بازیافت نسوز‌های مصرفی در صنعت فولاد؛ راهکاری برای کاهش انرژی و هزینه

به گزارش می‌متالز، در دو دهه اخیر، بازیافت مواد نسوز به دلیل ملاحظات زیست‌محیطی و افزایش هزینه‌های دفن زباله به‌شدت موردتوجه قرار گرفته است. بیان شده است که صنعت فولاد دوسوم تولید نسوز در جهان را مصرف می‌کند. تخمین زده می‌شود که مواد نسوز غیرقابل‌استفاده، هنوز ۳۰ درصد از مواد اولیه تشکیل‌دهنده مناسب را در خود جای داده‌اند. این بدین معناست که میلیون‌ها تن نسوز مصرف شده در سال برای بازیافت و مجدداً در دسترس قرار گرفتن در صنعت فولاد وجود دارد. ازاین‌رو، بازیافت نسوز‌های مصرفی در صنعت فولاد از اهمیت زیادی برخوردار است.

صنعت فولاد عامل اصلی در تعیین میزان تقاضا برای تولید مواد نسوز شناخته می‌شود. در واقع، استفاده از مواد نسوز با کارایی بالا در صنعت فولادسازی، دست‌یابی به فولاد با کیفیت و تمیز را تضمین می‌کند. بااین‌حال، بسیاری از مواد نسوز مورداستفاده در صنعت فولاد پس از آسیب دیدن، عملکرد و خواص متالورژی خود را از دست داده و تولید فولاد مطلوب را مختل می‌کنند. در نتیجه، بیشتر آن‌ها تعویض یا دور ریخته می‌شوند. ازآنجاکه خرید مواد نسوز جدید می‌تواند هزینه‌های تولید فولاد را افزایش دهد، بازیافت نسوز‌ها می‌تواند نقش بسزایی در کاهش هزینه‌ها به دنبال داشته باشد. در شکل ۱ میزان مصرف نسوز‌ها در بخش‌های مختلف صنعت فولاد نشان داده شده است که بیانگر اهمیت کاربرد نسوز‌ها در این صنعت است.

در گذشته، نسوز‌های دورریز در محل کارخانه فولادسازی دفن می‌شدند. با گذشت زمان، کارخانه‌های فولادسازی با نیاز ضروری برای کاهش حجم ضایعات نسوز مواجه شدند. بر همین اساس، بازیافت بخشی از مواد نسوز به سمت بازیافت کامل انواع ضایعات نسوز تغییر رویه داد. به‌طورکلی بازیافت نسوز‌ها در دو شکل داخلی (Internal) و خارجی (External) انجام شده که بهبود هر یک می‌تواند نقش زیادی در کاهش مصرف انرژی و هزینه‌های تولید داشته باشد. بازیافت داخلی نسوز‌ها بر استفاده مجدد از نسوز‌های بازیافتی در فرایند فولادسازی به روش‌های مختلف نظیر تنظیم‌کننده سرباره دلالت دارد و منظور از بازیافت خارجی نسوزها، استفاده مجدد از نسوز‌های بازیافتی در ساخت نسوز‌های جدید است. همان‌گونه که بیان شد، مصرف زیاد نسوز‌ها سبب شد بازیافت آن‌ها موردتوجه فولادسازان مختلف قرار گیرد. در همین راستا، دو شرکت ایتالیایی فریر نورد (Ferriere Nord) و استفانا (Stefana) که در زمینه تولید میلگرد‌های فولادی فعالیت دارند، دیرگداز‌های مصرفی از پاتیل‌ها و کوره قوس الکتریکی (EAF) را همراه با سرباره بازگشتی بازیافت می‌کنند و مجدداً مورداستفاده قرار می‌دهند (شکل ۲). از سویی دیگر، شرکت فولادسازی نیپون (Nippon) نیز با توجه به حساسیت‌های زیست‌محیطی و قیمت بالای مواد خام نسوز، راهکار‌هایی را برای کاهش حجم زباله‌های نسوز ارائه داده است. در شکل ۳ چرخه بازیافت نسوز‌ها در کارخانه فولاد نیپون نشان داده شده است.

به‌طورکلی، در بحث بازیافت نسوز‌ها نیز ۴ اصل اساسی بازیافت شامل استفاده مجدد (Reuse)، بازتولید (Remanufacture)، کاهش مصرف (Reduce) و بازیافت (Recycle) مورد توجه قرار می‌گیرد. یکی از پرکاربردترین روش‌های بازیافت نسوزها، استفاده مجدد از آن‌ها در بخش‌های مختلف فولادسازی به شکل دیگر است. به‌عنوان مثال، در شرکت فولادسازی سیدنور (Sidenor)، آجر‌هایی منیزیا/کربن حاصل از بازیافت نسوز‌های سائیده‌شده از دیواره‌های EAF به‌منظور ساخت پیش‌دیواره‌های EAF مجدداً مورد استفاده قرار می‌گیرند (شکل ۴). این پیش‌دیواره‌ها به‌عنوان یک لایه جدید از آجر‌های بازیافتی در کنار سطح ساییده‌شده کوره‌های EAF قرار می‌گیرند و میزان مصرف نسوز‌های جدید را کاهش می‌دهند و جریان مذاب فولاد را بهبود می‌بخشند. این شرکت نشان داد که می‌تواند بخش زیادی از نسوز‌های مصرفی خود را مجدداً بازیافت کند. در شکل ۵ میزان نسوز‌های قابل بازیافت شرکت سیدنور نشان داده شده است. شرکت مگنزیتا (Magnesita) نیز یک برنامه جامع برای توسعه زنجیره بازیافت آجر‌های منیزیا-کربن در کشور برزیل و منیزیا-اسپینل در کشور آرژانتین در سال ۲۰۱۸ تدوین نموده که تاکنون بیش از ۵۰ هزار تن آجر نسوز (معادل ۹۸ هزار تن سنگ معدن منیزیت) طبق برنامه بازیافت و مجدداً استفاده شده است.

در نهایت، می‌توان گفت در سال‌های اخیر، فولادسازان پیشرو، همواره سعی کرده‌اند بازیافت نسوز‌های مصرفی را به موارد خاص محدود نکنند و به سمت بازیافت مجدد انواع مختلف نسوز‌ها پیش بروند. ازآنجاکه صنعت فولاد یکی از صنایع برتر در اقتصاد کشور ایران است، هرگونه کاهش انرژی و هزینه در این صنعت می‌تواند نقش حیاتی در اقتصاد کشور داشته باشد. ازاین‌رو، تحقیق و توسعه در زمینه بازیافت نسوز‌های ضایعاتی در صنعت فولاد می‌تواند راهگشای کاهش انرژی، کاهش هزینه و سهیم شدن در جامعه دوست‌دار محیط‌زیست باشد.

منبع: پایگاه خبری - تحلیلی ایراسین