استراتژی اقیانوس آبی و انقلاب صنعتی چهارم در چرخه فولاد

به گزارش پایگاه خبری معدن نامه، در شرایط رقابتی به وجود آمده در صنایع فولادی کشور، برای دستیابی به بازارهای داخلی و بین‌المللی و قرار گرفتن در وضعیتی که اکثر شرکت‌های فولادی با ظرفیت‌هایی به مراتب پایین‌تر از ظرفیت اسمی خود در حال تولید بوده و یا بازده دارایی‌های آن‌ها بدون در نظر گرفتن ارزش روز خالص دارایی‌ها از نظر اقتصادی نسبت به صنایع مشابه بین‌المللی و برخی صنایع داخلی در جایگاه مناسبی قرار ندارد، اتخاذ استراتژی‌های اقیانوس آبی و تمرکز بر رویکردهای انقلاب صنعتی چهارم با به‌کارگیری فناوری‌های نوین در طرح‌های توسعه‌ای و ایجادی و بهره‌مندی از هوش مصنوعی در فرایندهای جاری شرکت در جهت کاهش هزینه‌های سرمایه‌گذاری، کاهش هزینه‌های قیمت تمام شده، ارتقای کیفیت، کاهش اتکا به انرژی و کنترل آلایندگی‌های زیست‌محیطی و همچنین تمرکز بر تولید محصولات خاص، در کمترین زمان ممکن می‌توان این جایگاه را بهبود بخشید.

اهمیت صنعت فولاد

فولاد، مهم‌ترین ماده مهندسی، صنعتی و ساختمانی جهان به شمار می‌آید که در جنبه‌های مختلف زندگی انسان به شرح ذیل مورد استفاده قرار می‌گیرد و و انسان را از دیرباز و حتی در شرایط کنونی با تغییر کمی و کیفی نیازهای متعدد به خود وابسته کرده است.

• ۵۲ درصد در ساختمان و زیرساخت‌های عمرانی
• ۱۲ درصد در صنعت اتومبیل‌‎سازی
• ۵ درصد در کشتی‌سازی و حمل‌ونقل ریلی
• ۲ درصد در صنعت لوازم خانگی
• ۱۹ درصد در تجهیزات مکانیکی و الکتریکی
• ۱۰ درصد در سایر محصولات فلزی

تولید فولاد خام در ایران و جهان

بر اساس اطلاعات انجمن جهانی فولاد که هر سال در ماه ژوئن منتشر می‌شود، تولید جهانی فولاد خام از ۱۸۹ میلیون تن در سال ۱۹۵۰، به یک میلیارد و ۸۸۵ میلیون تن در سال ۲۰۲۲ رسیده که نشانگر اهمیت و جایگاه ویژه این محصول استراتژیک در جهان است.

تولید فولاد ایران در سال ۲۰۲۲، معادل ۳۰٫۶ میلیون تن بوده که نسبت به سال قبل از آن، ۸ درصد افزایش یافته و ایران را در جایگاه دهم تولید فولاد دنیا قرارداده است؛ لازم به ذکر است رشد تولید فولاد ایران در میان ۲۷ کشور تولیدکننده برتر فولاد جهان، با نرخ ۸ درصد در جایگاه اول قرار دارد.

کل صادرات فولاد و محصولات فولادی کشور در سال ۱۴۰۰، معادل ۱۲ میلیون و ۱۳۹ هزار تن به ارزش ۶٫۰۷ میلیارد دلار بوده که در سال ۱۴۰۱، این رقم به ۱۱ میلیون و ۴۳۵ هزار تن به ارزش تقریبی ۵٫۷۲ میلیارد دلار رسیده است.

فرایندهای تولید فولاد

آهن با حذف اکسیژن و سایر ناخالصی‌ها از سنگ‌آهن ساخته می شود. هنگامی که آهن با کربن، فولاد بازیافتی و مقادیر کمی از عناصر دیگر ترکیب شده، به فولاد تبدیل می‌شود. در واقع فولاد، آلیاژی از آهن و کربن بوده که حاوی کمتر از ۲ درصد کربن، یک درصد منگنز و مقادیر کمی سیلیکون، فسفر، گوگرد و اکسیژن است.

فولاد به دو روش اصلی کوره بلند – کوره اکسیژن پایه (BF-BOF) و کوره قوس الکتریکی (EAF)  تولید می‌شود؛ اگرچه تنوع و ترکیبی از مسیرهای تولید نیز وجود دارد. تفاوت اصلی بین روش‌ها، در نوع مواد اولیه مصرفی آن‌هاست. در روش (BF-BOF)، مواد اولیه عمدتا سنگ‌آهن، زغال‌سنگ و فولاد بازیافتی است؛ در حالی که در روش (EAF)، فولاد با استفاده از فولاد بازیافتی و آهن اسفنجی تولید می‌شود.

در مجموع حدود ۷۰ درصد فولاد جهان از طریق فرایند (BF-BOF) تولید می‌شود؛ اگرچه این نسبت در ایران به دلیل استراتژی بهره‌مندی از منابع گازی، تقریبا ۷۵ درصد به روش قوس الکتریکی (EAF) است. (این فرایند طی چند سال اخیر به دلیل محدودیت تامین گاز و برق، با چالش‌های متعددی مواجه شده است)

یکی دیگر از فناوری‌های فولادسازی، کوره روباز (OHF) بوده که حدود ۰٫۴ درصد از تولید جهانی فولاد را تشکیل می‌دهد. استفاده از فرایند (OHF) بسیار انرژی‌بر بوده و به دلیل مضرات زیست‌محیطی و توجیه اقتصادی پایین در حال کاهش است.

استراتژی اقیانوس آبی

نیازهای متغیر و روبه‌رشد مصرف‌کنندگان و افزایش حق انتخاب آن‌ها، کسب‌وکارها را به سمت جدید و خلاقانه‌ای حرکت داده و در دهه گذشته، جهان تغییرات قابل‌توجهی را به خود دیده است. زندگی بدون اینترنت، تکنولوژی اطلاعات، ویکی‌پدیا و شبکه‌های اجتماعی را تصور کنید؛ واقعیت امر این است که هیچ‌ کدام از این عوامل تحول‌ساز وجود نداشتند. این تغییرات چشمگیر علاوه بر اینکه کیفیت زندگی را تحت تاثیر قرار داده‌اند، استراتژی‌های کسب‌وکار را نیز دستخوش تغییر و تحول کرده‌اند و اینجاست که مفهوم «استراتژی اقیانوس آبی» بیش‌ از پیش اهمیت می‌یابد.

در حال حاضر چالش روبه‌رشد سازمان‌ها، بازنگری استراتژی‌ها به صورت مداوم است. نیاز مستمر سازمان‌های امروزی این است که بتوانند هم‌زمان هم تمایز ایجاد کنند و هم هزینه‌ها را کاهش دهند. این همان چیزی است که نوآوری ارزشمند نامیده می‌شود و پایه و اساس استراتژی اقیانوس آبی است.

استراتژی اقیانوس آبی، یک فرایند سیستماتیک و تکرارشونده است که با ارائه ابزارها (روش‌های ایجاد اقیانوس آبی)، چارچوب‌ها (ذهنیت لازم برای حرکت به سمت اقیانوس آبی) و اصول (تولید و پیاده‌سازی استراتژی‌هایی برای رسیدن به اقیانوس آبی) به ما کمک می‌کند تا فرصت‌های بی‌نظیری را در بازار درک کرده و در بخش‌های خارج از مرزهای فعلی شروع به فعالیت کنیم. استراتژی اقیانوس آبی به دنبال راه‌هایی برای بهبود رقابت در بازار یا افزایش تقاضا نیست بلکه این استراتژی در صدد است تا سازمان‌ها را به سمتی از بازار هدایت کند که رقابتی وجود ندارد و به جای افزایش تقاضا، باید آن را ایجاد کرد. در واقع مفهوم داروینیسم یا جنگ برای بقا در اقیانوس‌های آبی مطرح نیست و در عوض باید به دنبال فرصت‌هایی بود که ما را به سرعت به سمت سودآوری سوق می‌دهد.

اگر استراتژی بازار شما شامل مبارزه برای بقا در یک بازار کاملا اشباع و رقابتی باشد، احتمالا بیشترین انرژی‌ شما صرف رقابت برای سهم بازار خواهد شد و به ازای هر رقیبی که وارد فضای کسب‌وکار شود، سود شما کاهش می‌یابد. اگر بخواهید این فشار را از دوش کسب‌وکار خود بردارید، ناگریزید به سمت اقیانوس‌های آبی حرکت کنید.

بسیاری از شرکت‌ها به دلیل نوآوری‌های تکنولوژیکی، محصولات خود را آسان‌تر و بیشتر تولید می‌کنند. با این‌حال، فقط به این دلیل که بیشتر تولید می‌کنند، نمی‌توان نتیجه گرفت که تقاضای کافی برای افزایش عرضه‌ آن‌ها وجود دارد. اگر شما در اقیانوس قرمز با شرکت‌های دیگری بر سر عرضه بیش‌ از حد رقابت می‌کنید، تنش و رقابت برای کسب سود بیشتر مهم تلقی می‌شود؛ حال اینکه در اقیانوس‌های آبی، در درجه اول پیدا کردن فرصت‌های جدید برای کسب سودآوری مهم است نه لزوما خود سودآوری.

انقلاب صنعتی چهارم

اواخر قرن ۱۸ میلادی، اولین انقلاب صنعتی با استفاده از ماشین‌آلات و نیروی آب و بخار به جای نیروی انسانی و حیوانی جهت تولید انبوه رقم خورد. یک قرن بعد، انقلاب صنعتی دوم خطوط مونتاژ و استفاده از نفت، گاز و برق را معرفی کرد. این منابع انرژی جدید همراه با ارتباطات پیشرفته‌تر از طریق تلفن و تلگراف، تولید انبوه و درجاتی از اتوماسیون را برای فرایندهای تولید به ارمغان آورد. اواسط قرن بیستم، سومین انقلاب صنعتی آغاز شد، کامپیوترها، مخابرات پیشرفته و تجزیه و تحلیل داده‌ها را به فرایندهای تولید اضافه کرد. دیجیتالی شدن کارخانه‌ها با تعبیه کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC) در ماشین‌آلات برای کمک به خودکارسازی برخی از فرایندها و جمع‌آوری و به اشتراک‌گذاری داده‌ها آغاز شد. در شرایط کنونی نیز با انقلاب صنعتی چهارم مواجهیم. مشخصه این انقلاب صنعتی، افزایش اتوماسیون و به‌‍کارگیری ماشین‌ها و کارخانه‌های هوشمند، هوش مصنوعی، داده‌های آگاهانه به تولید کالاها با کارایی و بهره‌وری بیشتر در سراسر زنجیره ارزش است.

در انقلاب صنعتی چهارم، کارخانه‌های هوشمند مجهز به حس‌گرهای پیشرفته، نرم‌افزارهای تعبیه‌شده و روباتیک، داده‌ها را جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل کرده و امکان تصمیم‌گیری بهتر را فراهم می‌کنند. حتی ارزش بالاتری ایجاد می‌شود که داده‌های عملیات تولید با داده‌های عملیاتی از (ERP)، زنجیره تامین، خدمات مشتری و سایر سیستم‌های سازمانی ترکیب شوند تا سطوح کاملا جدیدی از دید و بینش را از اطلاعات ذخیره‌ شده قبلی ایجاد کنند.

مفاهیم و فناوری‌های «Industry 4.0» را می‌توان در همه انواع شرکت‌های صنعتی از جمله تولید گسسته و فرایندی از قبیل صنایع فولادی، نفت، گاز، پتروشیمی، معدن و سایر صنایع به‌کار برد.

استفاده از فناوری‌های هوش مصنوعی، منجر به بهبود فرایند و بالاتر از همه، سطح جدیدی از کارایی و اثربخشی (بهره‌وری) و پاسخگویی به مشتریان که قبلا امکان‌پذیر نبوده را منجر می‌شود. برخی اقداماتی عملیاتی که در این خصوص باید صورت پذیرد، به شرح زیر است:

• استفاده از سیستم‌های هوشمند جهت کنترل و کاهش مصارف انرژی
• استفاده از سیستم‌های کنترلی جهت کاهش ضایعات
• استفاده از سیستم‌های هوشمند جهت کاهش مصرف مواد اولیه مصرفی
• تامین مواد اولیه و قطعات یدکی با کمترین هزینه و زمان ممکن
• کاهش سرمایه در گردش و هزینه‌های تامین نقدینگی از طریق هوشمندسازی سیستم‌های خرید مواد اولیه، قطعات یدکی و مصرفی
• ایجاد سیستم‌های هوشمند فروش محصول و تعامل با مشتریان و تامین‌کنندگان
• سیستم‌های هوشمند انبارداری و حذف انبارها و انبارک‌های اضافی در کارخانجات
• نرخ‌گذاری حداقل جهت خرید مواد اولیه با استفاده از هوش مصنوعی
• سیستم‌های هوشمند انتخاب و تولید محصول نهایی
• شبیه‌سازی محصولات جدید قبل از تولید انبوه
• پیاده‌سازی سیستم‌های تولید به‌‌هنگام
• سیستم‌های هوشمند جهت کنترل آلایندگی‌های زیست‌محیطی و میزان تولید کربن
• استفاده از سیستم‌های کنترل کیفیت هوشمند در راستای ارتقای کیفیت محصولات
• بهره‌مندی از مزایای پیاده‌سازی سیستم‌های نظارتی و کنترلی هوشمند
• ارزیابی هوشمند هرگونه طرح جدید، توسعه‌ای و خرید ماشین‌آلات و تجهیزات
• بهینه‌سازی عملکرد منابع انسانی و نظارت هوشمندانه بر جذب، توسعه و نگهداری منابع انسانی
• سیستم‌‎های هوشمند نظارتی

تکنولوژی‌های جدید در چرخه فولاد و انقلاب صنعتی چهارم

روش‌های کنونی تولید آهن و فولاد، پرهزینه و پرمصرف از لحاظ انرژی بوده و برآورده کردن انتظارات و مقررات زیست‌محیطی سختگیرانه و دستیابی به رقابت اقتصادی پایدار با استفاده از این روش‌ها، در آینده‌ای نه چندان دور تولید فولاد را با مشکل مواجه خواهد کرد.

در طرح‌های توسعه و یا ایجادی، جایگزینی فرایندهای پیش گرم پیش احیا و احیا ذوب در روش متداول با تکنولوژی‌های نوین و جدید بر پایه ذوب مستقیم جهت تولید آهن و چدن از اهداف مهم در صنایع فولاد جهان بوده است. تکنولوژی‌های نوینی نظیر «FINEX»، «FINMET»، «HYREX» ،  «HIsmelt» ، «COREX» و «ROMELT»، از جمله فرایندهای ابداع شده کاهش انتشار گازهای آلاینده، استفاده از سنگ‌آهن ریزدانه و با کیفیت پایین، عدم استفاده از کک و جایگزینی آن با زغال‌ کک‌نشو بوده‌اند.

در این روش‌ها ضمن کاهش اتکا به استفاده از گاز طبیعی و حذف بخش‌هایی از چرخه فولاد از قبیل کنسانتره‌سازی، گندله‌سازی، تولید آهن اسفنجی در روش کوره قوس الکتریکی و حذف کک‌سازی و آگلومراسیون در روش کوره بلند با رعایت الزامات زیست‌محیطی و تولید فولاد سبز، حجم کل سرمایه‌گذاری بالغ بر ۳۰ تا ۴۰ درصد و قیمت تمام شده محصول نهایی معادل ۲۰ تا ۳۰ درصد کاهش خواهد یافت. با فرایندهای پیشنهادی، در شرایط فعلی کشور که تامین انرژی در ماه‌هایی از سال به سختی امکان‌پذیر بوده و این امر تاثیر بسزایی در کاهش تولید و عملکرد غیر اقتصادی واحدهای بزرگ فولادی داشته است و همچنین کاهش ریسک تمرکز تک منبعی استفاده از انرژی گاز و کک جهت تامین انرژی مورد نیاز، پیشنهاد می‌شود با طراحی و اجرای استراتژی تغییر و ارتقای تکنولوژی و بهره‌مندی از تکنولوژی‌های نوین تولید فولاد در طرح‌های ایجادی و یا توسعه‌ای تولید فولاد کشور، فعالیت و سرمایه‌گذاری در این حوزه را اقتصادی‌تر کرد.

تولید محصولات خاص در راستای استراتژی اقیانوس آبی و انقلاب صنعتی چهارم

با توجه به صحنه رقابتی شدیدی که در صنعت فولاد وجود دارد، تولید محصولات خاص و برآورده کردن بخشی از نیازهای برآورده نشده و تولید محصولات فولادی که تاکنون در کشور تولید نمی‌شده‌اند، یکی از راهکارهای برون‌رفت از کاهش سودآوری به خصوص در صنایع پایین‌دست چرخه فولاد به شمار می‌آید. این محصولات را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد؛ محصولاتی که به دلیل تقاضای پایین در ایران تولید نمی‌شوند اما متقاضی بین‌المللی دارند و محصولاتی که به دلیل محدودیت تکنولوژی و فناوری در کشور تولید نمی‌شوند.

از جمله محصولاتی که به دلیل تقاضای پایین در ایران تولید نمی‌شود، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ورق الکتریکی (فولاد سیلیکونی) مورد کاربرد در تمامی ترانسفورماتورها
• محصولات کیفی مانند Advanced High-Strength Steel (AHSS) (فولاد مقاوم در برابر ضربه و خمش که بیشتر در صنعت خودرو کاربرد دارد) و Special bar quality (SBQ) steel (میلگرد با کیفیت خاص)
• محصولات آلیاژی
• انواع فولاد ضدزنگ که شامل انواع محصولات تخت و طولی می‌شود

از جمله محصولاتی که به دلیل محدودیت تکنولوژی و فناوری در کشور تولید نمی‌شود، شامل موارد زیر است:

• لوله بدون درز درون‌چاهی برای سایزهای پایین
• انواع لوله‌های آتشکار
• بخشی از فولادهای مخصوص تولید فنر (Spring wire)
• لوله‌های (CRA) شامل یک لوله کربن استیل و یک لایه مقاوم در برابر خوردگی (Corrosion-resistant)
• استیل کورد که در لاستیک‌سازی (سبک و سنگین) کاربرد دارد

یادداشت: نادر جعفریوسفی – کارشناس صنعت فولاد

فلزات آنلاین