تقاضای بالا برای قراضه آهن

قراضه آهنی به‌دلیل دسترسی گسترده، تقاضای بالا در کشورهای فاقد منابع معدنی کافی و سازگاری با فرآیندهای بازیافتی و محیط‌زیست، بیشترین حجم تجارت را در بازار جهانی دارد. در مقابل، چدن خام و آهن‌اسفنجی بیشتر در محل تولید مصرف می‌شوند و نقش کمتری در تجارت جهانی ایفا می‌کنند. به‌همین‌دلیل، می‌توان قراضه آهنی را به‌عنوان ستون اصلی تجارت آهن در سطح جهانی معرفی کرد. قراضه آهن، سهم بسیار بالایی در تجارت‌های جهانی دارد و البته باید اشاره کرد که این محصول، کابردهایی هم دارد که نمی‌توان آنها را نادیده گرفت.

آهن‌اسفنجی و قراضه‌آهنی ۳ نوع ماده اولیه مهم در صنعت فولادسازی هستند که از نظر ترکیب، روش تولید و کاربرد تفاوت‌های قابل‌توجهی دارند.

چدن خام «Pig Iron» دارای درصد بالای کربن (۳.۵ تا ۴.۵ درصد) و مقادیر قابل‌توجهی از سیلیسیوم، منگنز و سایر ناخالصی‌ها است. این ماده از طریق ذوب سنگ‌آهن همراه با کک و سنگ‌آهک در کوره‌بلند تولید می‌شود. چدن خام سخت و شکننده است و به‌دلیل این ویژگی‌ها، به‌طورمستقیم در تولیدات صنعتی استفاده نمی‌شود، بلکه به‌عنوان ماده اولیه در تولید فولاد و چدن ریخته‌گری به‌کار می‌رود.

آهن‌اسفنجی «Sponge Iron» از فرآیند بدون ذوب احیای مستقیم سنگ‌آهن تولید می‌شود و معمولا خلوص بالاتری از چدن خام (بیش از ۹۰ درصد) دارد. این محصول به‌دلیل رسانایی الکتریکی کافی به‌ویژه در کوره‌های الکتریکی، به‌عنوان جایگزینی مناسب برای قراضه آهنی در تولید فولاد استفاده می‌شود.

ناخالصی‌های کمتر و کیفیت بالای آهن اسفنجی، آن را برای تولید فولاد مرغوب مناسب کرده و گفتنی است، کربن محتوی بالای چدن خام در مقابل آهن‌اسفنجی، مصرف آن را در فرآیندهای فولادسازی در کوره‌های الکتریکی به‌دلیل الزام به انجام کربن‌زدایی محدود ساخته است.

قراضه آهنی «Scrap Iron» از بازیافت قطعات و کالاهای فلزی مانند خودروها و لوازم صنعتی که طول عمر آنها به‌پایان رسیده باشد، به‌دست می‌آید. قراضه آهنی به‌عنوان ماده اولیه در کارخانه‌های ذوب فولاد و ریخته‌گری، به‌ویژه در تولید فولاد ساختمانی و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. به‌طورکلی، استفاده از قراضه آهنی برای تولید فولاد، روشی اقتصادی و سازگار با محیط‌زیست است. هر یک از مواد مذکور شامل چدن خام، آهن‌اسفنجی و قراضه‌آهنی، براساس ویژگی‌ها و کاربردهایی که دارند، در مراحل مختلف صنعت فولادسازی نقش مهمی ایفا می‌کنند.

 نقش مهم چدن خام در فولادسازی

در نمودار شماره یک، روند تولید و عرضه آهن به اشکال مختلف طی سال‌های ۲۰۰۱ تا ۲۰۲۳ مورد بررسی قرار گرفت. همان‌طور که در این نمودار قابل‌مشاهده است، طی این دوره تولید این محصولات رشد قابل‌توجهی را تجربه کرد. نرخ رشد محاسبه‌شده برای تولید انواع مختلف آهن طی این دوره چیزی حدود ۴ درصد محاسبه شد. حجم عرضه آهن در سال ۲۰۲۳، چیزی حدود 2 میلیارد و ۳۰ میلیون تن برآورد شد که نسبت به سال قبل از آن، حدود ۳ میلیون و ۷۰۰ هزار تن رشد داشت. چدن خام، آهن‌اسفنجی و قراضه‌آهنی، هر ۳ در صنعت فولاد نقش کلیدی دارند، اما حجم تولید آنها متفاوت است. براساس برآوردهای آتورپات، در سال ۲۰۲۳ سهم چدن خام از کل آهن تولیدشده در جهان ۶۴ درصد، قراضه آهنی ۲۹ درصد و آهن‌اسفنجی ۷ درصد محاسبه شد. به‌دلیل رواج داشتن تولید فولاد به روش کوره‌بلند و استفاده گسترده از چدن خام به‌عنوان ماده اولیه در تولید فولاد، این محصول بیشترین حجم تولید را دارد. علاوه ‌بر این، دسترسی آسان به مواد اولیه مانند سنگ‌آهن و زغال‌سنگ و توانایی تولید در مقیاس بالا، آن را به انتخاب اصلی در بسیاری از کشورها به‌ویژه چین و هند تبدیل کرده است. در مقابل، قراضه آهنی به‌دلیل سازگاری با محیط‌زیست و هزینه کمتر در بسیاری از کارخانه‌های فولادسازی استفاده می‌شود، اما منابع محدود آن، باعث کاهش حجم تولید در مقایسه با چدن خام می‌شود. آهن‌اسفنجی همچون چدن خام، یکی از انواع آهن محسوب می‌شود که از منابع معدنی حاصل شده است. این محصول با خلوص بالا و کاربرد در کوره‌های الکتریکی، قابل‌جایگزین با قراضه است اما به‌دلیل نیاز به فناوری پیشرفته و گاز طبیعی ارزان، حجم تولید کمتری نسبت به چدن خام دارد. در مجموع، چدن خام به‌دلیل زیرساخت‌های گسترده تولید و نقش حیاتی آن در زنجیره تامین فولاد، بالاترین سهم تولید را به خود اختصاص می‌دهد.

قراضه آهنی، پیشتاز تجارت آهن در بازار جهانی

در تجارت جهانی، قراضه آهنی بیشترین سهم را در میان ۳ نوع آهن (چدن خام، آهن‌اسفنجی و قراضه آهنی) دارد؛ به‌نحوی‌که در سال ۲۰۲۳ از ۱۱۹ میلیون تن آهن مبادله‌شده بین کشورها در سطح جهان، ۹۹ میلیون تن آن به قراضه اختصاص یافت. قراضه آهنی به‌دلیل سادگی بازیافت و استفاده گسترده در کوره‌های الکتریکی، بیشترین تقاضا را در سطح جهانی دارد. بسیاری از کشورها مانند ایالات‌متحده‌امریکا و اتحادیه اروپا از بزرگ‌ترین صادرکنندگان قراضه آهنی هستند؛ در حالی که کشورهایی با صنایع فولادسازی بزرگ اما منابع معدنی محدود مانند ترکیه، هند و کره‌جنوبی از عمده واردکنندگان آن محسوب می‌شوند.

حجم تجارت آهن نسبت به تولید

در نمودار ۳، حجم تجارت آهن نسبت به حجم تولید/ عرضه آن را نشان می‌دهد. همان‌طور که در نمودار ۳ قابل‌مشاهده است، طی دوره مورد بررسی شاخص نسبت تجارت به عرضه برای هر 3 محصول آهنی یعنی چدن خام، آهن‌اسفنجی و قراضه آهنی روند کاهشی در پیش گرفتند. براساس بررسی‌های آتورپات، از جمله مهم‌ترین عواملی که می‌تواند بر روند کاهشی این شاخص اثرگذار باشد، بالا بودن سرعت رشد تولید آهن در مقایسه با رشد تجارت این محصولات در این دوره است.

قراضه آهنی از کالاهای فلزی که طول عمر آنها به‌پایان رسیده باشد، قابل بازیافت است و به‌دلیل کاهش مصرف سنگ‌آهن و انرژی، تجارت قراضه آهنی با سیاست‌های زیست‌محیطی هماهنگ است. در تمامی نقاط دنیا، قراضه آهنی به‌عنوان یکی از مهم‌ترین مواد اولیه در تولید فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرد. بالا بودن حجم تجارت جهانی قراضه آهنی در مقایسه با ۲ محصول دیگر، نسبت تجارت به عرضه آن را در سطح بالاتری قرار داده است. در سال ۲۰۲۳، نسبت تجارت به عرضه این محصول ۱۷.۶ درصد برآورد شد که نسبت به ابتدای دوره مورد بررسی، این نسبت حدود ۳.۸ واحد درصد افت داشت.

چدن خام بیشتر در همان محل تولید به فولاد تبدیل شده و به‌ندرت در سطح بین‌المللی تجارت می‌شود. این ماده در فرآیندهای تولید فولاد به روش کوره بلند ـ کنورتور (BF-BOF) نقش حیاتی دارد و چون از مذاب چدن خام برای تولید فولاد استفاده شده، معمولا ترجیح داده می‌شود که تولید و مصرف آن در یک محل انجام گیرد. واردات چدن خام تنها در مواقع خاص مانند کمبود داخلی یا نیاز منطقه‌ای انجام می‌شود. باوجود حجم بالای تولید این محصول، حجم تجارت آن بسیار ناچیز است و همین امر نسبت تجارت به عرضه چدن خام را طی سال ۲۰۲۳ در سطح بسیار پایین یعنی حدود یک درصد قرار داده است.

آهن‌اسفنجی نیز بیشتر به‌صورت محلی تولید و مصرف می‌شود و تجارت بین‌المللی آن در فواصل کوتاهی انجام می‌گیرد. برای مثال، هند و ایران از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان آهن‌اسفنجی محسوب می‌شوند و بیشتر تولید آنها برای مصارف داخلی استفاده می‌شود. محدودیت‌های حمل‌ونقل (به‌دلیل ساختار متخلخل و آسیب‌پذیر آن) و نیاز به شرایط خاص در حمل‌ونقل، باعث کاهش حجم تجارت جهانی آهن‌اسفنجی شده است. نسبت تجارت به عرضه آهن‌اسفنجی در سال ۲۰۲۳، چیزی حدود ۷.۶ درصد برآورد شد؛ این شاخص نسبت به ابتدای دوره مورد بررسی ۹.۴ واحد درصد افت را به‌ثبت رساند.

آهن قراضه یا ضایعات آهن چیست؟

ضایعات آهن و فولاد که به‌عنوان آهن قراضه نیز شناخته می‌شوند، یک ماده قابل‌بازیافت بوده که در هنگام تولید محصولات آهنی و فولادی ایجاد شده یا محصولات آهنی هستند که به پایان عمر خود رسیده‌اند. قراضه آهنی معمولا در هنگام فولادسازی بازیافت می‌شود. در بین انواع ضایعات آهنی، ضایعات فولادی حداکثر درصد را تشکیل می‌دهند. ضایعات آهنی، مواد اولیه برای تولید فولاد در کوره قوس‌الکتریکی و کوره‌ القایی هستند. آهن و فولاد اغلب ممکن است با هم اشتباه گرفته شوند. با این حال تفاوت‌های آهن و فولاد باعث شده فولاد کاربرد و محبوبیت بیشتری داشته باشد.

ضایعات آهن یکی از مهم‌ترین پسماندهای فلزی بوده که ارزش اقتصادی زیادی دارند، چراکه با بازیافت مناسب، می‌توانند دوباره به چرخه تولید بازگردانده شوند. از طرفی، این ضایعات ارزشمند نباید به‌راحتی در محیط‌زیست رها شوند، چون علاوه بر آثار مخرب بر محیط‌زیست، به‌دلیل برخورداری از برخی ترکیبات خطرناک، سبب صرف هزینه‌های زیاد برای تولید محصولات مرتبط با آنها می‌شوند. در صورتی که با بازیافت قراضه‌های آهن، نیاز به هزینه‌های زیاد برای خالص‌سازی سنگ‌آهن از بین می‌رود و بسیار اقتصادی‌تر است

کاربردهای مهم آهن‌اسفنجی

از آهن‌اسفنجی در ریخته‌گری فولاد هم استفاده می‌شود. این محصول نسبت به آهن، عیار بالاتری دارد و به این دلیل که در ایران منابع مختلفی برای استخراج و احیای آهنگری وجود دارد، از آن در تولید فولاد استفاده می‌شود. در اصل گندله متخلخل، ماده اولیه تولید فولاد در ریخته‌گری است که ذوب می‌شود و به کمک آن می‌توان فولاد را تولید کرد. قبل از تولید آهن‌اسفنجی، از ضایعات و قراضه‌ها در ریخته‌گری فولاد استفاده می‌شد، اما امروزه باوجود آهن‌اسفنجی، فولاد حاصل‌شده کیفیت و عیار بالایی دارد و استحکام و مقاومت آن بالا است. این نکته را هم اضافه کنیم که در زمان تولید آهن‌اسفنجی، حدود ۵ درصد از مواد اولیه آن به نرمه آهن‌اسفنجی تبدیل می‌شوند که از آن می‌توان برای کاربردهای مختلفی استفاده کرد. کاربرد این محصول با خود آهن‌اسفنجی متفاوت است و در بیشتر موارد می‌توان از آن برای ماده اولیه در تولید بریکت آهن استفاده کرد.

سخن پایانی

حضور در بازارهای جهانی می‌تواند امکان پیشرفت اقتصادی را به‌میزان قابل‌توجهی افزایش دهد و به ارزآوری کمک کند.  با این وجود، ایران باید بتواند با افزایش تولید محصولات معدنی موردنیاز بازار، امکان پیشرفت را افزایش داده و حضور خود در بازارهای جهانی را گسترش دهد.