بازیافت فولاد زنگ نزن

بازیافت فولاد زنگ نزن : از نظر تئوری ، فولاد ضد زنگ 100 درصد قابل بازیافت است. عناصر آلیاژی اولیه فولاد ضد زنگ - کروم ، نیکل و مولیبدن - بسیار ارزشمند هستند و به راحتی قابل بازیافت می باشند.
طبق اعلام انجمن فولاد ضد زنگ انگلیس ، هر ماده از جنس استنلس استیل تقریباً 60 درصد بازیافت می شود. در سال 2007 ، حدود 27 میلیون تن فولاد تولید شد ، که تقریباً 16 میلیون تن فولاد ضدزنگ بازیافت شده و سایر مواد برای تولید این مقدار استفاده شد.
انواع معمول قراضه فولاد زنگ نزن (ضایعات استیل) شامل تراشه‌ها و قطعات فولاد زنگ نزن حاوی عناصر آلیاژی کروم و نیکل است. به عنوان مثال براده‌های تراش کاری فولاد زنگ نزن حاوی 16 درصد کروم و 7 درصد نیکل است. این قراضه‌ها در مرحله تهیه و ساخت مخازن، لوله‌ها و سایر تجهیزات تولید می‌شوند.

فناوری ‌های طبقه بندی و آماده سازی

در اقتصاد تولید فولاد از قراضه، جدایش و طبقه بندی نقش مهمی را ایفا می‌کند. حضور عناصر مضر به ویژه مس و قلع در قراه فولاد کربنی، بر کاربری فولاد زنگ نزن تولید شده تاثیرگذار است. زیرا این آلیاژها در دماهای بالاتر و در محیط‌های با خورندگی بیشتر کاربرد دارند. با توجه به مطالب فوق، در فرایند بازیافت قراضه فولاد زنگ نزن لزوم استفاده از فناوری‌های آماده سازی، طبقه بندی و جدایش بدیهی بوده و در ادامه تشریح می‌شوند.

آماده سازی و طبقه بندی دستی : در این مرحله حذف سایر اجزاء از قراضه با دست انجام می‌شود. به عنوان مثال می‌توان به حذف دستی مبدل‌های کاتالیزوری از قراضه خودرو اشاره نمود. از طرف دیگر برای تسهیل ورود قراضه به کوره، قطعات بزرگ مانند مخازن ذخیره سازی و صفحات می‌بایست برش داده شوند. بدین منظور از مشعل، سنگ‌شکن و خردکن استفاده می‌شود.

جدایش مغناطیسی : از این روش برای جدایش فولادهای زنگ نزن مغناطیسی و نیکل از فولادهای زنگ نزن غیرمغناطیسی استفاده می‌گردد. با این وجود، معمولاً از آن برای جدایش فولاد زنگ نزن از آهن و فولاد استفاده نمی‌شود.

عدل سازی و فشرده سازی : قراضه‌های آزاد و قطعات نازک و با چگالی کم (مانند مخازن و لوله‌ها) را معمولاً عدل سازی یا بریکت سازی می‌کنند. دستگاه عدل سازی به صورت قطعه‌ای سنگین بوده که توسط سه چکش هیدرولیکی قراضه را فشرده می‌کند. در دستگاه بریکت سازی نیز قراضه‌های کوچک با عبور از بین دو غلتک در حال چرخش متقابل به بریکت تبدیل می‌شوند. استفاده از این روش‌ها هزینه‌های حمل و نقل را کاهش داده و سبب سهولت در تغذیه مواد به کوره می‌شود.

خردایش : به منظور کاهش ابعاد قطعات فولاد زنگ نزن حجیم استفاده می‌شود. همان طور که قبلاً تشریح شد بازیابی فولاد زنگ نزن موجود در خودروها از پسماند حاصل از خردایش خودروها صورت می‌گیرد.

جدایش با جریان گردابی : در برخی جداکننده‌های فلزات غیر آهنی از جریان گردابی برای بازیافت فلزات آهنی و فولاد زنگ نزن از پسماند حاصل از خردایش استفاده می‌شود.

جدایش با واسط سنگین :  در این روش از خاصیت اختلاف چگالی بین کانی موردنظر و باطله استفاده می شود.محدوده کارایی این روش بیشتر برای ذرات درشت می باشد.این روش در برخی جدا کننده‌های فلزات غیرآهنی به منظور بازیافت فلزات غیرآهنی و فولادهای زنگ نزن از پسماند حاصل از خردایش مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کوره گداز تفریقی : از این نوع کوره جهت جدایش آلومینیوم، روی و سرب همراه با فولادهای زنگ نزن و همچنین حذف آلودگی‌ها استفاده می‌شود.

توصیف عمومی فناوری‌های بازیافت

فولادهای زنگ نزن در کوره‌های قوس الکتریکی تولید می‌شوند. در فرایند تولید، به منظور تنظیم ترکیب شیمیایی از مواد اولیه مختلفی مانند قراضه فولاد کربنی، قراضه فولاد زنگ نزن ( ضایعات استیل ) و فروآلیاژها استفاده می‌شود. ابتدا قراضه فولاد کربنی و زنگ نزن وارد کوره شده و مقدار مذاب مورد نظر را تامین می‌کنند. سپس کربن زدایی فولاد با کمک لانس‌های اکسیژن انجام شده و طی آن قسمتی از کروم نیز اکسید شده و وارد سرباره می‌شود. لذا به منظور بازیابی کروم به مذاب، سرباره با فروسیلیسم یا فروسیلیکوکرم احیا می‌گردد. ترکیب مذاب نیز با افزودن فروکروم و فرونیکل تنظیم می‌شود و در نهایت مذاب ریخته‌گری می‌گردد. از آنجا که میزان تصفیه در حین ذوب فولادهای زنگ نزن ناچیز است، از روش متالورژی پاتیلی (عملیات صورت گرفته بر روی مذاب فولاد درون پاتیل) بهره گرفته می‌شود. در این فرایند علاوه بر حذف گوگرد، اکسیژن، هیدروژن و کربن، افزودن فروآلیاژها با بازیابی بسیار بالا و کاهش یا افزایش دمای مذاب تا حد مطلوب برای ریخته گری مداوم صورت می‌گیرد.

برای انجام متالورژی پاتیلی مذاب فولاد از کوره فولاد سازی (اکسیژنی یا الکتریکی) به درون پاتیل تخلیه می‌شود. اغلب پاتیل‌ها تمام فولاد تولیده شده در یک دوره گرمایش کوره را نگهداری می‌کنند. سرباره موجود روی سطح فولاد در پاتیل نقش لایه محافظ را دارد. سرباره اضافی نیز به کمک ناودان درون بوته‌ای جریان یافته و یا با ریختن آن بر روی زمین، منجمد و در نهایت جمع‌آوری می‌شود. فرآیندهای تصفیه پاتیلی شامل تصفیه پاتیلی بدون سرپوش، تصفیه پاتیلی با سرپوش و تصفیه پاتیلی تحت خلأ می‌باشند.