XMEHRDADX 7,514 اشتراک گذاری ارسال شده در 17 آذر، ۱۳۹۰ مانند بسياري از صنايع، صنعت فولاد ضدزنگ نيز تلاش مي‌كند تا هرچه بيشتر از انتشار گاز CO2 در محيط جلوگيري كند. هدف از نگارش اين مقاله مشخص كردن منشا انتشار اين گاز و تدابير بازدارنده براي آن در سال‌هاي اخير است. براي روشن شدن اين موضوع ما عوامل انتشار گاز دي‌اكسيدكربن را به سه بخش تقسيم كرده‌ايم: 1. انتشار گاز CO2 ناشي از استخراج و فرآوري كاني و توليد فروآلياژها كه براي تمامي اين فرآيندها الكتريسيته نيز مورد نياز است. 2. انتشار CO2 به واسطه مصرف الكتريسيته در صنعت فولادهاي ضدزنگ 3. فرآيندهاي توليد در كارخانه‌هاي فولاد ضدزنگ نيز منشا توليد گاز دي اكسيد كربن هستند. واژه فولاد ضدزنگ يك دامنه وسيع از فولادها را دربرمي‌گيرد كه حداقل داراي 5/10 درصد كروم باشند. براي رسيدن به خواص فولاد ضدزنگ، كروم يك عنصر غيرقابل چشم‌پوشي است. ديگر عناصر آلياژي (از قبيل نيكل، موليبدن و مس) منجر به ايجاد يك محدوده وسيع از خواص مكانيكي و فيزيكي در فولاد مي‌شوند. فولاد ضدزنگ كاربردهاي متنوعي از لوازم خانگي تا مخازن رآكتور مورد استفاده در صنايع شيميايي دارد. فولاد ضدزنگ در مقابل خوردگي و زنگ‌زدگي مقاوم است و نياز به حفاظت اندك و همچنين بازيافتپذيري 100درصد دارد كه اين فلز را به عنوان يك ماده پايه ايده‌آل براي بسياري از كاربردها مطرح كرده است. در واقع، خواص مكانيكي فولاد ضدزنگ باعث شده تا كاربردهاي بسياري نيز در ساختمان‌سازي و تاسيسات عمومي از قبيل راه‌آهن، بزرگراه‌ها، تونل‌ها و پل‌ها داشته باشد. مخازن نگهداري و حمل‌ونقل مواد غذايي نيز اغلب از فولاد ضدزنگ ساخته مي‌شوند زيرا به راحتي تميز مي‌شوند و همچنين خواص بهداشتي فوق‌العاده‌اي هم از خود نشان مي‌دهند. از ديگر دلايل استفاده از فولاد ضدزنگ در آشپزخانه‌ها، رستوران‌ها و كارخانه‌هاي توليد مواد غذايي مي‌توان به قابليت تميزكاري آن با بخار آب، قابليت استريليزه شدن و اين كه به هيچ‌گونه عمليات سطحي اضافي نياز ندارد، اشاره كرد. اساسا دو روش براي توليد فولاد ضدزنگ وجود دارد: * از مواد خام اوليه شامل كاني‌هاي مورد نياز * از مواد بازيافتي در روش اول از كوره بلند (BF) استفاده شده و مواد ورودي اصلي آن زغال‌سنگ و سنگ‌آهن هستند. روش دوم با استفاده از كوره قوس الكتريكي (EAF) انجام مي‌شود و مواد ورودي اصلي در آن قراضه آهن و الكتريسيته هستند. روش EAF مهمترين فرآيند براي توليد فولاد ضدزنگ است. در حقيقت در سال 2009 بيش از 60 درصد از كل فولاد ضدزنگ توليد شده در جهان با استفاده از روش EAF توليد شد. براي صنعت فولاد ضدزنگ، قراضه آهن داراي ارزش ذاتي بسياري است. تنها محدوديت در اين صنعت دسترسي به قراضه آهن به ويژه در كشورهاي نوظهور است. پايداري بالاي فولاد ضدزنگ موجب محدوديت دسترسي به قراضه آهني شده است. به‌عنوان مثال، زماني كه فولاد ضدزنگ در ساختمان مورد استفاده قرار مي‌گيرد، اين فلز براي سال‌هاي متمادي در ساختمان باقي مي‌ماند و نمي تواند تا قبل از اين كه ساختمان تخريب شود مورد استفاده مجدد قرار گيرد. همانطور كه قبلا اشاره كرديم فولاد ضدزنگ 100درصد قابليت بازيافتپذيري دارد و يكي از موادي است كه بيشترين نرخ بازيافت را دارا است. تخمين زده مي‌شود كه حداقل 70 درصد از فولادهاي ضدزنگ تا رسيدن به پايان طول عمر خود بازيافت مي‌شوند (جدول شماره يك را مشاهده كنيد). وابسته به نوع، مكان و در دسترس‌پذيري قراضه فولاد ضدزنگ، توليد به روش EFA مي‌تواند از نظر اقتصادي مزاياي بسياري را داشته باشد. علاوه بر اين، سيستم بازيافت براي فولادهاي ضدزنگ داراي بهره‌وري بالايي بوده و نياز به هيچ‌گونه كمك‌هاي مالي ندارد. در طي 8 سال گذشته بالغ بر 190 ميليون تن فولاد ضدزنگ در جهان توليد شده است. تنها در طي اين 8 سال ميزان توليد اين فلز از كمتر از 20 ميليون تن به بيش از 25 ميليون تن افزايش يافته است. اين ميزان رشد در مصرف فولاد ضدزنگ در بين تمامي مواد يك ركورد محسوب مي‌شود. خواص فولاد ضدزنگ از قبيل بازيافتپذيري كامل، قابليت استفاده مجدد، عدم نياز به محافظت و توليد ايمن آن مي‌تواند دليلي براي اين رشد قابل توجه باشد. دوره عمر فولاد ضدزنگ دوره عمر فولاد ضدزنگ با توجه به چهار مرحله مهم از عمر اين ماده تعيين مي‌شود: 1. مرحله فرآيند توليد كه شامل تمامي فرآيندهاي توليد فولاد ضدزنگ از توليد خام اين محصول گرفته تا محصولات نهايي تخت و طويل براي استفاده در صنايع مختلف، است. 2. مرحله فرآيندهاي ساخت و توليد كه در آن از فولاد ضدزنگ نهايي در بخش‌هاي مختلف كاربردي و براي توليد كالاهاي نهايي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. 3. مرحله مصرف كه در آن محصولات نهايي توسط مصرف‌كنندگان نهايي مورد استفاده قرار مي‌گيرند و در اين مرحله فولاد ضدزنگ تا انتهاي طول عمر محصول مورد نظر باقي مي‌ماند. 4. مرحله فرآيند جمع‌آوري و بازيافت كه در آن محصولاتي كه عمر مصرف آنها به پايان رسيده بازيافت شده و به قبرستان مواد زايد منتقل مي‌شوند. انتشار گاز CO2 در طي 5 دهه گذشته، انتشار گاز دي اكسيد كربن به‌عنوان يك معضل جدي در جوامع مختلف مطرح شده است. در نتيجه آن سياست‌هاي زيست‌محيطي جديدي براي كنترل و سنجش انتشار CO2 وضع شدند. صنعت فولاد ضدزنگ، دقيقا همانند ديگر صنايع در تعيين و محاسبه ميزان انتشار اين گاز سهيم است. مطالعات اخير انجام پذيرفته توسط انجمن فولاد ضدزنگ نشان مي‌دهد كه ميزان انتشار گاز دي اكسيد كربن در نتيجه توليد و كاربرد فولاد ضدزنگ بسيار اندك است. ميزان انتشار CO2 ناشي از توليد سنگ‌آهن و فرو آلياژها اين بخش از فرآيند توليد فولاد ضدزنگ شامل انتشار CO2 به واسطه استخراج مواد اوليه و همچنين توليد كرم و نيكل اوليه و قراضه فولادهاي كربني است. نيروي الكتريسيته مورد نياز براي معدنكاري و توليد آلياژهاي آهني نيز بايد لحاظ شود. مهمترين مواد اوليه مورد نياز براي توليد فولاد ضدزنگ، قراضه فولاد ضدزنگ، قراضه فولاد كربني و فروآلياژهايي از قبيل فرونيكل، فروكرم و فروموليبدن هستند. اگر فولاد ضدزنگ تنها از مواد اوليه توليد شود، ميزان انتشار گاز CO2 ناشي از توليد فروآلياژها بالغ بر 2/4 تن به ازاي هر تن فولاد ضدزنگ خواهد شد. هرچند زماني كه مقدار قراضه فولاد ضدزنگ افزايش يابد، ميزان انتشار گاز دي اكسيد كربن نيز متعاقب آن افزايش خواهد يافت. به‌طور ميانگين، براي توليد يك تن فولاد ضدزنگ در حدود 36 درصد از قراضه‌هاي فولاد ضدزنگ استفاده مي‌شود. در نتيجه ميزان انتشار CO2 بالغ بر 8/2 تن به ازاي يك تن فولاد ضدزنگ خواهد بود. بنابراين به دليل نرخ بازيافتپذيري بالاي فولاد ضدزنگ، اين صنعت تقريبا 33 درصد از انتشار گاز دي اكسيد كربن مي‌كاهد. انتشار گاز CO2 مربوط به الكتريسيته مورد نياز براي توليد فولاد ضدزنگ در كارخانه محاسبات صورت پذيرفته در اين بخش ميزان انتشار دي اكسيد كربن در طي توليد بالادستي الكتريسيته كه در كارخانه‌هاي فولادسازي براي توليد فولاد ضدزنگ مورد استفاده قرار مي‌گيرد را مشخص كرده است. انتشار CO2 در نيروگاه‌هاي توليد برق، ناشي از احتراق گاز و زغال‌سنگ و همچنين ناشي از منابع آبي و هسته‌اي است. مقدار CO2 انتشار يافته به نوع الكتريسيته مصرفي بستگي دارد. جدول شماره 2 نشان‌دهنده ميزان انتشار CO2 در هريك از انواع نيروگاه‌ها به ازاي هر مگاژول برق توليد شده، است. آمار نيروگاه‌ها و ميزان مصرف سوخت توسط آژانس بين‌المللي انرژي (IEA) ارائه شده است كه به‌منظور محاسبه راندمان نيروگاه‌ها در قسمت‌هاي مختلف جهان مورد استفاده گرفته است. جدول شماره 3 نشان‌دهنده مقدار انتشار گاز CO2 در كشورهاي بزرگ صنعتي است. به‌طور ميانگين، براي توليد يك مگاژول الكتريسيته بالغ بر 6/177 گرم گاز CO2 انتشار مي‌يابد. انجمن بين‌المللي فولاد ضدزنگ پيش‌بيني كرده كه بالغ بر 3700 مگاژول برق براي توليد يك تن فولاد ضدزنگ در كارخانه فولادسازي مورد نياز است. در اروپا كه 30 درصد از برق مصرفي خود را از نيروگاه‌هاي هسته‌اي تامين مي‌كند در حدود 54/0 تن CO2 به ازاي هر تن فولاد ضدزنگ توليد شده آزاد مي‌شود. در چين كه نيروگاه‌هاي هسته‌اي تنها 2 درصد از برق مورد نياز را تامين مي‌كنند، بالغ بر 85/0 تن CO2 به ازاي هر تن فولاد ضدزنگ آزاد مي‌شود. بنابراين ميزان انتشار دي اكسيد كربن مربوط به الكتريسيته موردنياز براي توليد فولاد ضدزنگ در يك كارخانه فولادسازي در حدود 65/0 تن به ازاي هر تن فولاد ضدزنگ محاسبه شده است. انتشار ناشي از توليد مستقيم بنابر گزارش سال 2009 موسسه بين‌المللي PE مقدار CO2 آزاد شده در طي توليد فولاد ضدزنگ در واحد فولادسازي بين 49/0 تا 28/0 تن به ازاي هر تن فولاد ضدزنگ متغير است. اين ميزان شامل انتشار CO2 ناشي از مصرف سوخت در كارخانه‌اي است كه فولاد ضدزنگ در آن توليد مي‌شود. حجم دقيق انتشار براساس نوع محصول توليد شده متفاوت است. پيش‌بيني‌هاي انجمن بين‌المللي فولاد ضدزنگ نيز چنين نتايج مشابهي را نشان مي‌دهد. براساس محاسبات اين انجمن ميانگين انتشار CO2 بالغ بر 36/0 تن به ازاي هر تن فولاد ضدزنگ است. نقش صنعت فولاد ضدزنگ در انتشار گاز CO2 شكل شماره يك نشان‌دهنده سهم انتشار گاز دي اكسيد كربن توسط سه بخش از فرآيند توليد فولاد ضدزنگ است. اين سه بخش شامل مواد اوليه (Ni، Cr، Mo و ديگر عناصر)، الكتريسيته و توليد مستقيم است. با توجه به شكل شماره يك به روشني مي‌توان فهميد كه فرآوري سنگ‌آهن و فعاليت‌هاي بالادستي بيشترين پتانسيل را براي كاهش ميزان انتشار گاز دي اكسيد كربن دارند. مترجم: كمال‌الدين غفوري منبع: انجمن بين‌المللي فولاد ضدزنگ نشریه معدن و توسعه شماره 364 4 نقل قول لینک به دیدگاه
ارسال های توصیه شده
به گفتگو بپیوندید
هم اکنون می توانید مطلب خود را ارسال نمایید و بعداً ثبت نام کنید. اگر حساب کاربری دارید، برای ارسال با حساب کاربری خود اکنون وارد شوید .