جستجو در تالارهای گفتگو

چكيده همان‌طور كه مي‌دانيد توليد فولاد با استفاده از سنگ‌آهن و زغال‌سنگ توام با انتشار گازهاي گلخانه‌اي است. توليد سالانه فولاد خام از سال 2002 تاكنون از 9/0 به 3/1 ميليارد تن افزايش يافته و انتظار مي‌رود با اقتصاد رو به رشد بخصوص در آسيا از اين نيز فراتر رود. حدود دو سوم از فولاد خام به روش كوره بلند ـ كنورتور توليد مي‌شود كه اين ميزان بتدريج در حال افزايش است. فرآيند كوره بلند ـ كنورتور از لحاظ بهره‌وري و راندمان انرژي فرآيندي ممتاز است كه نيازمند زغال‌سنگ و سنگ‌آهن با خلوص بالا است و توليد انبوه فولاد به اين روش منجر به از بين رفتن سريع مواد اوليه با خلوص بالا مي‌شود. از آنجايي كه به ازاي توليد هر تن فولاد در فرآيند كوره بلند ـ كنورتور دو تن دي اكسيد كربن انتشار مي‌يابد، لذا انتظار افزايش دي اكسيد كربن در جهان را داريم. از سوي ديگر، دنيا سال به سال در حال استفاده بيشتر از قطعات فولادي است و در اثر افزايش قطعات فولادي ميزان زيادي آهن قراضه بازيافت و روانه بازار خواهد شد. فولادسازي به روش تغذيه قطعات فلزي همراه با آهن قراضه به كوره قوس، مي‌تواند به‌طور چشمگيري انتشار دي اكسيد كربن را كاهش دهد در حالي‌كه هم كيفيت فولاد را از طريق رقيق كردن ناخالصي‌هاي موجود در آهن قراضه تامين مي‌كند و هم منابع طبيعي نظير زغال‌سنگ و سنگ‌آهن را حفظ مي‌كند. توليد فولاد از طريق فرآيند احياي مستقيم با استفاده از مقداري آهن قراضه روشي مناسب و منطقي براي توليد پايدار آهن و فولاد است. مقدمه مترجم در دهه‌هاي اخير مسائل محيط‌زيستي در صنعت اهميت زيادي يافته و سازمان‌هايي كه در رابطه با محيط‌زيست مسئوليت دارند از طريق آگاه كردن مردم، فشار بر دولت‌ها را افزايش داده‌اند، همچنين تكنولوژي‌ها نيز به سمت كاهش آلايندگي آب، خاك و هوا پيش مي‌روند. در صنعت فولاد كه صنعتي انرژي‌بر محسوب مي‌شود استفاده از تكنولوژي احياي مستقيم با گاز و كوره قوس الكتريكي به دليل كاهش انتشار گاز دي اكسيد كربن مورد توجه قرار گرفته است. خوشبختانه ايران به دليل برخورداري از منابع عظيم گاز از دو دهه قبل به سمت اين تكنولوژي پيش رفته و در حال حاضر اكثر توليد فولاد در كشور به روش احياي مستقيم گازي و كوره قوس است. اين مقاله سعي دارد كشورهايي كه از تكنولوژي كوره بلند استفاده مي‌كنند را به سمت تكنولوژي احياي مستقيم و كوره قوس ترغيب كند. مطلبي كه در ادامه مي‌آيد اقتباسي از يكي از مقالات واحد تحقيق و توسعه شركت كوبه استيل ژاپن است كه با راهنمايي‌هاي سيروس شهروان مدون شده است. مقدمه گرم شدن زمين در دهه‌هاي اخير مهم‌ترين موضوع زيست‌محيطي دنيا بوده است. پروتكل كيوتو بيشترين فشار را بر صنايع كشورها جهت كاهش انتشار گازهاي گلخانه‌اي وارد مي‌آورد. طبق اين پروتكل كشورهاي عضو، متعهد شده‌اند كه 5 درصد از گازهاي گلخانه‌اي خود را طي دوره پنج ساله 2012 ـ 2008 نسبت به سال 1990 كاهش دهند. به دليل گسترش روزافزون صنايع در كشورهاي در حال توسعه بخصوص آسيايي، با وجود تلاش‌هاي زياد كشورهاي توسعه يافته، انتشار گازهاي گلخانه‌اي در جهان در سال 2007 حدود 38 درصد افزايش يافته است. در فرآيند كوره بلند ـ كنورتور كه عمده‌ترين فرآيند توليد فولاد است، حدودا به ازاي توليد يك تن فولاد دو تن دي اكسيد كربن توليد مي‌شود. به دليل حجم زياد توليد فولاد، انتشار دي اكسيد كربن از صنايع فولاد تاثير زيادي روي انتشار دي اكسيد كربن در جهان دارد. به دليل افزايش توليد فولاد، مصرف مواد اوليه نيز در صنايع فولاد افزايش يافته، همچنين تجارت سنگ‌آهن از آنسوي آب‌ها و كشورهايي نظير برزيل و استراليا كه ذخاير غني سنگ‌آهن دارند نيز افزايش يافته است. در سال 2008 بيش از 800 ميليون تن سنگ‌آهن معامله شده كه اين ميزان نسبت به دهه قبل بيش از دو برابر است. هر چند به دليل افزايش تقاضا بخصوص از سوي چين و هند پيش‌بيني مي‌شود، توليد فولاد افزايش يابد، الزام تكنولوژي‌ها براي كاهش انتشار دي اكسيد كربن و نيز حفظ و ذخيره منابع طبيعي پرعيار سنگ‌آهن و زغال‌سنگ قوي‌تر خواهد بود. در اين مقاله مسيري براي توليد پايدار در صنعت فولاد آينده پيشنهاد مي‌شود. شرايط اصلي و روند كلي در صنعت فولاد با توجه به اين‌كه دي اكسيد كربن مهم‌ترين گاز گلخانه‌اي به‌شمار مي‌رود و بيش از 90 درصد گرم شدن زمين به خاطر انتشار دي اكسيد كربن است، كاهش انتشار دي اكسيد كربن مهم‌ترين موضوع زيست‌محيطي است. همان‌طور كه نمودار شماره يك نشان مي‌دهد انتشار دي اكسيد كربن در سراسر جهان رو به افزايش است. توليد سالانه فولاد خام در دنيا نيز رو به افزايش است و همان‌طور كه نمودار شماره 2 نشان مي‌دهد توليد فولاد از سال 2002 به بعد افزايش چشمگيري يافته است. صنعت فولاد، يكي از عمده‌ترين منابع انتشار دي اكسيد كربن است و در سال 2006 حدودا 10 درصد انتشار دي اكسيد كربن در جهان متعلق به اين صنعت بوده كه با مقايسه فرآيندهاي كوره قوس و كوره اكسيژن‌دهي(كنورتور) بين سال‌هاي 2000 تا 2007 مشخص مي‌شود كه توليد سالانه به روش كوره قوس از 288 به 419 ميليون تن افزايش يافته است، اين در حالي است كه توليد سالانه به روش كنورتور از 496 به 890 ميليون تن افزايش يافته است و همان‌طور كه در نمودار شماره 3 مي‌بينيد ميزان افزايش توليد روش كنورتور سه برابر روش كوره قوس است. با توجه به اين‌كه در فرآيند كوره بلند ـ كنورتور به ازاي توليد يك تن فولاد دو تن دي اكسيد كربن انتشار مي‌يابد، گمان مي‌رود انتشار دي اكسيد كربنتوسط صنايع فولاد طي اين سال‌ها افزايش چشمگير يافته باشد. در صنعت فولاد براي بهبود بازده انرژي، تكنولوژي‌هاي متفاوتي توسعه يافته است. نمودار شماره 4 گسترش عمده تكنولوژي‌هاي بهره‌ور انرژي را در فرآيند كوره بلند ـ كنورتور نشان مي‌دهد. در كارخانه‌هايي كه راندمان انرژي در آنها پايين است، بايستي براي گسترش اين تكنولوژي‌ها تلاش كرد تا ميزان انتشار دي اكسيد كربن كاهش يابد. پيش‌بيني مي‌شود در آينده نزديك به دليل افزايش شديد تقاضا بخصوص در هند و چين ضمن افزايش توليد فولاد خام، انتشار دي اكسيد كربن نيز افزايش يابد. همان‌طور كه در جدول شماره يك نشان داده شده، گزارش‌ها حاكي از آن است كه اگر شرايط به همين صورت پيش رود و اقدام متقابل خاصي صورت نگيرد در سال 2050، انتشار دي اكسيد كربن توسط صنايع فولاد 3/5 ـ 8/4 ميليارد تن خواهد بود كه اين ميزان حدودا دو برابر ميزاني است كه در سال 2006 داشته‌ايم. اخيرا طرح‌هاي جديدي در روش كوره بلند براي كاهش انتشار دي اكسيد كربن پيشنهاد شده كه نمونه‌اي از آن گرفتن كربن از گاز بالاي كوره بلند و همچنين احياي سنگ‌آهن از طريق تزريق گاز احياكننده هيدروژندار است، اما بعيد به نظر مي‌رسد با توجه به افزايش تقاضا براي فولاد در آينده، صرفا بتوان از طريق طرح‌هاي بهبود فرآيند كوره بلند ـ كنورتور به هدف كاهش انتشار دي اكسيد كربن دست يافت. جدول شماره 2 توليد سالانه و نيز ذخيره قطعي زغال‌سنگ و سنگ‌آهن را نشان مي‌دهد. هر چند كه در حال حاضر عمر هر دو ماده بيش از 100 سال است، انتظار مي‌رود كه كيفيت مواد بتدريج كاهش يابد. همان‌طور كه قبلا اشاره شد، توليد فولاد خام در سال 2050 دو برابر خواهد شد و اگر ما همچنان روي فرآيند كوره بلند ـ كنورتور كه نياز به زغال‌سنگ و كك و سنگ‌آهن خلوص بالا دارد تكيه كنيم، شتاب از بين رفتن مواد اوليه خالص افزايش خواهد يافت. عمده‌ترين وظايف صنايع فولاد به‌طور خلاصه عبارتند از: ـ تامين ثابت محصولات فولادي براي جوابگويي پيوسته به سيل تقاضا مخصوصا در كشورهاي آسيايي ـ با توجه به مشكلات پرعيارسازي در آينده، توسعه و گسترش تكنولوژي‌هايي كه با زغال‌سنگ و سنگ‌آهن عيار پايين كارايي دارند. ـ انجام اقدامات تقابلي براي كاهش انتشار دي اكسيد كربن و جلوگيري از گرم شدن زمين راهكارهايي براي فولادسازي آينده در زير چند راهكار براي صنايع فولاد پايدار پيشنهاد مي‌شود: ـ به‌كارگيري تكنولوژي‌هاي آهن‌سازي‌ كه قابليت استفاده از مواد اوليه عيار پايين را دارند. ـ به‌كارگيري تكنولوژي‌هاي آهن‌سازي‌ كه براي كربن (عامل احياكننده خود) از زغال‌سنگ استفاده كمتري مي‌كنند. ـ به‌كارگيري فرآيند فولادسازي كه بتواند از حجم زيادي آهن قراضه استفاده كند. ـ توسعه مدلي از فولادسازي با تركيب مناسب آهن‌سازي‌ و فولادسازي با در نظر گرفتن محل مناسب براي آهن‌سازي‌. اين محل مي‌تواند بين محل معدن و يا محل مصرف‌كننده فولاد به‌گونه‌اي انتخاب شود كه ضمن انعطاف پذيري در تامين مواد اوليه، مقررات انتشار دي اكسيد كربن را نيز رعايت كند.