وقتی از فولاد کم کربن صحبت می‌کنیم منظور چیست

به گزارش می‌متالز، این امر در حال تغییر است و صنعت فولاد، مانند سایر بخش‌های جامعه، در حال تحول است تا در آینده محصولات و خدماتی ارائه دهد که در تولید آن انتشار گاز دی اکسید کربن و سایر گاز‌های گلخانه‌ای به شدت کاهش یافته باشد. زبان مربوط به این تحول هم در حال توسعه یافتن است و مجموعه‌ای گسترده از اصطلاحات گونان در این باره به کار برده می‌شود.

این عبارات غالباً به جای هم استفاده می‌شوند، اما گاهی اوقات می‌توانند معنای کاملاً متفاوتی داشته باشند. به عنوان نمونه عبارت فولاد سبز که کاربرد‌های متنوعی دارد و از نظر برخی، یک اصطلاح بازاریابی است که هیچ تعریف و مرزی ندارد. در نقطه مقابل برخی دیگر معتقدند این اصطلاحی است که گستردگی زیادی دارد و مشکل فقط در فولاد سبز نیست. آیا واژه فولاد سبز مورد استفاده یک فرد همان فولاد پاک یا فولاد بدون کربن مورد استفاده دیگری است؟ و کجا مرز بین فولاد خالص بدون کربن، فولاد بدون کربن و فولاد کم کربن کشیده شده است؟

مقاله پیش رو انجمن جهانی فولاد، تعاریفی را ارائه داده که هنگام صحبت درباره این مباحث، منظور را شفاف برساند.

صنعت فولاد دنیا در حال کار برای توسعه و راه اندازی گروه جدیدی از محصولات فولادی هستند که با کربن بسیار کمتری نسبت به گذشته تولید شده اند.

این فولاد کم کربن با استفاده از فن آوری‌ها و روش‌هایی تولید می‌شود که منجر به کاهش چشمگیر میزان انتشار آلاینده‌ها نسبت به تولید معمولی می‌شود.

در سال ۲۰۲۱ بیشتر فولاد تولیدی دنیا با استفاده از احیاکننده‌های مبتنی بر سوخت‌های فسیلی تولید می‌شود. با این حال، بسیاری از فولادسازان فن آوری‌هایی را به کار گرفته اند که میزان تولید گاز‌های گلخانه‌ای را در فرآیند مرکزی تولید به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد. از جمله می‌توان به موارد زیر اشاره نمود.

• کارخانه آکو ورده برزیل از ذغال ۱۰۰ ٪ برای تولید محصولات فولادی و آهن کم کربن استفاده می‌کند.

• آرسلورمیتال در حال ساخت تاسیساتی در مقیاس بزرگ در بلژیک برای تبدیل گاز‌های زائد کارخانه‌های فولادی به اتانول است که می‌تواند در طیف وسیعی از برنامه‌ها از جمله تولید سوخت‌های مصنوعی استفاده شود. یک تأسیسات تجاری مشابه با تولید ۳۰ میلیون لیتر اتانول برای فروش در سال اول بهره برداری، در سال ۲۰۱۸ توسط شوگانگ استیل در چین شروع به کار کرد.

• HBIS، یک فولادسازان چینی، در حال ساخت یک پروژه آزمایشی متالورژی هیدروژن با ظرفیت ۱.۲ مگابایت است. این پروژه با استفاده از فن آوری‌های هیدروژن سبز و آبی به بررسی مسیر انتشار صفر دی اکسید کربن در فرآیند ساخت آهن و فولاد می‌پردازد.

• تاتا استیل در حال توسعه فناوری ابتکاری جدید ذوب آهن از طریق پروژه HIsarna خود است.

• تیسنکروپ و نیپون استیل یک سری آزمایشات را برای استفاده از هیدروژن در کوره‌های بلند آغاز کرده اند که هدف آن کاهش قابل توجه انتشار دی اکسید کربن ناشی از ساخت فولاد است.

فولاد تولید شده با استفاده از همه این فن آوری‌ها می‌تواند به عنوان فولاد کم کربن در نظر گرفته شود، اگرچه به احتمال زیاد آنچه که در حال حاضر فولاد کم کربن محسوب می‌شود ممکن است تا سال ۲۰۵۰ با تنظیم مقررات و فن آوری‌ها و انتظارات جدید جامعه کاملاً تغییر کرده باشد.

بسیاری از اصطلاحات دیگر در صنعت برای اشاره به فولاد تولید شده با استفاده از این نسل بعدی فناوری‌های تولید استفاده می‌شود.

انجمن جهانی فولاد، واژه فولاد کم کربن را ترجیح می‌دهد و از آن استفاده می‌کند، مانند "برق کم کربن"، چرا که درک آن بصورت شهودی آسان‌تر است و معنی آن روشن است.

بسیاری از واژه فولاد سبز استفاده می‌کنند که معنای متفاوتی دارد که غالباً در زمینه بازاریابی محصولات جدید دوستدار محیط زیست است. برای اشاره به فولاد ساخته شده با استفاده از فناوری‌های پیشرفته، فولاد تولید شده از قراضه، فولاد بازیافتی و دوباره تولید شده نیز استفاده شده است. با توجه به این عدم وجود شفافیت و تنوع ذاتی آن، "فولاد سبز" عبارتی نیست که این انجمن جهانی استفاده می‌کند. برای اینکه درصد کربن آن کاملاً صفر باشد، فولاد باید بدون هیچ گونه انتشار دی اکسید کربن تولید شود. رسیدن به این سطح هم بسیار دشوار است و تصور وجود یک فناوری تولید که بتواند در سال ۲۰۲۱ به این هدف دست یابد دشوار است. در نهایت فولاد باید حاوی مقداری کربن باشد، زیرا همین امر باعث تمایز آن از آهن خالص می‌شود. گرچه این کربن آلیاژی می‌تواند از منابع غیر فسیلی تأمین شود، اما وجود آن باعث می‌شود اطلاح فولاد با "کربن صفر" چیز نادرستی باشد.

با این وجود اگر بتوان تعادلی بین گاز‌های گلخانه‌ای وارد شده در جو هنگام تولید فولاد و انتشار گاز‌هایی که از جو خارج می‌شوند، به دست آورد، می‌توان از فولاد حاصل به عنوان فولاد خالص صفر یا کربن خنثی نام برد.

فولاد پاک هم یک اصطلاح فنی است که در صنعت فولاد برای اشاره به فولاد‌هایی حاوی سطح ناخالصی کم، اکسید‌ها، اجزا یا سطح کم یا فوق العاده کم کربن محلول در فلز هستند استفاده می‌شود.

استفاده از واژه بدون کربن نیز در ارتباط با فولاد دشوار است، به هر حال، فولاد بدون کربن آهن است و محتوای کربن فولاد دقیقاً کنترل می‌شود تا خصوصیات مورد نیاز در یک گروه خاص حاصل شود. برای تبدیل آهن به فولاد، باید کربن به آهن با هیدروژن کاهش یافته اضافه شود. هیدروژن هم اجازه می‌دهد میزان انتشار گاز‌های گلخانه‌ای از بخش آهن و فولاد به طور قابل توجهی کاهش یابد و بسیاری از کشور‌ها در حال بررسی این بخش از فناوری هستند.

منبع: ایفنا