1403 / 09 / 11
بررسی صفر تا صد فولاد سبز
امروزه صنایع فولادسازی بسیار گسترش پیدا کردهاند و حجم تولیدات آنها در زمینه قطعات، ابزار و مصالح فولادی نیز افزایش یافته است. افزایش تولید در اغلب موارد سبب استفاده هر چه بیشتر از منابع طبیعی میگردد. در اثر تولید بیش از پیش، میزان آلایندههایی چون کربن دیاکسید که وارد هواکره شده و آن را آلوده میکنند چند برابر میشود.
پژوهشگران در صدد استفاده از روشهایی هستند که کمترین آلاینده را تولید و کمترین آسیب را برای محیط زیست به همراه داشته باشند. در صنایع فولادی، تولید فولاد سبز بدین منظور صورت میگیرد. در تهیه قطعات فولادی از این روش تفاوتهایی وجود دارد. آگاهی بر این تفاوتها، مزایا و معایب میتواند اطلاعات شما را تا حدود زیادی افزایش دهد، پس در ادامه با ما همراه باشید.
فولاد سبز چیست؟
فولاد سبز یا به لاتین Green steel، به قطعات فولادی اطلاق میشود که با روش متفاوتی نسبت به شیوههای معمول تولید میشوند. در سادهترین تعریف، در فرآیند تولید این مواد فولادی سبز به جای سوختهای فسیلی از سوختهای تجدیدپذیر استفاده میشود. این تفاوت در تولید برای بشر و محیط زیست بسیار مفید بوده و مانع آسیب رساندن به آنها میشود. اگرچه این نوع فولاد از روشهای متفاوتی نسبت به روش متداول و سنتی تولید میشود، اما فرآوردههای آن کاملاً یکسان هستند و ویژگیهای شیمیایی مشابهی دارند. به عبارت دیگر، امروزه ۷ درصد کربن دیاکسید وارد شده به جو در اثر فعالیتهای صنایع فولادسازی است. این فرآیند میزان حجم کربندیاکسید تولیدی را کاهش میدهد.
مراحل تولید فولاد موسم به سبز
فولادسبز به عنوان یکی از بهترین فرآوردههای فولادی دهههای اخیر، دارای یک پروسه تولید است. مهمترین نکته در فرآیند تولید این نوع فولاد، آزاد شدن اکسیژن به عنوان یکی از فرآوردهها است. این مورد یکی از جذابترین نکات برای دوستداران محیط زیست به شمار میرود. مراحل تولید این فولاد نسبت به نوع سنتی آن دشوارتر است. برای تولید این نوع از فولاد ابتدا باید آهن اسفنجی ساخته شود، آهن اسفنجی یک فرآورده میانی است که توسط گاز هیدروژن تهیه میشود.
در واقع، با استفاده از گاز هیدروژن سنگ آهن را احیا میکنند. در مرحله بعد با ذوب کردن این فرآورده در کورههای الکتریکی، به تولید این دسته از فولاد میپردازند. مهمترین نکته درباره مراحل تولید فولاد، حذف کردن کورههای سنتی است که با استفاده از سوختهای فسیلی حرارت بالای آنها تامین میشود و گاز کربندیاکسید زیادی وارد محیط میکند. در عوض، از گاز هیدروژن و نیروی برق جهت تامین انرژی کورهها و تبدیل آهن اسفنجی به فولاد استفاده میشود. در طی این فرآیند یکی از فرآوردهها گاز اکسیژن است که وارد هواکره میشود.
کاربردهای فولاد سبز شامل چه مواردی است؟
فرآوردههای تولید شده در صنایع فولادی کاربردهای بسیار فراوانی دارند و منحصر به چند مورد نمیشوند. فولاد سبز نیز به عنوان یکی از انواع این محصولات، از این قاعده مستثنی نیست. فولاد تمامی کاربردهای فولاد سنتی را دارد و صنایعی همچون ماشین سازی، خودرو سازی، ساختمان سازی و صنایع تولید قطعات بیشترین حجم فولاد را به مصرف می رسانند. در صنعت ساخت مصالح هم از این نوع فولاد در جهت تولید تیرآهن، میلگرد، ورقهای فولادی، لوله، نبشی و ... استفاده میشود. در یک کلام باید گفت این فولاد همان فولاد معمولی است و کاربردهای متداول خود را دارد فقط با این تفاوت که تهیه این فولاد توسط فرآیندهای متفاوتی انجام میشود.
مزایای عمده فولاد نوع سبز کدام اند؟
یکی از مهمترین مواردی که در زمینه تولید فولاد باید به آن اشاره کرد مزایای آن است. عمدهترین مزایای آن را میتوان به صورت زیر بیان کرد:
1. کاهش گازهای گلخانهای
هنگامی که در فرآیند تولید فولاد سبز از گاز هیدروژن استفاده میشود به دلیل پاک بودن این سوخت، کربندیاکسید تولید نمیشود. در نتیجه حجم کربندیاکسید وارد شده به هواکره کاهش مییابد. کربن دیاکسید یکی از اصلیترین گازهای گلخانهای به شمار میرود که سبب گرم شدن کره زمین و آسیب به لایه اوزون میگردد؛ بنابراین میتوان با جایگزین کردن گاز هیدروژن در تولید فولاد، باعث کاهش گازهای گلخانهای و جلوگیری از عوارض ناشی از آن شد.
2. صرفه جویی در خریداری تجهیزات جانبی
هنگامی که فولاد به روش سنتی در صنایع فولادی تولید میشود، مقدار فراوانی آلایندههای گازی و غیر گازی تولید میکند. برای مهار و جلوگیری از انتشار این آلایندهها باید تجهیزات ویژهای مانند انواع توریها و فیلترها مورد استفاده قرار گیرد. جایگزین کردن گاز هیدروژن سبب میشود که میزان آلایندهها کاهش یابد و در مواردی به صفر برسد و دیگر نیازی به تهیه تجهیزات جانبی نباشد. این امر سبب صرفهجویی در منابع ارزی و اقتصادی میگردد.
3. کربن زدایی از قطعات فولادی
قطعات فولادی با توجه نوع ترکیباتی که دارند، دارای مقادیر متفاوتی از کربن هستند. وجود کربن در فولاد از جهاتی دارای فایده و معایبی است. کربن زدایی فرآیندی است که در هنگام تولید فولاد سبز به خوبی انجام میگیرد و سبب افزایش مقاومت فولاد برابر کشش و تنش میشود.
4. جایگزینی منابع تجدید پذیر با تجدیرناپذیر
در روش سنتی تولید فولاد از کورههای معمولی برای حرارت دادن و گداختن فلزات استفاده میشود. سوخت اصلی مورد استفاده در این کورهها سوختهای فسیلی مانند زغال سنگ هستند. این سوختها علاوه بر ایجاد آلودگیهای فراوان، تجدیدناپذیر هستند و روزی تمام میشوند. استفاده بیرویه از آنها باعث کاهش ذخایر میگردد، اما گاز هیدروژن یکی از منابع سوختی تجدیدپذیر است که به اتمام نمیرسد. درنتیجه جایگزین کردن این منابع سبب کاهش مصرف منابع تجدیدناپذیر میگردد.
5. جلوگیری از اتلاف انرژی
در کورههایی که در روش سنتی مورد استفاده قرار میگیرند، جهت تامین دمای بالا، سوختهای فسیلی سوزانده میشود. در این فرآیند سوختن و تامین دما، مقدار زیادی از انرژی گرمایی سوخت به هدر میرود، اما در مورد گاز هیدروژن به این صورت نیست و در فرآیند تولید این نوع فولاد صورتهای مختلف انرژی اتلاف نمیشود.
معایب تولید فولاد نوع سبز
اگرچه تولید فولاد سبز مزایای بسیاری دارد، اما دارای معایبی نیز هست. دو مورد از معایب آن را میتوان به صورت زیر بیان کرد:
1. هزینه بالا در فرآیند تولید فولاد سبز
فرآیند تولید فولاد سبز هر چند مزایایی چون حفاظت از محیط زیست و ... دارد، اما به کورههای الکتریکی ویژهای احتیاج دارد. در این کورهها به وسیله انرژی الکتریکی (برق) گرمای مورد نیاز برای حرارت دادن آهن را تامین میکنند. احداث این نوع از کورهها هزینه زیادی را میطلبد. از طرفی گاز هیدروژن به عنوان یک سوخت تجدید پذیر قیمت تمام شده بسیار بیشتری نسبت به سایر سوختهای فسیلی دارد.
2. نگهداری و حمل و نقل سخت گاز هیدروژن
گاز هیدروژن یکی از بهترین و پاکترین سوختهای موجود برای تامین گرما و انرژی است و در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار میگیرد. مهمترین نکته، فرآیند پیچیده تولید گاز هیدروژن است که سبب میشود، قیمت تمام شده این سوخت بسیار زیاد باشد. از طرفی، نگهداری و حمل و نقل از این سوخت بهدلیل قدرت انفجاری بالا دشوار است؛ بنابراین استفاده از گاز هیدروژن در تولید فولاد دارای مخاطراتی نیز میتواند باشد.
تولید فولاد موسم به سبز در ایران و جهان
در جهان، تولید این نوع فولاد بهواسطه گاز هیدروژن در سال ۲۰۱۹، به وسیله یک شرکت سوئدی انجام پذیرفت. در دهه کنونی چین به عنوان یکی از بزرگترین کشورهای تولید کننده فولاد در جهان شناخته میشود. فناوری تولید این نوع فولاد در حال حاضر در کشورهای چین، سوئد و اسپانیا وجود دارد. در ایران به دلیل وجود تحریم و هزینههای بالایی که برای تولید این نوع فولاد وجود دارد، پروژههای فولاد سبز استارت نخورده است.
جمعبندی
تولید فولاد سبز به تکنولوژی پیشرفتهای نیازمند است. استفاده از این فناوریها و تولید این نوع از فولاد علاوه بر مزایای محیط زیستی، سبب دسترسی به دانش فنی و توانایی صادرات گسترده فولاد میشود. البته این فناوری اکنون در برخی کشورهای جهان برای تولید فولاد مورد استفاده قرار میگیرد. کشور ایران بهدلیل موارد متعددی از این فناوری بیبهره مانده که البته ممکن است در دهههای آینده به این فناوری پیشرفته دست پیدا کند. برای اطلاع از قیمت ورق گالوانیزه یا سایر محصولات فولادی میتوانید از کارشناسان فولادفیدار کمک بگیرید.
