هند و ایران، بزرگ‌ترین تولید‌کنندگان آهن اسفنجی جهان در سال ۲۰۲۱

به گزارش «فلزات نیوز»، دسترسی به معادن بزرگ سنگ‌آهن و وجود منابع عظیم انرژی در این دو کشور، باعث شده است که این کشورها پتانسیل بالایی جهت تولید و صادرات این محصول داشته باشند. بخش اعظم آهن اسفنجی جهان در سال ۲۰۲۱، از طریق تکنولوژی «MIDREX» تولید شد. این تکنولوژی که با نام شرکت ارائه‌دهنده آن شهرت یافته است، به‌ دلیل امکان استفاده از گاز طبیعی علاوه بر زغال‌سنگ، به سرعت در بین کشورهای جهان به‌ خصوص کشورهای دارای منابع عظیم گاز طبیعی رایج شده است و به‌ عنوان جایگزین روش کوره بلند مورد استفاده قرار می‌گیرد.

به نقل از روابط عمومی شرکت مشاوره اقتصادی آرمان آتورپات، آهن اسفنجی یا آهن احیای مستقیم (DRI) از احیای سنگ‌آهن به‌ دست می‌آید. در این روش گندله سنگ‌آهن که دارای عیار حدود ۶۵ درصد است، احیا و حاصل آن آهن اسفنجی شده و گاهی گندله متخلخل نیز نامیده می‌شود. این محصول در فولاد‌سازی در فرایند ریخته‌گری به شکل محصولات مورد نیاز در می‌آید و به شکل‌های تختال، شمشال و شمش مورد استفاده قرار می‌گیرد. روش احیای مستقیم می‌تواند بر پایه زغال‌سنگ یا گاز طبیعی باشد. در هر دو روش، هدف این است که بدون ذوب کردن سنگ‌آهن و در دمای زیر یک هزار و ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد، اکسیژن موجود در سنگ‌آهن حذف و آهن فلزی باقی بماند.

رشد تولید آهن اسفنجی در جهان طی سال ۲۰۲۱

تولید آهن اسفنجی در جهان طی سال ۲۰۲۱ معادل ۱۱۹ میلیون تن بود. از این میان ۹۵ میلیون تن از نوع CDRI، همچنین ۱۳.۸ میلیون تن HDRI  و ۱۰.۴ میلیون تن به صورت HBI بود. تولید آهن اسفنجی در جهان در سال ۲۰۲۱ نسبت به سال ۲۰۲۰، حدود ۱۳.۷ درصد رشد داشته‌ است. طی این دوره، هند و ایران بیش از نیمی از تولیدات آهن اسفنجی جهان را به خود اختصاص دادند. پنج کشور اول تولیدکننده آهن اسفنجی در سال ۲۰۲۱ به ترتیب هند، ایران، روسیه، عربستان سعودی و مکزیک بودند. در نمودار زیر میزان تولید این پنج کشور در سال ۲۰۲۱ نشان داده‌ شده‌ است.

از سال ۲۰۱۷ تا سال ۲۰۲۱، تولید جهانی آهن اسفنجی ۳۲ میلیون تن افزایش داشته‌ است. علت این امر افزایش تولید آهن اسفنجی بر پایه زغال‌سنگ در هند و افزایش تولید آهن اسفنجی بر پایه گاز طبیعی در کشورهای ایران، الجزایر، مصر، آمریکا و روسیه بوده‌ است.

سهم بالای تکنولوژی «MIDREX» در تولید آهن اسفنجی در جهان

یکی از مهم‌ترین تکنولوژی‌های تولید آهن اسفنجی، تکنولوژی میدرکس است. این تکنولوژی که توسط شرکت آمریکایی «MIDREX» ارائه شد، در حال حاضر، در اکثر نقاط جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد. در سال ۲۰۲۱، کارخانه‌های مبتنی بر تکنولوژی میدرکس، حدود ۷۰.۸ میلیون تن آهن اسفنجی تولید کردند که ۶۰ درصد از تولید آهن اسفنجی جهان را شامل می‌شد. رایج ترین تکنولوژی در جهان بعد از «MIDREX»، تکنولوژی «Rotary Klin» است. در سال ۲۰۲۱، حدود ۲۵ درصد از آهن اسفنجی جهان با استفاده از تکنولوژی «Rotary Klin» تولید شد. اغلب کارخانه‌های هند بر اساس تکنولوژی «Rotary Klin» و اغلب کارخانه‌های ایران بر اساس تکنولوژی «MIDREX» فعالیت می‌کنند. گروه دیگری که در تولید آهن اسفنجی فعالیت داشته،‌ شرکت مکزیکی «HYL» بوده‌ است. از دیگر موارد می‌توان به تکنولوژی ابداعی در ایران موسوم به «PERED» اشاره کرد.

روند صعودی تولید آهن اسفنجی در هند و ایران

طی سال‌های ۲۰۱۷ تا ۲۰۲۱، همواره هند و ایران به ترتیب بزرگ‌ترین تولیدکنندگان آهن اسفنجی در جهان بوده‌اند. هند با وجود داشتن منابع زغال‌سنگ و امکان استفاده از روش کوره بلند، به تولید آهن اسفنجی نیز روی آورده‌ است. علت این امر آن است که زغال‌سنگ مورد استفاده در روش کوره بلند، زغال‌سنگ کک‌شو است؛ در حالی که در روش احیای مستقیم، امکان استفاده از زغال کک‌نشو (حرارتی) و گاز طبیعی نیز وجود دارد. تنها درصد محدودی از منابع زغال‌سنگ هند از نوع کک‌شو است و این کشور ناچار است بخشی از زغال‌سنگ مورد نیاز خود جهت استفاده در کوره‌های بلند را از طریق واردات تامین کند. در سال ۲۰۲۰-۲۰۲۱، هند ۵۱.۲ میلیون تن زغال‌سنگ کک‌شو و ۲.۵ میلیون تن کک وارد کرد. بنابراین، این کشور در کنار روش کوره بلند، روش احیای مستقیم را نیز برای تولید فولاد در پیش گرفته‌ است. از سوی دیگر، در ایران به علت فراوانی منابع گاز طبیعی و کمبود منابع زغال‌سنگ، احیای مستقیم بر پایه گاز طبیعی به روش‌های دیگر ارجحیت دارد. با توجه به این موضوع می‌توان اظهار داشت که در زمینه تولید آهن اسفنجی با استفاده از گاز طبیعی، ایران در رتبه نخست جهان قرار دارد.

وسعت و جمعیت بیشتر کشور هند نسبت به ایران، ذخایر بیشتر سنگ‌‎آهن و تعداد بالاتر کارخانه‌های فولادسازی و احیای مستقیم در این کشور موجب شده حجم تولید سالانه آهن اسفنجی کشور هند نسبت به ایران بیشتر باشد. توسعه کارخانه‌هایی بر پایه زغال‌سنگ در هند و گسترش واحدهای احیای مستقیم بر پایه گاز طبیعی در ایران سبب شده است حجم تولید آهن اسفنجی در این دو کشور طی سال‌های ۲۰۱۷ تا ۲۰۲۱ همواره روند افزایشی داشته‌‌ باشد. البته در سال ۲۰۲۰ به دلیل شیوع کرونا، تولید جهانی ۳.۴ درصد و تولید هند ۲.۱ درصد کاهش داشت. در دوران همه‌گیری کرونا در سال ۲۰۲۰، هند از کشورهایی بود که سختگیرانه‌ترین قوانین قرنطینه را در سراسر کشور اعمال کرد و عملیات صنعتی و پروژه‌های ساخت‌و‌ساز به تدریج تا پایان ماه مارس به‌ طور کامل متوقف شدند. همین امر موجب شد که در ماه‌های بعد شاخص PMI (Purchasing Manufacturer Index) در این کشور به‌ طور چشمگیری کاهش پیدا کند. بر اساس ارزیابی‌های موسسه «S&P Global»، این شاخص از ماه می تا ماه آگوست کمتر از ۵۰ بود و در ماه می به کمترین میزان خود یعنی ۲۷.۴ رسید؛ در حالی که بر اساس ارزیابی‌های اتاق بازرگانی، در ایران طی بیشتر ماه‌های سال ۲۰۲۰، این شاخص یا بالای ۵۰ بوده و یا افت اندکی داشته‌ است. هند در سال ۲۰۲۰ کاهش تقاضای ۱۸ درصدی فولاد را تجربه کرد. در جدول زیر تولید این دو کشور در سال‌های ۲۰۱۷ تا ۲۰۲۱ نشان داده شده‌ است.

بخش اعظم آهن اسفنجی در هند بر پایه تکنولوژی «Rotary Klin» تولید می‌شود. علت این امر وجود منابع عظیم زغال‌سنگ در این کشور است؛ در حالی که تولید آهن اسفنجی در ایران، تماما از طریق گاز طبیعی و با استفاده از دو تکنولوژی «MIDREX» و «PERED» صورت می‌گیرد. تولید آهن اسفنجی در هند طی سال ۲۰۲۱، برابر ۳۹.۱ میلیون تن بود که ۳۰.۱ میلیون تن آن از طریق تکنولوژی «Rotary Klin» و ۹ میلیون تن آن از تکنولوژی های مبتنی بر گاز طبیعی تولید شده‌ بود. تولید ایران در سال ۲۰۲۱ معادل ۳۱.۸ میلیون تن بود که ۲۹.۲ میلیون تن آن با استفاده از تکنولوژی «MIDREX» و ۲.۶۷ میلیون تن آن از طریق تکنولوژی «PERED» تولید شد. از دیگر موارد قابل توجه اینکه در هند، حجم تولید آهن کوره بلند بیشتر از آهن احیای مستقیم بوده؛ در حالی که در ایران این نسبت برعکس است.

از شرکت‌های بزرگ هندی در زمینه تولید آهن اسفنجی، می‌توان شرکت‌های «JSBL» و «JSW steel limited» را نام برد. ظرفیت تولید شرکت «JSBL» حدود ۱.۴ میلیون تن در سال است و بر پایه زغال‌سنگ فعالیت می‌کند. منبع انرژی شرکت «JSW steel limited» گاز طبیعی و تکنولوژی مورد استفاده آن «MIDREX» بوده و تولید سالانه آن، حدود ۱.۶ میلیون تن در سال گزارش شده‌ است.

مهم‌ترین کارخانه‌های ایران در زمینه تولید آهن اسفنجی، کارخانه‌های فولاد مبارکه و فولاد خوزستان هستند که هر دو از تکنولوژی «MIDREX» استفاده می‌کنند. ظرفیت دو کارخانه فولاد مبارکه و فولاد خوزستان در سال ۲۰۲۱، مجموعا ۱۲.۸ میلیون تن آهن اسفنجی بود که حدود ۴۰ درصد از ظرفیت کل ایران در این سال بوده‌ است. از کارخانه‌های مبتنی بر تکنولوژی «PERED» در ایران می‌توان چهار شرکت فولاد شادگان، فولاد میانه، فولاد نیریز و فولاد بافت را نام برد. مجموع ظرفیت این چهار شرکت در سال ۲۰۲۱، حدود ۳.۲ میلیون تن بوده‌ است. در خارج از ایران نیز شرکت «Shanxi Taihang Mining» در چین از تکنولوژی «PERED» استفاده می‌کند.

احتمال کاهش استفاده از تکنولوژی «MIDREX» در هند و ایران در سال‌های آینده

به دلیل کمبود منابع گاز طبیعی و فراوانی منابع زغال‌سنگ در هند، پیش‌بینی می‌شود که این کشور تمایل چندانی به گسترش کارخانه‌های مبتنی بر تکنولوژی «MIDREX» نداشته‌ باشد و ترجیح این کشور جهت تولید آهن اسفنجی، تکنولوژی «Rotary kiln» باشد که هم‌اکنون نیز به‌ طور گسترده در هند مورد استفاده قرار می‌گیرد. از سوی دیگر، احتمال می‌رود ایران به دلیل محدودیت‌های ناشی از موضوع تحریم‌ها، به تکنولوژی بومی خود یعنی تکنولوژی «PERED» روی آورد و سعی در به‌کارگیری این تکنولوژی در کارخانه‌های جدید خود داشته باشد.

به معادن بزرگ سنگ‌آهن و وجود منابع عظیم انرژی در این دو کشور، باعث شده است که این کشورها پتانسیل بالایی جهت تولید و صادرات این محصول داشته باشند. بخش اعظم آهن اسفنجی جهان در سال ۲۰۲۱، از طریق تکنولوژی «MIDREX» تولید شد. این تکنولوژی که با نام شرکت ارائه‌دهنده آن شهرت یافته است، به‌ دلیل امکان استفاده از گاز طبیعی علاوه بر زغال‌سنگ، به سرعت در بین کشورهای جهان به‌ خصوص کشورهای دارای منابع عظیم گاز طبیعی رایج شده است و به‌ عنوان جایگزین روش کوره بلند مورد استفاده قرار می‌گیرد.

به گزارش پایگاه خبری و تحلیلی «فلزات آنلاین» و به نقل از روابط عمومی شرکت مشاوره اقتصادی آرمان آتورپات، آهن اسفنجی یا آهن احیای مستقیم (DRI) از احیای سنگ‌آهن به‌ دست می‌آید. در این روش گندله سنگ‌آهن که دارای عیار حدود ۶۵ درصد است، احیا و حاصل آن آهن اسفنجی شده و گاهی گندله متخلخل نیز نامیده می‌شود. این محصول در فولاد‌سازی در فرایند ریخته‌گری به شکل محصولات مورد نیاز در می‌آید و به شکل‌های تختال، شمشال و شمش مورد استفاده قرار می‌گیرد. روش احیای مستقیم می‌تواند بر پایه زغال‌سنگ یا گاز طبیعی باشد. در هر دو روش، هدف این است که بدون ذوب کردن سنگ‌آهن و در دمای زیر یک هزار و ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد، اکسیژن موجود در سنگ‌آهن حذف و آهن فلزی باقی بماند.

رشد تولید آهن اسفنجی در جهان طی سال ۲۰۲۱

تولید آهن اسفنجی در جهان طی سال ۲۰۲۱ معادل ۱۱۹ میلیون تن بود. از این میان ۹۵ میلیون تن از نوع CDRI، همچنین ۱۳.۸ میلیون تن HDRI  و ۱۰.۴ میلیون تن به صورت HBI بود. تولید آهن اسفنجی در جهان در سال ۲۰۲۱ نسبت به سال ۲۰۲۰، حدود ۱۳.۷ درصد رشد داشته‌ است. طی این دوره، هند و ایران بیش از نیمی از تولیدات آهن اسفنجی جهان را به خود اختصاص دادند. پنج کشور اول تولیدکننده آهن اسفنجی در سال ۲۰۲۱ به ترتیب هند، ایران، روسیه، عربستان سعودی و مکزیک بودند. در نمودار زیر میزان تولید این پنج کشور در سال ۲۰۲۱ نشان داده‌ شده‌ است.

از سال ۲۰۱۷ تا سال ۲۰۲۱، تولید جهانی آهن اسفنجی ۳۲ میلیون تن افزایش داشته‌ است. علت این امر افزایش تولید آهن اسفنجی بر پایه زغال‌سنگ در هند و افزایش تولید آهن اسفنجی بر پایه گاز طبیعی در کشورهای ایران، الجزایر، مصر، آمریکا و روسیه بوده‌ است.

سهم بالای تکنولوژی «MIDREX» در تولید آهن اسفنجی در جهان

یکی از مهم‌ترین تکنولوژی‌های تولید آهن اسفنجی، تکنولوژی میدرکس است. این تکنولوژی که توسط شرکت آمریکایی «MIDREX» ارائه شد، در حال حاضر، در اکثر نقاط جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد. در سال ۲۰۲۱، کارخانه‌های مبتنی بر تکنولوژی میدرکس، حدود ۷۰.۸ میلیون تن آهن اسفنجی تولید کردند که ۶۰ درصد از تولید آهن اسفنجی جهان را شامل می‌شد. رایج ترین تکنولوژی در جهان بعد از «MIDREX»، تکنولوژی «Rotary Klin» است. در سال ۲۰۲۱، حدود ۲۵ درصد از آهن اسفنجی جهان با استفاده از تکنولوژی «Rotary Klin» تولید شد. اغلب کارخانه‌های هند بر اساس تکنولوژی «Rotary Klin» و اغلب کارخانه‌های ایران بر اساس تکنولوژی «MIDREX» فعالیت می‌کنند. گروه دیگری که در تولید آهن اسفنجی فعالیت داشته،‌ شرکت مکزیکی «HYL» بوده‌ است. از دیگر موارد می‌توان به تکنولوژی ابداعی در ایران موسوم به «PERED» اشاره کرد.

روند صعودی تولید آهن اسفنجی در هند و ایران

طی سال‌های ۲۰۱۷ تا ۲۰۲۱، همواره هند و ایران به ترتیب بزرگ‌ترین تولیدکنندگان آهن اسفنجی در جهان بوده‌اند. هند با وجود داشتن منابع زغال‌سنگ و امکان استفاده از روش کوره بلند، به تولید آهن اسفنجی نیز روی آورده‌ است. علت این امر آن است که زغال‌سنگ مورد استفاده در روش کوره بلند، زغال‌سنگ کک‌شو است؛ در حالی که در روش احیای مستقیم، امکان استفاده از زغال کک‌نشو (حرارتی) و گاز طبیعی نیز وجود دارد. تنها درصد محدودی از منابع زغال‌سنگ هند از نوع کک‌شو است و این کشور ناچار است بخشی از زغال‌سنگ مورد نیاز خود جهت استفاده در کوره‌های بلند را از طریق واردات تامین کند. در سال ۲۰۲۰-۲۰۲۱، هند ۵۱.۲ میلیون تن زغال‌سنگ کک‌شو و ۲.۵ میلیون تن کک وارد کرد. بنابراین، این کشور در کنار روش کوره بلند، روش احیای مستقیم را نیز برای تولید فولاد در پیش گرفته‌ است. از سوی دیگر، در ایران به علت فراوانی منابع گاز طبیعی و کمبود منابع زغال‌سنگ، احیای مستقیم بر پایه گاز طبیعی به روش‌های دیگر ارجحیت دارد. با توجه به این موضوع می‌توان اظهار داشت که در زمینه تولید آهن اسفنجی با استفاده از گاز طبیعی، ایران در رتبه نخست جهان قرار دارد.

وسعت و جمعیت بیشتر کشور هند نسبت به ایران، ذخایر بیشتر سنگ‌‎آهن و تعداد بالاتر کارخانه‌های فولادسازی و احیای مستقیم در این کشور موجب شده حجم تولید سالانه آهن اسفنجی کشور هند نسبت به ایران بیشتر باشد. توسعه کارخانه‌هایی بر پایه زغال‌سنگ در هند و گسترش واحدهای احیای مستقیم بر پایه گاز طبیعی در ایران سبب شده است حجم تولید آهن اسفنجی در این دو کشور طی سال‌های ۲۰۱۷ تا ۲۰۲۱ همواره روند افزایشی داشته‌‌ باشد. البته در سال ۲۰۲۰ به دلیل شیوع کرونا، تولید جهانی ۳.۴ درصد و تولید هند ۲.۱ درصد کاهش داشت. در دوران همه‌گیری کرونا در سال ۲۰۲۰، هند از کشورهایی بود که سختگیرانه‌ترین قوانین قرنطینه را در سراسر کشور اعمال کرد و عملیات صنعتی و پروژه‌های ساخت‌و‌ساز به تدریج تا پایان ماه مارس به‌ طور کامل متوقف شدند. همین امر موجب شد که در ماه‌های بعد شاخص PMI (Purchasing Manufacturer Index) در این کشور به‌ طور چشمگیری کاهش پیدا کند. بر اساس ارزیابی‌های موسسه «S&P Global»، این شاخص از ماه می تا ماه آگوست کمتر از ۵۰ بود و در ماه می به کمترین میزان خود یعنی ۲۷.۴ رسید؛ در حالی که بر اساس ارزیابی‌های اتاق بازرگانی، در ایران طی بیشتر ماه‌های سال ۲۰۲۰، این شاخص یا بالای ۵۰ بوده و یا افت اندکی داشته‌ است. هند در سال ۲۰۲۰ کاهش تقاضای ۱۸ درصدی فولاد را تجربه کرد. در جدول زیر تولید این دو کشور در سال‌های ۲۰۱۷ تا ۲۰۲۱ نشان داده شده‌ است.

بخش اعظم آهن اسفنجی در هند بر پایه تکنولوژی «Rotary Klin» تولید می‌شود. علت این امر وجود منابع عظیم زغال‌سنگ در این کشور است؛ در حالی که تولید آهن اسفنجی در ایران، تماما از طریق گاز طبیعی و با استفاده از دو تکنولوژی «MIDREX» و «PERED» صورت می‌گیرد. تولید آهن اسفنجی در هند طی سال ۲۰۲۱، برابر ۳۹.۱ میلیون تن بود که ۳۰.۱ میلیون تن آن از طریق تکنولوژی «Rotary Klin» و ۹ میلیون تن آن از تکنولوژی های مبتنی بر گاز طبیعی تولید شده‌ بود. تولید ایران در سال ۲۰۲۱ معادل ۳۱.۸ میلیون تن بود که ۲۹.۲ میلیون تن آن با استفاده از تکنولوژی «MIDREX» و ۲.۶۷ میلیون تن آن از طریق تکنولوژی «PERED» تولید شد. از دیگر موارد قابل توجه اینکه در هند، حجم تولید آهن کوره بلند بیشتر از آهن احیای مستقیم بوده؛ در حالی که در ایران این نسبت برعکس است.

از شرکت‌های بزرگ هندی در زمینه تولید آهن اسفنجی، می‌توان شرکت‌های «JSBL» و «JSW steel limited» را نام برد. ظرفیت تولید شرکت «JSBL» حدود ۱.۴ میلیون تن در سال است و بر پایه زغال‌سنگ فعالیت می‌کند. منبع انرژی شرکت «JSW steel limited» گاز طبیعی و تکنولوژی مورد استفاده آن «MIDREX» بوده و تولید سالانه آن، حدود ۱.۶ میلیون تن در سال گزارش شده‌ است.

مهم‌ترین کارخانه‌های ایران در زمینه تولید آهن اسفنجی، کارخانه‌های فولاد مبارکه و فولاد خوزستان هستند که هر دو از تکنولوژی «MIDREX» استفاده می‌کنند. ظرفیت دو کارخانه فولاد مبارکه و فولاد خوزستان در سال ۲۰۲۱، مجموعا ۱۲.۸ میلیون تن آهن اسفنجی بود که حدود ۴۰ درصد از ظرفیت کل ایران در این سال بوده‌ است. از کارخانه‌های مبتنی بر تکنولوژی «PERED» در ایران می‌توان چهار شرکت فولاد شادگان، فولاد میانه، فولاد نیریز و فولاد بافت را نام برد. مجموع ظرفیت این چهار شرکت در سال ۲۰۲۱، حدود ۳.۲ میلیون تن بوده‌ است. در خارج از ایران نیز شرکت «Shanxi Taihang Mining» در چین از تکنولوژی «PERED» استفاده می‌کند.

احتمال کاهش استفاده از تکنولوژی «MIDREX» در هند و ایران در سال‌های آینده

به دلیل کمبود منابع گاز طبیعی و فراوانی منابع زغال‌سنگ در هند، پیش‌بینی می‌شود که این کشور تمایل چندانی به گسترش کارخانه‌های مبتنی بر تکنولوژی «MIDREX» نداشته‌ باشد و ترجیح این کشور جهت تولید آهن اسفنجی، تکنولوژی «Rotary kiln» باشد که هم‌اکنون نیز به‌ طور گسترده در هند مورد استفاده قرار می‌گیرد. از سوی دیگر، احتمال می‌رود ایران به دلیل محدودیت‌های ناشی از موضوع تحریم‌ها، به تکنولوژی بومی خود یعنی تکنولوژی «PERED» روی آورد و سعی در به‌کارگیری این تکنولوژی در کارخانه‌های جدید خود داشته باشد.