آغاز به کار معادن سنگ آهن و چشم انداز آینده در بازار فولاد

• معادن سنگ آهن راین آغاز به کار می کنند.
• آغاز به کار معدن سنگ آهن آنومالی ۸ ناریگان بافق یزد
• …

این ها تیتر داغ ترین اخباری است که مدت هاست از گوشه و کنار شنیده می شوند. بی شک آغاز به کار معادن سنگ آهن نویدبخش روزهای روشن در آینده بازار فولاد است. همان طور که در جریان هستید، سنگ آهن یکی از اصلی ترین مواد اولیه ای است که به وفور در تولید محصولات فولادی مورد استفاده قرار می گیرد. صنایعی همچون صنعت تولید لوازم خانگی، خودروسازی، ساختمان سازی، راه آهن و… نمونه هایی از بزرگترین صنایعی به شمار می آیند که پیشرفت خود را مدیون وجود این ماده هستند. همین قدر بدانید که اگر سنگ آهن نباشد، کار اکثر قریب به اتفاق صنایع لَنگ خواهد ماند!

حال ممکن است این سوال ذهنتان را به خود درگیر کرده باشد که سنگ آهن چیست؟

سنگ آهن؛ سنگی معدنی که وجود آن برای تمدن مدرن امروز ضروری است!

سنگ آهن که یکی از فراوان ترین عناصر فولادی موجود در زمین محسوب می شود، نوعی سنگ معدنی حاوی آهن است. جالب است بدانید که بیش از ۵ درصد پوسته زمین را اکسید این ماده کاربردی تشکیل می دهد. اما سنگ آهن چه ارتباطی با فولاد دارد؟!

سوال خوب و به جایی است! اگر از جدول مندلیف سر در بیاورید، حتما می دانید که نماد شیمیایی آهن در این جدول FE می باشد. عنصر FE یا همان آهن خودمانی از نظر فراوانی رتبه چهارم عناصر موجود در جدول تناوبی طراحی شده توسط جناب مندلیف را از آنِ خود نموده است. رتبه اول تا سوم به ترتیب در اختیار اکسیژن، سیلیس و آلومینیوم است. آهن همچنین پس از آلومینیوم فراوان ترین و گسترده ترین فلز توزیعی به شمار می آید.

ضرورت وجود آهن در تمدن مدرن امروزی غیر قابل چشم پوشی است. بیش از ۳۰۰۰ سال است که انسان ها از این عنصر استفاده می کنند. البته رواج استفاده از آهن به قرن چهاردهم میلادی و همزمان با پیدایش کوره های ذوب بر می گردد.

از سنگ آهن تا فولاد!

آهن از کجا استخراج می شود؟!

بله، درست حدس زدید. استخراج آهن از معادن سنگ آهن صورت می پذیرد. اما چگونه؟!

معادن سنگ آهن همان گونه که از نامشان پیداست، سرشار از سنگ آهن هستند. اما سنگ آهن استخراج شده از آن ها دارای مقادیر فراوانی ناخالصی و ترکیبات مضر است. عیار این ماده در حین استخراج بسیار پایین بوده و از همین رو امکان استفاده از آن میسر نیست، مگر در صورتی که فراوری شود. در حین فراوری این ماده مقادیر چشمگیری آهن به دست می آید که حدود ۹۵ درصد آن را در راستای تولید فولاد مورد استفاده قرار می دهند. چگونه؟

آهنی که در طی فراوری سنگ آهن به دست می آید، کمی نرم و تا حدودی انعطاف پذیر است. از همین رو آن را با عناصری نظیر کربن ترکیب می کنند تا بدین ترتیب بر مقاومتش بیفزایند. افزودن این ترکیبات به ساختار آهن موجب پیدایش آهنی با سختی باورنکردنی به نام فولاد می شود.

اکنون به رابطه میان سنگ آهن و فولاد پی بردید؟!

توسعه معادن سنگ آهن و رونق بازار فولاد در دهه اخیر

نیاز شرکت های فولادی جهان به مواد اولیه ای همچون سنگ آهن روز به روز در حال گسترش است. شاید عجیب و غیر قابل باور به نظر برسد، اما حقیقت این است که در حال حاضر سالانه بیش از ۲ میلیارد تُن سنگ آهن از معادن استخراج شده و در کوره های فولادسازی به فولاد تبدیل می گردد. این موضوع اهمیت توسعه معادن سنگ آهن را یادآور می شود.

بی شک هرچه معادن سنگ آهن بیشتری در راستای استخراج این ماده کاربردی فعالیت نمایند، حجم فولاد تولید و عرضه شده نیز بیشتر خواهد بود. خوشبختانه در دهه اخیر شاهد توسعه چشمگیر این معادن در سرتاسر کشور بوده ایم. به گونه ای که حتی بسیاری از معادن راکد فعالیت خود را از سر گرفته و به چرخه تولید سنگ آهن پیوسته اند تا بدین ترتیب آینده ای درخشان را برای بازار فولاد رقم بزنند.

عوامل متعدد و متنوع بسیاری وجود دارند که دست به دست هم داده و قیمت سنگ آهن را تحت تاثیر قرار می دهند. از جمله مهم ترین این عوامل می توان به وضعیت عرضه و تقاضا اشاره کرد. مسلما تناسب میان تقاضای این ماده و عرضه آن از طریق توسعه معادن سنگ آهن، تناسب قیمتش را در پی داشته و این موضوع تاثیر به سزایی بر رونق بازار فولاد دارد.

فرآیند استخراج سنگ آهن و روش های تولید فولاد

گام اول: شناسایی معادن بالقوه سنگ آهن

جالب است بدانید که تقریبا کلیه ذخایر عمده سنگ آهن کره زمین در سنگ هایی است که بیش از ۸/۱ میلیارد سال از تشکیل آن ها می گذرد. نخستین مرحله استخراج سنگ آهن شناسایی معادن بالقوه غنی می باشد. این کار توسط مهندسان کاربلد و کارشناسان مجرب صورت می پذیرد. پس از شناسایی این معادن کار استخراج سنگ آهن و آماده سازی آن برای دستیابی به فلز خالص آغاز می گردد.

آهن خالصی که از سنگ آهن به دست می آید، تیره رنگ است. این ماده در برابر اکسایش و ضربه بسیار آسیب پذیر بوده و از همین رو به کارگیری آن در صنایع مختلف غیرممکن است. برای آن که ضعف این آهن برطرف شده و استحکامش تا حد قابل قبولی افزایش یابد، آن را با عناصری همچون کربن، کروم و نیکل ترکیب نموده و آلیاژی مستحکم از آهن به دست می آورند. این ماده مقاوم را به وفور در کاربردهایی همچون ساخت سازه های فلزی و صنایع متنوع فولادی مورد استفاده قرار می دهند.

گام دوم: آماده سازی سنگ آهن

آماده سازی سنگ آهن استخراج شده در چند مرحله صورت می پذیرد. شکل زیر به خوبی گویای مرحله جداسازی مواد باطله و پر عیار کردن سنگ آهن است:

گام سوم: غربال کردن سنگ آهن

سنگ های معدنی ای که در مرحله استخراج به دست می آیند، ابعاد و اندازه های متفاوتی دارند. از همین رو در این مرحله سنگ های بزرگ را با هدف خرد کردن جدا می نمایند. از جداسازی فیزیکی بر حسب ابعاد سنگ تحت عنوان غربال کردن یاد می شود.

گام چهارم: خرد کردن سنگ آهن

در این مرحله سنگ آهن را با هدف اجرای عملیات تلغیظ و افزایش عیار خرد کرده و به شکل پودر در می آورند. لازم به ذکر است که عمل خرد کردن سنگ آهن بر مبنای جنس سنگ و درجه سختی آن و توسط سنگ‌شکن‌ها و آسیاب‌ها صورت می‌پذیرد. سنگ شکن هایی که در این راستا مورد استفاده قرار می گیرند، در انواع متعدد و متنوعی موجود هستند.

خالص سازی و پر عیار کردن سنگ آهن

همان طور که پیش تر نیز اشاره کردیم، سنگ آهن استخراج شده از معادن سنگ آهن دارای عیار پایینی بوده و به دلیل نرمی و مقاومت نه چندان چشمگیر قابل استفاده نیست. از همین رو می بایست به سنگ آهن خالص تبدیل شده و سپس در کاربردهای گوناگون به کار گرفته شود. از این کار تحت عنوان خالص سازی و پر عیار کردن سنگ آهن یاد می شود.

تولید فولاد

پس از این که Iron Ore را از معادن سنگ آهن استخراج می نمایند، آن را طی چند مرحله آماده فراوری و ورود به کوره می سازند. این مراحل عبارتند از: خرد کردن، آسیاب کردن، سرند کردن و سپس شستشو. در نهایت عیار سنگ آهن را با به کارگیری روش فلوتاسیون یا بهره مندی از جدا کننده های مغناطیسی تا ۶۰ الی ۶۵ درصد افزایش می دهند. پس از این مرحله، سنگ های حاصل را به سنگ هایی با ابعاد ۶ تا ۲۵ میلی متر تبدیل می کنند. هدف از این کار آماده سازی سنگ ها برای بارگزاری در کوره می باشد.

در گام بعدی سنگ ها را در کوره هایی تحت عنوان کوره های وزشی تلغیظ نموده و ماده ای به نام کنسانتره آهن تولید می کنند. حال وقت آن فرا رسیده که کنسانتره به دست آمده را به همراه سنگ آهک و زغال کک در معرض گرمای بسیار زیاد قرار دهند. حرارت بالا و جریان گازهای حاصل از سوخت کک، موجب ذوب فلز شده و نهایتا آهن مذاب و تفاله حاصل از ناخالصی‌های سنگ آهن به تدریج از کوره خارج می‌شوند.

این قصه سر دراز دارد…

قطعات جدید سنگ فلز به طور مداوم به کوره افزوده شده و آهن مذاب به مرور از آن خارج می گردد. محصولی که در این کوره فراوری می شود، چدن نام دارد. به احتمال قریب به یقین با چدن آشنایی داشته و به خوبی در جریان رواج به کارگیری آن در صنایع خُرد و کَلان هستید. ماجرا به تولید چدن ختم نمی شود. بسیاری از صنایع وابسته به فراوری فلزات برای پیشبرد اهداف و تولید محصولات خود نیازمند فرمی بسیار مقاوم تحت عنوان فولاد هستند، نه چدن. چاره چیست؟ چه باید کرد؟

راه دستیابی به فولاد، فراوری مجدد چدن است. برای این کار دمای کوره را به ۱۹۲۵ درجه سانتی گراد می رسانند. آنچه در این شرایط از کوره خارج می شود، آهن مذاب و گاز مونوکسید کربن است. از واکنشی که در این کوره به وقوع می پیوندد، با نام احیای مستقیم یاد می کنند. منظور از احیای مستقیم واکنشی است که در طی آن به احیای سنگ آهن اولیه به وسیله مواد احیاکننده جامد یا گازی می پردازند. محصول به دست آمده از این واکنش را با در نظر گرفتن درصد کربن موجود در آن چدن یا فولاد می نامند.

تبدیل سنگ آهن به فولاد+ تکنولوژی های نوینی که بیشترین بهره را برای شرکت های تولید فولاد فراهم می کنند.

هر چند پیش تر نیز به تشریح کامل مراحل تبدیل سنگ آهن به فولاد پرداختیم، اما اگر بخواهیم خلاصه جامع و صریحی از این فرآیند شرح دهیم؛ می گوییم:

“به منظور تولید فولاد نخست سنگ آهن را از معادن سنگ آهن استخراج می نمایند. سپس با استفاده از فرآیند فلوتاسیون به حذف ناخالصی های سنگ آهن می پردازند. بعد از تلغیظ سنگ آهن، آن را خرد می کنند تا به ابعاد مناسب و قابل بارگزاری در کوره برسد. در نهایت با استفاده از روش احیای مستقیم سنگ آهن را به فولاد تبدیل می کنند”.

صنعت فولاد از آن دسته صنایعی است که ارتقاء و توسعه آن رشد اقتصادی و تولید ناخالص داخلی کشورها را به طور مستقیم تحت تاثیر قرار می دهد. به گونه ای که می توان رابطه مستقیم میان سرانه مصرف فولاد و تولید ناخالص داخلی کشورها را به وضوح مشاهده کرد.

نکته مهمی که در این جا به چشم می‌خورد، چرخه عمر بلند تکنولوژی، شدت رقابت در این حوزه و تولید مازاد بر تقاضا در سال‌های پیشین و سال‌های پیش‌رو است. این مسائل دست به دست هم داده و صنعت تولید فولاد را با چالش های قیمتی و بازاری گوناگونی مواجه نموده اند. این موضوع موجب شده که شرکت های فعال در زمینه تولید فولاد راه حلی جز تمرکز بر ارتقاء بهره وری در فرآیندها پیش روی خود نبینند. بدین ترتیب می توانند گامی موثر در راستای رقابتی کردن کیفیت و قیمت محصولات خود برداشته و برای پیشرفت تلاش کنند.

یکی از مهم ترین مولفه هایی که رشد بهره وری شرکت های فولادساز را ممکن می سازد، به کارگیری تکنولوژی های نوین می باشد. تکنولوژی هایی که استفاده از آن‌ها موجب افزایش سرعت فرآیندها شده، مصارف عمومی انرژی را کاسته، توسعه سبد محصولات را ممکن ساخته و در نهایت جلب رضایت مصرف کنندگان را در پی دارند.

با ۴ تکنولوژی کَلان تولید فولاد خام در دنیا آشنا شوید!

پرکاربردترین تکنولوژی هایی که استفاده از آن ها در تولید فولاد خام در سراسر دنیا رایج است، عبارتند از:

• راه اندازی تجهیزات تولید محصولات کیفی (RH-TOP)
• استفاده از لانس KT در بدنه کوره برای دمش اکسیژن
• استفاده از ترانس های ۱۴۰ مگاولتی
• استفاده از سیستم سولفورزدایی

چشم انداز آینده معادن سنگ آهن و تاثیر آن در بازار جهانی فولاد

نتایج تحقیقات انجام شده در زمینه بررسی معادن سنگ آهن در ایران حاکی از آن است که کشور ما در حال حاضر حدود ۳۷ میلیارد تُن ذخایر قطعی داشته و از همین رو به بهشت معادن دنیا معروف است. سرمایه گذاری در این معادن آرزویی است که بسیاری از سرمایه گذاران بزرگ فعال در این حوزه در سر می پرورانند. خبر خوب این که تا به امروز توده های معادن سنگ آهن زیادی شناسایی شده اند. حتی برخی از این معادن سنگ آهن مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته و به زودی به جمع معادن قابل بهره برداری می پیوندند!

معادن سنگ آهن چغارت، چادرملو، گل گهر، آهنگران، جلال آباد، بافق، بیجار و… تنها نمونه هایی از بزرگترین و پرعیارترین معادن سنگ آهن ایران هستند. برخی از این معادن در بخش دولتی و برخی دیگر در بخش خصوصی مشغول به فعالیت می باشند.

پیش بینی ها حاکی از آنند که…

فارغ از دولتی یا خصوصی بودن این معادن سنگ آهن؛ پیش بینی ها نشان می دهند که تا سال ۱۴۰۴ حدود ۵۵ میلیون تُن سنگ آهن استخراج شده و به فولاد تبدیل می شود.

در صورت درست بودن پیش بینی فوق الذکر؛ معادن سنگ آهن ایران در خوش بینانه ترین حالت ممکن حدود ۱۷ تا ۱۹ سال دیگر تمام می شوند. حقیقتا این زمان بسیار کوتاه تر از تصورات ماست. تنها راه چاره اکتشاف معادن سنگ آهن جدید و استخراج Iron Ore از آن هاست. ارتقاء معادن سنگ آهن کنونی از نظر کمی و کیفی نیز می تواند در این راستا موثر واقع گردد. در غیر این صورت تا چند سال آینده چاره ای جز واردات سنگ آهن به منظور تولید فولاد مورد نیاز صنایع مختلف نخواهیم داشت. به نظر شما افزایش تقاضا برای خرید سنگ آهن از سوی کشورهای مختلف اعم از ایران چه نتیجه ای بر بازار جهانی فولاد دارد؟!

بی شک بازار جهانی فولاد در چنین شرایطی با چالش های بسیاری رو به رو شده و این موضوع بالا رفتن قیمت آتی فولاد را در پی خواهد داشت. چرا که سنگ آهن مهم ترین ماده اولیه ای است که در تولید فولاد مورد استفاده قرار می گیرد.

مسابقه برای توسعه معادن سنگ آهن: شرکت های بزرگ در حال سرمایه گذاری در مناطق جدید

شاید عجیب به نظر برسد، اما این یک واقعیت است که سنگ آهن به یکی از جذاب ترین مقاصد سرمایه ها در دنیای امروز تبدیل شده است. شرکت های بزرگ و صاحب اسم و رسم بسیاری در حال سرمایه گذاری در مناطق جدید بوده و امید دارند که با اکتشاف معادن سنگ آهن گامی بلند در راستای تحقق اهداف این حوزه بردارند. چرا که به عقیده بسیاری از کارشناسان و متخصصان تنها راه اصلی تامین خوراک کارخانه های فولادسازی تمرکز بر موضوع اکتشاف معادن در مناطق جدید و فعالیت جدی در این زمینه می باشد.

شاید با خودتان بگویید مگر واردات سنگ آهن چه ایرادی دارد که شرکت های بزرگ برای اکتشاف معادن سنگ آهن در مناطق جدید از جان و جیب مایه می گذارند؟!

حق با شماست. واردات سنگ آهن از کشورهایی نظیر استرالیا یکی از گزینه های روی میز است. گزینه ای که با انتخاب آن پای مشکلات کوچک و بزرگ بسیاری به ماجرا باز می شود.

می پرسید چه مشکلاتی؟! خدمتتان عرض خواهیم کرد.

حقیقت این است که هزینه حمل و نقل سنگ آهن از کشور مبدا به ایران بسیار بالاست. علاوه بر این، عمق اسکله‌های کشور ما کم بوده و این موضوع امکان استفاده از کشتی‌های Cape Size را که قادر به حمل ۱۱۰۰ تا ۲۰۰۰ DWT هستند، غیر ممکن می‌سازد. بدیهی است که در چنین شرایطی هزینه واردات این ماده سر به فلک کشیده و صرفه اقتصادی نخواهد داشت.

با توجه به آنچه تا بدین جا گفته شد، نتیجه می‌گیریم که اکتشاف معادن جدید در مناطق جدید تنها راه تامین سنگ آهن مورد نیاز کشور است. بی شک سرمایه گذاری در این بخش سود کلانی را عاید شرکت‌های علاقه مند به سرمایه گذاری در مناطق جدید خواهد نمود. حال متوجه شدید دلیل مسابقه بزرگی که میان شرکت‌های صاحب نام برای توسعه معادن شکل گرفته، چیست؟!

تولید ناخالص داخلی فولاد: آینده ای سبز و پایدار برای صنعت فولادسازی ایران

تولید فولاد یکی از حائز اهمیت ترین بخش های اقتصاد ایران محسوب می شود که در چند دهه اخیر با سرعت اعجاب انگیزی رشد کرده است. از حق نگذریم، کشور ما بخش قابل توجهی از رشد و توسعه خود را مدیون تولید فولاد است. وجود چندین کارخانه بزرگ تولید فولاد در کشور، ایران را به یکی از نامدارترین کشورهای پیشروی تولید فولاد در خاورمیانه تبدیل نموده است. شرکت های بزرگ دولتی نظیر شرکت فولاد مبارکه و ذوب آهن اصفهان سلطه گران این صنعت در ایران هستند.

وجود منابع طبیعی فراوان علی الخصوص معادن سنگ آهن موجبات توسعه صنعت فولاد در ایران را فراهم ساخته است. دولت نیز به کمک فعالان این حوزه آمده و با سرمایه گذاری های کلان نظیر تاسیس کارخانه های بزرگی همچون فولاد مبارکه و فولاد خوزستان، گامی مهم در راستای افزایش تولید ناخالص داخلی فولاد برداشته است. این موضوع زمینه ساز ایجاد فرصت شغلی برای هزاران ایرانی شده و صادرات فولاد به کشورهای دیگر را ممکن ساخته است.

همان طور که در جریان هستید، توجه ایران به صنعتی سازی روز به روز در حال افزایش است. پس شکی نیست که صنعت فولاد یکی از عوامل حیاتی اقتصاد کشور در سال های آتی بوده و آینده ای سبز و پایدار در انتظار آن است.

بررسی بنگاه های استخراج و تولید فولاد در جهان

چین یکی از بزرگترین بنگاه های استخراج و تولید فولاد در دنیاست. شرکت های بزرگ فولادی فعال در این کشور با خلق ابتکارات و طرح های جدی پیشروی مسیر تولید فولاد جهان هستند.

ژاپن یکی دیگر از بنگاه های استخراج و تولید فولاد در جهان محسوب می‌شود که ثابت کرده برای انقلاب صنعتی چهارم طرح‌هایی بسیار جدی دارد. دولت و فولادسازان این کشور دست به دست هم داده و همگام و منسجم در مسیر توسعه گام بر می دارند.

از دیگر پیشگامان صنعت فولادسازی در دنیا می توان به استرالیا، هند، روسیه، ترکیه، کره جنوبی، برزیل، آمریکا و اتحادیه اروپا اشاره کرد.

نقش معادن سنگ آهن در تغییرات اقتصاد جهانی: چگونگی رفع مشکلات تولید، تقاضا و رقابت در بازار جهانی

منابع معدنی و ذخایر زیرزمینی هر کشوری یکی از مهم ترین و اساسی ترین پایه های اقتصاد آن کشور به حساب می آیند. نقش معادن سنگ آهن در رشد اقتصادی کشورهای مختلف کاملا مشهود بوده و بهره برداری از آن ها فاکتور تعیین کننده ای در رشد و توسعه اقتصادی است. از آن جا که معادن سنگ آهن مواد اولیه مورد نیاز بسیاری از صنایع را فراهم می سازند، نقش به سزایی در خودکفایی صنعتی، ایجاد اشتغال مولد و افزایش تولید ناخالص داخلی ایفا می کنند. آمار منتشر شده از سوی سازمان بین المللی کار حاکی از آن است که اشتغال هر نفر در معادن سنگ آهن، باعث ایجاد اشتغال برای ۱۷ نفر در صنایع مرتبط می شود.

حال ممکن است این سوال ذهنتان را به خود درگیر کرده باشد که معادن سنگ آهن چه نقشی در رفع مشکلات تولید، تقاضا و رقابت در بازارهای جهانی دارند؟

نیاز دنیا به سنگ آهن نه تنها به مرور زمان کاهش نمی یابد، بلکه روز به روز در حال افزایش است. اگرچه تلخ، اما حقیقت این است که عدم توسعه معادن سنگ آهن دنیا را با چالش های کوچک و بزرگ بسیاری مواجه می کند. صنایع تولیدی را با مشکل رو به رو ساخته، تقاضای خرید سنگ آهن را به طرز عجیبی افزایش داده و رقابت ناسالم در این بازار را شدید و شدیدتر می کند.

توسعه معادن سنگ آهن موجود، اکتشاف و راه اندازی معادن جدید و بازگرداندن معادن راکد به عرصه فعالیت می تواند اقتصاد جهانی را از این رو به آن رو کند. اگر چنین شود، تناسب قابل قبولی میان تقاضا و عرضه سنگ آهن به وجود آمده و رقابتی سالم میان تولیدکنندگان این ماده کاربردی شکل می گیرد.

نوآوری های دیجیتال و غیرسنتی در تولید فولاد و چالش ها و فرصت هایی که برای صنعت فولادسازی فراهم می کند.

همه ما به خوبی می دانیم که فناوری های دیجیتال در حال فتح دنیا هستند و دیر یا زود نحوه عملکرد همه سازمان ها را بهبود می بخشند. مسلما صنعت فولاد نیز از این قاعده مستثنی نبوده و با فرصت های بزرگی رو به روست. فرصت هایی طلایی که امکان تغییر مدل عملیاتی آن ها به کمک پیاده سازی فناوری دیجیتال را فراهم می سازند. بدین ترتیب فولادسازان می توانند کارایی عملیاتی، سطح موجودی و حاشیه سود و خدمات مشتری را بهبود بخشیده و اقدامی موثر در راستای پیشرفت خود انجام دهند. شک نداشته باشید که استفاده از این شیوه های انقلابی موجب برتری یک شرکت فولادی بر رقبای از قافله به جا مانده اش خواهد شد!

برخی از مهم ترین نوآوری های دیجیتال و غیر سنتی ای که می توانند آینده صنعت فولاد را دگرگون سازند، عبارتند از:

• هوش مصنوعی، یادگیری ماشینی و تحلیل داده
• بلاکچین
• اینترنت اشیاء
• …