شناسه خبر : 21971 لینک کوتاه
تاریخ انتشار:

غول‌های فولادسازی دنیا چگونه از بازیافت فولاد برای رسیدن به ثبات استفاده می‌کنند؟

بازیافت فولاد راهی برای مصرف کمتر سنگ‌آهن

استفاده بهینه از منابع طبیعی برای رسیدن به ثبات امری حیاتی است. یکی از مزایای فوق‌العاده فولاد قابلیت بازیافت‌پذیری صددرصدی این آلیاژ و مورداستفاده مجدد قرارگرفتن بی‌نهایت آن است.

استفاده بهینه از منابع طبیعی برای رسیدن به ثبات امری حیاتی است. یکی از مزایای فوق‌العاده فولاد قابلیت بازیافت‌پذیری صددرصدی این آلیاژ و مورداستفاده مجدد قرارگرفتن بی‌نهایت آن است. صنعت فولاد جهانی، امروزه با استفاده از تکنیک‌ها و تکنولوژی‌های پیشرفته به دنبال افزایش نرخ بازده تولید و تسهیل استفاده از محصولات جانبی فرآیند تولید فولاد است. ضمن اینکه خاصیت بازیافت‌پذیری این آلیاژ در نهایت به استفاده کمتر از سنگ‌آهن، ماده اولیه این صنعت و کاهش خام‌فروشی منجر خواهد شد. به عنوان نتیجه این خاصیت بازیافت‌پذیری ذاتی فولاد، ارزش مواد خام خریداری‌شده در تولید فولاد بسیار بیشتر از پایان عمر محصولات فولادی خواهد بود. فولاد در مسیر مدرن زندگی ما بسیار ضروری و برای رشد اقتصادی بسیار حیاتی است. مزایای ذاتی فولاد، تعداد کاربردهای این آلیاژ را در صنایع مختلف روزبه‌روز افزایش داده است. تقریباً تمام چیزهایی که در صنایع مختلف از آن استفاده می‌کنیم از فولاد ساخته شده است. به دلیل عملکرد بالای این آلیاژ تولید جهانی فولاد از سنگ‌آهن روندی صعودی داشته به طوری که در سال 2016 به 1630 میلیون تن رسیده است.

مواد خام فولادسازی

مواد خام موردنیاز در فرآیند فولادسازی، سنگ‌آهن، زغال‌سنگ، سنگ‌آهک و فولاد بازیافتی به شمار می‌رود. فرآیند تولید فولاد دو مسیر اصلی را طی می‌کند. مسیر فولادسازی یکپارچه که بر اساس کوره ذوب‌آهن (BF) و کوره اکسیژن اساسی (BOF) شکل می‌گیرد و از مواد خامی نظیر سنگ‌آهن، زغال‌سنگ، سنگ‌آهن و فولاد بازیافتی استفاده می‌کند. به طور متوسط این مسیر از 1400 کیلوگرم سنگ‌آهن، 800 کیلوگرم زغال‌سنگ، 300 کیلوگرم سنگ‌آهک و 120 کیلوگرم فولاد بازیافتی برای تولید 1000 کیلوگرم فولاد خام استفاده می‌کند. مسیر کوره قوس الکتریکی (EAF) در درجه اول از فولاد بازیافتی و آهن کاهشی مستقیم (DRI) یا فلز داغ و جریان الکتریسیته استفاده می‌کند. به طور متوسط، مسیر فولاد بازیافتی-EAF از 880 کیلوگرم فولاد بازیافتی ترکیبی با مقادیر مختلف منابع دیگر (DRI، فلز داغ و آهن گرانوله‌شده)، 16 کیلوگرم زغال‌سنگ و 64 کیلوگرم سنگ‌آهن برای تولید 1000 کیلوگرم فولاد خام استفاده می‌کند. همان‌طور که در مسیر دوم مشخص است، هیچ سنگ‌آهنی در این مسیر مصرف نمی‌شود. به همین دلیل ترویج چنین مسیری و به‌روزرسانی تکنولوژی‌های صنعت فولاد می‌تواند میزان مصرف این ماده خام را تا حد بسیار زیادی کاهش دهد.

سنگ‌آهن

فولاد آلیاژی است که اغلب مواد سازنده آن را سنگ‌آهن تشکیل می‌دهد و کمتر از دو درصد آن کربن است. بنابراین سنگ‌آهن یک ماده ضروری برای تولید فولاد به شمار می‌رود. این ماده خام به نوبه خود در حفظ پایگاه صنعتی قدرتمند حیاتی است. برای تولید فولاد از سنگ‌آهن 98 درصد استفاده می‌شود. آهن یکی از فراوان‌ترین عناصر فلزی جهان به حساب می‌آید. اکسید آهن یا سنگ‌آهن، تقریباً پنج درصد از پوسته زمین را تشکیل می‌دهد. مقدار متوسط آهن در سنگ‌آهن با غلظت بالا 60 تا 65 درصد است، بنابراین برای تولید فولاد باید ناخالصی‌های طبیعی دیگر آن حذف شود، موضوعی که بدون شک با هزینه‌های زیادی مواجه خواهد شد.

سنگ‌آهن در حدود 50 کشور دنیا استخراج می‌شود. اغلب سنگ‌آهن در برزیل،‌ استرالیا، چین، هند، آمریکا و روسیه یافت می‌شود. استرالیا و برزیل در مجموع بیشترین میزان صادرات سنگ‌آهن دنیا را به خود اختصاص داده‌اند به طوری که هر کدام از این دو کشور سهمی در حدود یک‌سوم کل صادرات دنیا را در اختیار دارند. منابع سنگ‌آهن جهانی بیش از 800 میلیارد تن سنگ‌خام برآورد می‌شود که حاوی بیش از 230 میلیارد تن آهن خواهد بود.

بر اساس گزارش مرکز اطلاعات معدنی ملی آمریکا، در سال 2015 میزان تولید سنگ‌آهن 2280 میلیون تن گزارش شده که در مقایسه با سال 2014 افتی دودرصدی را نشان می‌دهد. در این میان استرالیا با تولید 817 میلیون تن در سال 2015، بیشترین میزان تولید سنگ‌آهن را به خود اختصاص داده است. پس از این کشور برزیل، چین، هند و روسیه به ترتیب رتبه‌های بعدی را در اختیار دارند.

این در حالی است که بهای سنگ‌آهن در پایان سال 2016 در سطوحی نزدیک به 80 دلار در هر تن ثبت شد که با توجه به نوسان قیمت‌ها در سایر بازارهای کالایی همچنین موجودی بالای انبارها و نگرانی از افت قیمت‌ها، سطوح مطلوبی برای بازار این ماده خام به شمار می‌رود. شرکت گلدمن‌ساکس در گزارش خود برآورد کرده که بهای این ماده خام در سال 2017 به سطوحی بین 50 تا 65 دلار در هر تن برسد، موضوعی که نقطه ضعف دیگری برای این بازار به حساب می‌آید. نگرانی از کاهش قیمت فولاد در بازار چین هم‌اکنون یکی از سیگنال‌های محدودکننده اصلی در بازار سنگ‌آهن به شمار می‌رود.

زغال‌سنگ و کُک

از آنجا که آهن تنها به شکل اکسید آهن در پوسته زمین یافت می‌شود، سنگ‌های آهن باید با استفاده از کربن تبدیل یا «کاهیده» شوند. منبع اصلی این کربن زغال کُک به حساب می‌آید. زغال یک ماده خام کلیدی در تولید فولاد است. زغال در درجه اول به عنوان سوخت جامد برای تولید برق و گرما از طریق فرآیند احتراق مورد استفاده قرار می‌گیرد. کُک سنگ‌آهن را به آهن مذاب اشباع‌شده با کربن کاهش می‌دهد که به آن فلز داغ گفته می‌شود. معادن زغال‌سنگ تقریباً در همه جای دنیا یافت می‌شود. آمریکا، روسیه، چین و هند بزرگ‌ترین ذخایر زغال‌سنگ دنیا را در اختیار دارند. در سطوح تولید کنونی، ذخایر اثبات‌شده زغال‌سنگ دست‌کم تا 120 سال آینده دوام خواهند داشت.

پایداری زنجیره تامین

آهن یک ماده معدنی رایج در سطح زمین است. اغلب سنگ‌آهنی که در استرالیا و برزیل تولید می‌شود از طریق راه‌آهن به بنادر و سپس از طریق دریا به کارخانه‌های فولاد در آسیا و اروپا منتقل می‌شود. فولادسازان سراسر دنیا به دنبال تضمین پایداری زنجیره تامین خود هستند. بسیاری از شرکت‌ها سیاست‌ها و ملاحظاتی را در خصوص ایمنی، مسائل زیست‌محیطی و عملکرد اخلاقی عرضه‌کنندگان مواد خام خود دارند. در صورت امکان آنها با عرضه‌کنندگان تعامل می‌کنند که شرایط اعلام‌شده آنها را رعایت کنند.

فولاد بازیافتی

محصولات فولادی از نظر طبیعی به دلیل دوام بالا و قابلیت بازیافتشان به حفظ منابع کمک می‌کنند. در پایان عمر هر محصول فولادی، قابلیت بازیافت صددرصدی فولاد این تضمین را می‌دهد که منابع مصرف‌شده در فرآیند تولید از بین نرفته و می‌تواند به صورت نامحدود مجدداً مورد استفاده قرار گیرد. با توجه به خواص مغناطیسی فولاد، این آلیاژ به راحتی از ضایعات قابل تفکیک بوده و همین موضوع باعث می‌شود تا نرخ بازیابی بالایی داشته باشد. برخی از محصولات فولادی شامل صد درصد محتوای بازیافتی هستند. به طور کلی فولاد بازیافتی‌ترین فلز دنیا به حساب می‌آید. سالانه بیش از 650 میلیون تن از این فلز بازیافت می‌شود که شامل تکه‌های قراضه قبل و بعد از مصرف نیز هست. فولاد یکی از معدود فلزات مغناطیسی است. سهولت جداسازی آن از جریان ضایعات باعث می‌شود که تقریباً 83 درصد از فولاد مصرفی از طریق فرآیند بازیافت مجدداً مورد استفاده قرار گیرد. به طور کلی نرخ جهانی بازیابی فولاد در بخش‌های مختلف، متفاوت است. این نرخ برای فولاد ساختمانی و خودروسازی 85 درصد،‌ برای فولاد مورد استفاده در ماشین‌آلات 90 درصد و برای فولاد مورد استفاده در مصارف خانگی و برقی حدود 50 درصد است.

فولاد بازیافتی (قراضه) می‌تواند از مواد اضافی موجود در کارگاه‌های ریخته‌گری یا فرآیندهای تولید پایین‌دستی و محصولات دورانداخته‌شده جمع‌آوری شود. دسترسی فولاد بازیافتی صنعتی و خانگی رابطه نزدیکی با سطوح تولید فولاد داخلی کنونی دارد. فولاد بازیافتی یک ورودی کلیدی موردنیاز برای مسیرهای مختلف فرآیند تولید فولاد به حساب می‌آید. بازیافت فولاد موجب صرفه‌جویی قابل توجهی در میزان مصرف انرژی و مواد خام می‌شود. به طور کلی با تبدیل هر 1000 کیلوگرم فولاد قراضه به فولاد جدید، بیش از 1400 کیلوگرم سنگ‌آهن، 740 کیلوگرم زغال‌سنگ و 120 کیلوگرم سنگ‌آهک صرفه‌جویی می‌شود. 

منبع: انجمن جهانی فولاد 

دراین پرونده بخوانید ...