کاهش مصرف آب در فولاد با به‌کارگیری تکنولوژی‌های روز دنیا اتفاق می‌افتد

به گزارش می متالز، سال‌هاست که بحران بی‌آبی در بسیاری از شهرهای ایران از جمله سیرجان باعث بروز مشکلات بسیار شده است. با این حال اما صنایع این شهر به فعالیت مشغولند. صنعت فولاد در سیرجان، یکی از مهم‌ترین صنایع این شهر محسوب می‌شود. برخی صنعتگران این منطقه علاوه بر کار صنعتی، به دنبال راه حلی برای کاهش میزان مصرف آب در واحد‌های تولیدی خود هستند. در این رابطه گفت‌‌وگو با مدیر عامل شرکت جهان فولاد سیرجان نشسته ایم. علی عباسلو به این مهم اشاره دارد که صنایع باید در استفاده بهینه در مصرف تمام تلاش خود را بکار گیرند، چنانکه کارخانه‌های زیر مجموعه شرکت گل‌گهر تلاش خود را برای استفاده از آب دریا در مجموعه واحد‌هایی که در آینده قرار است افتتاح شوند، به‌کار بسته‌اند. شرح این گفت‌گو را در ادامه می‌خوانید.

میزان مصرف آب و انرژی در صنعت فولاد در ایران و جهان چقدر است؟ آیا این میزان از مصرف با استانداردهای جهانی تطابق دارد؟

 یکی از دلایل اصلی رشد اقتصاد جهانی، تولید محصولات آهنی و فولادی بوده است. باید دانست امروز با پیشرفت‌های فراوان تکنولوژی هیچ محصول جایگزینی برای فولاد در کاربردهای ساخت‌وساز، معدن‌کاری، حمل و نقل و سایر بخش‌های تولیدی وجود ندارد. به گفته آژانس بین‌المللی انرژی (IAEA)، صنعت فولاد 21 درصد از مصرف انرژی و نیز 30 درصد از آلایندگی محیط زیست را در جهان به خود اختصاص می‌دهد. همچنین در ایران، سهم مصرف انرژی در صنعت فولاد را می‌توان در حدود 5/7 درصد از کل مصرف انرژی مورد استفاده در کشور تخمین زد.

با توجه به موقعیت جغرافیایی کشور، ایران در میان کشورهای خشک و نیمه خشک جهان از نظر دسترسی به منابع آب رتبه‌بندی شده است. آمارها نشان می‌دهد که در سال‌های اخیر، کمبود شدید منابع آب و کاهش بارندگی‌ها منجر به بحرانی شدن شرایط آب در کشور شده است. مصرف آب در صنعت فولاد 5/89 میلیون متر مکعب است که معادل 7 درصد کل آب صنعتی مصرفی در ایران است. بنابراین، برنامه‌ریزی در توسعه صنعت فولاد می‌تواند نقش مهمی در آینده انرژی، منابع آب و اثرات زیست محیطی جانبی داشته باشد. یکی از نکات اصلی برای دستیابی به این اهداف، بهینه‌سازی برای ارزیابی و تجزیه و تحلیل توسعه صنعت فولاد با توجه به محدودیت‌های آب و انرژی در کشور است. بنابراین، بهینه‌سازی ظرفیت تولید فولاد، آهن اسفنجی، گندله و کنسانتره در استان‌های مختلف و انتخاب روش تولید فولاد باید به‌صورت متوازن و با توجه به شرایط اقلیمی هر منطقه در نظر گرفته شود.

میزان مصرف آب در صنعت فولاد با توجه به نوع محصول، حجم کار، فرآیندهای مورد استفاده، تکنولوژی به‌کار رفته و مواردی نظیر این‌ها، متفاوت است. در نتیجه در این مبحث باید از میانگین مصرف صحبت به میان آورد. در صنعت فولاد بسته به پارامترهای یاد شده، چیزی بین چند متر مکعب تا چند صد‌ متر مکعب آب برای تولید هر تن فولاد نیاز است. گفته می‌شود که میانگین مصرف آب در صنعت فولاد در جهان 8/2 متر مکعب برای هر تن فولاد است. نکته قابل توجه آنکه با به‌روز شدن تکنولوژی صنعت فولاد در جهان، میزان مصرف آب کاهش پیدا می‌کند. البته این موضوع فقط به آب خلاصه نمی‌شود، کاهش در میزان مصرف انرژی و برق نیز از دیگر مزیت‌های روزآمد شدن فناوری در صنعت فولاد محسوب می‌شود. در این صنعت در بسیاری از شرکت‌ها مانند جهان فولاد سیرجان، تجهیزات به‌کار رفته از آخرین تکنولوژی‌های روز جهان استفاده می‌کنند که از برندهای معتبر خارجی خریداری یا اینکه با بهترین محصولات در داخل کشور تولید شده است. این امر باعث شده است که میزان آب مصرفی در فولاد در این مجموعه‌ها در حد استانداردهای جهانی باشد. با این حال هنوز هم باید اقدامات مناسبی در کشور برای کاهش مصرف آب و انرژی صورت گیرد. طبق پیش‌بینی‌های صورت گرفته، آب‌های مورد استفاده برای مجموعه کارخانه‌های موجود در منطقه گل‌گهر از محل آب‌های داخل کشور تامین نخواهد شد. چرا که قرار است این آب از طریق شیرین کردن آب‌ دریا و انتقال به مناطق گل‌گهر، سرچشمه و چادرملو تامین شود. این پروژه عظیم انتقال آب تا سال 98 در کشور عملی خواهد شد. شایان ذکر است که هزینه‌های انتقال آب از هزینه انتقال سنگ آهن به مراتب کمتر خواهد بود.

چه روش‌هایی برای تولید فولاد وجود دارد و کدام یک از آب بیشتری استفاده می‌کنند؟

روش‌های متنوعی برای تولید فولاد وجود دارد، اما به طور کلی از چهار روش اصلی برای تولید فولاد استفاده می‌شود. این چهار روش عبارتند از: روش کوره بلند، احیای مستقیم، احیای ذوبی، و تولید فولاد از قراضه‌های موجود. در دو روش اول از کنورتور اکسیژنی و دو روش دوم از کوره‌های قوس الکتریکی استفاده می‌شود که روش‌ استفاده از کنورتور اکسیژنی بیشترین میزان تولیدات فولاد را در دنیا دارد. میزان آب مصرفی در هر کدام از این روش‌ها متفاوت است. به‌طور مثال برای محاسبه میزان آب مورد استفاده در کوره‌های قوس باید به میزان آب تبخیر شده در حین فرایندها نیز توجه شود.

با توجه به محدودیت منابع آبی، چه منابع جایگزینی برای کاهش بحران آب در صنعت فولاد وجود دارد؟

تصفیه آب‌ و فاضلاب نیز در دستور کار برخی از شرکت‌‌ها قرار گرفته است که استفاده از این آ‌ب‌ها درکنار آب دریا باعث کاهش در مصرف آب و جلوگیری از هدررفت آن می‌شود. مجموعه شرکت‌های گل‌گهر نیز در اوایل فاز طراحی برای تصفیه فاضلاب قرار دارد و با برنامه‌های پیش‌بینی شده قرار است تا از این آب‌ها در فرآیندهای تولید فولاد استفاده شود. در حال حاضر آب برخی از چاه‌ها را که به‌دلیل نفوذ فاضلاب به داخل آن‌ها قابلیت استفاده ندارند برای مصارف صنعتی به داخل کارخانه‌ها انتقال می‌دهند.

چه مولفه‌هایی بر میزان مصرف آب در صنعت فولاد تاثیرگذار هستند؟

چنان که اشاره شد، نوع محصولات تولید شده در میزان مصرف آب در این صنعت تاثیر گذار است، تولید هر کدام از محصولات فولادی پایین دست‌تر، میزان متفاوتی از سهم آب مصرفی را به خود اختصاص می‌دهند، از جمله موارد مهم تاثیر گذار بر میزان مصرف آب در صنعت فولاد عبارتند از: روند و فرآیندهای استفاده شده برای تولید فولاد، ابزارآلات و ماشین‌های صنعتی به‌کار گرفته شده، میزان به روز بودن این تجهیزات و میزان توانایی برای بازیافت آب مصرف شده. شایان ذکر است که یکی از موثرترین راه‌ها برای کاهش مصرف آب در فولاد، بازیابی مجدد آن است. امروزه تمام کشورها به دنبال کاهش میزان هدررفت آب و بازیافت آب مصرف شده در صنعت هستند، بازگرداندن مجدد آب مصرف شده به سیستم باعث کاهش تلفات در این زمینه می‌شود. واحدهای کوره بلند، نوردهای گرم و سرد، کوره‌های قوس الکتریکی، کک‌سازی و واحدهای ریخته‌گری، بیشترین میزان آب را در صنعت تولید فولاد به‌خود اختصاص می‌دهند.

چه روش‌هایی برای استفاده مجدد از آب در صنعت فولاد وجود دارد؟

کاهش منابع آب شیرین و مدیریت منابع آب از جمله نگرانی‌ها و چالش‌‎های عمده در جهت پایداری چرخه تولید است. آب استفاده شده می‌تواند استفاده مجدد و بازیافت شود. آب استفاده شده برای کاربرد مجدد نیاز به خنک کردن و نمک‌زدایی دارد، زیرا افزایش غلظت نمک در سیستم‌های گردش آب (به علت تبخیر) نه تنها می‌تواند یک مسئله زیست محیطی مهم باشد، بلکه تأثیراتی منفی روی تجهیزات و ماشین‌آلات (مثلا در کارخانه‌های نورد) دارد. به عنوان مثال، فسفات‌ها می‌توانند باعث تخریب محیط آب شوند، کلریدها می‌توانند به خوردگی فلزات منجر شوند، و کربنات‌ها باعث تشکیل رسوبات در لوله‌ها و باعث افزایش مصرف انرژی می‌شوند. با به‌کارگیری روش‌های مناسب برای حذف مواد با اثرات مخرب از آب می‌توان امکان استفاده مجدد از آن و در نتیجه کاهش مصرف آب را به‌وجود آورد. استفاده از تکنولوژی‌ها برای تصفیه آب باعث کاهش مشکلات در این زمینه می‌شود. هرگاه صحبت از مدیریت مصرف آب در صنعت می‌شود، سه موضوع کاهش مصرف، مصرف مجدد و بازیافت آب به ذهن متبادر می‌شود، توجه مناسب و درخور به این سه موضوع از کاهش بیشتر منابع آب کشور تا حد مطلوبی جلوگیری می‌کند.

کشورهای همسایه برای تامین آب مصرفی خود در صنعت فولاد چه اقداماتی انجام می‌دهند؟

یکی از روش‌های تهیه و تامین آب صنایع فولاد در کشورهای حوزه خلیج فارس، استفاده از آب دریا است. پژوهش‌ها در سال 2012 در مورد کشورهای منطقه خلیج فارس نشان می‌دهد که امارات، کویت، عربستان و حتی بحرین با وجود استفاده از میلیون‌ها لیتر آب (چندین برابر ایران) توجه خود را به استفاده از آب خلیج فارس معطوف کرده‌اند، اقدامی که کارخانه‌های تابع شرکت گل‌گهر درصدد انجام آن هستند. شایان ذکر است که این انتقال آب تماما توسط بخش‌های خصوصی در حال انجام است و تا 40 درصد پیشرفت فیزیکی داشته است. در اینجا نیز باید گفت که کارخانه‌های فولادی باید تا حد امکان در کنار نوار آبی جنوب کشور ساخته شوند تا علاوه بر استفاده از آب دریا برای تولید فولاد از مزایای حمل و نقل و زیرساخت‌های جانبی موجود نیز حداکثر بهره لازم را ببرند.