( قست چهارم )
نتیجهگیری
متوسط هزینه تولیدصنعت فولاد EU27 در همه موارد جزو سه مورد بالاترین هزینه تولید است. اما، دامنه هزینهها در میان کارخانههای اروپایی بسیار گسترده است. دلایل متعددی برای بالاتری میانگین هزینههای تولید کارخانههای اروپایی وجود دارد، اما بهطور کلی هزینههای بالاتر مواد اولیه و نیروی کار همیشه از اجزای اصلی مؤثر بر رقابتپذیری هستند. درحالیکه تولیدکنندگاناروپایی بهطور کلی با قیمت انرژی کمی بالاتر از میانگین مواجه هستند، آنها تنها در مورد تولید سیممفتول از مسیر EAF با بالاترین هزینهها روبهرو هستند. در هر مورد، هزینههای انرژی معمولاً بین ۱۱ تا ۲۰ درصد از کل هزینهها را برای فرآیندهای مختلف تولید نشان میدهد (حداکثر سهم پرداختشده توسط یک کارخانه اروپایی ۲۷ درصد است)، و بنابراین بزرگترین عامل از نظر رقابتپذیری نیست، اما ممکن است مورد مهمی باشد.
هزینههای تولید HRC در مسیر بازیافت بهطور قابلتوجهی بالاتر از مسیر یکپارچه است. کمترین هزینه تولید HRC در فرآیند EAF (آمریکا، EUR/t458)در همان سطح HRC تولیدشده از طریق فرآیند BF-BOF در EU27 (EUR/t458) قرار دارد و بسیار بالاتر از رقابتیترین هزینهها در فرآیند BF-BOF در روسیه، هند و کرهجنوبی میباشد.
کارخانههای EU27 تولیدکننده HRC از طریق مسیر یکپارچهسومین بالاترین هزینه را بهدلیلهزینههای بالایتمام اجزایاصلی هزینه دارند:دومین هزینه نیروی کار (EUR/t39) و سایر هزینهها (EUR/t126)، به میزان جزئی تحت تأثیر هزینههای CO۲، سومین هزینه انرژی (۷۷EUR/t) و چهارمین بالاترین هزینه مواد خام (EUR/t300) است. در این مورد شایان ذکر استکهصنعت فولاد EU27 در میان پیشتازان جهاندر ایجاد اعتبار ازمواد بازیافتی و انرژی“خود-تولید” قرار دارد و با میانگین اعتبارEUR/t83 دررتبه سوم قرار دارد (برخی کارخانهها تا EUR/t152 صرفهجویی میکنند). این بازتابی از اثر انباشته سرمایهگذاری در نوآوری و بهینهسازی در صنعت فولاد اروپا است.
هزینههای تولید HRC از مسیر EAF برای اکثر کشورها مشابه است. هزینههای EU27 (EUR/t486) تنها ۶ درصد بیشتر ازکمترین هزینه متوسط تولید (EUR/t۴۵۸ در آمریکا) است.شایان ذکر است که هزینههای HRC از مسیر بازیافت هنوز بسیار بالاتر از هزینههای متوسط تولید از مسیر یکپارچه است.
هزینه تولید سیممفتول (WR) از هر دو مسیر نسبتا مشابه است؛ از ۳۷۱ تا EUR/t 497 برای مسیر بازیافت و از ۳۷۱ تا EUR/t516 در مسیر یکپارچه. در هر دو مسیر تولید، هزینههای تولید کارخانههای EU27 از جمله بالاترینهاست. یکی از دلایل اصلی این امر هزینههای بالای نیروی کار و سطح پایین اعتبارات بازیافت مواد و انرژی در مقایسه با سایر رقبا است.
فرآیندهای تولید آهنوفولاد
دو مسیر اصلی برای تولید فولاد وجود دارد. اولین مسیر “مسیر یکپارچه” نامیده میشود و براساس تولید آهن از سنگآهن است. دومی که “مسیر بازیافت” نام دارد، از آهن قراضه بهعنوان ماده خام اصلی آهندار در کورههای قوسالکتریکی استفاده میکند. در هر دو مورد مصرف انرژی مربوط به سوخت (عمدتا زغالسنگ و کک) و برق است. مسیر بازیافت مصرف انرژی بسیار کمتری دارد (حدود ۸۰ درصد). شکل (۱۰) “مسیر یکپارچه” و “مسیر بازیافت” را به ترتیب در سمت چپ و راست ریختهگری پیوسته نشان میدهد.
شکل (۱۰): نمودار کلی فرآیند فولادسازی و انواع محصولات تولیدشده |
“مسیر یکپارچه” متکی به استفاده از کورههای ککسازی، کارخانههای زینتر، کورههای بلند و کنورترهای کوره بازی اکسیژنی (BOF) است. مصرف انرژی برای مسیر یکپارچه بین ۱۷ تا GJ/t23 محصول نورد گرم برآورد شده است (SETIS, 2010). مقدار پایینتر توسط بخش اروپایی بهعنوان یک مقدار مرجع خوب برای یک کارخانه یکپارچه درنظر گرفته میشود. مقدار GJ/t21 بهعنوان یک مقدار متوسط در سراسر اتحادیه اروپا درنظر گرفته میشود (SETIS, 2010). بیان شده است که کسری از این مصرف انرژی ممکن است به فرآیندهای پاییندستی اختصاص یافته باشد. سوختهای مورد استفاده بهطور کامل مورد استفاده قرار میگیرند، ابتدا برای پتانسیل واکنش شیمیایی آنها (که طی آن به گازهای فرآیندی تبدیل میشوند) و سپس برای پتانسیل انرژی خود، با جذب، تمیز کردن و احتراق این گازهای فرآینددر فرآیندهای تولید،و برای تولید گرما و برق. افزایش بهرهوری انرژی یکی از ویژگیهای مهم این “مصرف سوخت آبشاری” است، زیرا استفاده از گازهای فرآیندی مصرف کلی انرژی را کاهش نمیدهد که در صورت استفاده از سوختهای اولیه برای واکنشهای شیمیایی صدق میکند. “مسیر بازیافت” آهن قراضه را در کورههای قوسالکتریکی (EAF) تبدیل میکند.مصرف انرژی فعلی برای این مسیر بین ۵/۳ تا GJ5/4 در هر تن محصول نورد گرم شده برآورد شده است (SETIS, 2010). مقدار کمتر مربوط به یک کارخانه مرجع خوب است. مقدار بالاتر با مقدار میانگین امروزی در اتحادیه اروپا مطابقت دارد.
یک فرآیند تولید اضافی و قدیمیتر وجود دارد که عملاً با کوره بازی اکسیژنی جایگزین شد، کورههای باز (OH) است که در آن ناخالصیها از آهن مذاب با دمیدن شعله و هوای گرم بهترتیب متناوب حذف میشوند. این فرآیند را میتوان درجمهوری چک، اوکراین، ازبکستان و روسیهیافت که در آنها سهم ظرفیت تولید بهترتیب به ۵۲/۱۱، ۱۰ و ۲ درصد رسید.در هر صورت ظرفیتهای تولید فولاد خامبا استفاده از کورههای باز (۹ میلیون تن) سهم کوچکی از ظرفیتهای تولید فولاد خام جهانی و EU27 (بهترتیب ۷/۱ و ۶/۰درصد) را نشان میدهد.
مسیرهای محصول جایگزینبرای دو مسیر اصلی توسط تکنولوژی آهن اسفنجی (DRI) (که جایگزینهایی برای قراضه فولادی تولید میکند) یا ذوب کردن احیایی (که مانند کوره بلند، چدن خام مذاب تولید میکند) ارائه میشود. مزیت این تکنولوژی (ذوب کردن احیایی) در مقایسه بامسیر یکپارچه این است که نیازی بهفرآیندهای آمادهسازی مواد اولیه از قبیل ککسازیو زینترسازی ندارد وبهتر میتوانند با مواد اولیه کمعیار سازگار شوند. از سوی دیگر، سوختهای اولیه بیشتری مورد نیاز است، به ویژه گاز طبیعی برای تکنولوژی احیای مستقیم آهن و زغالسنگ برای ذوب کردن احیایی. در روش ذوب کردن احیایی، ۲۰ تا ۲۵ درصد صرفهجویی در انتشارCO۲ میتواند حاصل شود اگر زغالسنگ اضافی به گازهای فرآیندی تبدیل شود که جذب شده و برای تولید گرما و برق برای صادرات به بازارهای مربوطه استفاده میشود. تاکنون و به همین دلیل، گسترش این تکنولوژیها در کشورهای در حال توسعه با زیرساختهای ضعیف تامین انرژی و یا کشورهایی با منابع سوخت کم اتفاق میافتد. در سال ۲۰۱۲ کل تولید آهناسفنجی ۹/۷۰ میلیون تن بود. سهم تولید DRI اروپا به ۶۵/۰ میلیون تن کاهش یافت. در کشورهای ثالث مورد بررسی (در این متن)، تنها روسیه و هند تولید DRI دارند (بهترتیب ۲/۵ و ۷/۱۹ میلیون تن). مجموع تولید DRI کشورهای مصر، ایران، مکزیک، عمان، قطر، عربستان سعودی، امارات متحده عربی و ونزوئلا به ۳۶ میلیون تن رسید.
بخشی از کاهش شدید مصرف انرژی در صنعت EU در ۴۰ سال گذشته (حدود ۵۰ درصد) بهدلیل افزایش مسیر بازیافت به هزینه مسیر یکپارچه بوده است (سهم از ۲۰ درصد در دهه ۱۹۷۰ به حدود ۴۰ درصد امروزی افزایش یافته است). گرچه تغییر آیندهنگر به سمت بازیافت به دلیل در دسترس بودن قراضه و کیفیت آن محدود میشود، شایان ذکر است (شکل ۱۱) که در دو کشور مورد مطالعه (ترکیه و آمریکا)، سهم ظرفیتهای تولید فولاد خام از مسیر EAF بالاتر از مسیر BOF (به ترتیب ۷۲ درصد و ۶۶ درصد) و در یک مورد (روسیه، ۴۴ درصد) بیشتر از سهم مسیر EAF در EU27 (43 درصد) است.
شکل (۱۱): ظرفیتهای تولید فولاد خام بر اساس فرآیند در کشورهای منتخب. |
فولاد با توجه به شکل نهایی و کاربرد آن در دو گروه بزرگ محصولات تخت و طویل طبقهبندی میشود. محصولات تخت که عمدتا ازطریق مسیر یکپارچه تولید میشوند، شامل اسلب، کلاف نورد گرم، کلاف نورد سرد، محصولات فولادی پوشش داده شده، ورق قلعاندود و صفحه سنگین میباشند. آنها بیشترین ارزش افزوده را برای فولاد فراهم میکنند و در خودروسازی، ماشینآلات سنگین، لولهها، ساختوساز، بستهبندی و لوازم خانگی استفاده میشوند. محصولات طویل که عمدتاً در مسیر بازیافت تولید میشوند شامل بیلت، بلوم، میلگرد آجدار، سیممفتول، مقاطع، ریل، شمع ورق و سیم میشوند. محصولات طویل در صنایع ساختوساز، مکانیکی، مهندسی و خودروسازی مورد استفاده قرار میگیرند. اما، به مرور زمان فاصله بین مسیر تولید و محصولات طویل یا تخت در حال کاهش است. امروزه ۱۰۰ درصد محصولات طویل و ۷۰ تا ۸۰ درصد محصولات تخت را میتوان با قراضه تولید کرد.