استفاده از قراضه و کاهش انتشار CO۲ در صنعت فولاد

‌می‌متالز - مصرف قراضه نقشی کلیدی در کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای و مصرف منابع اولیه دارد. آمار‌ها نشان می‌دهد که مصرف هر تن قراضه برای تولید فولاد از انتشار ۱.۵ تن دی‌اکسید کربن، مصرف ۱.۴ تن سنگ‌آهن، ۷۴۰ کیلوگرم زغال‌سنگ و ۱۲۰ کیلوگرم سنگ‌آهک جلوگیری می‌کند. در نتیجه توسعه صنعت فولاد در آینده مبتنی بر دسترسی آسان به قراضه با عیار بالا است.

به گزارش می‌متالز، فولاد به‌عنوان مهم‌ترین ماده مهندسی و ساختمانی می‌تواند بار‌ها مورد بازیافت قرار گیرد، بدون اینکه خواص آن تغییری پیدا کند. در سال ۲۰۲۱، تخمین زده شده که صنعت فولاد دنیا حدود ۲.۳ میلیارد تن سنگ‌آهن، ۱.۱ میلیارد تن زغال‌سنگ متالورژیکی و ۶۸۰ میلیون تن قراضه فولادی را برای تولید ۱.۹۵ میلیارد تن فولاد خام، استفاده کرده است.

فولاد بازیافتی که به آن قراضه فولادی نیز گفته می‌شود، یکی از مهم‌ترین مواد خام این صنعت است. قراضه‌های فولادی عمدتاً ناشی از سازه‌های فولادی تخریب‌شده، وسایل نقلیه و ماشین‌آلات در پایان عمر خود و همچنین ضایعات تولیدشده در فرایند‌های فولادسازی است.

هر کارخانه تولید فولاد در واقع یک کارخانه بازیافت نیز هست و در تولید تمام محصولات خود از قراضه، تا درصد۱۰۰ در کوره قوس الکتریکی (EAF) و تا درصد۳۰ در کوره بلند (BF)، استفاده می‌کند. امروزه تقریباً تمام قراضه‌هایی که جمع‌آوری می‌شوند بازیافت می‌گردند و نرخ کلی بازیافت حدود ۸۵ درصد تخمین زده می‌شود.

مصرف قراضه نقشی کلیدی در کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای و مصرف منابع اولیه دارد. آمار‌ها نشان می‌دهد که مصرف هر تن قراضه برای تولید فولاد از انتشار ۱.۵ تن دی‌اکسید کربن، مصرف ۱.۴ تن سنگ‌آهن، ۷۴۰ کیلوگرم زغال‌سنگ و ۱۲۰ کیلوگرم سنگ‌آهک جلوگیری می‌کند. در نتیجه توسعه صنعت فولاد در آینده مبتنی بر دسترسی آسان به قراضه با عیار بالا است.

درحالی‌که عرضه سنگ‌آهن می‌تواند با میزان تقاضا منطبق شود، در دسترس بودن قراضه تابعی از تقاضای فولاد و در نتیجه افزایش تولید قراضه در پایان عمر محصولات فولادی است. ظرفیت فولادسازی در جهان از اوایل دهه ۲۰۰۰ رشدی انفجاری داشت که عمدتاً ناشی از سرمایه‌گذاری‌های جدید در چین است. با در نظر گرفتن متوسط طول عمر محصولات فولادی برابر ۴۰ سال، این حجم فولاد در دهه آینده وارد بازار قراضه خواهد شد و کاهش قابل‌توجهی از انتشار آلاینده‌ها در صنعت فولاد را ممکن می‌سازد.

سنگ‌آهن و زغال‌سنگ متالورژیکی عمدتاً در فرایند کوره بلند استفاده می‌شوند. در این فرایند، زغال‌سنگ به کک تبدیل شده (شکل تقریباً خالص کربن) که به‌عنوان سوخت اصلی و عامل احیاکننده در کوره بلند استفاده می‌شود.

به‌طورمعمول، برای تولید یک تن آهن خامی که از کوره بلند بیرون می‌آید، ۱.۶ تن سنگ‌آهن و ۴۵۰ کیلوگرم کک نیاز است. مقداری از کک را می‌توان با تزریق پودر زغال‌سنگ به کوره بلند جایگزین نمود.

آهن یک ماده معدنی رایج در سطح زمین است. امروزه بیشترین سنگ‌آهن از معادن روباز استرالیا و برزیل استخراج شده و از طریق راه‌آهن به بنادر اختصاصی حمل و سپس به کارخانه‌های فولادسازی آسیا و اروپا ارسال می‌گردد.

بر اساس داده‌های پایگاه COMTRADE سازمان ملل متحد، صادرات جهانی سنگ‌آهن در سال ۲۰۲۱ به حدود ۱.۶۵ میلیارد تن رسیده که پس از صادرات نفت خام، دومین حجم تجارت کالا در سطح جهان است.

صنعت فولاد فناوری‌های پیشرفته‌ای را برای افزایش بازده تولید، کاهش انرژی موردنیاز و استفاده از محصولات جانبی، به کار می‌گیرد. امروزه به‌طور متوسط GJ ۲۰ انرژی به ازای تولید هر تن فولاد خام در جهان مصرف می‌شود. این در حالی است که شرکت‌های فولادی پیشرو از سال ۱۹۶۰ مصرف انرژی خود را به ازای تولید هر تن فولاد حدود ۶۰ درصد کاهش داده و گام مهمی در راستای ارتقای پایداری در این صنعت برداشته‌اند.

برآورد‌ها نشان می‌دهد در سال ۲۰۱۷ قراضه آهنی در دسترس در جهان حدود ۷۵۰ میلیون تن بوده است که ۶۳۰ میلیون تن آن توسط صنایع تولید فولاد و ریخته‌گری بازیافت شده است. انتظار می‌رود که دسترسی جهانی به قراضه فولادی به حدود ۱ میلیارد تن در سال ۲۰۳۰ و ۱.۳ میلیارد تن در سال ۲۰۵۰ برسد. به‌عبارت‌دیگر، در ۳۰ سال آینده شاهد رشد بیش از ۵۰۰ میلیون تن در میزان یکی از مواد اولیه اصلی در صنعت فولادسازی خواهیم بود.

استفاده از قراضه و کاهش انتشار CO۲ در صنعت فولاد