افزایش مصرف قراضه‌های فولادی، راهی برای حفظ منابع و محیط زیست

افزایش مصرف قراضه‌های فولادی، راهی برای حفظ منابع و محیط زیست

اصطلاح قراضه ممکن است ذهن خواننده یا شنونده را به سوی مواد بی‌مصرف ببرد، اما قراضه‌های فولادی مواد اولیه بسیار ارزشمندی هستند که در کارخانه‌های فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرند.

قراضه، اصطلاحی است که به دو مفهوم اطلاق می‌شود:

  • فولادی که به پایان عمر مفید خود رسیده است و “قراضه پس از مصرف” شناخته می‌شود.
  • فولادی که طی تولید محصولات فولادی تولید شده و معروف به “قراضه قبل از مصرف” است.

فولاد با خاصیت مغناطیسی‌ای که دارد، به سادگی قابل تفکیک و بازیافت است و از این رو به قابل بازیافت‌ترین ماده در جهان تبدیل شده است.

علل و نحوه استفاده از قراضه

هر کارخانه فولادسازی، با استفاده از دو ورودی اصلی فعالیت می‌کند: سنگ آهن و قراضه بازیافت شده فولاد. ماده اولیه تولید حدود  70 درصد از کل محصولات فولادی در سطح جهان سنگ آهن است؛ تولید دیگر محصولات فولادی، با استفاده از قراضه انجام می‌شود.

با ذوب قراضه‌های فولادی پس از به پایان رسیدن عمر مفید آن‌ها، می‌‍توان ترکیبشان را اصلاح و محصولاتی کاملا جدید و متفاوت تولید کرد. در فرآیند تولید، قراضه‌های فولادی از دیگر مواد دور ریختنی جدا و طبقه‌بندی می‌شوند. سپس از آن‌ها برای تولید محصولات فولادی جدید استفاده می‌شود.

کارخانه‌های فولاد، از قراضه به عنوان بخشی از ترکیب مواد اولیه خود استفاده می‌کنند؛ بنابراین هر کارخانه فولاد، یک کارخانه بازیافت نیز به حساب می‌آید.

در هر شارژ کوره اکسیژنی در کارخانه‌های فولاد سازی تصفیه آهن خام (Pig Iron) به فولاد خام (Crude Steel) انجام می‌شود، معمولا 15-25 درصد قراضه فولاد به آهن خام افزوده می‌شود.

در برخی کارخانه‌ها، قراضه به عنوان منبع آهن، مستقیما به کوره بلند افزوده شده و بدین طریق انتشار گاز‌های گلخانه‌ای را کاهش می‌دهد. در تولید فولاد با استفاده از کوره قوس الکتریکی، انرژی الکتریکی صرف ذوب مجدد شارژ‌های قراضه برای تولید محصولات جدید فولادی می‌شود. در ویدئو  تهیه مذاب فولاد در کوره قوس الکتریکی مراحل این کار را مشاهده فرمایید.

قراضه فولادی
قراضه نقش مهمی در فرایند فولادسازی ایفا می‌کند

مزایای استفاده از قراضه

قراضه نقش بسیار مهمی در حفظ منابع آهن و کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای در صنعت دارد. با مصرف هر تن قراضه در صنعت تولید فولاد، از انتشار 1.5 تن گاز کربن دی‌اکسید و مصرف 1.4 تن سنگ آهن، 740 کیلوگرم زغال سنگ و 120 کیلوگرم سنگ آهک جلوگیری می‌شود.

فولاد قراضه تا چه حد قابل استفاده است؟

تمام قراضه‌های حاضر در صنعت فولاد، بارها و بارها قابل استفاده مجدد هستند. فولاد بازیافت شده خصوصیات ذاتی فولاد اصلی را حفظ می‌کند. کیفیت فولاد طی فرآیند بازیافت نه تنها کاهش نمی‌یابد بلکه قابل بهبود است.

هر سال، حدود 650 میلیون تن قراضه برای تولید فولاد مصرف می‌شود. این امر، از انتشار حدود 975 میلیون تن گاز کربن دی اکسید در سال جلوگیری می‌کند و به طور قابل توجهی میزان استفاده از سایر منابع طبیعی مانند سنگ آهن، زغال سنگ و سنگ آهک را کاهش می‌دهد. به طور کلی در حال حاضر با توجه به چالش‌ها بر سر راه عرضه جهانی سنگ آهن، استفاده از قراضه مسیری به مراتب بهتر خواهد بود.

انجمن جهانی فولاد تخمین می‌زند که سالانه حدود 70 میلیون تن قراضه آهنی در حوزه ریخته‌گری در جهان استفاده می‌شود. در نتیجه با بازیافت 720 میلیون تن قراضه آهنی، بزرگترین فعالیت بازیافت جهان اتفاق می‌‌افتد.

میزان قراضه موجود

به لحاظ تئوری، تمام محصولات فولادی جدید را می‌توان از فولاد بازیافتی تولید کرد. با توجه به مقاومت، دوام و طول عمر بالای محصولات فولادی کنونی، در حال حاضر قراضه کافی وجود نداشته و این تئوری قابل اجرا نیست. به طور متوسط عمر محصولات فولادی از چند هفته در صنعت بسته‌بندی، تا 100 سال برای ساختمان‌ها و زیرساخت‌ها تخمین زده می‌شود. به طور متوسط یک محصول فولادی حدود 40 سال عمر می‌کند.

با رشد مداوم تقاضای فولاد و تاخیر زمانی میان تولید فولاد و در دسترس بودن قراضه برای بازیافت، در قرن حاضر استفاده از قراضه به طور 100 درصدی به عنوان ماده اولیه این صنعت، بعید است. به طور کلی تمام قراضه‌های موجود در حال جمع‌آوری و بازیافت هستند.

در سال‌های ابتدایی قرن 21، تولید جهانی فولاد رشد چشمگیری داشت که یکی از علل آن، افزایش بالای تولید در چین بود. انتظار می‌‌رود از اواسط دهه 2020، قراضه‌های ناشی از به پایان رسیدن عمر مواد فولادی افزایش یابد.

در حالی که عرضه سنگ آهن با تقاضا منعطف و متناسب است، مقدار قراضه در دسترس، مشخص بوده و تابعی از تقاضای فولاد و میزان محصولات، تجهیزات و تاسیسات فولادی است که عمر آن‌ها پایان یافته است. براساس تخمین‌های انجمن جهانی فولاد، موجودی جهانی قراضه محصولاتی که عمرشان به پایان رسیده است در سال 2019 در حدود 400 میلیون تن بوده است. این انجمن پیش‌بینی می‌کند، در سال 2030 این مقدار به 600 میلیون تن و در سال 2050 به 900 میلیون تن برسد. بنابراین انتظار می‌رود تا 30 سال آینده، قراضه فولادی به عنوان یکی از مواد اولیه اصلی تولید فولاد، رشد 500 میلیون تنی داشته باشد.

از سوی دیگر، باید به این احتمال نیز توجه داشت که با رشد هر چه بیشتر اقتصاد چرخشی، عمر مفید محصولات فولادی تولید شده از روش استفاده و تولید مجدد، افزایش یابد و منجر به کاهش قراضه فولاد در مقایسه با انتظارات کنونی شود.

قراضه فولادی
نمودار آینده مصرف قراضه فولادی در دنیا

دسته‌بندی کیفی قراضه

قراضه‌های فولادی به طرق مختلف طبقه‌بندی می‌شوند. به عنوان مثال:

  • دسته‌بندی استاندارد قراضه فولادی EU-27 که توسط فدراسیون بازیابی و بازیافت آهن‌آلات اروپا ایجاد شده است.
  • استاندارد ISRI که توسط انجمن صنایع و بازیافت قراضه که انجمنی چند ملیتی است (شامل آمریکا و ده‌ها کشور دیگر) توسعه یافته است.

با توجه به این‌که قراضه فولادی تجارتی بین المللی می‌باشد، بهتر است سازمان‌های درگیر، با یکدیگر در یک طبقه‌بندی جهانی به نتیجه برسند و از رشد بالای مورد انتظار قراضه، در دسترس‌بودن و استفاده از آن استفاده بهینه ببرند. برای اطلاع از جزئیات انواع قراضه آهنی به مقاله‌ای که پیش‌تر تهیه شده، مراجعه فرمایید.

با عناصر ناخواسته در ترکیب شیمیایی قراضه چه می‌توان کرد؟

طی فرآیند تولید فولاد از قراضه، بسیاری از ناخالصی‌های موجود در آن از بین می‌روند. تولید به این روش، نگرانی‌هایی که برای کاهش کیفیت طی روند تولید شیشه و آلومینیوم وجود دارد را به همراه ندارد.

با این‌حال برخی از عناصر، به ویژه مس، طی فرآیند ساخت فولاد حذف نمی‌شوند. افزایش سطح مس در فولاد ممکن است منجر به کاهش خاصیت شکل‌پذیری و ایجاد نواقص سطحی شود. در حال حاضر درصد مس با جداسازی و رقیق کردن ترکیب به دقت کنترل می‌شود.

بهبود جداسازی و تفکیک قراضه برای کاهش آلودگی ناشی از فلزات کمیابی چون مس، به تولید فولادی با کیفیت هرچه بالاتر کمک می‌کند. استفاده از اصول اقتصاد چرخشی برای طراحی روند تولید مجدد و بازیافت محصول، جداسازی و بازیافت فلزات غیرآهنی با ارزشی چون مس را آسان می‌کند. پیش‌بینی شما از آینده بازیافت آهن‌آلات و تولید فولاد از قراضه در ایران چیست؟

منبع: www.wordsteel.org

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *