تحلیل صنعت فولاد-بخش دوم-فرآیند تولید

مواد اولیه مورد نیاز برای تولید

مهم‌ترين مواد اوليه مورد نياز يك كارخانه فولادسازي شامل : سنگ‌آهن، زغال‌سنگ وکک و آهن قراضه هستند. در ادامه به شرح مختصری از آن پرداخته میشود.

سنگ‌آهن: سنگ آهن عنصری فلزی است و 5 درصد از پوسته زمین را در بر گرفته است. با استخراج سنگ آهن خام از زمین و جداسازی ناخالصی ها، پودر تیره رنگ نقره ای - قهوه ای آهن به دست می آید. این عنصر به راحتی اکسیده می شود و به تنهایی خیلی محکم نیست و برای افزایش استحکام آن جهت استفاده در بخش هایی چون ساختمان سازی، آلیاژ آن با استفاده از عناصر بسیاری تهیه می شود. این عناصر متفاوتند و متداول ترین آن ها نیکل و کروم است. بزرگ‌ترين معادن سنگ‌آهن در جهان در كشورهاي برزيل، استراليا، چين، هند، آمريكا و ايالات متحده قرار دارند. ميزان موجود سنگ‌آهن در كل معادن جهان بالغ بر 800 ميليارد تن تخمين زده مي‌شود كه حاوي 230 ميليارد تن آهن است. ميزان كنوني ذخاير سنگ‌آهن در جهان كه آماده بهره‌برداري هستند بالغ بر 160 ميليارد تن است. سنگ‌آهن بر حسب ميزان عيار آهن و مقدار مواد تشكيل‌دهنده مطلوب يا زائد آن صرف‌نظر از آهن، در كيفيت‌هاي مختلف در بازار به فروش مي‌رسد. از لحاظ خواص مكانيكي، كيفيت‌هاي مختلف سنگ‌آهن به خاكه يا ريز دانه (اندازه ذرات با قطر كمتر از 75/4 ميليمتر)، درشت دانه (Lumb) يا اندازه ذراتي با قطر بيشتر از 76/4 ميليمتر و گندله تقسيم‌بندي مي‌شوند. گندله‌ها از طريق فرآيند آگلومراسيون كاني‌هاي ريزدانه و كاني آهن تغليظ شده، توليد مي‌شوند و اندازه ذرات آنها 55/9 ميليمتر تا 16 ميليمتر است. از سال 2003 به بعد ميزان تقاضاي جهاني براي سنگ‌آهن با نرخ سالانه بيش از 12 درصد افزايش يافت كه از دلايل عمده آن افزايش در ميزان مصرف سنگ‌آهن چين است، در حالي‌كه نرخ افزايش تقاضا در ديگر كشورها روند آهسته‌تري را داشت. سنگ آهن ماده اولیه تولید فولاد است و 98 درصد سنگ آهن استخراج شده در سطح جهان برای تولید فولاد به کار می رود. صنایع خودرو سازی و ساخت و ساز، بخش های اصلی مصرف کننده فولاد هستند و در نتیجه میزان تقاضای فولاد این بخش ها بر تقاضا و قیمت سنگ آهن تاثیر گذار است.

تصویر1-2

در جهان فرایند تولید در روش فولادسازي در واحدهاي فولادسازي بوسيله كوره بلند (BF) و كوره اكسيژني بازي (BOF) به‌طور ميانگين بالغ بر 1725 كيلوگرم سنگ‌آهن، 645 كيلوگرم زغال‌سنگ، 150 كيلوگرم سنگ آهك و 138 كيلوگرم آهن قراضه براي توليد يك تن فولاد خام، مورد استفاده قرار مي‌گيرد. در حالیکه در روش فولادسازي در كوره قوس الكتريكي (EAF) ميزان مصرف ميانگين آهن قراضه در اين روش بالغ بر 1050 كيلوگرم، زغال‌سنگ بالغ بر 65 كيلوگرم و سنگ آهك 43 كيلوگرم براي توليد يك تن فولاد خام است.

چین با تولید یک میلیارد و 320 میلیون تن با اختلاف زیادی نسبت به سایر کشور ها عنوان بزرگترین تولید کننده سنگ آهن جهان را در اختیار دارد، پس از چین استرالیا با 530 میلیون تن، برزیل با 398 میلیون تن، هند با 150 میلیون تن در رده های بعدی قرار دارند. چین به عنوان بزرگترین تولید کننده فولاد دنیا در سال 2010 بالغ بر 619 میلیون تن سنگ آهن وارد کرده است که 5/1 درصد نسبت به سال 2009 افت داشته است. حجم بالایی از نیاز چین را استرالیا و برزیل تامین می کنند و هند تنها 25 درصد واردات به چین را از آن خود کرده است. در ایران بجز فولاد هرمزگان آن هم به میزان ناچیز از بحرین، کشور واردات سنگ آهن ندارد اما در خصوص صادرات ؛ برای نخستین بار طی سال‌های گذشته در سال 1392 یک کالای کاملا غیر نفتی یعنی سنگ آهن هماتیت دانه بندی در صدر کالاهای صادرات غیر نفتی کشور قرار گرفت. معمولا در گذشته قیمت سنگ آهن در نتیجه مذاکرت میان شرکت های معدنی بزرگ و فولاسازان تعیین می شده و قیمت تعیین شده در این مذاکرات به نوعی شاخص قیمتی برای کل صنعت فولاد بود. ولی اخیرا این مکانیزم سالانه جای خود را به سیستم قیمت گذاری کوتاه مدت داده و سه شرکت معدنی بزرگ دنیا دیگر قرارداد سالانه منعقد نمی کنند. بسیاری از شرکت های معدنی استرالیا و برزیل به قراردادهای کوتاه مدت روی آورده اند. در ایران نرخ فروش محصولات شرکت ها معادل درصدی از میانگین نرخ فروش محصولات فولاد خوزستان می باشد. در مجموع قیمت فولاد داخلی از قیمت فولاد جهانی در نرخ دلار بدست میاد که قیمت فولاد جهانی متاثر از قیمت سنگ آهن می باشد. در صورتی که قیمت سنگ آهن کاهش ( افزایش)پیدا کند از آنجا که ماده اولیه فولاد است بهای تمام شده کاهش به طبع آن قیمت فولاد کاهش ( افزایش) پیدا می کند . در نتیجه به طور کلی می توان گفت قیمت فولاد جهانی با سنگ آهن رابطه مستقیم دارد. زغال‌سنگ و كك : زغال‌سنگ نيز يكي ديگر از مواد اوليه كليدي در توليد فولاد است. كك با استفاده از فرآيند كربورايزينگ زغال‌سنگ ( يعني حرارت دادن زغال‌سنگ در غياب اكسيژن در درماي بسيار بالا) ايجاد مي‌شود و يك عامل احيا اوليه براي سنگ‌آهن است. كك سنگ‌آهن را به آهن مذاب اشباع شده از كربن احيا مي‌كند كه به آن چدن مذاب نيز مي‌گويند. سالانه 592 ميليون تن زغال‌سنگ يا 12 درصد از كل مصرف زغال‌سنگ سخت براي توليد فولاد استفاده مي‌شود. در حال حاضر بدليل نبود عرضه به واسطه شرايط اقليمي بويژه در استراليا و همچنين موانع لجستيكي، بازار زغال‌سنگ بسيار با كمبود مواجه شده است. ميزان ذخاير جهاني زغال كك‌شو حداقل براي 100 سال کافی تخمين زده مي‌شود. سه كشور اصلي توليد كننده زغال دنيا چين، آمريكا وهند و سه كشور اصلي وارد كننده زغال جهان چين، ژاپن و كره جنوبي هستند. درايران نيز در سال گذشته بيش از8/1 ميليون تن زغال توليد شده است. زغال سنگ در صنايع فولاد جهت توليد كك و تزريق (بصورت پودر) دركوره بلند به مصرف مي رسد. بيشترين مقدار زغال جهان را چين، آمريكا و هند به ترتیب 3660 و 580 میلیون تن تولید كرده اند. ميزان مصرف زغال سنگ كشور چين بالغ بر 3750 ميليون تن بوده است. بيشترين مقدرا صادرات زغال سنگ جهان را كشور استراليا به ميران 316 ميليون تن انجام داده است كه 91 ميليون تن آن زغال كك شو بوده است (نيمه كك شو و حرارتي به ترتيب 54 و 171 ميليون تن). در دنيا بيشترين واردات زغال را با 235 ميليون تن كشور چين انجام داده است.

تصویر 2-2

در ایران حدود 90 درصد زغال‌سنگ مصرفی کشور از داخل تامین می‌شود و واردات تنها حدود 10 درصد نیاز را تامین می‌کند. درگذشته 60 درصد نیاز کشور از زغال‌سنگ خارجی تامین می‌شد، اما با استفاده از تکنولوژی‌های جدید در کنسانتره و تغلیظ، بهره‌وری تولیدات داخلی افزایش یافته و روز به‌روز به سمتی می‌رویم که از زغال‌سنگ داخلی بیشتر استفاده کنیم. این موضوع بیانگر اینست که کشور از نظر تامین این ماده اولیه فولاد سازی با مشکل خاصی مواجه نیست. اما از آنجایی که قیمت جهانی این محصول بیشتر از قیمت داخل است باعث می شود بازار ترقیب به صادرات شود که این دو موضوع می تواند در آینده باعث افزایش قیمت این محصول شود.

آهن قراضه: آهن قراضه نيز يكي از ورودي‌هاي مهم در كوره‌هاي فولادسازي است كه تمام روش‌هاي فرآيند فولادسازي نيازمند اين ماده هستند. فولاد يكي از اندك فلزات مغناطيسي است از اين رو جداسازي آن از توده مواد زائد آسان است. حدود 80 درصد از فولاد پس از مصرف قابليت بازيافت دارد. مقدار بازيافت فولاد براي ساختمان‌ها بالغ بر 85 درصد، براي خودروها 85 درصد، براي ماشين‌آلات 90 درصد و همچنين براي تجهيزات الكتريكي و وسايل خانگي 50 درصد است. پيش‌بيني مي‌شود كه با كاهش افت تقاضا ؛ عرضه آهن قراضه نيز كاهش يابد. فولاد بازيافتي (آهن قراضه) را مي‌توان از مواد زائد در كارخانه‌هاي فولادسازي و ريخته‌گري‌ها (ضايعات داخلي) يا فرآيند‌هاي توليد پايين‌دستي (ضايعات صنعتي) و محصولات بلااستفاده (ضايعات فرسوده) جمع‌آوري كرد. ميزان فراواني ضايعات آهني داخلي يا صنعتي ارتباط نزديكي با مقدار كنوني توليد داخلي فولاد دارد، در حالي‌كه ميزان فراواني ضايعات آهني فرسوده نيز با مقدار توليد فولاد در گذشته، عمر متوسط محصول و كارآيي برنامه‌هاي بازيافت مواد، ارتباط مستقيم دارد. قيمت آهن قراضه براي كيفيت‌هاي مختلف بسيار متغير است. به طور کلی و مطابق با گذشته، قیمت قراضه و سنگ آهن به طور نسبی با یکدیگر هماهنگ تغییر می‌کنند. اما در سال 2011 شکاف قیمتی این دو محصول به شدت بالا رفته است (سنگ آهن رشد قابل توجهی در مقایسه با قراضه داشته است). بر این اساس پیش‌بینی می‌شود این عدم توازن، تولیدکنندگان را به بیشینه سازی حجم قراضه مصرفی تشویق کند و این موضوع قیمت قراضه را در طولانی مدت بالا می‌برد. به دلیل اینکه بازار قراضه در ایران تشکل منسجمی ندارد، امکان مذاکره با عرضه‌کنندگان قراضه مقدور نیست و از همین رو عرضه‌کنندگان قیمت‌های متفاوتی را اعلام می‌کنند.

تصویر 3-2

در جهان كوره‌هاي قوس الكتريكي را مي‌توان با 90 تا 100 درصد و همچنين كوره‌هاي بازي دمشي را با بيش از 30 درصد آهن قراضه شارژ كرد. ميزان استفاده از آهن قراضه نشان مي‌دهد كه مصرف اين مواد به واسطه محدوديت دستيابي و قيمت آنها و نه ظرفيت فرآوري در واحد‌هاي فولادسازي جهان، محدود می شود.

قابل ذکر است که در حال حاضر حداقل 30 درصد فولاد دنیا از طریق آهن قراضه تولید می‌شود، درحالی‌که فرآیند تبدیل فولاد به آهن قراضه حداقل حدود 30 سال زمان می‌برد از این رو در حالی که روز به روز سهم مصرف قراضه به دلیل رشد تولید فولاد در دنیا رو به افزایش است تولید قراضه رو به کاهش است. در حال حاضر سهم تولید قراضه در ایران نسبت به دنیا بسیار ناچیز است و به میزانی که حدود 30 سال پیش فولاد تولید کردیم قراضه برای مصرف وجود دارد. با توجه به دلار آزاد بحث واردات قراضه در شرایط فعلی مقرون به صرفه نیست از این رو، روز به روز کاهش قراضه بیشتر حس می‌شود. کشور صادرات قراضه ندارد این موضوع می تواند نشات گرفته از این باشد قراضه آهن مشمول پرداخت عوارض ۷۰ درصدی در صادرات شود و به تازگی این رقم به ۸۰ درصد افزایش پیدا کرده است. به نظر می‌رسد کمبود قراضه آهن در ایران باعث رشد قیمت آن شده است در مجموع به نظر می رسد با توجه به نیاز تولید به فولاد و کم بود آهن قراضه (افزایش تقاضا) و کاهش منابع تامین کننده آهن قراضه (کاهش عرضه) قیمت این مواد اولیه افزایش پیدا کند و از آنجا که تاثیر مواد اولیه با قیمت محصول نهایی رابطه مستقیم دارد بر قیمت فولاد تاثیر گذار باشد.