واشنگتن برای کاهش وابستگی به چین، تولید آهن فوق‌خالص را به اولویت راهبردی تبدیل کرد.
به گزارش تجارت نیوز، آمریکا برای ساخت آهنرباهای پیشرفته مورد استفاده در خودروهای برقی، توربین‌های بادی و تجهیزات نظامی، به ماده‌ای نیاز دارد که کمتر در کانون توجه صنعت فولاد قرار گرفته است؛ آهن با خلوص ۹۹.۹۵ درصد.
شرکت آمریکایی هرتا متالز (Hertha Metals) در اوت ۲۰۲۶ اعلام کرد که با استفاده از مواد اولیه داخلی، به این سطح از خلوص دست یافته است؛ دستاوردی که می‌تواند یکی از حلقه‌های مفقوده زنجیره تأمین آهنرباهای پیشرفته آمریکا را هدف بگیرد. اکنون این شرکت در حال توسعه ظرفیت تجاری تولید این محصول در تگزاس است؛ بازاری که بخش عمده تأمین آن در اختیار چین قرار دارد.
آهنی که از فولاد معمولی مهم‌تر می‌شود
در زنجیره تأمین فناوری‌های پیشرفته، توجه معمولاً به عناصر خاکی کمیاب مانند نئودیمیم و پرازئودیمیم معطوف است؛ عناصری که برای تولید آهنرباهای دائمی قدرتمند ضروری هستند. با این حال، آهن نیز یکی از اجزای اصلی این محصولات است.
آهنرباهای نئودیمیم، آهن و بور (NdFeB) در موتور خودروهای برقی، ژنراتورهای توربین‌های بادی، تجهیزات الکترونیکی و سامانه‌های دفاعی کاربرد دارند. آهن حدود ۷۰ درصد وزن این آهنرباها را تشکیل می‌دهد و کیفیت آن بر عملکرد محصول نهایی تأثیر می‌گذارد. به همین دلیل، استفاده از آهن معمولی که مشخصات شیمیایی آن برای چنین کاربردهایی کنترل نشده باشد، لزوماً پاسخگوی نیاز تولیدکنندگان نیست.
در تولید این نوع آهن، مساله فقط بالا بودن درصد آهن نیست؛ کنترل ناخالصی‌هایی مانند کربن، اکسیژن، گوگرد، فسفر و سایر عناصر نیز اهمیت دارد. وجود این ناخالصی‌ها می‌تواند بر خواص مغناطیسی، ساختار و دوام آهنربای نهایی اثر بگذارد.
خلوص ۹۹.۹۵ درصد که با درجه خلوص 3N5 شناخته می‌شود، به این معناست که سهم آهن در محصول به ۹۹.۹۵ درصد می‌رسد و مجموع مواد دیگر حداکثر حدود ۰.۰۵ درصد است. البته رسیدن به این عدد به‌تنهایی تضمین‌کننده تأیید محصول برای تمام کاربردها نیست؛ تولیدکنندگان آهنربا ممکن است برای هر عنصر ناخالصی نیز محدودیت‌های مشخصی تعیین کنند.
فناوری جدید برای عبور از گلوگاه چین
شرکت هرتا متالز که در سال ۲۰۲۲ تأسیس شد، در تلاش است با توسعه روشی متفاوت برای تولید آهن و فولاد، بخشی از وابستگی آمریکا به واردات مواد اولیه راهبردی را کاهش دهد.
این شرکت اعلام کرده است که در واحد آزمایشی خود در کانرو، تگزاس، موفق به تولید آهن با خلوص ۹۹.۹۵ درصد شده است. نکته مهم این دستاورد، دستیابی به کیفیت مورد نیاز صنعت آهنربا با استفاده از مواد اولیه آمریکایی و تجهیزات صنعتی در مقیاس نمایشی است.
در روش متعارف، تولید آهن فوق‌خالص معمولاً به مراحل تصفیه اضافی نیاز دارد. اما فناوری هرتا متالز بر فرایندی تک‌مرحله‌ای و کنترل شیمی مذاب تکیه دارد که امکان تولید آهن یا فولاد را در یک سامانه فراهم می‌کند.
این شرکت مدعی است فناوری آن در مقایسه با مسیر سنتی تولید فولاد مبتنی بر زغال‌سنگ می‌تواند هزینه تولید را بیش از ۲۰ درصد و انتشار آلاینده‌ها را حدود ۵۰ درصد کاهش دهد. تحقق این مزایا در مقیاس تجاری، به عملکرد واقعی کارخانه، هزینه انرژی، کیفیت مواد اولیه و ثبات تولید بستگی خواهد داشت.
چرا پنتاگون وارد ماجرا شده است؟
اهمیت این پروژه فراتر از یک نوآوری در صنعت آهن و فولاد است. آمریکا در سال‌های اخیر تلاش کرده وابستگی صنایع دفاعی و فناوری خود به زنجیره‌های تأمین تحت سلطه چین را کاهش دهد.
بر اساس گزارش‌های منتشرشده در اکتبر ۲۰۲۶، هرتا متالز برای توسعه کارخانه تجاری خود، با نام «هرتا چالیکس» (Hertha Chalyx)، موفق به جذب ۱۳۳.۶۵ میلیون دلار سرمایه شده است. این بسته مالی شامل ۶۵ میلیون دلار سرمایه‌گذاری وزارت دفاع آمریکا است.
ظرفیت هدف‌گذاری‌شده این کارخانه حدود ۱۰ هزار تن در سال آهن فوق‌خالص و فولاد خواهد بود. پروژه در کانرو، تگزاس، در کنار واحد آزمایشی شرکت در حال توسعه است و تولید آهن فوق‌خالص مناسب آهنرباها برای سال ۲۰۲۸ برنامه‌ریزی شده است.
این سرمایه‌گذاری نشان می‌دهد که سیاست صنعتی آمریکا تنها بر استخراج عناصر معدنی متمرکز نیست؛ بلکه ایجاد ظرفیت فرآوری و تبدیل مواد اولیه به محصولات تخصصی نیز اهمیت فزاینده‌ای یافته است.
در واقع، برخورداری از منابع معدنی یا حتی دسترسی به عناصر خاکی کمیاب، بدون توانایی تولید مواد واسطه‌ای با کیفیت مورد نیاز صنایع پیشرفته، استقلال زنجیره تأمین را تضمین نمی‌کند.
آیا آمریکا می‌تواند از وابستگی به چین خارج شود؟
برآوردهای منتشرشده در گزارش‌های صنعتی نشان می‌دهد حدود ۹۰ تا ۹۴ درصد آهن فوق‌خالص مورد استفاده در تولید این نوع آهنرباها در چین تولید می‌شود. این سهم بالا به معنای آن است که حتی اگر آمریکا بتواند مواد معدنی و عناصر خاکی کمیاب مورد نیاز خود را تأمین کند، همچنان ممکن است در مرحله تولید آهنربا به واردات آهن تخصصی وابسته بماند.
با این حال، دستیابی هرتا متالز به خلوص ۹۹.۹۵ درصد را نباید معادل حل کامل مشکل آمریکا دانست. تولید موفق در واحد آزمایشی، نخستین گام است؛ تأمین پایدار و اقتصادی مواد اولیه در مقیاس صنعتی، دریافت تأییدیه تولیدکنندگان آهنربا و پاسخگویی به تقاضای رو به رشد، مراحل دشوارتر بعدی خواهند بود.
ظرفیت هدف‌گذاری‌شده ۱۰ هزار تن در سال نیز باید در همین چارچوب ارزیابی شود: این میزان می‌تواند به ایجاد یک منبع داخلی کمک کند، اما به‌تنهایی نشان‌دهنده جایگزینی کامل واردات نیست.
جمع‌بندی اینکه رقابت جهانی بر سر آهنرباهای پیشرفته، اهمیت مواد اولیه‌ای را آشکار کرده که تا همین اواخر در مقایسه با عناصر خاکی کمیاب کمتر مورد توجه قرار می‌گرفتند. آهن فوق‌خالص اکنون به یکی از حلقه‌های مهم امنیت صنعتی آمریکا تبدیل شده است؛ حلقه‌ای که موفقیت در توسعه آن می‌تواند بر صنایع خودروهای برقی، انرژی بادی و تجهیزات دفاعی تأثیر بگذارد.
منبع: فولاد نیوز