تحلیل صنعت فولاد

یکی از فلزات مهم دنیا که تقریبا در تمامی زمینه‌ها کاربرد دارد، فولاد است. از فولاد (Steel) برای تولید خطوط راه‌آهن، وسایل حمل‌ونقل، تولید تجهیزات پزشکی و…استفاده می‌شود. فولاد در صنعت ساختمان‌سازی نیز کاربرد زیادی دارد.
به بیانی دیگر فولاد پرکاربردترین فلز صنعتی است و میزان مصرف آن روز‌به‌روز در حال افزایش است. این فلز به راحتی قابل بازیافت است و برای تولید آن از انرژی کمی استفاده می‌شود.

تاریخچه صنعت فولاد در ایران

با بررسی تاریخ می‌بینیم که در هزاره سوم قبل از میلاد، آهن کشف شد و با استفاده از آن افراد به ساختن اولین نیزه‌ها، چاقو و… پرداختند. همچنین کشف تعداد زیادی از تیغه‌های خنجر و چاقو فرسوده آهنی در مناطق مختلف ایران نشان‌دهنده استفاده اجداد ما از آهن و فلزات مختلف است.
اولین تلاش‌ها برای راه‌اندازی صنعت فولاد در ایران قبل از سال ۱۹۳۰ میلادی بود. اما به‌دلیل وقوع جنگ‌جهانی دوم، پروژه‌ای که قرار بود با همکاری شرکت‌های آلمانی در ایران راه‌اندازی شود، متوقف شد. بعد از جنگ جهانی دوم تلاش زیادی جهت راه‌اندازی کارخانه‌های فولادسازی انجام شد، اما تعداد زیادی از پروژه‌ها با شکست همراه شدند. سرانجام در سال ۱۳۴۶ از یک کارخانه با ظرفیت ۶۵ هزار تن در سال، در جاده اهواز-خرمشهر بهره‌برداری شد، مواد اولیه این کارخانه نیز از خارج از کشور تامین می‌شد.
تقریبا بعد از گذشت دو دهه از جنگ جهانی دوم، با بهبود وضعیت اقتصادی کشور و افزایش تقاضای داخلی فولاد، نخستین کارخانه تولید محصولات فولادی در ایران پایه‌گذاری شد. بعد از پیروزی انقلاب اسلامی، شرکت‌های تولید کننده فولاد در داخل کشور با یکدیگر ترکیب شده و شرکت ملی فولاد ایران را با نام اختصاری NISCO تاسیس شد.

جایگاه فعلی فولاد ایران در دنیا

بر اساس داده‌ها ISA، در سال ۲۰۱۹ ایران توانست رتبه دهم در بین کشورهای تولید کننده فولاد در جهان را به خود اختصاص دهد. در حالی‌که در سال ۲۰۱۶ در رتبه ۱۴ام قرار داشت. در واقع ایران بزرگترین تولید‌کننده فولاد در منطقه است.

کیوان جعفری تهرانی کارشناس ارشد بین‌المللی صنایع فولاد در مارس ۲۰۲۰ در مصاحبه‌ای اعلام کرد که ایران قصد دارد طبق برنامه جامع فولادی خود تا سال ۲۰۲۵، میزان تولید فولاد خام خود را به ۵۵ میلیون تن برساند.
او همچنین در رابطه با تحریم‌هایی که علیه ایران وضع شده چنین بیان کرد، با وجود تحریم‌های سخت وضع شده بر این صنایع و مشکلاتی که در زمینه تجارت و صادرات ایجاد شده، تولیدکنندگان فولاد ایران یاد گرفته‌اند که با این تحریم‌ها کنار بیایند و صادرات محصولات فلزی ایران در مقایسه با سال گذشته افزایش یافته است.

چه کشورهایی مشتریان فولاد ایران هستند؟

کشورهای ASEAN مانندمالزی، سنگاپور، میانمار، تایوان، تایلند، فیلیپین، اندونزی به‌طور کلی کشورهای خاور دور آسیا وارد‌کننده اصلی فولاد ایران هستند. پیش از سال ۲۰۱۷، مقداری از صادرات به بازار اروپا تعلق داشت اما به دلایلی بعد از آن ایران بازار اروپا را از دست داد.

ترکیبات فولاد

اگر ترکیبات این فلز را بررسی کنیم، خواهیم دید که ترکیبات اصلی فولاد، آلیاژی از آهن و کربن است. میزان کربن فولاد بین ۰.۰۸ تا ۱.۵ درصد است و این موضوع باعث می‌شود تا فولاد سخت‌تر از آهن نورد (نورد به معنای شکل‌دهی فلزات با عبور دادن آن‌ها ار بین دو غلتک که می‌توانند صاف یا کالبیردار باشند. این عمل می‌تواند به دو شکل گرم یا سرد انجام شود) باشد و همانند آهن ریخته شده (چدن) شکننده نباشد. کیفیت فولاد به عوامل مختلفی بستگی دارد. درصد کربن موجود در فولاد، عملیات حرارتی انجام شده و آلیاژهایی که در آن وجود دارد همگی بر کیفیت آن تاثیر می‌گذارند.

نحوه تولید فولاد

برای تولید فولاد، ابتدا سنگ‌آهن از معادن استخراج شده و در کوره گرم و ذوب می‌شود و سپس ناخالصی‌های آن از بین برده می‌شوند و به آن کربن اضافه می‌شود. برای تولید فولاد معمولا از دو کوره متفاوت به نام‌های کوره ذوب‌آهن و کوره قوس الکتریکی استفاده می‌شود.
کوره‌های ذوب آهن عمدتا مواد خام (سنگ آهن، آهک و کک) را با استفاده از برخی فولادهای قراضه برای تولید فولاد استفاده می کنند. در حالی که کوره های قوس الکتریکی عمدتا از ضایعات فولاد استفاده می‌کنند.

تکمیل زنجیره فولاد

تکمیل زنجیره فولاد دارای مراحل متفاوتی است که به‌ترتیب عبارتند از:
استخراج سنگ‌آهن از معدن، تبدیل آن به کنستانتره، گندله، آهن اسفنجی، شمش و محصولات فولادی است. برای این‌که بتوانیم با بهره‌گیری کامل از این زنجیره به بیشترین میزان ارزش‌دهی برسیم، باید واحدهایی ایجاد شود که تمامی این زنجیره رویدادها در آن انجام بگیرد. وقتی بتوانیم در یک واحد کل این مراحل را انجام دهیم در این صورت ارزش افزوده ایجاد کرده‌ایم.

همان‌طور که اشاره شد، نخستین و اصلی‌ترین حلقه از زنجیره تولید فولاد، استخراج سنگ آهن است. شرکت‌ها می‌توانند با کامل کردن زنجیره فولاد، دست از خام فروشی بردارند و با کامل کردن این زنجیره با اضافه کردن ارزش افزوده آن را با قیمتی بالاتر به کشورها صادر کنند. مخصوصا در زمان حال که میزان صادرات سنگ‌آهن ما به کشورهای دیگه کاهش یافته است. این شرکت‌ها می‌توانند خود را توسعه بدهند و اقدام به تاسیس واحدهایی برای رسیدن به مرحله آخر تولید بکنند. البته تاسیس چنین واحدهایی علاوه‌بر تکنولوژی مورد نیاز به سرمایه زیادی هم احتیاج دارد.
در ادامه با موادی که به ترتیب در زنجیره تکمیل فولاد مصرف و تولید می‌شوند، آشنا می‌شویم. اولین ماده مورد استفاده سنگ‌آهن است.

سنگ‌آهن (Iron ore)

سنگ‌آهن عنصری فلزی است که از پوسته زمین استخراج می‌شود. سنگ‌آهن به تنهایی خیلی محکم نیست و به راحتی با اکسیژن ترکیب می‌شود. برای این‌که این ماده در بخش‌هایی مثل ساختمان‌سازی قابل استفاده باشد و استحکام آن افزایش یابد آن را با عناصر مختلفی مثل نیکل ترکیب می‌کنند، یعنی آلیاژ آن با استفاده از عناصر مختلف تهیه می‌شود.

کنسانتره

کنسانتره پودری سیاه رنگ است که از سنگ آهن ایجاد می‌شود. هدف از تولید آن پرعیار‌سازی سنگ آهن بی‌کیفیت و کم‌عیار است. از این محصول برای تولید سایر موارد تشکیل دهنده زنجیره تکمیل فولاد یعنی گندله آهن، آهن اسفنجی، شمش و….استفاده می‌شود. از این محصول در صنایع مختلف مرتبط به ذوب‌آهن نیز استفاده می‌شود.

گندله

گُندُله به معنای گلوله‌های تولید شده از نرمه سنگ‌آهن و سایر مواد افزودنی است. این ماده در ابتدای کار خام است و سپس پخته شده و سخت می‌شود و در روش‌های متعدد احیای مستقیم به کار می‌رود. گندله ماده اولیه برای تولید آهن خام است و باید در کوره‌های احیا ویژگی مکانیکی شیمیایی و حرارتی مطلوبی را داشته باشد.

آهن اسفنجی (DRI)

آهن اسفنجی که به آن Direct Reduced Iron هم می‌گویند، دارای عیار بالای آهن است. محصول حاصل از احیای مستقیم گندله است. در عملیات احیای مستقیم، بدون نیاز به ذوب سنگ آهن، اکسیژن آن حذف می‌شود. شکل ظاهری آن به‌صورت قطعات کروی (گندله) متخلخل یا اسفنج‌گونه است که دلیل نامگذاری آن هم، همین ظاهر اسفنجی این محصول است.
در ادامه چهار محصول نیمه‌ساخته که به‌عنوان فراورده‌های میانی نورد فولاد نیز شناخته می‌شوند را معرفی می‌کنیم.

شمش (Ingot)

شمش‌ها سطح مقطع ذوزنقه‌ای، مربع و یا دایره‌ای دارند که طول هر شاخه آن حداکثر ۲ متر است. شکل ظاهری و سایز بزرگ این شمش‌ها حمل و نقل آن‌ها راحت می‌کند. شمش فولاد اولین محصول خروجی از کوره‌های بلند ذوب‌آهن است و شکل ظاهری مرسوم آن‌ها همان مکعب مستطیل است. در شکل زیر نمونه‌ای از شمش فولاد را مشاهده می‌کنید، شکل سایر محصولاتی که نام می‌بریم نیز به همین صورت است و تنها در ابعاد و سایز متفاوت هستند.

شمشال یا بیلت (Billet)

این محصول طول بیشتری نسبت به شمش دارد. سطح مقطع آن دایره‌ای یا به‌صورت مربع است به‌عبارتی سطح مقطعی کوچکتر از ۲۳۰ سانتی‌متر مربع دارد وعرض آن کمتر از ۱۵ سانتی‌متر است. از بیلت برای تولید میلگرد، سیم و کلاف استفاده می‌شود.

شمشه یا بلوم (Bloom)

شکل ظاهری این محصول شبیه بیلت است. اگر عرض بیلت بیشتر از ۱۵ سانتی‌متر باشد و یا به‌عبارتی دیگر سطح مقطع آن بیش از ۲۳۰ سانتی‌متر مربع باشد، به آن بلوم فولاد می‌گویند.
از بلوم برای ساخت تیر‌آهن، ریل، قوطی و… استفاده می‌شود.

تختال یا اسلب (Slab)

این محصول یک قطعه فولادی به شکل مکعب مستطیل است که ضخامتی به اندازه ۲۳۰ میلی‌متر دارد. طول اسلب ۱۲ متر و عرض آن برابر با ۲۵/۱ متر است. از این محصول برای تولید ورقه‌های فولادی، تسمه و لوله‌های جوشی و… استفاده می‌شود. اسلب به‌طور مستقیم از اینگت و یا از بلوم ساخته می‌شود.

مولفه‌های اثرگذار بر بهای تمام شده فولاد

مولفه‌های مختلفی وجود دارند که تغییر آن‌ها بر بهای تمام شده تولید فولاد تاثیر می‌گذارد. بیشتر کارشناسان این صنعت معتقد هستند که پیشرفت تکنولوژی و استفاده از فناوری‌های روز دنیا، می‌توانند قسمتی از هزینه‌های تولید را کاهش دهد. استفاده از تجهیزات جدید در زمینه تامین، مصرف انرژی و کیفیت کالای تولید شده تاثیر بسیاری بگذارد. برای مثال اگر از فناوری‌های جدیدی استفاده شود که انرژی کمتری برای تولید محصول نهایی مصرف کند، می‌تواند در کاهش هزینه تامین انرژی تاثیر چشم‌گیری بگذارد.
تسهیل دسترسی به مواد اولیه و استخراج آن می‌تواند منجر به افزایش کیفیت فولاد تولیدی شود. با افزایش کیفیت فولاد تولید شده می‌توان آن را به قیمت بالاتری فروخت.
یکی از مهم‌ترین مواردی که می‌تواند هزینه شرکت‌ها را کاهش دهد، مجاورت واحدهای فولادسازی با دریا است. در صورت نزدیک بودن به دریا دیگر شرکت‌ها مجبور نیستند هزینه زیادی بابت حمل‌ونقل متحمل شوند. با کاهش هزینه‌های مربوط با حمل‌و‌نقل، هزینه‌های تولید این محصول نیز به میزان قابل توجهی کاهش پیدا می‌کند.
تولید فولاد در مقیاس توجیه‌پذیر نیز از دیگر مواردی است که می‌تواند بر قیمت آن تاثیر بگذارد.

آسیب‌های محیطی این کارخانه‌ها

این کارخانه‌ها علاوه بر اثرات مثبتی که بر اقتصاد کشور دارند، اما آسیب‌های زیست‌محیطی فراوانی نیز با خود به همراه دارند.
این کارخانه‌ها از بزرگترین منابع آلوده‌کننده محیط هستند که سالانه مقدار زیادی گاز کربن‌ دی‌ اکسید را وارد محیط می‌کنند. حتی روش‌های تولیدی متفاوتی که کارخانه‌ها به‌کار می‌برند، میزان آلودگی‌ متفاوتی تولید می‌کند. برای مثال استفاده از کوره بلند نسبت به روش احیای مستقیم، کربن دی اکسید بیشتری تولید می‌کند.
از دیگر معایب این کارخانه‌ها مصرف بالای انرژی است. برای مثال در برخی از روش‌های تولید فولاد از کک استفاده می‌شود اما در برخی روش‌ها از گاز طبیعی. حتی کیفیت مواد اولیه مورد ‌استفاده، نوع فولادی که قصد تولید آن را داریم و حتی فناوری‌هایی که شرکت‌ها استفاده می‌کنند نیز بر میزان آلاینده‌ها تاثیر مستقیم دارد.
در بخش قبل گفتیم که نزدیکی به دریا می‌تواند منجر‌به کاهش بهای تمام‌شده کالای تولید شده بشود. اما شرکت‌های مجاور دریا از آب آن به‌منظور خنک‌کردن تجهیزات، کوره‌ها، محصولات و… استفاده می‌کنند. اما این نزدیک بودن کارخانه‌ها به دریا و استفاده از آب دریا به‌منظور خنک کردن باعث آلوده شدن آب دریاها می‌شود.
پساب‌های صنعتی نیز نقش فراوانی در آلودگی منطقه دارند. علاوه‌بر آن CO ،NOx SOx و ذرات معلق مهمترین آلاینده‌های صنعت تولید آهن و فولاد هستند. همچنین با بررسی خاک مناطقی که این شرکت‌ها در آن احداث شده‌اند، آلودگی‌‌هایی نظیر فلزات سنگین مثل سرب، روی و… مشاهده می‌شود.

مهم‌ترین شرکت‌های تولید‌کننده فولاد در ایران

اولین اقدام‌ها برای راه‌اندازی صنعت فولاد در ایران به سال ۱۳۰۶ باز می‌گردد که متاسفانه در آن زمان وقوع جنگ جهانی دوم مانع از رشد و گسترش این صنعت در ایران شد. در سال ۱۳۴۲ توافقنامه‌ای بین ایران و سوئد مبنی بر احداث کارخانه فولاد در خوزستان بسته شد. پس از آن بخش دولتی شروع به فعالیت کرد و به‌تدریج واحدها و شرکت‌های مختلفی را در زمینه تولید فولاد احداث کرد.
مهم‌ترین شرکت‌های تولید کننده فولاد در ایران سه شرکت فولاد مبارکه اصفهان، ذوب‌آهن اصفهان و شرکت فولاد خوزستان هستند که بیش از ۷۰ درصد فولاد مورد نیاز کشور توسط این سه شرکت تامین می‌شود.

شرکت فولاد مبارکه اصفهان

شرکت فولاد مبارکه اصفهان با وسعتی به اندازه ۳۵ کیلومتر مربع یکی از بزرگ‌ترین واحدهای صنعتی ایران است که در سال ۱۳۷۰ شروع به فعالیت کرد. این شرکت از زیرمجموعه‌های سازمان توسعه و نوسازی معادن ایران به‌حساب‌می‌آید که فعالیت‌های مختلفی در زمینه‌های فنی، سرمایه‌گذاری و بازرگانی انجام می‌دهد.
مهم‌ترین محصولات تولیدی این شرکت شامل تولید کلاف‌های اسید‌شویی، کلاف نوار باریک، کلاف ورق‌های گرم و سرد است. از این محصولات در صنایع مختلف نظیر خودرو‌سازی، لوله‌سازی، تولید لوازم خانگی، تجهیزات فلزی سبک و سنگین و… استفاده می‌شود.
شرکت فولاد مبارکه اصفهان از روش احیای مستقیم جهت تولید محصولاتش استفاده می‌کند و انرژی مورد نیاز برای انجام فعالیت‌های شرکت از طریق گاز تامین می‌شود.

شرکت ذوب‌آهن اصفهان

شرکت ذوب‌آهن اصفهان نخستین کارخانه تولید‌کننده مقاطع فولادی ساختمانی و صنعتی است. این کارخانه در سال ۱۳۴۴ تاسیس شد و تاکنون در پروژه‌هایی مانند ساخت برج میلاد تهران، احداث سد، مترو و… همکاری داشته است. مهم‌ترین و عمده‌ترین محصولی که توسط این شرکت تامین می‌شود، تیر‌آهن است. این شرکت در کنار تولید تیر‌آهن محصولاتی نظیر میلگرد نیز تولید می‌کند. این شرکت برای تولید محصولات خود از کوره‌های بلند و برای تامین انرژی از کک استفاده می‌کند.

شرکت فولاد خوزستان

شرکت فولاد خوزستان در سال ۱۳۶۸ به‌عنوان نخستین مجتمع تولید فولاد از طریق روش احیای مستقیم و کوره قوس الکتریکی بود. این شرکت دارای چند کارخانه اصلی و چند کارخانه جانبی است که کارهایی متفاوت از هم می‌کنند. این شرکت بزرگترین عرضه کننده شمش فولاد و دومین قطب تولید کننده فولاد خام در کشور است. شرکت فولاد خوزستان توانسته به درجه‌ای از خودکفایی برسد و با استفاده از ماشین‌های ریخته‌گری، فولاد مذاب را به تختال و شمش تبدیل کند. از محصولات این شرکت می‌توان به اسلب، بلوم و بیلت اشاره کرد.

درصورت تمایل به این مطلب امتیاز دهید: