طرح تولید آهن اسفنجی

آهن احیای مستقیم (DRI)، که همچنین به نام آهن اسفنجی نیز شناخته می‌شود، از اکسایش-کاهش مستقیم سنگ‌آهن (به صورت کلوخه‌ها، گلوله‌ها یا خاکروبه‌ها) به آهن توسط گاز کاهنده یا کربن عنصری تولیدشده از گاز طبیعی یا زغال‌سنگ به‌وجود می‌آید. بسیاری از سنگ‌های معدنی برای احیای مستقیم مناسب هستند.
کاهش مستقیم به فرآیندهای حالت جامد اشاره دارد که اکسیدهای آهن را به آهن فلزی در دمای زیر نقطه ذوب آهن کاهش می‌دهد. آهن کاهش‌یافته نام خود را از این فرایندها به‌دست می‌آورد، یک نمونه از آن گرم کردن سنگ آهن در یک کوره در دمای بالای ۸۰۰ تا ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد (۱۴۷۰ تا ۲۱۹۰ درجه فارنهایت) در حضور کاهش‌دهنده گاز سنتز، ترکیبی از هیدروژن و کربن مونوکسید است.
شکل ظاهری آهن اسفنجی بصورت قطعات کروی (گندله) متخلخل که دارای ظاهری اسفنجی می باشد که به همین دلیل به آن اهن اسفنجی می گویند. آهن اسفنجی دارای عیار بالای آهن بوده که امروزه با توجه به کمبود ضایعات آهن و افزایش قیمت آن و همچنین مشکلات زیست محیطی رواج بیشتری دارد.

تاریخچه تولید آهن اسفنجی در ایران

تولید و استفاده از آهن اسفنجی در ایران برای اولین بار در سال ۱۳۸۹ اتفاق افتاد در آن سال‌ها که هنوز کمبود آهن قراضه برای تولید آهن خام احساس نمی‌شد تولید این ماده نیز با توجه به اینکه امکان کاهش راندمان کوره‌های تولید آهن خام وجود داشت و باور عموم بر این بود که این ماده برای کوره‌های القایی مناسب نیست، در نتیجه کسی از این ماده استفاده نمی‌کرد.استفاده از این ماده در ایران توسط کارخانه‌ای برای کوره القایی در یزد در سال ۸۹ اتفاق افتاد و متعاقبا سایر کارخانه‌ها نیز به استفاده از این ماده روی آوردند. اما استفاده از این آهن در ابتدا با واکنش‌های منفی همراه بود چراکه وجود فسفر و گوگرد در Direct Reduced Iron در مقایسه با قراضه آنالیز ذوب آن را بهم میزد و موجب طولانی شدن زمان ذوب میشد همچنین کارخانه‌ها با روش شارژ آن آشنا نبودند و این کار را سخت‌تر میکرد.

عیار آهن اسفنجی:

عیار و میزان آهن موجود در sponge iron، بین ۸۴ الی ۹۵ درصد می باشد.
عیار بالای اهن اسفنجی موجب شده منبع مناسبی برای تولید آهن و فولاد باشد. همان طور که اشاره شداهن اسفنجی از بازیافت کانی‌ آهن طبیعی یا فرآوری شده که به دمای ذوب نرسیده است، حاصل می شود. احیا سنگ آهن در ایران اغلب با استفاده از فن آوری میدرکس انجام می شود.

بریکت چیست؟

بریکت همان آهن اسفنجی یا DRI می باشد. با این تفاوت که در زمان تولید، بصورت فشرده شکل گرفته و از نظر نوع و دمای فرآیند تولید به ۳ نوع ذیل تولید می شود.
انواع بریکت:
بریکت گرم آهن اسفنجی
بریکت نرمه آهن اسفنجی
بریکت سرد آهن اسفنجی

مراحل تولید آهن اسفنجی

مرحله‌ی اول: این نوع آهن را اغلب درون کوره‌هایی دوار و از جنس لوله و استیل تولید می‌کنند. برای افزایش امنیت و کیفیت کار درون این کوره‌ها از سیمان نسوز و عایق‌بندی‌ به عنوان پوشش استفاده می‌کنیم. البته این کار باعث عدم نفوذ اکسیژن در زمان کار به داخل کوره می‌شود. برای تولید این آهن در حین کار از موادی مانند زغال کک نشو، مواد گدازنده، سنگ آهک استفاده خواهد شد.
مرحله‌ی دوم: باتوجه‌به اینکه کوره به‌صورت دایره‌ای شکل حرکت می‌کند، مواد اولیه لازم را به‌آهستگی و به‌صورت پی‌درپی وارد آن می‌کنند. این فرایند در نهایت منجر به تولید آهن اسفنجی در کوره دوار خواهد شد. پس از طی‌کردن تمام مراحلی که گفتیم، باید فرایند خنک‌سازی را به طور کامل اجرا کنید. آهن اسفنجی را درون منبع خنک‌کننده می‌فرستیم و دمای آن را به ۸۰ تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد می‌رسانیم.
مرحله‌ی سوم: آخرین مرحله‌ای که برای تولید این نوع آهن باید اجرا کنیم، مرحله‌ی جداسازی و جابه‌جایی محصولات است. تمام این مرحله توسط غربالگرها اجرا خواهد شد. اما در پایان به محیط نگهداری این نوع آهن توجه ویژه‌ای داشته باشید. زیرا حساسیت بسیار بالای آهن اسفنجی باعث می‌شود، این آهن در برخورد با اکسیژن به‌سرعت دچار فرایند اکسید شدن شود.

تولید آهن اسفنجی در کوره دوار

مقدار آهن اسفنجی که با استفاده از کوره دوار تولید می‌شود، تا حدی زیاد است که به‌راحتی می‌توان از آن برای معادن سنگ‌آهن و سایر بخش‌ها نیز استفاده کرد.
یکی از مهم‌ترین مزایای تولید آهن اسفنجی در کوره دوار، وجود کربن بسیار بالا در این کالاست. زیرا این موضوع آهن اسفنجی را برای تولید فولاد و سایر محصولات مربوطه بسیار مناسب می‌کند.
یکی از مهم‌ترین اهداف تولید نوع آهن، کاهش چشمگیر مصرف انرژی در صنعت است.

تولید آهن اسفنجی به روش SL/RN

یکی از مهم‌ترین فرایندهایی که برای تولید آهن اسفنجی به روش SL/RN استفاده می‌شود، فرایند احیای مستقیم است. در طی این فرایند با استفاده کوره‌هایی با دمای پایین‌تر از دمای ذوب، آهن را از خود سنگ‌آهن استخراج می‌کنند. باتوجه‌به این توضیح، آهن کاهش‌یافته از طریق فرایندهای شیمیایی مربوط به گازهای غنی‌شده‌ای مانند هیدروکربن، مونوکسید کربن و یا کربن عنصری تولید می‌شود. این فرایندها اغلب در دمایی بین ۸۰۰ تا ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد اعمال می‌شود. پس از طی‌کردن تمام این مراحل تولید آهن اسفنجی به روش SL/RN به اتمام می‌رسد.

تولید آهن اسفنجی به روش احیاء مستقیم

در حال حاضر تولید آهن اسفنجی به روش احیا مستقیم به عنوان یکی از روش‌های جدید در صنعت فولادسازی جهت تولید آهن فلزی مطرح است. در فرایند تولید آهن با استفاده از کوره‌ بلند هزینه بالای آماده سازی مواد اولیه از جمله کک سازی و کلوخه سازی و سینترینگ از یک سو و مشکلات زیست محیطی ناشی از به کارگیری این مواد اولیه از سوی دیگر باعث شده است تا گرایش به سمت متدهای نوین و به روز تولید آهن بیش از پیش مورد توجه قرار گیرد. در فرایند احیای مستقیم جهت تولید آهن اسفنجی، ضمن حذف برخی از مراحل آماده سازی، مشکلات آلودگی محیطی و نیز هزینه‌های فرایند تا حد قابل توجهی کاهش می‌یابد. استفاده از این روش به دلیل هزینه‌های پایین سرمایه گذاری و راه اندازی آن در واحدهای کوچک فولادسازی به لحاظ اقتصادی توجیه پذیر است.
احیای مستقیم فرایند نوینی است که در دهه‌های اخیر برای احیای سنگ آهن به فلز آهن توسعه فراوانی پیدا کرده است. در احیای مستقیم از منابعی چون زغال کک نشو یا گاز طبیعی استفاده می‌شود. هدف نهایی در این فرایند تولید آهن اسفنجی یا متخلخل است. تولید آهن اسفنجی به روش احیا مستقیم به دلایلی چون کاهش هزینه‌ها و اثرات مخرب محیطی آن بسیار مورد توجه قرار گرفته است. این روش با حذف اکسیژن موجود در سنگ آهن در دمایی پایین تر از نقطه ذوب، ساختاری اسفنجی شکل در آن ایجاد می‌کند. محصول تولید شده به این روش به عنوان متریال اولیه و خام در تولید فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرد. این محصول دارای ۹۶-۹۲ درصد آهن خالص است.

فرآیند احیاء مستقیم آهن شامل چه روش هایی است؟
فرایند احیای مستقیم یکی از روش های جدید تولید مستقیم آهن اسفنجی است. در این فرایند دو نوع احیاکننده گازی و زغال سنگ مورد استفاده قرار می‌گیرند. واحدها یا کارخانه‌های تولیدکننده با توجه به منابع در دسترس خود یکی از این دو نوع احیاکننده را به کار می‌برند.در فرایند احیای مستقیم با احیاکننده گازی، به طور معمول از گاز طبیعی استفاده می‌شود. از مهم ترین این روش‌ها می‌توان به روش Midrex و HYL اشاره کرد که در هر یک از آنها منابع گاز طبیعی جهت جداسازی اکسیژن از سنگ آهن مورد استفاده قرار می‌گیرند. فرایند احیای مستقیم با احیاکننده گازی روشی‌ جهت تولید اهن اسفنجی در حالت جامد به شمار می‌آید. این فرایند شامل آسیاب شدن سنگ آهن به صورت گندله و ورود آن به کوره به همراه متان است. پیش از ورود گاز متان به داخل کوره، این گاز درون رفورمرها تجزیه و تبدیل به H2 و CO می‌شود. گندله و کلوخه‌های سنگ آهن به طور مدام توسط گازهای حاصل از اکسایش متان ( H2 و CO) احیا می‌شوند.
در فرایند احیای مستقیم آهن بر پایه زغال سنگ، ماده احیاکننده زغال سنگ‌های غیر کک شو هستند. تولید آهن اسفنجی به روش کوره تونلی و SL/RN از جمله متد‌هایی هستند که در آن از احیاکننده زغال سنگ در فرایند تولید استفاده می‌شود. تولید آهن اسفنجی به روش احیا مستقیم در کوره‌های تونلی از مزایایی چون هزینه پایین راه اندازی و نگهداری، صرفه جویی در مصرف انرژی و عدم نیاز به زغال کک شو برخوردار است. با این حال در مقایسه با روش احیای گازی کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
میدرکس، روشی پربازده در تولید آهن اسفنجی به روش احیا مستقیم
در بین روش‌های احیا مستقیم سنگ آهن و تولید آهن اسفنجی، روش میدرکس به عنوان یکی از پربازده ترین آنها به شمار می‌آید. با مشاهده جدول زیر می‌توان به برتری روش ذکر شده پی برد. این روش بر پایه احیاکننده گازی انجام می‌شود. مقایسه روش میدرکس با روش احیا مستقیم نشان می‌دهد که مزایای مختلف این روش باعث شده است تا ۶۰ درصد آهن اسفنجی تولید شده در بازار بر پایه این روش استوار باشد. از جمله مزایای این روش می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
کاهش هزینه‌های مربوط به تعمیرات
سادگی بیشتر سیستم
راندمان بالای تولید
یکنواختی بیشتر آهن اسفنحی تولید شده به لحاظ ترکیب شیمیایی آن

مراحل تولید آهن اسفنجی به روش احیا مستقیم
۱- تغلیظ
سنگ آهن مورد نیاز در فرایند احیای مستقیم از برخی معادن زیرزمینی استخراج می‌شود. جهت این استخراج، معدن کاری سطحی به دلیل به صرفه تر بودن هزینه‌های آن مد نظر قرار می‌گیرد. در این مرحله، با توجه به عیار سنگ معدن استخراج شده، عملیات تغلیظ یا افزایش عیار سنگ معدن انجام می‌شود. این عملیات شامل مراحل خرد کردن، آسیاب کردن و روش‌های فیزیکی و مغناطیسی است. خروجی هر یک از این عملیات در مقایسه با سنگ معدن اولیه، درصد آهن بیشتری داراست و به آن کنسانتره گفته می‌شود.
۲- گندله سازی
کنسانتره ایجاد شده در مرحله تغلیظ، به صورت ذرات پودری بسیار ریز است. با توجه به اینکه این وضعیت فیزیکی برای استفاده در کوره مناسب نیست، ذرات حاصل طی عملیات گندله سازی آگلومره می‌شوند. در این فرایند، ضمن ورود کنسانتره‌های مرطوب به دیسکی شیبدار و در حال چرخش، لرزش‌های مکرر دیسک باعث تولید آگلومره‌های نرم و کروی می‌گردد. خروجی این مرحله به صورت گلوله‌های کروی با قطر تقریبی ۱۵-۱۰ میلی متر است که برای ورود به کوره مناسب تعریف می‌شوند. در مرحله بعد، این گلوله‌ها در دمای ۱۳۴۰-۱۲۵۰ درجه سانتیگراد قرار می‌گیرند. دمای ذکر شده باعث خشک شدن و سوختن این ذرات می‌شود.
۳- آهن سازی
مرحله دیگر در تولید آهن اسفنجی به روش احیا مستقیم، آهن سازی است. به این معنا که در این مرحله تولید آهن اسفنجی صورت می‌گیرد. این تولید از طریق فرایند احیا یا حذف اکسیژن در کوره‌های تولید آهن انجام می‌شود. فرایند احیا با تبدیل سنگ آهن (هماتیت) به مگنتیت و وستیت و در نهایت آهن فلزی تعریف می‌شود. به عبارتی دیگر، احیای مستقیم سنگ آهن طی سه مرحله پیش می‌رود. این مراحل با احیای هماتیت آغازو با تولید آهن فلزی خاتمه می‌یابند.
۴- ذوب و تولید فولاد
هدف اصلی از انجام این مرحله، حذف ناخالصی‌ها و تولید محصولات اولیه‌ ای مانند اسلب و شمش است. این مرحله با انتقال گلوله‌های آهن اسفنجی به کوره قوس الکتریکی یا EAF انجام می‌شود. به این منظور، آهن قراضه و ترکیبی از آهن اسفنجی و مواد سرباره ساز از جمله کک، بنتونیت و آهک به داخل کوره قوس الکتریکی ریخته می‌شوند. این مواد درون کوره ذوب شده و پس از دمش اکسیژن، همگن سازی و نمونه گیری به فولاد مذاب تبدیل می‌شوند. در ادامه پس از تخلیه سرباره، مخلوط مذاب به واحدهای ریخته گری مداوم ارسال می‌گردد. در این واحدها، ضمن ریخته شدن مخلوط ذاب داخل ظروف تاندیش و قالب مسی آب گرد، با حرکت ظروف در یک مسیر غلطکی و خنک شدن آنها با پاشش آب ، به شمش‌های منجمد تبدیل می‌گردند. در نهایت، به طول مد نظر برش داده می‌شوند

مزایای آهن اسفنجی

آهن اسفنجی جایگزین بهتری برای قراضه در واحدهای فولادسازی است.
میزان آهن بالا، کیفیت فلز کاری آن را بالا میبرد.
میزان گوگرد و فسفر کمتر.
دارای عناصر زائد که در قراضه آهن یافت می‌شود نیست.
این ماده را می‌توان به عنوان یک عامل خنک کننده جایگزین قراضه آهنی در واحدها و کوره‌های اکسیژنی نمود.

میزان تولید آهن اسفنجی و کاربرد آهن اسفنجی

کاربرد آهن اسفنجی به چدن یا فولاد ضروری است. اکسیژن باقیمانده در آهن اسفنجی + عموما در اکسید فروFeO، باطله های سنگی همراه سنگ معدن، Gangzie، واکسید های مفید اضافه شد ه به پارکوره احیا مانند CaO و MEC است. ترکیب شیمیاگی یک نمونه آهن استفتاجی ، تولید شد ه در مجتمع فولاد اهواز، آمده است . آهن اسفنجی عمدتا” در کوره های قوسی الکتریکی برای تولید فولاد ذوب و مصرف می شود سیر صعودی تولید سالیانه فولاد از این طریق ، نشان دهند . افزایش اهمیت آهن اسفنجی در تولید جهانی این ماده است. در کشور ما تولید سالانه برای حدود ۴/۵ میلیون تن فولاد از آهن اسفنجی در دو مجتمع فولاد اهواز و سیارکه، برای سالهای آخر دهه ه ۱۳۶، از طریق احیای مستقیم با گاز طبیعی و ذوب و تصفیه در کوره های قوسی الکتریکی سه فازه، درنظرگرفته شد، است.
در سطح جهانی، در سالهای اخیر، کاربرد آهن اسفنجی در سایر کوره های ذوب به مانند کوره های مورد استفاده در کارگاههای ریختهگری نیز به دفت مطالعه شده است. برای متال می توان ذوب آهن اسفنجی در کوره های کویل و کوره های الکتریکی القاشی را نام برد.

کاربرد آهن اسفنجی:

اهن اسفنجی جایگزین مناسبی برای ضایعات آهن است در نتیجه می توان با استفاده از این ماده درصد بالایی از مواد اولیه برای فراهم آوردن ذوب مورد نیاز واحدهای فولادسازی را بجای بهره گیری از ضایعات، تهیه نمود.
یکی از مهم ترین کاربردهای آهن اسفنجی در کوره های القائی می باشد. در کوره های القائی ای امکان وجود دارد که نزدیک به ۵۰ درصد آهن اسفنجی را جایگزین قراضه نمود. البته این نکته را در نظر بگیرید که برای استفاده از آن در کوره القایی، به دانش فنی و تجربه نیاز می باشد. بعلاوه اهن اسفنجی تحول بزرگی در ریخته گری مداوم صنعت فولاد ایجاد نموده است.

کاربرد مبدل اکسیژنی آهن اسفنجی

به علاوه مطالعات فراوانی درباره برگزیدن کردن کاربرد آهن اسفنجی به جای قراضه در مبدل اکسیژنی ، بار کردن آن در کوره بلند، ذوب کردن آن در کوره های اجاقی OHF، به کاربردن آن به منظور ساخت الکترودهای آهنی رالیاژ برای ذوب مجدد Klectro-slag Remelt ing قایل استعاد ه در تولید ورقهای مرغوب فولاد، استفاده از آن در سمناناسیون سولغات مس، وی، کاریردن آن پرائی تہیہودر آهن و در سالهای اخیر آغاز شده است.
آزمایشهای عملی نشان داده است که افزودن به ۱٪ آمین اسفنجی به یار کوره بلند می تواند به افزایش سرعت تولید این کوره به میزان ۹۹ و کاهش مصرف کک آن به میران ۶۸/۲ منجر شود”. در این مقاله فرایندهای ذوب آهن اسفنجی ساخت مجتمع فولاد اهواز (واحد میدرکسی ) در دو نوع کور بازمایشگاهی و دو نوع کوره صنعتی مشابه کوره های به کار رفته در واحد های ریخته گری کشور بررسی شده است . درباره اشکالات عمد . ناشی از استفاده از این ماده ، بحث شده و برخی از روشهای ممکن برای حل آنها آزمایشی شده است.

کد آیسیک مرتبط با صنعت تولید آهن اسفنجی

کد آیسیک مخفف International Standard Industrial Classification (سیستم بین المللی طبقه بندی استاندارد صنایع) است. کد گذاری به عنوان روش ساده و دقیق برای تعیین هویت کالا، قطعات ، مدارک و اموال ، سالها است که در سطح شرکت هاو زنجیره های تأمین مورد استفاده قرار می گیرد.
کد آیسیک انواع آهن اسفنجی ۲۷۱۰۴۱۲۴۹۳

کد تعرفه گمرکی مرتبط با صنعت تولید آهن اسفنجی

تعرفه یا به عبارت دیگری(TARIFF) یک نوع معیار رقمی و یا عددی می باشد برای شناسی و تعیین جایگاه کالا در ترخیص کالا .
تعرفه گمرکی میزان حقوق ورودی قابل پرداخت برای ورود کالا می باشد.تعرفه گمرکی در بستر تاریخ مبتنی بر سیستم و روش های خاصی از قبیل اداره گمرک،آمار،حمل و نقل،بیمه و غیره طراحی و مورد استفاده قرار می گیرد.
کد تعرفه گمرکی آهن اسفنجی ۷۲۰۳۱۰۰۰

معرفی بهترین نقاط کشور برای کارخانه آهن اسفنجی

از جمله هزینه هایی که میزان سوددهی یک طرح تولیدی را تحت تأثیر قرار می دهد، هزینه های مصرف انرژی است. انتخاب موقعیت جغرافیایی مناسب برای دسترسی بهتر به انرژی، حتی اگر در کوتاه مدت حایز اهمیت نباشد، از هزینه های تحمیل شده در دراز مدت جلوگیری می کند. این هزینه ها میتواند ناشی از عدم اشراف به شرایط منابع انرژی، و یا سیاست های منطقه ای و دولتی در آن منطقه باشد.
ما در مطلب پیش رو، به دسته دیگر مواد مصرفی، یعنی حامل های انرژی می پردازیم.دسترسی به زیرساخت های مناسب تأمین این انرژی ها، از بسیاری از هزینه های آتی پیشگیری خواهد کرد.

منابع تامین گاز طبیعی

بر اساس نمودار زیر، به منظور تحقق چشم انداز سال ۱۴۰۴ برای تولید ۵۵ میلیون تن فولاد خام، سالانه حدود ۱۸.۷ میلیارد مترمکعب گاز نیاز است که از این میزان، تولید آهن اسفنجی با اختلاف، بیشترین مقدار مصرف موردنیاز را به خود اختصاص داده است.
برای غلبه بر این چالش، در طرح جامع فولاد راهکار استفاده از تکنولوژی هایی مانند تولید هیدروژن با منابع تجدیدپذیر در مرحله تولید آهن اسفنجی پیشنهاد شده است.

مصرف سالانه گاز طبیعی در زنجیره فولاد در چشم انداز ۱۴۰۴

متأسفانه توسعه خطوط انتقال گاز با برنامه های توسعه فولاد همگام نبوده است و ظرفیت انتقال در برخی از خطوط کشور ناکافی است. یازده خط انتقال اصلی در ایران در حال اجرا و بهره برداری است که عمده آنها در جنوب و غرب کشور پراکنده شده اند.
البته توسعه خطوط گاز در استان سیستان و بلوچستان در دو محور شمالی و جنوبی (خط هفتم) در حال انجام است. با نهایی شدن طرح صادرات گاز به هند و پاکستان، تعداد ایستگاه های تقویت فشار خط هفتم چندین برابر خواهد شد.
بنابراین، این منطقه پتانسیل بالایی برای توسعه صنعت فولاد در آینده خواهد داشت. هم اکنون نیز، مجتمع فولاد مکران در چابهار با ظرفیت تولید ۳.۲ میلیون تن فولاد خام آماده بهره برداری است و مطابق با افق ۱۴۰۴، ظرفیت تولید این منطقه ۱۰ میلیون تن برآورد شده است. نقشه زیر، اولویت مناطق از نظر دسترسی به خطوط گاز را نشان می دهد که باید در انتخاب منطقه مناسب برای اجرای طرح های صنعت فولاد مدنظر قرار گیرد. مشاهده می کنید که مناطق جنوبی ایران برای اجرای طرح هایی با مصرف گاز بالا، بیشترین اولویت را دارند.

نقشه اولویت مناطق از لحاظ دسترسی به خطوط گاز طبیعی

منابع تامین برق

مطابق با پژوهش طرح جامع فولاد، رشد متوسط سالانه مصرف برق در صنعت فولاد حدوداً ۴۰% بیشتر از رشد متوسط ظرفیت نیروگاه ها در کشور می باشد. دلایل این موضوع را می توان در عدم وجود سرمایه گذاری، تغییر قیمت ارز، تحریم و محدودیت منابع آبی جهت احداث نیروگاه های جدید دانست.بر اساس نمودار زیر، به منظور تحقق چشم انداز سال ۱۴۰۴ برای تولید ۵۵ میلیون تن فولاد خام، سالانه حدود ۴۶ میلیون کیلووات ساعت برق نیاز است که از این میزان، بیشترین گلوگاه مصرف به تولید فولاد خام اختصاص دارد. پس از آن، تولید آهن اسفنجی حدود ۱۲% مقدار مصرف را به خود اختصاص داده است. برای غلبه بر کمبود برق، در طرح جامع فولاد راهکارهایی مانند احداث نیروگاه های برق به عنوان بخشی از سرمایه گذاری واحدهای فولادی، و استفاده از تکنولوژیهای نو و منابع تجدیدپذیر پیشنهاد شده است.

مصرف سالانه برق در زنجیره فولاد در چشم انداز ۱۴۰۴

نقشه زیر، اولویت مناطق از نظر دسترسی به خطوط انتقال برق را نشان می دهد که باید در انتخاب منطقه مناسب برای اجرای طرح های صنعت فولاد مدنظر قرار گیرد مشاهده می کنید که مناطق شرقی و مرکزی ایران بیشترین اولویت را دارند.

نقشه اولویت مناطق از نظر خطوط انتقال برق

منابع تامین آب

متأسفانه در زمان تهیه این مطلب، با خشکسالی شدید در بسیاری از مناطق کشور و ممنوعه شدن دشت ها از نظر اجازه برداشت آب روبرو هستیم. به طوری که طی سال های گذشته، مرتباً به تعداد دشت های ممنوعه جهت پیاده سازی طرح های عمرانی و صنعتی افزوده شده است و حتی مناطق ساحلی شمال و جنوب کشور نیز، با خشکسالی خفیف مواجه بوده اند. نقشه و نمودار زیر این وضعیت را به خوبی ترسیم می کند.

وضعیت مناطق کشور از نظر منابع آب

 در نمودار زیر، میزان مصرف آب در صنعت فولاد نشان داده شده است که حدود ۰.۲% از کل مصارف کشور می باشد. هر چند این مقدار، در مقایسه با سایر بخش ها ناچیز به نظر می رسد، لازم است برای به حداقل رساندن آن از راهکارهای مناسب و به روز استفاده شود.

میزان مصرف آب در صنعت فولاد

راهکارهای معرفی شده در پژوهش جامع فولاد ایران سال ۱۳۹۹، به قرار زیر است:

احداث واحدهای جدید فولادی در مجاورت سواحل جنوبی کشور
استفاده از فن آوری های فولادی کم مصرف آب
بهره گیری از روش های کاهش مصرف آب (خنک کننده های هوایی، برج خنک کننده هیبریدی، غبارگیرهای خشک)
در این راستا، بهترین مناطق برای احداث کارخانجات فولادی مطابق با نقشه زیر تعریف شده است. مشاهده میکنید که مناطق جنوبی کشور، بیشترین اولویت را برای اجرای طرح هایی با مصرف آب بالا دارند.

نقشه اولویت مناطق از نظر دسترسی به منابع آب

در همین پژوهش، کل مصرف سالیانه آب در زنجیره فولاد در سال ۱۴۰۴، برابر با ۲۵۳ میلیون مترمکعب پیش بینی شده و پراکندگی این مقدار در مناطق شش گانه کشور، مطابق با نقشه زیر معین شده است

پراکندگی مصرف سالیانه آب در زنجیره فولاد در سال ۱۴۰۴

 
از میان رقم پیش بینی شده، ۵۷ میلیون مترمکعب آن برای تکمیل طرح های دست اجرا و تکمیل زنجیره تعریف شده، که تنها ۸% از این مقدار به واحدهای در حال احداث در مجاورت سواحل جنوبی اختصاص دارد.

مصرف سالانه آب در صنعت فولاد در چشم انداز سال ۱۴۰۴

به همین دلیل، برای استان های غیرمجاور با دریای جنوب، دو راهکار جهت دسترسی به آب معرفی شده است:
استفاده از پساب تصفیه شده شهرها
شیرینسازی و انتقال آب به مناطق مرکزی کشور
برای تصفیه پساب شهرها، پروژههایی در تعدادی از استان های مرکزی در حال جریان است. برای مثال، در استان اصفهان، تصفیه خانه هایی برای استفاده مجتمع های فولاد مبارکه، ذوب آهن اصفهان، و پالایش نفت اصفهان در حال انجام است.
پروژه های مشابهی نیز در استان های البرز و همدان برای تأمین آب اضطراری صنعت و کشاورزی مطرح شده است.
همچنین، برای شیرین سازی و انتقال آب دریای جنوب، طرح های زیر در نظر گرفته شده است:

طرح های اجرایی برای انتقال آب دریای جنوب

وضعیت واحد های فعال تولید آهن اسفنجی

در نمودار زیر تعداد و ظرفیت واحدهای تولید آهن اسفنجی در کشور به تفکیک استان آمده است .

وضعیت واردات و صادرات آهن اسفنجی

نمودار واردات و صادرات آهن اسفنجی در کشور به تفکیک سال در شکل زیر آمده است.

میزان سوددهی تولید آهن اسفنجی

یکی از مهم‌ترین مسائلی که در زمان احداث یک کارخانه باید به آن توجه داشت، موقعیت جغرافیا و دسترسی به منابع طبیعی مختلف است. تولید آهن اسفنجی به روش کوره دوار به وجود منابع طبیعی وابستگی دارد. اینکه این کارخانه‌ها چه میزان به منبع تأمین گاز طبیعی دسترسی دارد، اهمیت زیادی دارد. زیرا به طور سالانه از ۱۸.۷ میلیارد مترمکعب گاز برای تولید آهن اسفنجی استفاده می‌شود.
باتوجه‌به میزان گاز مصرفی، می‌بایست کارخانه‌ها در نزدیک‌ترین فاصله با منبع گاز احداث شوند. زیرا میزان گاز مصرفی برای تولید فولاد و آهن بسیار بیشتر از سایر موارد صنعتی است. اما تنها منبعی که برای احداث کارخانه به آن باید توجه کرد، منبع گاز نیست. وجود منابع غنی از آب و تأمین برق نیز جزو بزرگ‌ترین دغدغه‌های یک صنعتگر است.
باید بررسی کرد آیا فرایند تولید آهن به روش کوره دوار از سوددهی کافی برخوردار است یا خیر. باید بگوییم بله برخوردار است. زیرا میزان خروجی این کارخانه‌ها حداقل ۳۵۰۰۰ تن است و باتوجه‌به مواردی مانند هزینه‌های ثابت، هزینه‌ی نیروی انسانی، تولید محصول و قیمتی که هر تن آهن اسفنجی به فروش خواهد رسید قطعاً این کار مقرون‌به‌صرفه و سودده خواهد بود.موضوعی که باعث شد افراد با اشتیاق بیشتری به سمت این نوع صنعت روی‌گردان شوند، کاربرد بسیار مهم آهن اسفنجی در صنعت است. همان‌طور که قبلاً گفتیم از این نوع آهن اغلب به‌عنوان ماده‌ای اولیه برای تولید فولاد و خود آهن استفاده می‌شود؛ بنابراین میزان نیاز صنعت به این ماده‌ی اولیه بسیار بالاست. هرچقدر میزان نیاز مصرف‌کننده بیشتر باشد، تولید نیز پربازده‌تر خواهد شد.

خلاصه بررسی فنی، مالی و بازار طرح تولید آهن اسفنجی

ظرفیت تولید سالیانه : ۱۰۰۰۰۰۰ تن
نرخ برابری دلار : ۳۲۰۰۰ تومان
مساحت زمین موردنیاز : ۳۰ هکتار
زیربنای کل : ۹ هکتار
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز : ۳۰۰ نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت : ۲۲۰۰ میلیارد تومان
ارزش ماشین آلات و تجهیزات : ۹۰۰ میلیارد تومان
نرخ بازده داخلی : ۳۳ درصد

درصورت تمایل به این مطلب امتیاز دهید: