بخشی از مقاله
اهمیت و نقش صنایع فولاد در توسعه کشور
چکیده
تولید و مصرف فولاد امروزه، یکی از شاخص های اصلی توسعه یافتگی کشورها و جوامع به شمار می آید. حضور صنعت فولاد در یک منطقه بر فرآیند توسعه، فرهنگ، سطح دانش، اشتغال زایی، پژوهش آموزش و تجارت آن منطقه تأثیر بسزایی دارد. زندگی روزمره بشر با فولاد آمیخته شده و صنایع فولاد در سازندگی، بازسازی و توسعه کشور سهم مهمی را ایفا می نمایند. با توجه به آنکه تفاوت مصرف و تولید فولاد خام کشور در سال ۲۰۰۹ بیش از9/8 میلیون تن بوده است، سرمایه گذاری و رشد صنعت فولاد در کشور، اقتصادی و منطقی به نظر می آید؛ مشروط بر اینکه محل احداث، فرآیند تولید، تأمین منابع طبیعی و انرژی و مدیریت پروژه صحیح انتخاب شده باشد. در چهار دهه اخیر در کشور بالغ بر ۱۵۰ میلیون تن فولاد خام تولید و ۲۰۰ میلیون تن فولاد مصرف شده است. این محصولات فولادی در ساخت ساختمانهای مسکونی، کارخانه ها، راههای ارتباطی، انتقال انرژی و سیالات و ... به کار گرفته شده اند. این مسئله نشانگر تأثیر عظیم صنعت فولاد بر رشد و شکوفایی کشور می باشد. موضوع روز صنعت فولاد کشور، حفظ محیط زیست و مصرف بهینه انرژی است. در صورت به کار گیری فرآیند و تجهیزات خاص، امکان صرفه جویی انرژی و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای تا ۲۵٪ در صنایع فولاد ایران امکان پذیر می باشد.
مقدمه
انقلاب صنعتی در اروپا با تولید انبوه فولاد توسط آقای هنری بسمر در سال ۱۸۵۶ آغاز گردید. فرایند تولید فولاد بسمر توسط فرآیندهای زیمنس، مارتین و توماس تکمیل و بهینه گردید. فرآیند تولید فولاد به روش کوره قوس الکتریکی و کنورتر اکسیژنی نیز به ترتیب در سال های ۱۹۰۶ و ۱۹۵۲ به صحنه صنعت فولاد وارد شدند. در سال ۱۸۶۰ میزان تولید فولاد در جهان، ۲۲۰۰۰ تن به ثبت رسیده است؛ در حالی که در سال ۲۰۰۹ میزان تولید فولاد خام جهان از مرز ۱۲۲۰ میلیون تن گذشته است. در طول ۱۵۵ سال گذشته بیش از 7/32 میلیارد تن فولاد تولید شده است. امروزه فولاد با دو فرآیند اصلی کنورتر اکسیژنی و کوره قوس الکتریکی به ترتیب به میزان 6/70 و 1/28 درصد تولید می شود. در سال گذشته سهم فرآیندهای کنورتر اکسیژنی و کوره قوس الکتریکی در تولید فولاد خام کشورمان به ترتیب به میزان 3/18 و 7/81در صد به ثبت رسیده است. پیش از ۹۳٪ فولاد خام جهان به روش ریخته گری مداوم بدست می آید. این نرخ در ایران ۱۰۰٪ بوده است. محصولات فولادی را 4/55٪ محصولات تخت و 6/44% مقاطع تشکیل می دهد. در سال ۲۰۰۹ کشور های چین، ژاپن و روسیه به ترتیب با تولید ۵۶۸ ، 5/87و 9/58 میلیون تن فولاد خام در رده های اول تا سوم رده بندی دنیا قرار گرفتند. میزان تولید فولاد خام ایران در سال ۲۰۰۹ نزدیک به 9/10 میلیون تن بوده است. در شکل ۱ روند تولید فولاد خام جهان از سال ۱۹۰۰ تا کنون مشاهده می گردد ]۱. [جدول ۱ نیز نشانگر رده بندی و میزان تولید فولاد خام کشورهای مختلف جهان در سال ۲۰۰۹ می باشد ]۱[
نقش فولاد در زندگی جامعه
امروزه فولاد با زندگی روزمره بشر آمیخته شده است. در حال حاضر فولاد در بیش از ۹۵ کشور در ۵ قاره به تعداد بیش از ۳۵۰۰ نوع و به میزان ۱۲۲۰ میلیون تن تولید و در تمام کشورهای جهان به میزان ۱۱۲۱ میلیون تن به مصرف می رسد. برخلاف ۱۵۵ سال پیش که منازل و پل ها از چوب و سنگ ساخته شده، سدها کوچک و خاکی بوده و اکثر مردم با کشاورزی روزگار می گذراندند. امروزه اغلب اشیا و لوازم مورد استفاده بشر یا از فولاد ساخته شده اند و یا توسط ماشین، دستگاه، قالب و یا ابزارهای فولادی تهیه گردیده اند ]۲.[ به طور تقریبی ۷۵٪ وزن ساختمان ها از فولاد تشکیل شده و اکثر وسایل رفاهی از قبیل خودرو، يخچال، فریزر، ماشین لباسشویی و ... از مصالح اصلی فولاد ساخته می شوند. امروزه سدهای آبی و راه آهن و وسایل تجهیزات آن از فولاد تهیه می شود. انتقال آب، گاز و نفت با لوله های فولادی و انتقال برق توسط دکل های فولادی صورت می پذیرد. اکثر ماشین و تجهیزات کشاورزی )بیل و کلنگ، شانه و تراکتور( از فولاد ساخته شده و کشتی های قاره پیما نیز فولادی هستند]۳.[ ستون آهنی دهلی نو هند متعلق به قرن چهارم با قطر ۴۰ سانتیمتر و به طول 7.5 متر و با وزن ۷ تن هنوز در محل اصلی خود استوار ایستاده و پل آهنی انگلستان، برج ایفل پاریس (با وزن ۷۳۰۰ تن فولاد، ۱۸۰۳۸ قطعه و 2.5 میلیون عدد پرچ) همگی از فولاد ساخته شده است. بلندترین پل دنیا نیز که اخیرا در فرانسه احداث و مورد بهره برداری قرار گرفته نیز با استفاده از ۳۶ هزار تن فولاد ساخته شده است.
مصرف سرانه فولاد دار هر کشور نشانگر سطح توسعه یافتگی آن کشور است. بطور کلی در کشورهای در حال توسعه مصرف سرانه فولاد بین ۱۰۰ تا ۳۰۰ کیلوگرم و در کشورهای صنعتی و توسعه یافته بیش از ۳۰۰ کیلوگرم است. در شكل ۲ میزان مصرف سرانه فولاد کشورهای مختلف جهان از نظر می گذرد (4) شایان ذکر است در سال ۲۰۰۹ متوسط مصرف سرانه فولاد دنیا بیش از 178.9 کیلوگرم بوده است. در سال گذشته در بین کشورهای اسلامی نیز ایران با 283/7 کیلو گرم مصرف سرانه فولاد در رده اول قرار گرفته است. کشور کره جنوبی نیز با 936/1 کیلو گرم مصرف سرانه فولاد، در رده اول جهان ایستاده است (4)
ویژگیهای منحصر به فرد فولاد در مقایسه با سایر فلزات و مواد
استحکام، انعطاف پذیری، سختی و پایداری از مشخصات کلیدی و اساسی فولاد به عنوان مهمترین آلیاژ مورد کاربرد، محسوب شده و این آلیاژ بیش از ۹۴% کل تولید فلز و آلیاژ جهان را تشکیل میدهد(1) با استفاده از روش های عملیات حرارتی، توزیع یکنواخت و ریز ناخالصی های آلیاژسازی، کار سرد و زدودن ناخالصی ها و عناصر مضر می توان مشخصات فولاد را بهبود بخشید. با اجرای این روش ها می توان انواع فولاد ضد زنگ، ضد سایش، ضد گلوله، ضد ضربه، مقاوم در برابر اسید و باز و حرارت را تولید نمود. فولاد به دلیل استحکام بسیار بالا، مقاوم بودن در برابر آتش سوزی و عدم احتراق، حمل و نقل آسان، امکان کشیدن بدون ترک و مقاومت در برابر انواع تنش ها و نیروهای بیرونی نسبت به مصالح ساختمانی دیگر در اولویت می باشد. از طرفی امکان شکل دهی و آهنگری فولاد ممکن می باشد. همچنین فولاد ضد زنگ در برابر خوردگی نسبت به سایر عنوان فولاد مقاومت بیشتری از خود نشان می دهد. البته از آنجا که فولاد به کار رفته در ساختمان اغلب در معرض رطوبت قرار ندارد، مشکل چندانی از این نظر وجود ندارد. امروزه نیازهای عمده جامعه به ترتیب اهمیت عبارتند از خوراک، حمل ونقل، پوشاک، بهداشت، مسكن، اطلاعات و گرمایش (یا سرمایش ) (5) که صنایع مرتبط جهت تامین این نیازها را نیز می توان به صورت کشاورزی، تغذیه و آشپزخانه، حمل و نقل و ترافیک، نساجی، طب و داروسازی، ساختمان، صنایع نشر، پخش، ارتباطات و الکترونیک و تولید و توزیع انرژی دسته بندی نمود.
با توجه به مصرف بالای فولاد در رشته های فوق و موارد مصرف جدید این آلیاژ، می توان با قاطعیت اعلام نمود که فولاد جایگاه خود در صنعت را در قرن بیست و یکم نیز حفظ خواهد نمود. آلیاژ فولاد دارای دو ویژگی مهم می باشد؛ او تا کنون هیچ ماده ای همانند فولاد به مدت زمان طولانی مورد آزمایش و بهره وری و همچنین مطالعه از نظر مشخصات و رفتار قرار نگرفته است. دوما فولاد جهت بدست آوردن مشخصات عالی، قابلیت زیادی در عملیات حرارتی، شکل دهی و آلیاژسازی دارد. لذا امروز زندگی بدون فولاد در جامعه بشری قابل تصور و امکان پذیر نمی باشد. بعضی از محققین، پلاستیک و آلومینیوم را رقیب فولاد عنوان می نمایند. بنا به دلایل ذیل جایگزینی این مواد به جای فولاد کار آسانی به نظر نمی آید - انرژی لازم برای تولید یک تن آلومینیوم و پلاستیک نسبت به فولاد به ترتیب ۶ و 3.5 برابر بیشتر است
و پتانسیل بازیافت قراضه برای فولاد، آلومینیوم و پلاستیک به ترتیب ۶۰، ۲۷ و ۱۰ درصد می باشد - میزان مصرف انرژی ویژه فولاد بستگی به فرایند تولید و ترکیب مواد شارژی بکار رفته دارد (6)
در شکل ۳، میزان مصرف انرژی ویژه فولاد در روش های مختلف تولید از نظر می گذرد. شایان ذکر است به طور متوسط بازای یک تن محصول فولادی ۱۶۰۰ کیلو گرم گاز CO2 منتشر می شود که با توجه به توضیحات فوق انتشار گاز CO2 برای آلومینیوم و پلاستیک بیش از این نرخ خواهد بود (7) در شکل ۴ نیز میزان انتشار گاز CO2 در فرآیندهای مختلف فولادسازی نشان داده شده است (1)
در شکل ۵ میزان تولید فولاد خام، آلومینیوم و مواد پلاستیکی جهان در سال ۱۹۷۰ و ۲۰۰۹ مشاهده می گردد. همانطور که در شکل ۵ مشاهده می شود، ۱۲۲۰ میلیون تن فولاد در سال ۲۰۰۹ در دنیا تولید شده است. به فرض آنکه کل پلاستیک و آلومینیوم تولید شده جایگزین فولاد شود، یک میلیارد تن فولاد کمبود وجود خواهد داشت. باید در نظر داشت که پلاستیک و آلومینیوم کاربردهای خاص خود را در صنعت داشته و جایگزینی آلومینیوم بجای فولاد در تولید قوطی فلزی نوشابه ها و جایگزینی پلاستیک به جای فولاد در لوله های آب درون ساختمان مطرح است.
نقش صنایع فولاد در توسعه کشور
1- اشتغال زایی مستقیم و غیر مستقیم همراه با تولید اقتصادی
2- ارتقای سطح آموزش ساکنان منطقه و کارکنان.
3- رشد شبکه راه و ترابری و مشارکت در توسعه بنادر کشور
4- رشد ارتباطات و رسانه های عمومی
5- تعامل با نهادها، سازمان و اداره های منطقه، استانی و کشوری
6- احداث و گسترش دانشگاه ها، همکاری و همیاری با دانشگاههای منطقه، استان و کشور
7- پرداخت مالیات به دولت، عوارض شهرداری و آموزش و پرورش
8 بیمه کردن کارکنان و خانواده های آنها
6- انتشار فصل نامه، ماهنامه، هفته نامه و گاه نامه.
10- ایجاد فرصت و بستر لازم برای خانواده های کارکنان جهت آشنایی با صنعت فولاد
11- حضور در نمایشگاه، همایش و دوره های تخصصی منطقه ای، داخلی و بین المللی
12 - برقراری، حفظ و گسترش ارتباطات با دانشگاه و صنعت
13- ارائه خدمات کارآموزی و باز آموزی به شرکت و سازمان های منطقه، استانی و کشوری۔
14- پرداختن به امور تحقیق و توسعه و سرمایه گذاری در فرآیند و محصولات جدید (فولادهای میکرو آلیاژی، اچ بیم، کاشی سرامیکی ضد اسید و سایش)
15 - ایجاد شرکت های اقماری خدماتی، ساخت و ساز و ایجاد شهرک های صنعتی
16- احداث، راه اندازی و واگذاری واحدهای جدید فولادسازی خراسان، سبا و قائم
17- عضویت در انجمن های علمی و صنفی و سهیم بودن در تأسیس انجمن، پژوهشکده، قطب و شهرک های علمی و تحقیقاتی و پارک های فناوری
18 - پیشتازی در امر کمک و امدادرسانی به آسیب دیدگان حوادث غیر مترقبه
19 - ایجاد باشگاه فرهنگی و ورزشی جهت گسترش ورزش همگانی و قهرمانی و ساخت تأسیسات و استادیوم ورزشی
20 - احداث و گسترش فضای سبز و حفظ اکو سیستم منطقه
21- بهبود آشنایی و تسلط بر زبانهای خارجی، تربیت و تأمین مترجمین مورد نیاز شرکت
22 - ابداع فرآیندهای جدید و انتقال دانش فنی به واحد
23 - تشويق کارکنان و همسران آنها، فرزندان دانش آموز و دانشجوی ممتاز کارکنان و بازنشستگان
24- برگزاری برنامه های فرهنگی، انتشار تمبرهای یاد بود (9) و تأسیس نهادهای خیریه و تعاونی مصرف
و مسکن
25 - ارائه خدمات اعزام نیروی فنی در دوران دفاع مقدس
26- توسعه پایدار با رعایت قوانین و شاخص های بین المللی و مشارکت در تهیه استانداردهای ملی۔
27 - تأمین مواد اولیه برای شرکت های پائین دستی (سیمان، عایق سازی، الکترود، پیچ و مهره سازی، کشاورزی و قطران)
28 - صادرات برخی از محولات فولادی و محولات فرعی
29 - خانه سازی در منطقه و ارائه وام های مسکن و بازسازی
30 - تأمین برق کارخانه از گازهای فرآیندی
31 - تعامل با مشتریان و فروشندگان و مشارکت در آبادانی و بازسازی کشور.
32 - مصرف قراضه در فرایند تولید فولاد (7)
33- مصرف بهینه انرژی، آب، نسوز و ... در فرآیند تولید و پایش انتشار گاز CO2 و گردوغبار (10)
34 - رسیدگی به شکایات و رضایت مندی مشتری و ...
