مصرف آب در صنعت فولاد

نقش آب در صنعت فولاد

به گفته رسول دانیال زاده نمین؛ کمبود آب در کشور ما به مساله ای جدی تبدیل شده است و تعداد زیادی از استان های کشور وارد تنش آبی شده اند که نشانه های آن را در سال های اخیر به خوبی می توان مشاهده کرد. در این میان وجود برخی از صنایع آب بر مانند تولید فولاد در مناطقی از کشور مانند کرمان، یزد و اصفهان که بیشترین مشکلات را در حوزه ی منابع آبی دارند اما و اگر های زیادی را به وجود آورده است. تا حدی که در برخی موارد صحبت از جابجایی این صنایع نیز مطرح شده است.

استان اصفهان به عنوان یکی از استان هایی که به شدت درگیر مساله کم آبی ست میزبان بزرگترین صنایع فولادی کشور مانند فولاد مبارکه و ذوب آهن است که به تنهایی بخش قابل توجهی از آب استان را برای تولید محصولات خود مصرف می کنند. هر چند نمی توان از نقش پر رنگ این صنایع در ایجاد اشتغال و تامین نیازهای داخلی چشم پوشی کرد اما در حال حاضر آب مساله مرگ و زندگی ست و در چنین شرایطی صنایع شاید در اولویت دوم قرار داشته باشند. در این مقاله ما به بررسی نقش آب در صنعت فولاد پرداخته ایم و علاوه بر آن مقدار مصرف آب دو کارخانه فولاد مبارکه و ذوب آهن را به صورت تقریبی محاسبه کرده ایم.

بر اساس آمار، 97 درصد از آب های زمین شور و غیر قابل استفاده برای آشامیدن و کشاورزی ست. از مقدار آب شیرین موجود نیز تنها 0.014 درصد از آن به راحتی قابل دسترسی ست. البته در مقیاس جهانی مقدار آب شیرین موجود برای جمعیت فعلی جهان کافی ست اما به دلیل توزیع نامتناسب آب، برخی از مناطق دچار کمبود آب هستند. همچنین افزایش تقاضای آب برای بخش صنعت بشر را با مشکلات زیادی روبرو کرده است.

تنش آبی یا بحران آب به شرایطی گفته می شود که منابع آب تازه برای برآوردن نیازهای استاندارد مردم دچار کمبود شده است. دو نوع کمبود آب تعریف شده است. کمبود آب فیزیکی و کمبود آب اقتصادی. کمبود آب فیزیکی شرایطی ست که در آن مقدار کافی آب برای براوردن تمام نیازهای انسان وجود ندارد و این مساله شامل اکوسیستم نیز می شود. مناطق خشک جهان مانند غرب و مرکز آسیا و شمال آفریقا از کمبود آب فیزیکی رنج می برند. از طرف دیگر کمبود آب اقتصادی به دلیل کاهش سرمایه گذاری ها در زیرساخت ها و تکنولوژی استفاده از منابع آبی به وجود می آید.

کشور ما از نظر تنش آبی جز مناطقی به شدت پرخطر دسته بندی می شود. FAO تنش آبی را یکی از نشانه های کمبود آب می داند. این نشانه ها می توانند شامل محدودیت منابع آب، جنگ آب بین مصرف کنندگان، رقابت برای آب و کاهش استانداردهای آب مصرفی باشد. با توجه به تعریف ارائه شده حتما متوجه شده اید که تنش آبی در کشور ما در برخی مناطق مانند یزد، اصفهان، خوزستان و … کاملا مشهود است. صنایع مختلف به مقادیر متفاوتی آب برای ادامه فعالیت خود نیاز دارند. برخی صنایع نیاز بیشتری به آب دارند و برخی دیگر نیازشان به منابع آبی کمتر است. چنانچه بخواهیم صنایع مختلف را از نظر میزان مصرف آب به ترتیب دسته بندی کنیم به فهرست زیر میرسیم.

• محصولات جنگلی مانند کاغذ
• صنعت فولاد
• پتروشیمی
• صنایع شیمیایی
• آلومینیوم
• ریخته گری فلزات
• معدن
• شیشه
• کشاورزی

صنایع فولاد سه استان اصفهان، یزد و کرمان

از نکات جالب توجه این است که در حالی که کشور ما با مشکلات آبی فراوانی روبروست بخش زیادی از صنایع فولاد کشور در مناطق خشک و کم آب احداث شده اند. به عنوان نمونه در استان های یزد و کرمان و اصفهان که جز کم بارش ترین استان های کشور به شمار می آیند تعداد صنایع فولاد و آهن بیشتر از هر کجای دیگر ایران است. فهرست برخی از صنایع فولاد این سه استان ها می توانید مشاهده کنید.

میزان بارش باران در سه استان اصفهان، کرمان و یزد که بیشترین مقدار صنایع فولاد را دارند به ترتیب 138، 117 و 93 میلمیتر در سال بوده است. استان یزد در این میان کمترین میزان بارندگی سالانه در کشور را دارد.

درجهان به طور میانگین 69 درصد از مصرف آب مربوط به بخش کشاورزی ست. صنعت نیز 19 درصد از مصرف آب را شامل می شود و پس از آن 12 درصد به بخش خانگی و شهری اختصاص دارد. در آمریکا 76 درصد از آب مصرفی مربوط به بخش کشاورزی، 15 درصد مصارف عمومی و 9 درصد مربوط به صنعت است. اما در ایران سهم مصرف آب در بخش کشاورزی در حدود 90 درصد، شرب 8 درصد و صنعت و معدن تنها 2 درصد می باشد.

با توجه به آب بر بودن صنعت فولاد تاسیس صنایع فولادی در مناطقی که بیشترین مشکل و تنش آبی را در کشور دارند باعث تشدید مشکلات شده است.

نقش آب در صنعت فولاد جهان

بهتر است نگاهی دقیقتر به صنعت فولاد بیندازیم.

آب چه نقشی در صنعت فولاد دارد و به طور کلی صنایع فولاد چه میزان آب مصرف می کنند؟

به طور کلی سه نوع مختلف فولادکاری وجود دارد:

• کارخانه های کوچک که از ضایعات فولاد برای تولید انواع محدودی از محصولات استفاده می کنند.
• کارخانه های نورد تکمیلی که از محصولات میانی فولاد برای تولید محصول خود استفاده می کنند و بازار مشخصی را هدف قرار می دهند.
• تولید یکپارچه که از سنگ آهن، کک، سنگ آهک، انرژی و آب برای تولید انواع مختلفی از محصولات استفاده می کند. این سایت ها معمولا در نزدیک ساحل واقع شده اند. چندین کیلومتر مربع مساحت دارند و از شبکه های وابسته ای از مواد و انرژی برخوردار هستند. ساخت آهن، ساخت فولاد، نورد و پرداخت نهایی در این مجموعه ها انجام می شود.

مصرف عمده ی آب در صنعت فولاد شامل موارد زیر است:

• عامل خنک کننده: خنک کردن تجهیزات، کوره ها و آب فرایند ( به طور مستقیم و غیر مستقیم 75 درصد)
• عامل تمیزکاری: برای برداشتن پوسته ها از سطح محصول
• منبع بخار
• کانالی برای انتقال روغن ها و محلولهای قلیایی
• کنترل آلودگی هوا (12 درصد)

بر اساس اعلام انجمن آهن و فولاد آمریکا در سال 2000 برای تولید هر تن فولاد به 19.8 مترمکعب آب نیاز است که این آب می تواند شامل آب های بازیافت شده و استفاده مجدد باشد. سایت های یکپارچه در مقایسه با EAF مقدار آب بیشتری مصرف می کنند. به طور کلی بیش از 95 درصد از آب استفاده شده در صنعت فولاد می تواند در همان محل مجددا بازیافت شود. همچنین به دلیل تلفات ناشی از بخار شدن آب ساخت فولاد به ازای هر تن به 5 تا 9 مترمکعب آب اضافی نیز نیاز دارد.

فولاد سازان معمولا اب مورد نیاز خود را از منابع آب شهری و منابع آبی که در کنار آن تاسیس شده اند تامین می کنند.