جدیدترین روش های تولید فولاد در جهان

فولاد یکی از مهم ترین مواد اولیه در صنایع مختلف است. این ماده از ترکیب آهن و کربن به دست می آید و به دلیل استحکام و مقاومت بالا، کاربردهای متنوعی دارد.

روش های سنتی تولید فولاد شامل کوره بلند و کوره قوس الکتریکی است. این روش ها دارای معایبی مانند مصرف انرژی بالا و تولید گازهای آلاینده هستند.

در سال های اخیر، روش های جدیدی برای تولید فولاد توسعه یافته است که این معایب را کاهش می دهد. این روش ها شامل روش احیای مستقیم و روش تولید فولاد مستقیم از قراضه است.

در این مقاله، به جدیدترین روش های تولید فولاد در جهان پرداخته می شود. در ابتدا، روش های سنتی تولید فولاد معرفی می شود. سپس، روش های جدید تولید فولاد توضیح داده می شود. در نهایت، مزایا و معایب روش های جدید تولید فولاد مورد بررسی قرار می گیرد.

روش های سنتی تولید فولاد چیست؟

روش های سنتی تولید فولاد

• کوره بلند:
  • از کک، سنگ آهن و سنگ آهک برای تولید آهن خام استفاده می کند.
  • آهن خام با حذف کربن اضافی و سایر ناخالصی ها در یک کوره اکسیژن اولیه به فولاد تبدیل می شود.
• کوره قوس الکتریکی:
  • از جریان الکتریکی برای ذوب ضایعات فولادی، آهن احیا شده مستقیم یا آهن خام و تولید فولاد مذاب استفاده می کند.

مزایا و معایب روش های سنتی تولید فولاد

• مزایا:
  • فناوری شناخته شده و اثبات شده
  • ظرفیت تولید بالا
• معایب:
  • مصرف انرژی بالا
  • تولید گازهای آلاینده
  • وابستگی به مواد اولیه

انتخاب روش

• عوامل موثر:
  • تقاضای بازار
  • توسعه فناوری
  • شرایط منطقه

جدیدترین روش های تولید فولاد چیست؟

برخی از آخرین روش های تولید فولاد که در حال توسعه یا اجرا هستند عبارتند از:

• استفاده از هیدروژن به عنوان عامل کاهنده سنگ آهن:
  • مزایا:
    • کاهش انتشار CO2 تا 80٪
    • تولید فولاد باکیفیت
  • معایب:
    • نیاز به برق تجدیدپذیر یا کم کربن
    • نیاز به زیرساخت ها و تجهیزات جدید
• تولید فلز بدون دامنه:
  • مزایا:
    • حذف نیاز به کوره بلند و کوره های کک
    • کاهش مصرف انرژی و انتشار
  • معایب:
    • نیاز به مواد اولیه با کیفیت بالا
    • نیاز به فناوری های جدید
• مبدل اکسیژن و فرآیندهای ذوب فولاد الکتریکی:
  • مزایا:
    • کاهش مصرف سوخت و انتشار گازهای گلخانه ای
    • بهبود کیفیت و خواص محصولات فولادی
  • معایب:
    • نیاز به فناوری های جدید

مزایا و معایب هر روش جدید چیست؟

• کاهش مبتنی بر هیدروژن:
  • مزایا:
    • کاهش انتشار CO2 تا 80٪
    • سازگارتر با محیط زیست
  • معایب:
    • نیاز به برق تجدیدپذیر یا کم کربن
    • زیرساخت ها و تجهیزات جدید
    • هزینه و مقیاس پذیری نامشخص
• تولید فلز بدون دامنه:
  • مزایا:
    • حذف نیاز به کوره بلند و کوره های کک
    • مصرف انرژی و انتشار کمتر
    • کیفیت و خواص محصولات فولادی بهتر
  • معایب:
    • توسعه فناوری
    • در دسترس بودن مواد خام
    • پذیرش بازار
• مبدل اکسیژن و فرآیندهای ذوب فولاد الکتریکی:
  • مزایا:
    • کاهش مصرف سوخت و انتشار گازهای گلخانه ای
    • بهبود کیفیت و خواص محصولات فولادی
  • معایب:
    • هزینه های سرمایه گذاری بالا
    • سیستم های کنترل پیشرفته
    • اقدامات ایمنی

روش های جدید تولید فولاد مزایای زیادی نسبت به روش های سنتی دارند. آنها می توانند انتشار CO2 را کاهش دهند، مصرف انرژی را کاهش دهند و کیفیت و خواص محصولات فولادی را بهبود بخشند. با این حال، این روش ها هنوز در مراحل اولیه توسعه هستند و نیاز به سرمایه گذاری قابل توجهی برای تجاری سازی دارند.

آینده تولید فولاد در جهان چگونه است؟

آینده تولید فولاد در جهان موضوعی بسیار مورد توجه و اهمیت است، زیرا فولاد برای اقتصادها و جوامع مدرن حیاتی است، اما از نظر تأثیرات زیست محیطی و رقابت پذیری نیز با چالش هایی مواجه است.در ادامه چند نکته و روند کلیدی در مورد آینده تولید فولاد در جهان آمده است:

پیش‌بینی می‌شود تقاضای جهانی برای فولاد تا سال 2050 بیش از یک سوم افزایش یابد. بحران کووید-19 موج‌های شوکی را در زنجیره‌های عرضه جهانی ایجاد کرده است که منجر به کاهش 5 درصدی تولید فولاد خام جهانی در سال 2020 نسبت به سال 2019 شده است. انتظار می رود که بهبود تقاضای فولاد با رشد اقتصادهای نوظهور، شهرنشینی، توسعه زیرساخت ها و انتقال انرژی انجام شود.

بخش آهن و فولاد در حال حاضر بزرگترین مصرف کننده صنعتی زغال سنگ است که حدود 75 درصد از نیاز انرژی آن را تامین می کند. این بخش همچنین مسئول حدود 8 درصد تقاضای نهایی انرژی جهانی و 7 درصد از انتشار CO2 در بخش انرژی (شامل انتشارات فرآیندی) است. برای دستیابی به اهداف توافقنامه پاریس و محدود کردن گرمایش جهانی به زیر 2 درجه سانتیگراد، این بخش باید تا سال 2050 انتشار CO2 خود را 50 درصد کاهش دهد و تا سال 2070 به انتشار خالص صفر برسد.

برای کربن زدایی بخش فولاد، ترکیبی از فن آوری ها و استراتژی های کم کربن مورد نیاز است. اینها شامل افزایش بهره وری انرژی، استفاده از برق تجدیدپذیر یا کم کربن، تغییر به هیدروژن یا زیست توده به عنوان عوامل کاهش دهنده، استقرار جذب، استفاده و ذخیره کربن (CCUS) و افزایش کارایی مواد از طریق بازیافت، استفاده مجدد و کاهش تقاضا است. برخی از این فناوری ها در حال حاضر در دسترس هستند یا در حال توسعه هستند، در حالی که برخی دیگر نیاز به تحقیق و نوآوری بیشتری دارند.

انتخاب مسیر فناوری به عوامل مختلفی از جمله شرایط منطقه ای، در دسترس بودن منابع، تقاضای بازار، حمایت از سیاست ها و رقابت پذیری هزینه بستگی دارد. آژانس بین المللی انرژی پیش بینی می کند که در سناریوی خالص صفر خود، تولید فولاد خام جهانی از مسیر کوره بلند معمولی/کوره اکسیژن پایه (BF/BOF) (که 71 درصد از تولید در سال 2019 را تشکیل می دهد) به کوره قوس الکتریکی (EAF) تغییر خواهد کرد. مسیر (که 28 درصد در سال 2019 را به خود اختصاص داده است) و سایر مسیرهای نوآورانه (که کمتر از 1 درصد در سال 2019 را شامل می شود). تا سال 2050، مسیر EAF 56 درصد از تولید را به خود اختصاص خواهد داد، پس از آن مسیر BF/BOF با CCUS با 19 درصد، کاهش مستقیم مبتنی بر هیدروژن با 18 درصد و سایر مسیرها با 7 درصد قرار دارند.

انتقال به تولید فولاد کم کربن مستلزم تلاش های هماهنگ از سوی سهامداران کلیدی، از جمله تولیدکنندگان فولاد، دولت ها، شرکای مالی و جامعه تحقیقاتی است. آژانس بین المللی انرژی برخی از اقدامات اولویت دار، سیاست ها و نقاط عطف را برای این ذینفعان به منظور تسریع پیشرفت به سمت تولید گازهای گلخانه ای صفر از بخش آهن و فولاد ترسیم می کند. اینها شامل تعیین اهداف و نقشه‌های راه روشن بلندمدت، ارائه مشوق‌ها و مقررات برای فناوری‌ها و محصولات کم کربن، بسیج سرمایه‌گذاری و تامین مالی برای نوآوری و استقرار، افزایش همکاری بین‌المللی و اشتراک دانش، و تضمین گذار عادلانه برای کارگران و جوامع است.

انتهای مطلب