طرح فرآوری سرباره گرم کورهای فولادی

در فرآیند تولید آهن و فولاد، علاوه بر محصول اصلی، محصولات دیگری نیز تولید می‌گردند که محصولات جانبی (By-Product) نامیده می‌شوند. در صورت عدم توانایی صنایع فولادی در بازیابی و استفاده از این محصولات، با توجه به حجم تولید بالای آنها، این محصولات مشکلات زیادی را از نظر آلایندگی ایجاد می‌نمایند. از جمله محصولات فرعی تولید آهن و فولاد، سرباره، گردوغبار، لجن، ورق‌های پوسته شده و لایه‌های اکسیدی هستند که در میان این محصولات، سرباره به سبب میزان تولید بسیار بیشتر در مقایسه با سایر محصولات جانبی موثر است .

تاریخچه

حدود ۳۵۰ سال پیش از میلاد مسیح(ع) ارسطو ف فیزیکدان یونانی ، از سرباره آهن‌سازی برای التیام جراحت‌ها استفاده نمود. در روم باستان نیز از دانه‌های سرباره برای راه‌سازی استفاده می‌کردند. از آن دوران به بعد کاربردهای دیگری نظیر ساخت موزاییک‌ها و گلوله‌های توپ هم برای سرباره ابداع گردید. با وجود این، با شروع قرن بیستم و توسعه فرایندهای نوین آهن و فولادسازی بود که استفاده تجاری از سرباره در ابعاد زیاد ، مرسوم شد. امروزه با کمک فرایندهای پیشرفته، از سرباره در بیشتر صنایع سازه ‌ای چون راه‌سازی، سیمان، بلوک‌های ساختمانی سبک، ساختمان‌سازی، بتون‌های ساختمانی، بتون‌های آسفالتی، ماسه‌های خطوط راه‌آهن، پشم سنگ و صنایع شیشه استفاده می‌شود.

ترکیب سرباره

در صنایع آهن و فولادسازی، دو نوع سرباره وجود دارد: ۱) سرباره کوره بلند (سرباره آهن خام) و ۲) سرباره فولادسازی. برطبق تعریف جامعه آزمون و مواد آمریکا (American Society of Testing & Materials) ، سرباره کوره بلند، ترکیبی است غیرفلزی که دارای سیلیکات‌ها و آلومینوسیلیکات‌های کلسیم و سایر عناصر بازی است و در کوره بلند به همراه آهن به صورت مذاب تولید می‌شود. همچنین طبق تعریف این جا م عه، سرباره فولاد سازی، ترکیبی غیرفلزی است که دارای سیلیکات‌های کلسیم، فر یت‌های کلسیم و اکسیدهای آهن ، آلومینیوم، منگنز، کلسیم و منیزیم است و به طور همزمان با فولاد تولید می‌شود.

با توجه به این تعریف‌ها مشخص می‌شود که این دو دسته سرباره، از لحاظ ترکیب شیمیایی اختلاف زیادی باهم دارند؛ سرباره کوره بلند بر خلاف سرباره فولادسازی که ترکیبات متنوعی دارد ، ترکیبی نسب تا ً یکنواخت دارد. این یکنواختی ترکیب سرباره کوره بلند، سبب ساده‌تر شدن کاربرد آن شده است. در مقابل، وجود ترکیباتی نظیر اکسید آهن در سرباره فولادسازی، استفاده گسترده از این محصول را به‌ویژه در صنایع سیمان محدود کرده است.

ویژگی‌های فیزیکی هر یک از این دو دسته ثابت نیست و خصوصیاتی نظیر وزن، اندازه دانه، ویژگی‌های ساختاری و غیره، بر حسب نوع فرآیند تولید سرباره ، تغییر می‌کند.

حجم تولید سرباره

داده‌های آماری در ارتباط با مقدار واقعی تولید سرباره آهن و فولاد در جهان، در دسترس نیست؛ اما میزان تولید این ماده را می‌توان حدود ۲۵ تا ۳۰ درصد تولید آهن خام (Pig Iron) و ۱۰ تا ۱۵ درصد تولید فولاد خام تخمین زد.

میزان مصرف سرباره

از نظر صاحبان صنایع آهن و فولاد در جهان، سرباره و سایر محصولات جانبی نه تنها زباله نیستند، بلکه به این محصولات به عنوان موادی باارزش نگاه می‌شود. در این صنایع سعی بر این است که علاوه بر بازیابی فلزات از این محصولات جانبی، برای این محصولات به ویژه سرباره، کاربردهایی یافته تا از این مواد، به‌صورت مؤثر استفاده شود. این موضوع سبب شده است که سرباره تولیدشده در صنایع آهن و فولاد، خود بازار قابل توجهی داشته باشد.

کاربرد های مرسوم سرباره

اگر سرباره تولیدشده در کوره بلند را به حال خود گذاریم تا سرد شود و یا آن را با استفاده از آب، سریع سرد کنیم، از آن می‌توان در بتون‌سازی، ساخت جاده‌ها، خاک‌ریزها، آبراهه‌ها، تولید پشم سنگ، ساخت شیشه، ساخت بلوک‌های ساختمانی سبک و مواد اولیه سیمان سرباره‌ای، استفاده کرد.

اگر سرعت سردکردن سرباره مذاب بیشتر شود، سرباره به حالت شیشه‌ای درمی‌آید. از این محصول می‌توان در ساخت سیمان، پرکننده‌های سبک و مواد اولیه شیشه‌سازی استفاده کرد.

سرباره تولیدشده در فولادسازی نیز کاربردهای متنوعی دارد. از این سرباره در ساخت روکش مقاوم و پایا برای جاده‌ها، تولید آسفالت‌های مقاوم در برابر لغزش و زیرسازی و شانه‌سازی جاده‌ها، استفاده می‌شود. علاوه بر این ، سرباره فولادسازی در ساخت سیمان پرتلند نیز استفاده می‌شود. استفاده از این ماده در سیمان پرتلند، سبب افزایش ظرفیت ، کاهش آلودگی محیط‌زیست و صرفه‌جویی در مصرف انرژی می‌گردد.

کاربردهای کشاورزی و کمک به بهبود زیست‌محیطی سواحل نیز از کاربردهای دیگر سرباره‌های آهن و فولاد است. سرباره فولادسازی به سبب داشتن ترکیباتی مفید برای کشاورزی از جمله اکسید مولیبدن، می‌تواند سبب بهبود خاک‌های زراعی و به تبع آن افزایش تولید محصولات کشاورزی شود. به عنوان مثال، از دیرباز از این سرباره در کشت ذرت و سویا استفاده می‌شده است. علاوه بر این ، استفاده از سرباره فولادسازی در کشت نیشکر و برنج نیز نتایج مطلوبی درپی داشته است . هم اکنون برای گسترش استفاده از سرباره فولادسازی در کشاورزی، تحقیقات مختلفی در حال انجام است.

اخیراً، در ژاپن برای بازسازی و ترمیم وضعیت سواحل و تقویت رشد گیاهان، ماهی‌ها و سایر موجودات دریایی، از سرباره‌های آهن و فولادسازی استفاده شده است. برای این منظور، با استفاده از ذرات و بلوک‌هایی از جنس سرباره، بسترهایی درکف دریا ساخته می‌شود که به محلی برای رویش گیاهان و زندگی جانوران دریایی تبدیل می‌گردند.

فرآوری سرد و گرم سرباره های فولادی

فرآوری سرباره های فولادی با دو روش فرآوری سرد و فرآوری گرم انجام می شود. برخی از تولیدکنندگان فولاد در کشور در زمینه فرآوری سرد سرباره های فولادی فعالیت می کنند، اما فرآوری گرم این سرباره ها هنوز جایگاه مناسبی در بین تولیدکنندگان پیدا نکرده است،زیرا این فرآوری به فناوری پیشرفته تر و هزینه بالاتری نیازمند است. در سایر کشورهای دنیا به دلیل اینکه از منابع طبیعی چندانی برخوردار نیستند، از سرباره های فولادی استفاده بیشتری انجام می شود و استفاده از سرباره ها در این کشورها جایگاه مناسب تری پیدا کرده است. فرآوری گرم سرباره های فولادی به فناوری پیشرفته تر و هزینه اجرایی بالاتری نیازمند است، این درحالی است که فرآوری سرد سرباره های فولادی با هزینه کمتری انجام می شود.در ایران چندین شرکت تولیدکننده فولاد از جمله فولاد مبارکه، ذوب آهن و فولاد خوزستان از فرآوری سرد بهره می گیرند و فرآوری گرم سرباره های فولادی در کشور جایگاه چندانی ندارد.

 با تبدیل سرباره ها به محصولاتی قابل استفاده ارزش افزوده بالایی ایجاد می شود و با فروش این محصولات برای فولادسازان کشورمان درآمدزایی مناسبی ایجاد می شود.اخیرا چندین شرکت خارجی فناوری جدیدتری را در زمینه فرآوری سرد سرباره های فولادی ارائه کرده اند . همکاری با شرکت های خارجی در زمینه فرآوری سرد سرباره های فولادی یا به صورت خرید دانش فنی از این شرکت هاست و یا اینکه این دسته از شرکت ها به صورت مستقیم در ایران و در این زمینه سرمایه گذاری می کنند.تعداد اندکی از کشورهای دنیا در زمینه فرآوری گرم سرباره های فولادی صاحب فناوری هستند و تعداد آنها بسیار انگشت شمار است که به طورعمده کشورهایی مانند کره، چین و هند در این زمینه فعالیت می کنند.

متاسفانه مردم آگاهی چندانی نسبت به فرآوری و استفاده از سرباره های فولادی ندارند و حمایت های قانونی چندانی نیز برای تولید محصول از سرباره های فولادی انجام نمی شود، این درحالی است که با معرفی این سرباره ها و مشخصات فرآوری آنها از جایگاه مناسب تری در کشور برخودار خواهد شد.فرآوری سرباره های فولادی هم به نفع تولیدکنندگان فولاد است و منجر به درآمدزایی برای این واحدها می شود و هم به نفع مصرف کنندگان است؛ زیرا به محصولاتی با کیفیت بهتر و با قیمت مناسب دست پیدا خواهند کرد.

خلاصه بررسی فنی، مالی و بازار فرآوری سرباره گرم کورهای فولادی

ظرفیت تولید سالیانه : ۳۰۰ هزار تن
نرخ برابری دلار : ۲۵۰۰۰ تومان
مساحت زمین موردنیاز :  ۱۰۰۰۰ مترمربع
زیربنای کل : ۵۰۰۰ مترمربع
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز :۴۲ نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت : ۱۷ میلیارد تومان
ارزش ماشین آلات و تجهیزات : ۱۰ میلیارد تومان
نرخ بازده داخلی : ۳۴ درصد

درصورت تمایل به این مطلب امتیاز دهید: