همه چیز درباره ضایعات استیل

استفاده از ضایعات استنلس استیل در تولید این آلیاژها می‌تواند علاوه بر کاهش هزینه‌های تولید، آلودگی‌های زیست محیطی را نیز کاهش دهد. این خصوصیت استیل با توجه به چالش‌های جهانی توسعه پایدار، می‌تواند ارزش ضایعات استیل را بیشتر کند. در این مقاله از استیل رخ به بررسی راهکارهای استفاده از ضایعات استیل و بازیافت آن می‌پردازیم.

ضایعات استیل چیست؟

در صنعت فولاد سازی استفاده از ضایعات استیل به عنوان ماده اولیه برای کوره ذوب بسیار رایج است. اما برای بازیافت استیل باید موارد مختلفی را در نظر داشت تا هزینه‌های تولید غیر منطقی نشود و بازده افزایش یابد. ضایعات استیل از طریق مختلفی تأمین می‌شود که هر کدام ویژگی‌های خاصی دارند و نیازمند فرآیندهای خاص خود برای بازیافت دوباره هستند. برخی از آن‌ها دور ریز مواد و اضافات خطوط تولیدی هستند. برای مثال ممکن است در یک کارگاه بعد از فرآیند کشش عمیق و تولید سینک ظرفشویی از استیل 304، مقداری از ورق استیل برش خورده از دور قطعه اضافه باشد. در این شرایط دور ریز ورق استیل 304، می‌تواند به عنوان یک قراضه استیل تمیز باشد و دوباره از آن برای تولید ورق استیل 304 استفاده کرد.

معرفی انواع ضایعات استیل

برخی از ضایعات استیل حاصل از تجهیزات مستعمل و دور ریخته شده مانند مخازن و سیستم‌های لوله کشی هستند. برخی دیگر براده‌های ماشینکاری شده یا دور ریز فرایندهای مختلف تولید هستند. در استفاده از این نوع ضایعات باید توجه داشت که قبل از ذوب این ضایعات، باید آن‌ها را تمیز کرد تا ناخالصی‌ها مانند روغن‌ها، روانکار‌ها و … به درون مذاب وارد نشوند چرا که این مواد می‌توانند میزان برخی از عناصر را درون ذوب تغییر دهند و سبب شوند که شمش ریخته شده کیفیت استاندارد نداشته باشد. برخی دیگر از ضایعات استیل، قطعات معیوب، شکسته شده یا تخریب شده‌ای هستند که نمی‌توان از آن‌ها استفاده کرد، که در این شرایط نیز می‌توان از آن‌ها برای ذوب و ریخته‌گری مجدد استفاده کرد.

ترکیب شیمیایی و گرید بسیاری از ضایعات استیل مشخص نیست. به همین منظور تفکیک و جداسازی ضایعات استیل امری مهم است. آن دسته از ضایعات استیل که گرید آن‌ها مشخص است به راحتی در کارخانه‌های ذوب و ریخته گری استیل قابل استفاده هستند. اما برای باقی ضایعات، باید جداسازی با روش‌های خاص و به درستی صورت پذیرد.

بیشتر بخوانید: معرفی فولادهای کروم منگنز

فرآیند و مراحل بازیافت ضایعات استیل

همانطور که اشاره شد، اولین مرحله در بازیافت ضایعات استیل، جداسازی آن‌هاست. یکی از راه‌های جداسازی، جدا کردن استیل مغناطیسی و غیرمغناطیسی، توسط آهن ربا است. این عامل بر قیمت قراضه‌ها نیز تاثیرگذار است.  برای مثال، محتوای نیکل در ساختار استیل سبب تشکیل و پایداری فاز غیرمغناطیسی آستنیت می‌شود.  ازین رو ضایعات استیل نگیر به علت محتوای نیکل بیشتر، قیمت بالاتری نسبت به استیل بگیر دارند. پس از آن باید ضایعات استیل را تمیز و پاکسازی کرد و آلودگی‌هایی نظیر روغن‌ها، روانکارها، بخش‌های غیر فلزی و …. را از آن جدا نمود. برای انجام این کار روش‌هایی نظیر حرارت دادن، اسید شویی و … استفاده می‌شود.

پس از جداسازی نا خالصی‌ها، ضایعات استیل را در کوره‌های ذوب ریخته و آن‌ها را ذوب می‌کنند. در این مرحله، آلیاژ سازی صورت می‌گیرد. با توجه به گریدی که قرار است تولید شود، عناصری مانند کروم، نیکل، کربن و … را به مذاب اضافه می‌کنند. به این صورت می‌توان به ترکیب آلیاژی مد نظر رسید. اما در این کار محدودیت‌هایی وجود دارد که ممکن است سبب افزایش هزینه تولید شود. برای مثال از قراضه فولاد پُرکربن برای تولید گریدهای کم کربن استیل استفاده نمی‌‌شود. چرا که فرآیند کربن زدایی از مذاب هزینه تولید را افزایش می‌دهد.

مزایای بازیافت ضایعات استیل

کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای و CO2: مهم‌ترین مزیت بازیافت ضایعات استیل، کاهش ردپای کربن و تولید گاز کربن دی‌اکسید است. برای تولید 1 تن استیل، با استفاده از 10% قراضه حدود 4 تن گاز کربن دی‌اکسید تولید می‌شود. این در حالی است که اگر 80% قراضه استیل استفاده شود این عدد تا نزدیک 1 تن کاهش پیدا می‌کند.

کاهش هزینه‌های تولید: برای تولید استیل با استفاده از سنگ آهن و آلیاژ سازی، باید مراحل زیادی طی شود. ابتدا تهیه آهن اسفنجی، ذوب آن در کوره‌های بلند، فرآیندهای گاز زدایی و کربن زدایی و … از جمله این مراحل هستند. اما اگر از ضایعات استیل استفاده شود، نیازی به طی این فرآیندها سنگین نیست و می‌توان به این صورت هزینه‌های تولید را کاهش داد.

کاهش استفاده از ذخایر و منابع: تولید استیل از ضایعات سبب می‌شود تا استفاده از منابع طبیعی نیز کاهش پیدا کند. این بدان معنی نیست که با بازیافت استیل، نیازی به استفاده از منابع معدنی و انرژی بسیار کمتر می‌شود. چرا که برای آلیاژ سازی، نیاز است تا مقداری از عناصر به مذاب اضافه شود تا ترکیب عناصر، به حد مورد نیاز برسد.

ضایعات استیل کجا کاربرد دارند؟

همانطور که گفتیم کاربرد اصلی ضایعات استیل، در فولاد سازی است. با ذوب مجدد قراضه استیل می‌توان آن را دوباره به چرخه تولید فولاد بازگرداند. از آنجا که مقاومت و طول عمر استنلس استیل زیاد است، باید در نظر داشت برخی از محصولات فولاد ضد زنگ تولید شده که از گریدهای مقاوم هستند، ممکن است پس از 50 سال تبدیل به ضایعات شوند. پس با چرخه عمر طولانی استنلس استیل، نمی‌توان انتظار داشت که تمام خوراک فرآیند تولید استیل را از قراضه‌های آن تأمین نمود. ولی با تمام این شرایط، امروزه حدود 85% استیل تولیدی در اروپا و آمریکا و 30% استیل تولیدی در چین از بازیافت به دست می‌آیند. از طرف دیگر طبق آمارهای جهانی حدود 95% از اقلام استنلس استیل پس از خاتمه عمرشان به چرخه تولید باز می‌گردند.

نکاتی درباره بازیافت استیل

برای استفاده از ضایعات استیل باید به مواردی توجه کرد که می‌تواند بازده تولید را بالاتر ببرند. برای مثال برای تولید یک گرید استیل با 18% کروم، بهتر است از ضایعاتی که دارای کروم بالاتر هستند استفاده نشود. همچنین برای تولید گریدهای کم کربن استیل، باید از ضایعاتی با درصد کربن پایین‌تر استفاده کرد تا نیاز به فرآیند کربن زدایی در طول تولید نباشد.

بیشتر بخوانید: کربن زدایی فولاد چیست؟

سخن آخر

با توجه به بحران‌های زیست محیطی، قابلیت بازیافت استیل را می‌توان از مهم‌ترین ویژگی‌های تولیدی آن دانست. تولید استنلس استیل از ضایعات آن می‌تواند سبب کاهش تولید آلودگی‌های زیست محیطی و صرفه جویی در مصرف انرژی باشد. کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای و CO2 یکی از مواردی است که می‌توان با بازیافت استیل به آن دست یافت. ضایعات استیل را می‌توان از دور ریز تولید کنندگان قطعات استیل، لوازم خانگی فرسوده، لوله و تاسیسات فرسوده کارخانه‌های فرآوری و … تأمین نمود.

سوالات متداول