این شرکت در زمینه تولید آهن اسفنجی به روش احیای پایه زغالی مشغول به فعالیت می باشد که فعالیت ها و محصولات شرکت به اختصار به شرح زیر می باشد:
فعالیت های اصلی شرکت :
- تولید و فروش آهن اسفنجی
- فروش دانش فنی فرآیند تولید آهن اسفنجی از هماتیت کم عیار بصورت غیر انحصاری در داخل و خارج از کشور
- افزودن خط تولید فولاد و چدن و فروش آنها در چشم انداز آینده ی شرکت
محصولات شرکت:
1-دانش فنی فرآیند "تولید آهن اسفنجی از هماتیت کم عیار به روش احیای مستقیم توسط زغال سنگ کک نشو" در مقیاس پایلوت و فروش با تعمیم در مقیاس صنعتی(فاز 1 )
2- آهن اسفنجی در ظرفیت های نیمه صنعتی و صنعتی (فاز 1)
3- فولاد و چدن در چشم انداز آینده ی شرکت (فازهای توسعه)
مشتریان شرکت:
- در بخش دانش فنی طرح: کلیه فعالان حوزه آهن و فولاد و صنایع کلان خصوصا صاحبان معادن سنگ آهن کم عیار هماتیتی در داخل و خارج از کشور
- در بخش محصول(آهن اسفنجی) در مقیاس نیمه صنعتی: کلیه ی کارگاه های کوچک فولاد ریزی و چدن ریزی
- در بخش محصول(آهن اسفنجی) در مقیاس صنعتی: کلیه ی کارگاه ها و کارخانه های تولید فولاد
چکیده ی فناوریِ شرکت:
آهن اسفنجی در ایران که بعد از هند دومین تولید کننده آهن اسفنجی در جهان می باشد، به روش میدرکس و در اندک مواردی به روش SL/RN و سایر روش ها تولید می شود. می توان گفت تمامی تولید کنندگان آهن اسفنجی از سنگ آهن پرعیار هماتیتی به شکل گندله به عنوان ماده اولیه و از گاز، زغال سنگ و یا کُک به عنوان احیا کننده استفاده می کنند. بنابراین در واحدهای تولید آهن، علاوه بر کوره های احیا نیاز به احداث کارخانجات مربوط به گندله سازی، کک سازی و یا تجهیزات مربوط به تولید گاز احیایی (ریفرمر) نیز می باشد که هرکدام از این واحدها سرمایه ی عظیمی را می طلبد. در واحدهای گندله سازی علاوه بر حجم سرمایه گذاری زیاد، مصرف آب نیز قابل توجه است. بنابراین احداث چنین واحدهایی در کشور ما که با بحران آب مواجه است، منطقی نیست. از طرف دیگر افزایش قیمت و کاهش منابع سنگ آهن پرعیار نیز مشکل بزرگی است که در آینده ای نه چندان دور تاثیر شگرفی بر صنایع آهن و فولاد خواهد گذاشت. بنابراین با درنظر گرفتن موارد فوق (پرهزینه بودن فرایندهای گندله سازی، کک سازی، واحدهای تولید گاز احیایی، افزایش روز افزون قیمت سنگ آهن و بحران آب به خصوص در مناطق خشک کشور) تولید کنندگان مجبور به استفاده از تکنولوژی و مواد اولیه ی جایگزین و ارزان قیمت خواهند شد که علاوه بر حذف واحدهای کک سازی، گندله سازی و تولید گاز احیایی، تا حد امکان مشکل مصرف آب را نیز مرتفع سازد.
همانطور که ذکر شد، افزایش نیاز به سنگ آهن و افزایش سریع قیمت آن در سال های اخیر، باعث افزایش تمایل به استفاده از منابع کم عیارتر حاوی آهن شده است. به عنوان مثال، می توان معادن سنگ آهن کم عیار هماتیتی را نام برد که در مقابل سنگ های پرعیار قیمت ناچیزی دارند. همچنین می توان به روباره های کم عیار در معادن اشاره کرد که در هنگام استخراج، به منظور رسیدن به توده ی معدنی پرعیار زیرین، لازم است تا ابتدا این روباره ها کنار زده شوند و اغلب به صورت توده هایی بی ارزش در معادن دپو شده که مشکلات فراوانی ایجاد می کنند. بنابراین اگر بتوان از این منابع برای تولید آهن استفاده کرد، علاوه بر حل مشکل چنین دپوهایی، سود سرشاری نیز حاصل خواهد شد. زیرا در اینصورت با استفاده از مواد اولیه بدون ارزش اقتصادی، محصولی تولید خواهد شد که بسیار ارزشمند است و آهن اسفنجی تولید شده در کوره های ذوبی برای تولید فولاد مصرف میشود.
همچنین معادن زغال سنگ کک نشو نیز وجود دارند که این نوع زغال سنگ عملا از چرخه ی کک سازی خارج است، به همین دلیل ارزش اقتصادی چندانی ندارد. لذا در صورت استفاده از این منابع ارزان قیمت (زغال سنگ کک نشو و سنگ آهن کم عیار)، ضمن اینکه منابع جدیدی وارد چرخه ی تولید فولاد می شوند، ارزش افزوده ی قابل توجهی حاصل خواهد شد. از این رو استفاده از سنگ های هماتیتی کم عیار و زغال سنگ کُک نشو که در ایران به وفور وجود دارند، می تواند جایگزین مناسبی برای تولید آهن اسفنجی باشند.
ذکر این نکته ضروری است که امروزه در ایران اکثر صاحبان معادن سنگ آهن هماتیتی کم عیار، محصول خود را با قیمت های بسیار پایین به کارخانه های سیمان می فروشند. اما اگر با روش این طرح به جای فروش سنگ آهن هماتیتی کم عیار به کارخانه های سیمان، مستقیما آهن اسفنجی تولید شده و به کارگاه ها و کارخانه های تولید فولاد فروخته شود، طبق محاسبات انجام شده، سود سالیانه ی بیش از 10 برابری به دنبال خواهد داشت.
در جهان کشورهایی مانند هند، چین و اوکراین دارای تکنولوژی مشابه تولید آهن از هماتیت کم عیار می باشند که این تکنولوژی را با قیمت میلیون ها دلار به فروش می رسانند. نکته ی قابل توجه این است که تابحال این تکنولوژی وارد ایران نشده و اولین شرکت داخلی که به این دانش دست یابد می تواند به صورت انحصاری مالک چنین طرحی باشد و علاوه بر سود فراوان حاصل از تولید آهن به این روش، می تواند از فروش دانش حاصل نیز سود بسیار زیادی بدست آورد.
در همین راستا فرایند «تولید آهن اسفنجی از کانه های کم عیار هماتیتی به روش احیای مستقیم توسط زغال سنگ کک نشو» به دست تیمی توانمند در سالهای 1389 تا 1396 برای اولین بار در کشور بومی شده، در شهریورماه سال 1391 با شماره ی 76552 ثبت اختراع ملی شده و تاییدیه های علمی مربوطه نیز اخذ شد. همچنین این طرح برگزیده ی بیش از 15 جشنواره ی استانی، ملی و بین المللی از جمله جشنواره ملی فن آفرینی شیخ بهایی، جشنواره بین المللی تجاری سازی فناوری های پیشرفته نیز شده است. در ادامه شرکت مربوطه نیز با نام "پارس تکین آهن دانش بُنیه (سهامی خاص)" در تیرماه سال 1395 ثبت شده و در پارک علم و فناوری استان خراسان شمالی پذیرش نهایی و مستقر شده است. همچنین شرکت فوقالذکر در مهرماه 1395 به عنوان شرکت نوپا موفق به اخذ مجوز دانش بنیان نیز شده است. در آذرماه 1395 و 1396 نیز گواهی TRL (سطح آمادگی فناوری) با امتیاز 7 الماسی (از حداکثر سطح 9) از وزارت محترم علوم اخذ شد که نشان از آمادگی بالای فناوری جهت ورود به بازار دارد.
لازم به ذکر است که یکی از مزایای اصلی شرکت دانش بنیان (و همچنین گواهی ثبت اختراع)، حق انحصار تولید محصول و دانش مربوطه می باشد. بنابراین حق انحصار تولید آهن اسفنجی از سنگ کم عیار متعلق به شرکت فوق بوده و به این معنی است که علاوه بر اینکه شرکت دیگری نمی تواند به این روش به تولید آهن اسفنجی از منابع کم عیار بپردازد، همچنین اجازه واردات تکنولوژی مشابه نیز به شرکت های دیگر داده نمی شود، چراکه فناوری توسط شرکت دانش بنیان "پارس تکین آهن دانش بُنیه (سهامی خاص)" در داخل بومی شده است. بنابراین با توجه به مطالب فوق (منابع ارزان قیمت اولیه، محصول ارزشمند آهن اسفنجی نهایی، رفع مشکل مربوط به بحران آب، حق انحصار، سایر مزایای شرکت دانش بنیان و...) مشخص می شود که طرح و شرکت فوقالذکر ارزش بسیار زیادی دارد که ارزش گذاری انجام شده (صرفا دارایی های فکری شرکت) توسط فن بازار ملی ایران (تحت نظارت معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری) نیز موید آن است.
طرح حاضر ابتدا در مقیاس آزمایشگاهی اجرا شد و از نظر علمی به نتیجه رسید و نمونه محصول اولیه (آهن اسفنجی) تولید شد. در مرحله ی اول فرایند استحصال آهن از منابع کم عیار فاقد ارزش تجاری مورد بررسی قرار گرفت و نتیجه مطلوب حاصل شد. بدین منظور سنگ آهن کم عیار (حاوی کمتر از 40% آهن) که استفاده از آن در روش های رایج تولید آهن مقرون به صرفه نیست، همراه با زغال سنگ کک نشو که در فرایندهای کک سازی بدون استفاده است انتخاب گردید. به کمک مطالعات پراش اشعه ی ایکس، فلورسانس اشعه ایکس، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی، آنالیزهای نقطه ای و شیمی تجزیه ی کمی(شیمی تر)، نوع ترکیبات و درصد آهن فلزی در محصول آهنی نهایی تعیین شد. درفرایند فوق میزان احیا 96 درصد، میانگین عیار آهن کل در کنسانتره ی نهایی 82 درصد، درجه ی فلزی شدن 94 درصد و میزان بازیابی 64 درصد به دست آمد. نتایج آزمایشات نشان داد که می توان به روش فوق، ماده ی آهنی قابل استفاده در کوره های فولادسازی تولید نمود. محصول آهنی این فرایند همچنین می تواند در شارژ کوره بلند مورد استفاده قرار گیرد. پیشبینی می شود که استفاده از این محصول آهنی در شارژ کوره بلند، علاوه بر افزایش راندمان کوره می تواند کاهش مصرف کک را نیز به همراه داشته باشد.
با توجه به اینکه نتیجه ی بدست آمده از این فرایند در مقیاس آزمایشگاهی گام اول بوده و از طرفی در ایران تاکنون دانش آن بومی سازی نشده است، لذا با حمایت مالی پارک علم و فناوری خراسان شمالی و منابع شخصی مرحله ی دوم طرح در مقیاس آزمایشگاهی بزرگتر(نیمه پایلوت) اجرا و با موفقیت به نتیجه رسید. آنالیز محصول آهنی نهایی نشان داد که میانگین عیار آهن کل در محصول 90-86 درصد، درجه ی فلزی شدن 97-95 درصد و میزان بازیابی 87-80 درصد به دست آمد که شرح کامل دانش حاصله در قالب "کتاب دانش طرح" تدوین شده است.
با توجه به پیچیدگی های چنین فرایندهای صنعتی در ادامه لازم است تا دانش بدست آمده ابتدا در مقیاس نیمه صنعتی (کمتر از 10هزار تن در سال) پیاده سازی شود. پس از آن می توان دانش فوق را به مقیاس صنعتی گسترش داد. بدین منظور طرح توجیحی مقیاس صنعتی پایه براساس تولید سالانه 100هزار تن محصول (آهن اسفنجی) پایه ریزی شده و محاسبات اقتصادی آن انجام شده است. لذا پس از اجرای موفق این واحد در مقیاس مورد نظر (100هزار تن در سال)، در فاز بعدی می توان آن را به مقیاس صنعتی کلان (چندصد هزار تن در سال) گسترش داد.
لازم به ذکر است که محصول تولیدی (آهن اسفنجی) دارای ارزش فراوانی است و تقاضای بازار برای چنین محصولی زیاد است. به طوری که کارخانجات فولادسازی از جمله فولاد اسفراین مصرف کننده ی عمده ی چنین محصولی می باشند که نامه ی اعلام نیاز اخذ شده از مدیرعامل اسبق این شرکت موید این مطلب می باشد. ویژگی مثبت دیگر طرح حاضر در نوع آهن اسفنجی تولیدی است. زیرا محصول آهن اسفنجی این طرح به شکل بریکت است که برخلاف DRI که فقط ذوب آن در کوره ی قوس الکتریکی توجیه پذیر است، بریکت آهن اسفنجی را می توان علاوه بر کوره قوس الکتریکی در کوره های القایی نیز مصرف کرد. بنابراین دامنه ی وسیعی از کارگاه ها و کارخانجات تولید چدن و فولاد مشتری چنین محصولی می باشند. همچنین علاوه بر آهن اسفنجی تولیدی، دانش فنی حاصل از اجرای واحد صنعتی (100هزار تن در سال) محصول دیگر این طرح است که از فروش غیر انحصاری آن نیز سود سرشاری حاصل خواهد شد. راه اندازی واحد ذوب آهن اسفنجی و تولید محصولات فولادی نیز می تواند از چشم اندازهای این طرح باشد.
نوآوری ها، مزایا و ویژگی های فنی مثبت طرح(علمی، اجرایی و اقتصادی):
1- سرمایه گذاری ثابتِ بسیار پایین جهت راه اندازی طرح نسبت به روش های پایه گازی مانند میدرکس
2- استفاده از مواد اولیه ی فاقد ارزش تجاری و بدون استفاده در فرایندهای متالورژیکی و کاهش چشمگیر هزینه های تولید (کاهش 25 الی 30درصدی هزینه های تولید نسبت به سنگ آهن هماتیتی پرعیار)
الف) ماده ی اولیه ی مورد استفاده در اکثر فرآیند های تولید آهن در جهان و تمام فرآیندهای تولید آهن در ایران ، سنگ آهن هماتیتی پرعیار می باشد در صورتی که ماده ی اولیه ی خام مورد استفاده در طرح ابداعی ما سنگ آهن هماتیتی کم عیار فاقد ارزش تجاری می باشد معادن سنگ های آهن کم عیار هماتیتی در آینده ای نه چندان دور به دلیل کاهش ذخیره ی معادن و منابع سنگ های آهن پرعیار، این منابع مورد توجه قرار خواهند گرفت و گرایش به سمت آنها، به عنوان منابعی ثانویه برای تولید آهن، روز به روز افزایش خواهد یافت.
ب) معادن ذغال سنگ کک نشو، به دلیل بالا بودن مواد فرار آنها و عدم استفاد از آنها در فرایند کک سازی بدون استفاده اند و در اکثر روش ها و طرح های احیای سنگ آهن در جهان و خصوصا در ایران تمامی روش ها از گاز به عنوان عامل احیا کننده استفاده می کنند ، اما در این طرح بر ای اولین بار در ایران از ذغال سنگ کک نشو، که بسیار ارزان قیمت است، به عنوان احیا کننده استفاده شده است
3- حذف فرایند پر هزینه گندله سازی و صرفه جویی چشمگیر در مصرف آب به دلیل استفاده از سنگ آهن کم عیار هماتیتی به صورت دانه بندی و خردایش شده
4- حذف فرایند پرهزینه کک سازی و صرفه جویی در مصرف گاز به دلیل استفاده از زغال سنگ کک نشو
5- به دست آورن آهن اسفنجی با عیار، بازیابی، درجه ی فلزی و ترکیب نهایی قابل قبول جهت استفاده در کوره های ذوب و فولادسازی.
6- افزایش بیش از 10 برابری سود سالیانه از محل فروش آهن اسفنجی تولید شده از هماتیت کم عیار در مقایسه با فروش هماتیت کم عیار به کارخانه های سیمان
7- اجرای پایلوت طرح حاضر با سرمایه ای بسیار اندک در مقایسه با سرمایه گذاری های کلان در صنعت آهن و فولاد و بدست آوردن دانش فنی طرح در مقیاس پایلوت و بومی سازی و تعمیم آن در مقیاس صنعتی، برای اولین بار در ایران
8- امکان فروش دانش فنی بدست آمده از فرآیند (علاوه بر تولید محصول) به سایر شرکت ها و تولیدکنندگان داخلی و خارجی بصورت غیر انحصاری و رفع وابستگی احتمالی به ورود دانش فنی از کشورهای دیگر و جلوگیری از خروج ارز.
9- کارایی و اثر بخشی فرایند را می توان با تمرکز بر مراحل آماده سازی بار اولیه برای فرایند احیا ارتقا داد. به طوریکه به عنوان مثال با تعویض ماده ی اولیه آهنی (هماتیت آهن کم عیار) با باطله های آهنی فرایندهای دیگر می توان این فرایند را برای تولید آهن اسفنجی از سایر منابع ثانویه نیز سازگار کرد.