به‌طور کلی آهن به سه شکل چدن خام، آهن اسفنجی و قراضه تولید و عرضه می‌شود. در سال ۲۰۲۳ چیزی حدود ۲ میلیارد و ۳۰ میلیون تن آهن در جهان عرضه شد که از این مقدار تنها حدود ۵.۸ درصد آن بین کشورها مورد مبادله قرار گرفت.
قراضه آهنی به‌دلیل دسترسی گسترده، تقاضای بالا در کشورهای فاقد منابع معدنی کافی، و سازگاری با فرآیندهای بازیافتی و محیط‌زیست، بیشترین حجم تجارت را در بازار جهانی دارد. در مقابل، چدن خام و آهن اسفنجی بیشتر در محل تولید، مصرف می‌شوند و نقش کمتری در تجارت جهانی ایفا می‌کنند. به همین دلیل، می‌توان قراضه آهنی را به‌عنوان ستون اصلی تجارت آهن در سطح جهانی معرفی کرد.
چدن خام، آهن اسفنجی، و قراضه آهنی سه نوع ماده اولیه مهم در صنعت فولادسازی هستند که از نظر ترکیب، روش تولید، و کاربرد تفاوت‌های قابل توجهی دارند. چدن خام (Pig Iron) دارای درصد بالای کربن (۳.۵-۴.۵ درصد) و مقادیر قابل توجهی از سیلیسیوم، منگنز، و سایر ناخالصی‌ها است. این ماده از طریق ذوب سنگ آهن همراه با کک و سنگ آهک در کوره بلند تولید می‌شود. چدن خام سخت و شکننده است و به‌دلیل این ویژگی‌ها، مستقیما در تولیدات صنعتی استفاده نمی‌شود؛ بلکه به‌عنوان ماده اولیه در تولید فولاد و چدن ریخته‌گری به‌کار می‌رود. آهن اسفنجی (Sponge Iron) از فرآیند بدون ذوب احیای مستقیم سنگ آهن تولید می‌شود و معمولا خلوص بالاتری از چدن خام (بیش از ۹۰ درصد) دارد. این ماده به‌دلیل رسانایی الکتریکی کافی، به‌خصوص در کوره‌های الکتریکی به‌عنوان جایگزینی مناسب برای قراضه آهنی در تولید فولاد استفاده می‌شود. ناخالصی‌های کمتر و کیفیت بالای آهن اسفنجی، آن را برای تولید فولاد مرغوب مناسب کرده است. گفتنی است که کربن محتوی بالای چدن خام در مقابل آهن اسفنجی، مصرف آن را در فرآیندهای فولادسازی در کوره‌های الکتریکی، به‌دلیل الزام به انجام کربن‌زدایی محدود ساخته‌است.
قراضه آهنی (Scrap Iron) از بازیافت قطعات و کالاهای فلزی، مانند خودروها و لوازم صنعتی که طول عمر آن‌ها به پایان رسیده‌باشد، به‌دست می‌آید. قراضه آهنی به‌عنوان ماده اولیه در کارخانه‌های ذوب فولاد و ریخته‌گری، به‌ویژه در تولید فولاد ساختمانی و صنعتی، مورد استفاده قرار می‌گیرد. به‌طور کلی استفاده از قراضه آهنی برای تولید فولاد، روشی اقتصادی و سازگار با محیط‌زیست است. هر یک از مواد مذکور شامل چدن خام، آهن اسفنجی و قراضه آهنی، بر اساس ویژگی‌ها و کاربردهایشان در مراحل مختلف صنعت فولادسازی نقش مهمی ایفا می‌کنند.
نقش مهم چدن خام در فولادسازی
در نمودار شماره یک روند تولید و عرضه آهن به اشکال مختلف طی سال‌های ۲۰۰۱ تا ۲۰۲۳ مورد بررسی قرار گرفت؛ همانطور که در این نمودار قابل مشاهده است طی این دوره تولید این محصولات رشد قابل توجهی را تجربه کرد. نرخ رشد محاسبه شده برای تولید انواع مختلف آهن طی این دوره چیزی حدود ۴ درصد محاسبه شد. حجم عرضه آهن در سال ۲۰۲۳ چیزی حدود ۲ میلیارد و ۳۰ میلیون تن برآورد شد که نسبت به سال قبل از آن حدود ۳ میلیون و ۷۰۰ هزار تن رشد داشت.
چدن خام، آهن اسفنجی، و قراضه آهنی هر سه در صنعت فولاد نقش کلیدی دارند، اما حجم تولید آن‌ها متفاوت است. بر اساس برآوردهای آتورپات، در سال ۲۰۲۳ سهم چدن خام از کل آهن تولید شده در جهان ۶۴ درصد، قراضه آهنی ۲۹ درصد و آهن اسفنجی ۷ درصد محاسبه شد. به‌دلیل رواج داشتن تولید فولاد به‌روش کوره بلند و استفاده گسترده از چدن خام به‌عنوان ماده اولیه در تولید فولاد، این محصول بیشترین حجم تولید را دارد. علاوه بر این، دسترسی آسان به مواد اولیه مانند سنگ آهن و زغال‌سنگ و توانایی تولید در مقیاس بالا، آن را به انتخاب اصلی در بسیاری از کشورها، به‌ویژه چین و هند، تبدیل کرده است.
در مقابل، قراضه آهنی به‌دلیل سازگاری با محیط‌زیست و هزینه کمتر، در بسیاری از کارخانه‌های فولادسازی استفاده می‌شود، اما منابع محدود آن باعث کاهش حجم تولید در مقایسه با چدن خام می‌شود. آهن اسفنجی، همچون چدن خام، یکی از انواع آهن محسوب می‌شود که از منابع معدنی حاصل شده‌است. این محصول با خلوص بالا و کاربرد در کوره‌های الکتریکی، قابل جایگزین با قراضه است، اما به‌دلیل نیاز به فناوری پیشرفته و گاز طبیعی ارزان، حجم تولید کمتری نسبت به چدن خام دارد. در مجموع، چدن خام به‌دلیل زیرساخت‌های گسترده تولید و نقش حیاتی آن در زنجیره تأمین فولاد، بالاترین سهم تولید را به خود اختصاص می‌دهد.
قراضه آهنی پیشتاز تجارت آهن در بازار جهانی
در تجارت جهانی، قراضه آهنی بیشترین سهم را در میان سه نوع آهن (چدن خام، آهن اسفنجی، و قراضه آهنی) دارد؛ به‌گونه‌ای که در سال ۲۰۲۳ از ۱۱۹ میلیون تن آهن مبادله شده بین کشورها در سطح جهان، ۹۹ میلیون تن آن به قراضه اختصاص داشت. قراضه آهنی به‌دلیل سادگی بازیافت و استفاده گسترده در کوره‌های الکتریکی، بیشترین تقاضا را در سطح جهانی دارد. بسیاری از کشورها مانند ایالات متحده و اتحادیه اروپا از بزرگ‌ترین صادرکنندگان قراضه آهنی هستند، در حالی که کشورهایی با صنایع فولادسازی بزرگ اما منابع معدنی محدود، مانند ترکیه، هند، و کره جنوبی، از عمده واردکنندگان آن محسوب می‌شوند.
در نمودار ۳، حجم تجارت آهن نسبت به حجم تولید/ عرضه آن را نشان می‌دهد. همانطور که در نمودار ۳ قابل مشاهده است، طی دوره مورد بررسی شاخص نسبت تجارت به عرضه برای هر سه محصول آهنی یعنی چدن خام، آهن اسفنجی و قراضه آهنی روند کاهشی در پیش گرفتند. بر اساس بررسی‌های آتورپات، از جمله مهم‌ترین عواملی که می‌تواند بر روند کاهشی این شاخص اثر‌گذار باشد، بالا بودن سرعت رشد تولید آهن در مقایسه با رشد تجارت این محصولات در این دوره است.
قراضه آهنی از کالاهای فلزی که طول عمر آن‌ها به پایان رسیده‌باشد، قابل بازیافت است و به‌دلیل کاهش مصرف سنگ آهن و انرژی، تجارت قراضه آهنی با سیاست‌های زیست‌محیطی هماهنگ است. در تمامی نقاط دنیا، قراضه آهنی به‌عنوان یکی از مهم‌ترین مواد اولیه در تولید فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرد. بالا بودن حجم تجارت جهانی قراضه آهنی در مقایسه با دو محصول دیگر، نسبت تجارت به عرضه آن را در سطح بالاتری قرار داد؛ در سال ۲۰۲۳ نسبت تجارت به عرضه این محصول ۱۷.۶ درصد برآورد شد که نسبت به ابتدای دوره مورد بررسی این نسبت حدود ۳.۸ واحد درصد افت داشت.
چدن خام بیشتر در همان محل تولید به فولاد تبدیل می‌شود و به‌ندرت در سطح بین‌المللی تجارت می‌شود. این ماده در فرآیندهای تولید فولاد به‌روش کوره بلند- کنورتور (BF-BOF) نقش حیاتی دارد و چون از مذاب چدن خام برای تولید فولاد استفاده می‌شود، معمولا ترجیح داده می‌شود که تولید و مصرف آن را در یک محل صورت گیرد. واردات چدن خام تنها در مواقع خاص مانند کمبود داخلی یا نیاز منطقه‌ای انجام می‌شود. با وجود حجم بالای تولید این محصول، حجم تجارت آن بسیار کمتر است و همین امر نسبت تجارت به عرضه چدن خام را طی سال ۲۰۲۳ در سطح بسیار پایین یعنی حدود یک درصد قرار داد.
آهن اسفنجی نیز بیشتر به‌صورت محلی تولید و مصرف می‌شود و تجارت بین‌المللی آن در فواصل کوتاهی صورت می‌گیرد؛ برای مثال، هند و ایران از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان آهن اسفنجی هستند و بیشتر تولید آن‌ها برای مصارف داخلی استفاده می‌شود. محدودیت‌های حمل‌ونقل (به‌دلیل ساختار متخلخل و آسیب‌پذیر آن) و نیاز به شرایط خاص در حمل و نقل، باعث کاهش حجم تجارت جهانی آهن اسفنجی شده است. نسبت تجارت به عرضه آهن اسفنجی در سال ۲۰۲۳ چیزی حدود ۷.۶ درصد برآورد شد، این شاخص نسبت به ابتدای دوره مورد بررسی ۹.۴ واحد درصد افت را به ثبت رساند.
