بریکت آهن‌ اسفنجی و فرآیند فولادسازی کوره بلند و کنورتور

بریکت آهن‌ اسفنجی و فرآیند فولادسازی کوره بلند و کنورتور : در چند سال اخیر سازمان بهداشت جهانی (WHO) نگاه ویژه‌ای به صنایع آلاینده در جهان داشته به‌طوری که از طرق مختلف نگرانی‌های خود را از روند رو به رشد آلودگی هوا در کره زمین و نقش صنایع آلاینده در تولید گازهای گلخانه‌ای ابراز نموده است. مجمع بین‌المللی تغییرات آب‌ و هوایی (IPCC) در سال 2015 اعلام کرد که گاز CO2 حدود 76 درصد حجم گازهای گلخانه‌ای تولید شده در جهان را به خود اختصاص داده است. بر اساس گزارشات موجود، بیش از 20 درصد گازهای گلخانه‌ای تولید شده در دنیا مربوط به بخش صنعت می‌باشد (شکل1) که از بین صنایع فعال، صنعت آهن و فولاد سهم 35 درصدی داشته است. تولید جهانی گاز CO2 حدود 35 میلیارد تن در سال گزارش شده که در این بین، سهم صنعت آهن و فولاد در حدود 7 درصد بوده است.

آهن در کوره بلند توسط احتراق کک تولید می شود و با توجه به کاهش منابع زغال سنگ های کک شو، قیمت کک در حال افزایش است. همچنین مراحل آماده سازی مواد اولیه این فرآیند مانند کلوخه سازی، کک سازی و سینترینگ هزینه بالایی را بر صنعت فولاد تحمیل می کنند.در نتیجه می توان گفت کوره بلند به دلیل مشکالت اقتصادی و زیست محیطی ناشی از بکارگیری کک و سینترینگ در صنعت فولاد آینده نامشخصی خواهد داشت

در صنعت آهن و فولاد نیز واحدهای آهن‌‎سازی کوره بلند، به‌واسطه استفاده از کک، سهم حدود 80 درصدی از کل CO2 تولید شده در این حوزه را به خود اختصاص داده‌اند. بر اساس آمارهای جهانی مصرف زغال‌سنگ در صنعت آهن و فولاد، می‌توان دریافت که میزان CO2 تولید شده در واحد کوره بلند (با احتساب واحد کک‌سازی) حدود 1/8 تن به ازاء هر تن آهن خام تولیدی می‌باشد. از طرف دیگر، میزان آلایندگی واحدهای احیای مستقیم پایه -گاز حدود 35 درصد حجم آلاینده‌های تولیدی در واحدهای کوره بلند گزارش شده است.

اثرات بریکت آهن اسفنجی بر میزان تولید و مصرف کک

نخستین گزارش استفاده از بریکت داغ آهن‌ اسفنجی (HBI) در شارژ کوره بلند، مربوط به حدود 35 سال پیش و در مجتمع فولادسازی AK Steel آمریکا بوده است که در آن اثرات حضور HBI در شارژ کوره بلند بر افزایش توان تولید و کاهش مصرف کک و تولید آلاینده‌ها در واحد مورد بررسی قرار گرفت. در طی چند سال اخیر در بعضی از دوره‌های زمانی، میزان HBI موجود در شارژ کوره بلند شرکت AK Steel به حدود 30 درصد بار آهنی ورودی به کوره رسیده به‌طوری که توان تولید کوره بلند این شرکت بالاترین میزان گزارش شده در دنیا بوده و حدود 4 تن در روز در متر مکعب کوره گزارش شده است. میدرکس در سال 2016 با انتشار گزارشی، به بررسی بازار آینده بریکت آهن‌اسفنجی پرداخته است. در این گزارش دو سناریو برای تخمین میزان بریکت آهن‌اسفنجی مورد نیاز جهانی در سال 2040 در نظر گرفته شده است.  در سناریوی اول که دیدگاه محتاطانه دارد فرض شده که در سال 2040، محصول بریکت آهن‌اسفنجی حدود 10 درصد شارژ کوره بلند مجتمع‌های فولادسازی واقع در اتحادیه اروپا و آمریکای شمالی، 3 درصد شارژ کوره بلند مجتمع‌های آسیایی، 2 درصد شارژ کوره بلند واحدهای آمریکای جنوبی و 1 درصد شارژ کوره بلند مجتمع‌های واقع در CIS را به خود اختصاص دهد.  در این صورت میزان نیاز جهانی بریکت آهن‌ اسفنجی در سال 2040 بالغ بر 40 میلیون تن در سال خواهد بود. در سناریوی دوم، در سال 2040 سهم بریکت در شارژ کوره بلند واحدهای اتحادیه اروپا و آمریکای شمالی 15درصد، در شارژ واحدهای آسیایی 7 درصد و واحدهای آمریکای جنوبی و CIS حدود 5 درصد خواهد بود. بدین‌ترتیب میزان نیاز جهانی بریکت به حدود 90 میلیون تن در سال خواهد رسید.

ایران نیز به عنوان دومین تولیدکننده بزرگ آهن‌اسفنجی در دنیا می‌تواند از پتانسیل بالقوه تقاضای جهانی بریکت به بهترین نحو استفاده کرده و سهم قابل توجهی را در این بازار به خود اختصاص دهد. با دستیابی به سهم قابل توجه از بازار بین‌المللی بریکت آهن‌اسفنجی، ایران می‌تواند در تولیدات نهایی مجتمع‌های فولادسازی متقاضی بریکت، سهیم شده و عملا به درصدی از تولیدات فولادی هدف‌گذاری شده در افق چشم‌انداز خود، در خارج از کشور دست  یابد. ایران از دو راهکار می‌تواند به این هدف برسد. راه‌حل نخست، احداث واحدهای احیای مستقیم جدید با محصول HBI در سواحل جنوبی کشور می‌باشد، یعنی همان استراتژی که برای منطقه ویژه اقتصادی خلیج‌فارس ( راه‌اندازی مگامدول 5/1 میلیون تنی صبا فولاد خلیج‌فارس) و منطقه آزاد تجاری چابهار (احداث مگامدول 6/1 میلیون تنی فولاد مکران) در نظر گرفته شده است. 

نشریه تخصصی پردازش