چگونه فولاد از ضایعات فلز ساخته می شود؟

در عصری که پایداری در حال تغییر شکل صنایع است ، فولاد سازی به عنوان پیشگام در شیوه های اقتصاد دایره ای شناخته می شود. هر سال ، بیش از600 میلیون تن فولاددر سطح جهان تولید می شوند ، و تقریباً30%از این امر ناشی از قراضه بازیافت شده است. اما دقیقاً چگونه یک شمع از اتومبیل های دور ریخته شده ، لوازم و پرتوهای ساختمانی به فولاد با استحکام بالا که در آسمان خراش ها ، توربین های بادی و وسایل نقلیه برقی استفاده می شود تبدیل می شوند؟

این وبلاگ به علوم ، فناوری و نوآوری در تبدیل فلز قراضه به فولاد ممتاز فرو می رود. این که آیا شما یک اپراتور گیاهی ، متخصص تهیه و یا سرمایه گذار آگاه از محیط زیست هستید ، خواهید فهمید که چگونه فولاد سازی مبتنی بر ضایعات مدرن کار می کند ، چرا از روش های سنتی سبزتر است و چه فناوری های پیشرفته باعث ایجاد این انقلاب می شوند.

فولاد بدون از دست دادن خواص خود 100 ٪ قابل بازیافت است و آن را به عنوان مورد استفاده مجدد در جهان قرار می دهد. بازیافت فولاد قراضه به جای معدن سنگ آهن مزایای غیرقابل انکار را ارائه می دهد:

• صرفه جویی در مصرف انرژی: از 60-75 ٪ انرژی کمتری نسبت به تولید فولاد اولیه استفاده می کند.
• کاهش CO₂: کاهش انتشار گازهای گلخانه ای 58 ٪ در هر تن در مقایسه با کوره های انفجار.
• راندمان هزینه: قراضه اغلب ارزان تر از سنگ آهن است ، به خصوص در مناطقی که زیرساخت های بازیافتی قوی دارند.

منبع: انجمن جهانی فولاد ، 2023

همه ضایعات برابر نیست. این روند مدتها قبل از رسیدن قراضه به آسیاب آغاز می شود:

الف) مرتب سازی و خرد کردن

قراضه به نمرات طبقه بندی می شود:

• فولاد ذوب سنگین (HMS): بخش های ضخیم مانند تیرها و ماشین آلات.
• ضایعات خرد شده: مواد سبک (به عنوان مثال ، اتومبیل) که به قطعات اندازه مشت پردازش می شوند.
• چرخش و تراشه: ماشینکاری زباله از کارخانه ها.

خرد کننده ها ، آهن ربا و سنسورها آلاینده هایی مانند مس ، لاستیک و خاک را از بین می برند. حتی a0. 1 ٪ ناخالصی مسمی تواند فولاد را تضعیف کند و مرتب سازی را بسیار مهم کند.

ب) پیش گرم شدن (اختیاری اما تغییر بازی)

سیستم های نوآورانه مانندکاناستیل®ضایعات از قبل گرم به400-600 درجهبا استفاده از گازهای اگزوز از کوره. این باعث کاهش انرژی ذوب توسط15–20%و زمان چرخه را کاهش می دهد.

EAF قلب فولاد سازی مبتنی بر قراضه است. در اینجا نحوه تبدیل ضایعات به فولاد مذاب آورده شده است:

الف) شارژ کوره

یک سطل غول پیکر وارد می شودساخت فولاد EAFکوره ، با مواد غنی از کربن (به عنوان مثال ، کک) برای تقویت هدایت. کوره های مدرن می توانند ذوب شوند150-300 تن در هر گرما.

ب) ذوب با قوس های برقی

الکترودهای گرافیتی به قوس های اعتصاب می رسند3 ، {1}} درجه، در 45-60 دقیقه ضایعات را مایع کنید. نوآوری های کلیدی این مرحله را بهینه می کنند:

• ترانسفورماتورهای فوق العاده بلند (UHP): انرژی متمرکز را برای ذوب سریعتر تحویل دهید.
• LANCING OXYGEN: اکسیژن را برای سوزاندن ناخالصی ها و تولید گرما تزریق می کند.

ج) نمونه گیری و تنظیم شیمی

پروب ها برای بررسی ترکیب نمونه های فلزی مذاب می گیرند. آلیاژها (به عنوان مثال ، کروم ، نیکل) یا شار (به عنوان مثال ، آهک) برای دیدار با مشخصات درجه (به عنوان مثال ، ASTM A36 ، 304 فولاد ضد زنگ) اضافه می شوند.

فولاد مذاب از EAF هنوز حاوی ناخالصی مانند گوگرد ، فسفر و کربن اضافی است. روشهای پالایش بر اساس درجه فولاد متفاوت است:

الف) درمان کوره ملاقه (LF)

فولاد مذاب به یک کوره ملاقه منتقل می شود:

• اکسیداسیون: آلومینیوم یا سیلیکون اکسیژن محلول را از بین می برد.
• سولفوریزاسیون: تزریق کلسیم گوگرد را به کاهش می دهد<0.005%.
• کنترل دما: همزن گاز آرگون گرمای یکنواخت را تضمین می کند.

ب) تخلیه خلاء (VD/VOD)

برای فولاد درجه بالا (به عنوان مثال ، هوافضا یا خودرو) ، ترشح اکسیژن خلاء (VOD) هیدروژن ، نیتروژن و کربن را تحت فشار کم حذف می کند. این مانع از نقص هایی مانند حفره ها و شکنندگی می شود.

نوک طرفدار: یک سیستم VD/VOD به خوبی تنظیم شده می تواند به میزان کم کربن برسد0.001%-برای فولادهای فوق العاده با قدرت بسیار مهم است.

فولاد تصفیه شده به اشکال نیمه تمام ریخته می شود:

لایحه: بخش های مربع برای میله ها و سیم ها.

صفرا: مستطیل های مسطح برای صفحات و ورق.

شکوفه: بلوک های مستطیل شکل برای تیرهای ساختاری.

کاستورهای مدرن برای از بین بردن ترک های داخلی و تفکیک داخلی از همزن الکترومغناطیسی و کاهش نرم پویا استفاده می کنند.

بیایید فولاد EAF مبتنی بر ضایعات را با مسیر کوره انفجار (BF) مقایسه کنیم:

منبع: آژانس انرژی بین المللی ، 2023

در حالی که کارآمد است ، تولید فولاد ضایعات موانع را نشان می دهد:

الف) عناصر باقیمانده

مس ، قلع و کروم از قراضه مخلوط می تواند جمع شود و قابلیت استفاده را محدود می کند. راه حل ها:

• فن آوری مرتب سازی پیشرفته: سنسورهای دارای AI و طیف سنجی خرابی ناشی از لیزر (LIBS) آلیاژهای جداگانه را شناسایی و جدا می کنند.
• رقیق سازی: مخلوط کردن ضایعات با باکره Dri یا سنگ آهن برای رقیق کردن باقیمانده.

ب) هزینه های انرژی

EAFS به برق مقرون به صرفه متکی است. مناطقی که دارای تجدید پذیر هستند (به عنوان مثال ، نیروگاه برق در اسکاندیناوی) یک حاشیه رقابتی به دست می آورند.

ج) در دسترس بودن قراضه

کمبود قراضه جهانی تا سال 2030 پیش بینی شده است. میلزهای آینده نگر در مشارکتهای معدن شهری برای تأمین امنیت سرمایه گذاری می کنند.

این صنعت برای به حداکثر رساندن استفاده از ضایعات ، پیشرفت هایی را در بر می گیرد:

الف) EAF های دارای هیدروژن

آزمایشات با استفاده از هیدروژن سبز به عنوان یک عامل کاهش دهنده هدف از بین بردن انتشار CO از تنظیمات شیمی است.

ب) فناوری دوقلوی دیجیتال

مدل های کوره مجازی الگوهای ذوب ، بهینه سازی موقعیت یابی الکترود و استفاده از انرژی را قبل از آزمایشات در دنیای واقعی شبیه سازی می کنند.

ج) blockchain برای ردیابی قراضه

بسترهای نرم افزاری مانند منشأ و ترکیب ضایعات Circulor ، اطمینان از کیفیت و رعایت پایداری.

در Xian Huachang ، ما راه حل های یکپارچه ای را طراحی می کنیم که فولاد مبتنی بر ضایعات را باهوش تر و سبزتر می کند:

سیستم های EAF: کوره های فوق العاده بالا با کنترل فرآیند AI محور.

واحدهای VD/VOD: سیستم های دفع دقیق برای فولاد درجه یک بدون نقص.

ضایعات پیش گرم کردن: میزان مصرف انرژی را کاهش داده و نرخ ذوب را تقویت کنید.

پروژه اخیر ما با یک آسیاب اروپایی زمان چرخه قراضه به فولاد را کاهش داد25%در حالی که انتشار گازهای گلخانه ای را توسط40%.

آینده فولاد دایره ای است

تبدیل فلز قراضه به فولاد با کارایی بالا دیگر فقط یک جایگزین سازگار با محیط زیست نیست-این یک ضرورت استراتژیک است. با پیشرفت در مرتب سازی ، ذوب شدن و پالایش فن آوری ، کارخانه ها می توانند ضمن رسیدن به اهداف خالص صفر ، فولاد برتر را تولید کنند.

تا سال 2050 ، صنعت جهانی فولاد می تواند پس انداز کندسالانه 1.5 میلیارد تن همکاریبا به حداکثر رساندن بازیافت قراضه. سؤال این نیست که آیا باید از فولاد سازی مبتنی بر ضایعات استفاده کنید ، اما چقدر سریع می توانید نوآوری کنید.

آماده تبدیل ضایعات به فرصت هستید؟ سیستم های EAF ، پالایش ملاحظه ای ، و سیستم های خلاء Xi'an Huachang را کاوش کنید-مهندسی شده برای سبزتر ، سریعتر و سودآورتر از فولاد شما.

1. انجمن جهانی فولاد. (2023).بازیافت فولاد و اقتصاد دایره ای.
2. آژانس انرژی بین المللی. (2023).نقشه راه خالص صفر برای صنعت فولاد.
3. گردش خون (2024).قابلیت ردیابی blockchain در بازیافت فلز.
4. وزارت انرژی ایالات متحده. (2023).نتایج خلبان ساخت فولاد مبتنی بر هیدروژن.

شرکت فناوری متالورژی Xi'an Huachang ، Ltd.

آدرس:طبقه نهم ، ساختمان C/Vanmetropolis ، No.1 Tangyan Rd. منطقه Gaoxin ، Xi'an ، استان Shaanxi ، چین

تلفن: +86 029 8886 4421

Mob & WeChat & WhatsApp: +86 18729567376

نمابر:+86 029 8886 2650

ایمیل:sales3@xahcdl.com/ candiceyang@xahcdl.com

وب سایت: www.hc-furnace.com