鋼鐵業之『鐵』物質流分析案例

以下我們將以鋼鐵業之鐵物質流分析案例,按照物質流分析模式之原則步驟,說明各階段執行後的產出範例:

(1).目標及範疇界定:建立整廠盤查邊界之製程流程圖/地圖:

經由相關文獻回顧及與相關人員討論之過程,挑選可能含鐵物質與其流佈。建立從實際整廠各製程單元清單到建立整廠盤查邊界之製程流程圖/地圖。依資料取得難易與實際部門/製程特性考量,進行流程整併,用以確認物質流分析架構。

(2). 盤查清單的建立:製程投入產出圖/表的標準化作業:

投入產出圖/表之項目需對應一致,經由文獻回顧與廠方提供之相關資料,篩選相關含鐵物質。目前依投入物質來源將其區分為自產、外購與廢棄物再利用三項。於產出端方面依產出物質留為自用、外售、廠內可再利用與無法再利用等加以區分。

(3).物質流資料庫模式化之建立:採用STAN物質流分析軟體:

STAN物質流分析軟體是由Vienna University of Technology所開發出用來提供Substance Flow Analysis (SFA)的專業軟體,輸入盤查物質的物量與欲分析物質的含量(濃度),即可平衡計算出分析物質之各流向的流量。物質流分析的產出呈現,可有『圖型化』、『資料庫』、『多階層分析』等的功能展示與可應用的方向。『多階層分析』的功能,將視企業的製程特性,可有彈性的作法。第一階層的整廠範疇,主要為得到整廠的資源利用率與總廢棄/副產品等的佔有比例;而第二階層的製程範疇,則可區分各製程的物質流佈狀況,以清楚物質關鍵流動的製程為何;而清楚關鍵流動的製程之後,可利用第三階層進行局部關鍵製程的管理,若有需要更細部分析的第四、五階層等,是可以依此原則建立。以鋼鐵業的鐵物質流圖形化資料庫為例的說明,可以了解其物質流『圖型化』、『資料庫』、『多階層分析』等的功能展示,以及分析結果可應用的方向。

(4). 結果產出與詮釋:

整體物質流架構與欲分析之元素的資料庫建立後,方可計算各製程中的輸入與輸出/排放與消耗,透過程製間之互動,即可描繪出鋼鐵業鐵與碳素流佈圖,並可利用其所呈現的各項數據,提出資源利用現況與未來提高資源利用率的精確節點之相關執行策略。以下為以鋼鐵業之鐵物質流為例,說明經過『多階層分析』後,可能的結果產出與詮釋範例。

第一層:整廠視野。

  • >主要產品與其他副產品產出鐵的比例(鐵原物料之利用率計算)。
  • >廢棄總鐵產出的比例。
  • >顯示各項目副產品產出鐵的比例,可擬定降低副產品產出鐵比例的優先改善方案

第二層:製程視野。

  • >主要製程系統主產品鐵流動與其他鐵流動的各種比例,任何非主產品鐵的流動,都是增加成本的來源。
  • >鑑別屬於廠內鐵循環再利用的各流向/流量,提出降低比例方案。
  • >廢棄鐵的流向與流量確認,提出廠內循環再利用的改善方案。

第三層:單元視野。

  • >以接近實際管理部門的方式,來呈現各子製程系統鐵流動情況,使現場人員清楚現況與擬訂改善策略。
  • >提供各部門訂定各項資源利用之評估指標,來落實降低副產品與廢棄鐵的比例,以及廢棄鐵重新循環至場內的方案。
  • 同一製程的各廠運作之鐵利用率比較。例如4座高爐、4座燒結廠、2座轉爐等。