تحلیل جهانی صنعت فولاد

فولاد
فولاد آلیاژی از آهن است که بین ۰٫۰۰۲ تا ۲٫۱ درصد وزن آن کربن است. خواص فولاد به کمک تغییر در درصد کربن، عناصر آلیاژی و عملیات حرارتی قابل کنترل است.

کانی‌های اقتصادی آهن

 

 

روش‌های تولید فولاد خام

امروزه فن‌آوری‌های مورد استفاده در تولید محصولات فولادی در مراحل بعد از به دست آوردن فولاد مذاب یعنی ریخته‌گری و نورد، کم و بیش یکسان است. اما برای به دست آوردن فولاد مذاب یا خام، از فن‌آوری‌های مختلفی می‌توان استفاده کرد.

به طور کلی فولاد خام از دو روش زیر تولید می‌گردد:

۱- تهیه‌ آهن خام یا چدن مذاب در کوره بلند (BF) و تولید فولاد در کانورترهای اکسیژنی، نظیر ذوب‌آهن اصفهان.

۲- احیای مستقیم سنگ‌آهن (DR) و ذوب آهن‌اسفنجی (DRI) و قراضه (Scrap) در کوره‌های الکتریکی از قبیل قوس الکتریکی (EAF) نظیر فولاد خوزستان یا القایی (IMF)، نظیر مجتمع فولاد جنوب.

لازم به ذکر است که تولید فولاد از روش‌های دیگری نظیر روش کوره باز (Open Heart) نیز انجام می‌گیرد که با توجه به حجم تولید بسیار محدود آن در جهان، که طبق آمار World Steel حدود ۵/۲‌درصد از کل تولید فولاد جهان در سال ۲۰۰۷ بوده است.
در روش اول که شیوه سنتی تولید است، از احیای غیرمستقیم آهن استفاده گردیده، سنگ‌آهن دانه درشت و سنگ آهن پس از فرآوری و تبدیل به آگلومره به همراه آهک و کک وارد کوره بلند شده، آهن خام یا چدن مذاب (Pig Iron) به دست می‌آید. در مرحله‌ بعد آهن خام در یک کانورتر به فولاد مذاب تبدیل گردیده، کربن و ناخالصی‌های دیگر آن به کمک اکسیژن خارج و فولاد خام (Crude Steel) تولید می‌گردد.

روش دوم تولید فولاد، استفاده از کوره‌های الکتریکی و ذوب مجدد قراضه‌ آهن و فولاد می‌باشد. به دلیل کمبود منابع قراضه در جهان و نیز رشد فزاینده‌ قیمت آن در طول سال‌های گذشته، در این روش می‌توان به همراه‌ قراضه از آهن اسفنجی نیز برای ذوب در کوره استفاده نمود.

آهن اسفنجی
آهن اسفنجی محصول عملیات احیای مستقیم سنگ‌آهن است که دارای عیار بالای آهن بوده، جایگزین مناسبی برای قراضه جهت ذوب است. تولید آهن اسفنجی از سنگ‌آهن، عموما به دو روش گازی (Gas Based) یا استفاده از زغال‌سنگ (Coal Based)، برای احیای آهن صورت می‌پذیرد. معمولا در کشورهایی که دارای ذخایر گاز هستند، از روش گازی استفاده می‌گردد. در ایران نیز به طور مثال، فولاد خوزستان و فولاد مبارکه از گاز به عنوان ماده‌ احیا کننده استفاده می‌کنند. شناخته‌شده‌ترین روش‌های احیای مستقیم گازی روش‌های میدرکس و HYL هستند.
۳/۶۶‌درصد فولاد خام جهان به کمک روش کوره بلند و ۲/۳۱‌درصد آن نیز به روش احیای مستقیم و استفاده از کوره‌های الکتریکی تولید می‌گردد. با وجود آنکه بیش‌تر تولید فولاد خام در جهان به وسیله روش کوره بلند تولید می‌شود، اما موارد ذیل استفاده از روش احیای مستقیم و کوره‌های الکتریکی را، مخصوصا در ایران، توجیه‌پذیرتر می‌کنند :

– با توجه به استفاده از قراضه‌ آهن، این روش سریع‌تر است.

-هزینه‌ راه‌اندازی یک واحد کوره بلند نسبت به یک واحد احیای مستقیم و کوره الکتریکی در ظرفیت‌های متناظر، بالاتر است. به طور مثال در محاسبات شرکت ملی فولاد، میزان سرمایه‌گذاری مورد نیاز، به ازای تولید هر تن فولاد با توجه به مفروضات ذیل انجام می‌گیرد:
کوره بلند (شامل کک سازی، آگلومراسیون، کوره بلند، کانورتر و ریخته‌گری مداوم شمش)

روش دیگر (شامل گندله‌سازی، احیای مستقیم، کوره قوس الکتریکی و ریخته‌گری مداوم شمش)

– کک متالورژیکی که یکی از مواد اولیه مورد نیاز کوره‌های بلند است، از زغال‌سنگ کک شو به دست می‌آید که منابع آن در ایران محدود است. همچنین این ماده عمدتا وارداتی و گران‌قیمت است. برای تولید هر تن آهن خام به روش کوره بلند، طبق استانداردهای جهانی به حداقل ۵/۱ تن سنگ آهن و ۴۵۰ کیلوگرم کک متالورژیکی نیاز بوده که گاهی این مقدار تا ۳ تن سنگ آهن و ۱۰۰۰ کیلوگرم کک هم افزایش می‌یابد. در نتیجه با توجه به آنکه می‌توان از گاز به عنوان ماده احیاکننده در روش احیای مستقیم استفاده نمود و با وجود منابع عظیم گاز در ایران، عملا روش کوره بلند مزیت خود را از دست می‌دهد.

– روش کوره بلند محدودیت‌های زیست‌محیطی بیشتری نسبت به روش احیای مستقیم دارد. لازم به ذکر است تولید فولاد در چین بیشتر از این روش انجام می‌پذیرد. در سال های اخیر مشکلات زیست محیطی ناشی از تولید فولاد یکی از چالش های کشور چین بوده است.

– آهن اسفنجی عیار بالاتری نسبت به آهن خام دارد.

-کوره بلند در ظرفیت‌های بالا (حداقل یک و نیم میلیون تن در سال) دارای توجیه اقتصادی بیش‌تری است، در حالی‌که از روش احیای مستقیم می‌توان در واحدهای کوچک فولادسازی نیز با توجیه اقتصادی مناسب استفاده کرد.

– آهن‌اسفنجی را می‌توان به صورت آهن گرم کلوخه شده (HBI) درآورده، به سهولت حمل یا ذخیره کرد. در صورتیکه که حمل آگلومره که خوراک کوره بلند است سخت تر می باشد .

– در فرآیند احیای مستقیم می‌توان از گاز طبیعی بدون حذف ناخالصی‌های آن استفاده کرد.

کالاهای فولادی نیمه ساخته
چهار محصول، کالاهای فولادی نیمه ساخته محسوب می‌شوند که برای تبدیل شدن به محصول نهایی بایستی یک یا چند مرحله‌ی دیگر فرآوری شوند. تفاوت این محصولات در ابعاد و شکل سطح مقطع آنهاست.
-شمش (Ingot): طول این محصول کمتر از ۲ متر است و ابعاد آن برای حمل و نقل فولاد و انبار کردن آن بهینه شده است. شکل سطح مقطع عرضی آن ذوزنقه است.
– بیلت (Billet): بیلت بر خلاف شمش، طویل است و سطح مقطع آن دایره یا مربعی با عرضی کمتر از ۱۵cm است. بیلت از طریق ریخته‌گری مستقیم، اکستروژن و یا از طریق نورد شمش بدست می‌آید. از بیلت بیشتر برای تولید میلگرد و سیم استفاده می‌شود.
– بلوم (Bloom): اگر عرض بیلت بیش از ۱۵cm یا سطح مقطع آن بیش از ۲۳۰ سانتیمتر مربع باشد آن را بلوم می‌نامند و به همین دلیل معمولاً این دو کالا را در یک دسته (بلوم و بیلت) جای می‌دهند. از بلوم برای ساخت ریل، تیر آهن، قوطی و … استفاده می‌شود.
– سلب یا اسلب : (Slab) سطح مقطع اسلب، بر خلاف بلوم و بیلت مربعی نیست بلکه مستطیلی است. از اسلب برای ساخت ورقهای فولادی، صفحه و … استفاده می‌شود.

ضریب تبدیل سنگ آهن به فولاد

 

 

ضریب نهایی تبدیل سنگ آهن به فولاد در حدود ۲.۵۶ است یعنی به منظور تولید ۱ میلیون تن فولاد، نیاز به ۲.۵۶۰ میلیون تن سنگ آهن داریم. این ضرایب برای تبدیل کنسانتره و یا گندله به فولاد ۱.۶۶و برای تبدیل آهن اسفنجی به فولاد ۱.۱۴ است. پودر سنگ آهن استخراج شده از معادن در واحد گندله سازی تبدیل به گندله شده و در واحد احیاء مستقیم، به آهن اسفنجی تبدیل می شود و سپس در کوره های قوس الکتریکی واحد فولاد سازی ذوب می شود. فولاد مذاب برای تبدیل به تختال(اسلب) به ماشین های ریخته گری به طور مداوم منتقل می شود.

سنگ آهن و فولاد در سطح جهان
چین به عنوان بزرگ ترین تولیدکننده و مصرف کننده سنگ آهن و فولاد جهان در حال تاثیرگذاری و ایفای نقشی مهم در بازارآهن و فولاد است. در واقع چین در حالی پرونده سال ۲۰۱۸ میلادی را به اتمام می رساند که با یک تصمیم هرچند کوچک می تواند بر حال و آینده این بازار و حتی سهام شرکت های تولید کننده سنگ آهن در اقصی نقاط دنیا تاثیر بگذارد.

سنگ آهن
معادن سنگ آهن با توجه به نوع معدن سه محصول عمده تولید می کند .سنگ آهن دانه بندی ریزدانه (Fine) و درشت دانه (Lump) و کنسانتره آهن .

سنگ آهن ریز دانه و درشت دانه تبدیل به آگلومره شده(کلوخه ای شکل) و قابلیت شارژ در کوره بلند را خواهد داشت . با توجه به اینکه شارژ آهنی در کوره بلند از بالای کوره صورت می پذیرد در صورت تولید بیش از حد معینی گرد و غبار ،کوره کارایی خود را از دست می دهد لذا نمی توان سنگ آهن ریز دانه تزریق کرد لذا می بایست حتماً به گلوخه ی همان آگلومره تبدیل شود .

کنسانتره تولید شده که ابعاد میکرونی دارد در واحد های گندله سازی به گندله (محصولی فندوقی شکل) تبدیل شده و با شارژ در کوره احیای مستقیم به آهن اسفنجی تبدیل می شود .آهن اسفنجی تولید شده به واحد فولادسازی منتقل شده در آنجا در کوره های الکتریکی به همراه درصدی آهن قراضه ذوب شده و در قسمت ریخته گری مداوم به شمش فولادی(بیلت ، بلوم یا تختال ) تبدیل می شود .

ذخایر قطعی سنگ آهن در دنیا

 

 

طی برآوردهای انجام شده سازمان زمین شناسی آمریکا بیشترین حجم ذخیره قطعی سنگ آهن مربوط به کشور استرالیا می‌باشد.

بزرگترین شرکت‌های تولیدکننده سنگ آهن در جهان

 

 

تولید سنگ آهن در سال ۲۰۱۸، به ۱۲۷۰ میلیون تن رسیده است که بیشترین حجم تولید در سال های اخیر می‌باشد. پیش بینی می‌شود تولید در سال ۲۰۱۹ به علت حادثه معدن واله از تولید سنگ آهن حدود ۳۰-۵۰ میلیون تن کاسته شود.

تولید سنگ آهن چین به تفکیک مناطق

 

 

تولید سنگ آهن در این مناطق حدود ۷۶۳ میلیون تن تخمین زده می‌شود که که ۳۷٫۹ درصد نسبت به سال کم کاهش داشته است. علت این افت شدید در سال ۲۰۱۸ بسته شدن تعداد زیادی معادن، به علت مسائل محیط زیستی و هزینه های بالا بوده است. شمال چین ( منطقه های Hebei ، Shanxi و Inner Mongolia ) با ۵۳٫۳ بیشترین سهم تولید سنگ آهن را دارا می‌باشند.

صادرات و واردات سنگ آهن

 

 

واردات سنگ آهن در سال ۲۰۱۸ به ۱۰۶۴ میلیوتن رسید که نسبت به سال قبل ۱ درصد کاهش داشته است. حدود ۷۰% واردات سنگ آهن جهان متعلق به کشور چین می‌باشد. واردات از کشور استرلیا از ۶۵۶ میلون تن در سال ۲۰۱۷ به ۷۴۲ ملیون تن در سال ۲۰۱۸ رسیده است. از طرفی واردات از کشور برزیل از ۲۲۶ میلیون تن در سال ۲۰۱۷ به ۲۱۰ میلیون تن در سال ۲۰۱۸ رسیده است.

مصرف سنگ آهن چین

 

 

مصرف سنگ آهن چین در سال ۲۰۱۸، حدود ۱۲۹۷ میلیون تن بوده که نسبت به سال قبل ۲٫۱ درصد کاهش داشته است. بیشترین میزان مصرف سنگ آهن در چین، مربوط به سال ۲۰۱۷ با ۱۴۲۰ میلیون تن بوده است. پیش بینی ها حاکی از آن است که در سال های ۲۰۱۹ و ۲۰۲۰ نیز با کاهش مصرف چین مواجه شویم.

قیمت سنگ آهن در سال ۲۰۱۸-۲۰۱۹

 

 

هزینه استخراج سنگ

 

 

در سال های اخیر، هزینه های استخراج کشور چین حدود ۶۰-۸۰ دلار به ازای هر تن کاهش داشته است. علت این کاهش سیاست های این کشور در بستن معادن با کیفیت پایین و بهره‌وری بیشتر در تولید سنگ آهن می‌باشد.

تفکیک هزینه‌های تولید سنگ آهن

 

 

هزینه تولید سنگ آهن شامل هزینه های استخراج، پردازش، لجستیک، نگهداری و مالیات می‌باشد. همانطور که اشاره شد هزینه های تولید سنگ آهن در کشور چین حدود ۶۰-۸۰ دلار به ازای هرتن و در شرکت های بین المللی ۲۰-۳۰ دلار به ازای هر تن کاهش یافته است.

فولاد:

 

تولید جهانی فولاد در سال ۲۰۱۸ به ۱۸۰۶٫۶ میلیون تن رسیده است که در مقایسه با سال ۲۰۱۷ رشد ۴٫۶ درصدی را نشان می‌دهد. در سال ۲۰۱۸ تولید فولاد در منطقه آسیا ۱۲۷۱٫۱ میلیون تن بوده که نسبت به سال قبل ۵٫۶ درصد رشد داشته است. چین در این سال ۹۲۸٫۳ میلیون تن فولاد تولید کرده است که رشد ۶٫۶ درصدد نسبت به سال را نشان می‌دهد. بدین ترتیب سهم تولید فولاد چین از ۵۰٫۳ درصد در سال ۲۰۱۷ به ۵۱٫۳ درصد رسیده است. کشور هند با رشد ۴٫۹ درصدی تولید فولاد نسبت به سال ۲۰۱۷، بعد از کشور چین بزگترین تولید کننده فولاد جهان می‌باشد.

 

نقشه جهانی تولید فولاد:

 

 

روند تولید فولاد در سطح جهان بین سال های ۱۹۵۰-۲۰۱۷ (ارقام بر حسب میلیون تن)

 

 

بزرگترین تولید کنندگان فولاد در سال ۲۰۱۷

 

 

حجم معاملات فولاد در سطح جهان

 

قیمت جهانی فولاد در سال ۲۰۱۸-۲۰۱۹

 

 

اقتصاد چین و قیمت فلزات اساسی
نمودار زیر همبستگی میان قیمت محصولات مختلف و GDP چین را نشان می‌دهد.

 

رشد اقتصادی چین در سال‌های اخیر

 

 

شاخص CPI

 

نرخ فروش فولاد ایران در مقایسه با دیگر نقاط

 

نتیجه‌گیری:
کشور چین با مصرف بیش از نیمی از محصولات معدنی دنیا، تاثیر به سزایی بر قیمت جهانی این محصولات می‌گذارد. روند قیمت فلزات اساسی نیز تا حدودی هم‌جهت با روند محنی GDP چین می‌باشد. از طرفی عواملی نظیر جنگ تجاری آمریکا و چین، مسائل محیط زیستی و نیز افت رشد اقتصادی این کشور به پایین ترین میزان خود در ۲۸ سال اخیر، نگرانی ها را درباره قیمت فلزات اساسی افزایش داده است. بر اساس آخرین گزارش جهانی منتشر شده در حوزه فولاد، برخی فعالان بازار بر این باورند که قیمت فولاد در جنوب شرق آسیا به علت فصل باران و بی ثباتی سیاسی با کاهش رو به رو خواهد بود. از طرفی به علت تحریم، پایین ترین قیمت فولاد در جهان متعلق به کشور ایران است. پیش بینی ها حاکی از آن است که نرخ فروش فولاد ایران کمی افزایش یابد.

منابع:
Hosco.ir
Worldsteel.org
Ifm.org
Investing.com
steelprice.ir

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *