز تا 30 درصد کاهش خواهد داد. 
در‌ ایران نسبت مصرف قراضه به کل تولید فولاد 9 درصد است. ‌این نسبت می‌تواند به هر میزانی (حتی 100 درصد) افزایش یابد. مزیت‌هایی نظیر منابع فراوان سنگ آهن و انرژی‌های فراوان و ارزان از یک طرف و از سوی دیگر کمبود قراضه داخلی سرنوشت دیگری را برای صنعت رقم زده است. کوره‌های القایی با ظرفیت کل حدود 7/1 میلیون تن بر اساس مصرف قراضه صد در‌صدی طراحی شده‌اند. تمامی‌ قراضه کشور هم پاسخ نیاز آنان را نمی‌دهد و ناگزیرند به‌رغم مشکلات فراوانی که برایشان در حذف عناصر مزاحم و افزایش انرژی مصرفی‌ ایجاد می‌کند، درصدی از DRI نیز مصرف کنند. در صورت شارژ 100 درصد قراضه مصرف انرژی کوره حدود 700کیلووات ساعت بر تن تولید و در صورت استفاده از 50 در‌صد اسفنجی به همراه قراضه مصرف انرژی 100 کیلووات ساعت بر تن افزایش خواهد داشت (دامنه‌این ارقام بسته به نوع و حجم کوره از 500 تا 900 کیلووات ساعت بر تن نیز ذکر شده است). مصرف بیش از 50 درصد DRI علاوه بر سایر موارد، مصرف انرژی را با شیب تندتری افزایش داده و از مرز 1100 کیلووات ساعت بر تن نیز می‌گذراند.  اینها عواملی هستند که بنگاه‌های پراکنده و منفرد فولادساز را با توجه به امکانات و تکنولوژی در اختیار و تجربه و دانش شخصی قادر می‌سازد تا با توجه به سبد قیمتی قراضه و DRI، ترکیبی از نهاده‌ها را انتخاب و محصولی را با حداقل قیمت تمام‌شده و سود حداکثری روانه بازار کند اما زمانی استفاده از ‌این راه‌حل‌ها اقتصادی به ‌نظر می‌رسد که قیمت انرژی قابل‌توجه بوده و هزینه تولید را به ازای هر تن فولاد به نحو قابل ملاحظه‌ای افزایش دهد. 

بنابراین تولید‌کننده، با استفاده از راه‌های کاهش انرژی، بسته به محل قرارگیری کارخانه، نوع کوره و تکنولوژی تولید، مسائل فنی و قیمت قراضه و DRI، ترکیب مناسب نهاده‌های تولید را از طریق مقایسه آنها به لحاظ اقتصادی تعیین و تصمیم‌گیری خواهد کرد.
اما در واقعیت در بازار فعلی با کمبود منابع و نهاده‌های تولید (قراضه و DRI) و خصوصا قراضه مواجهیم. در چنین حالتی به تحلیل مجموعه بازار در کلان آن می‌پردازیم، چرا‌که در چنین وضعیتی که تعادل در عرضه و تقاضای مواد اولیه فولاد وجود ندارد، مناسبات بنگاه‌ها به گونه رقابتی نبوده و بازیگران جدیدی نظیر دولت نقش مهمی‌را در بازار به عهده می‌گیرند. با حضور دولت قواعد بازی بازار عوض می‌شود. دولت با ابزار سیاستگذاری، سرمایه، مجوز و تعرفه و حتی عاملیت در تولید، به‌عنوان مهم‌ترین‌ بازیگر بازار، مناسبات بازار را تغییر می‌دهد. در چنین وضعیتی بنگاه‌های تولیدی توانایی محدودی در اختصاص بهینه نهاده‌های مورد نیازشان دارند و علاوه بر مبحث انرژی، مشکلات تامینی و قیمتی قراضه و DRI نیز وارد دستور کار مدیران و مالکان بنگاه‌های تولیدی فولادساز خواهد شد.
تولید فولاد خام‌ایران در سال 2014 معادل 3/ 16 میلیون تن بوده است. تولید آهن اسفنجی در‌این دوره 3/ 14 میلیون تن (باواردات 2 میلیون تن گندله) بوده است. حداکثر میزان قراضه جمع‌آوری شده و مصرفی طی همین دوره کمتر از 5/ 1 میلیون تن (و با روندی کاهشی) بوده است. چنین ترکیبی از کوره‌ها با در نظر گرفتن ثبات در روش‌های تولید و نسبت مصرف هر یک از نهاده‌ها با رژیم مصرف جاری و فعلی نهاده‌ها در کشور، تقاضای کل بار فلزی 18 میلیون تن بوده است.
با توجه به شرایط حاضر اقتصاد ملی و جهانی طبیعتا گزینه‌ای را باید در دستور کار قرار داد که ما را قادر به تولید با کمترین قیمت تمام شده و ماندگاری و تداوم حیاتمان در بازار کند. پیش بینی تولید فولاد در سال 2015 برابر با حدود 8/ 18 میلیون تن است، از‌این‌رو نیاز به نزدیک به 21 میلیون تن بار فلزی خواهد بود. حاصل‌اینکه در سال‌ آینده با کسری 6 میلیون تن بار فلزی اعم از آهن اسفنجی و قراضه مواجه هستیم. با توجه به ناکافی بودن تولید داخلی گندله  برای  دستیابی به اهداف تولید و جبران کاستی منابع، دو گزینه پیش‌رو است: واردات گندله یا واردات قراضه.
صرفه‌جویی در مصرف انرژی در صنعت فولاد کشور از آغاز، به دلایل مختلف به‌ویژه به دلیل ارزانی حامل‌های انرژی در ‌ایران چندان مورد توجه قرار نگرفته است. در کوره‌های قوس در صورت مصرف 100 درصد قراضه در مقایسه با استفاده 98درصد اسفنجی، مصرف انرژی الکتریکی معادل 200 کیلووات ساعت بر تن و انرژی حرارتی 18 گیگا ژول بر تن صرفه‌جویی خواهیم داشت و مقدار انرژی مصرفی در پروسه احیا (تبدیل گندله به DRI) برابر با مصرف 455 متر‌مکعب گاز طبیعی و 174 کیلووات‌ساعت انرژی الکتریکی بر تن است.  
با توجه به ارقامی‌که در بالا مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت، پتانسیل صرفه‌جویی انرژی کل از مصرف قراضه در عوض یک میلیون تن گندله حداقل 20 میلیون گیگاژول است؛‌ این رقم معادل 200 میلیون کیلووات ساعت انرژی الکتریکی و 500 میلیون متر‌مکعب گاز طبیعی یا صرفه‌جویی 18 میلیون گیگاژول انرژی حرارتی است. ‌این رقم برابر با حدود 500 میلیارد مترمکعب گاز طبیعی است. علاوه بر چنین صرفه‌جویی مستقیم ناشی از واردات قراضه، با نگرشی پویا افزایش عرضه قراضه بازار باعث جابه‌جا‌یی منحنی قیمتی قراضه و تعادل بخشی به عرضه و تقاضای بازار و نهایتا کاهش قیمت‌های کل خواهد شد. صرفه‌جویی‌های ناشی از واردات قراضه را می‌توان برای  ‌ایجاد و توسعه زیرساخت‌های واردات شامل سایت و تجهیزات بندری، توسعه ناوگان حمل‌و‌نقل و... برای افزایش ظرفیت قراضه به کشور در سال‌های آتی سرمایه‌گذاری کرد. نزدیک به 90 درصد تولید فولاد ترکیه به روش قوسی است. ‌این کشور در سال 2014 معادل 34 میلیون تن تولید فولاد خام با استفاده از 30 میلیون تن قراضه داشته که 19 میلیون تن قراضه وارداتی بوده است. قیمت انرژی برق در ترکیه هر کیلووات ساعت 11 سنت (370 تومان) و در‌ایران حدود 60 تومان و قیمت یک متر‌مکعب گاز در ترکیه 57 سنت (1880 تومان) و در‌ایران 145تومان است. واردات قراضه ترکیه عمدتا از منابع اروپا و آمریکا و مقصد صادرات نیمی‌از محصولات تولیدی‌اش نیز همان کشورها است. بدیهی است یکی از مزیت‌هایی که ترکیه را قادر به حضور در رقابت‌های بین‌المللی می‌کند حاشیه صرفه‌جویی اقتصادی ناشی از مصرف قراضه در تولید فولاد است.
جناب وزیر لطفا برای  جلوگیری از توقف یا فروپاشی صنعت، مسیر واردات قراضه را به سرعت هموار کنید.
منبع: اقتصادنیوز