طرح احداث واحد بازیافت آهن قراضه

قراضه، بیشتر به ضایعات فلزی اختصاص دارد و تا چند سال پیش کالای چندان باارزشی نبود، اما امروزه به‌دلیل افزایش مصرف فولاد و سایر ترکیب‌های فلزی در دنیا از رشد قابل توجهی برخوردار شده است.
از این‌رو بازار قراضه فولادی یکی از بازارهای مهم جهانی به‌شمار می‌رود که هر روز بر اهمیت آن اضافه می‌شود. سهولت استفاده، سرمایه‌گذاری پایین‌تر، تسلط بر مواد اولیه ورودی، ارزش‌افزوده بالا، نیاز به انرژی کمتر، استراتژیک بودن و نبود جایگزین برای آن، بومی بودن تولید، جمع‌آوری و تفکیک و بسیاری از ویژگی‌های دیگر، بازار قراضه را به یکی از مهم‌ترین بازارهای جهانی مبدل کرده است.
با وجود مزیت‌های یادشده کشورهای اروپایی مدتی است چرخه استفاده از فلزات را در داخل کشورها و اتحادیه اروپا تکمیل کرده‌اند و فقط ممکن است به‌طور تصادفی ضایعات خود را در بازارهای جهانی بفروشند. بنابراین خودروسازان این کشورها بزرگترین مراکز بازیافت را ایجاد کرده‌اند.

کد آیسیک مرتبط با صنعت

متداول‌تربن طبقه‌بندی و دسته‌بندی در فعالیت‌های اقتصادی همان تقسیم‌بندی آیسیک است. تقسیم‌بندی آیسیک طبق تعریف عبارت است از: طبقه‌بندی استاندارد بین‌المللی فعالیت‌های اقتصادی. این دسته‌بندی باتوجه به نوع صنعت و محصول تولید شده به هریک کدهایی دو، چهار، هشت و ده رقمی اختصاص داده می‌شود. کدآیسیک مرتبط با صنعت تولید افرآورده های چوبی در جدول زیر ارایه شده است.

کد آیسیک نام کالا
۳۷۱۰۴۱۲۳۰۸ بازیافت فولاد و چدن (آهن قراضه)
۲۷۱۰۳۱۲۴۰۷ انواع میله و میلگرد فولادی
۲۷۱۰۳۱۲۴۵۵ انواع شمش فلزات آهنی

همانطور که ملاحظه میشود، دو محصول اصلی طرح واحد بازیافت قراضه تولید انواع شمش و میلگرد میباشد.

وضعیت آهن قراضه در ایران

اگر بخواهیم نگاهی کارشناسانه و ریشه‌ای داشته باشیم، با نگاهی به اخبار منتشر شده درباره فلزات آهنی، این نکته را درک می‌کنیم که هم‌اکنون اکثر کارخانه‌های فولادسازی برای تولید، به همین آهن قراضه‌ها احتیاج دارند. اما آنطور که از شواهد و قرائن پیداست، میزان جمع‌آوری این ماده اولیه در سراسر کشور بسیار کمتر از مصرف کارخانه‌هاست. به عبارتی، تولید آهن‌قراضه در ایران چیزی حدود ۲ تا ۵/۲میلیون تن تخمین زده می‌شود، اما نیاز کارخانه‌ها ۴ تا ۵/۴میلیون تن در سال است، بنابراین حدود ۵۰درصد بیشتر از میزان جمع‌آوری این ماده حیاتی برای تولید فولاد احتیاج داریم تا به نقطه سر به سر نزدیک شویم.
کشوری مانند ترکیه که در تولید فولاد پیشرو است، حدود ۷۵درصد از نیاز آهن‌قراضه خود را از کشورهای دیگر وارد می‌کند. اما به گفته فعالان این بخش، در مورد این محصول، واردات رسمی صورت نمی‌گیرد و همچنان کارخانه‌ها با مشکل کمبود مواجهند. این در حالی است که طبق چشم‌انداز سال ۱۴۰۴ قرار است تولید فولاد کشور به ۵۵میلیون تن در سال برسد. بنابراین برای رسیدن به چنین هدفی باید ۹ تا ۱۱تن آهن‌قراضه در اختیار کارخانه‌های فولادی قرار بگیرد. اگرچه تنها ۱۵درصد کارخانه‌ها از سوی بخش خصوصی اداره می‌شود و این فعالان از تکنولوژی‌ای استفاده کرده‌اند که ماده اولیه آنها آهن است، اما در حال حاضر رکودی محسوس، صنعت فولاد را در بر گرفته که در چنین حالتی، باز هم نیاز آنها به قراضه بیش از مقدار تولید شده است. در حالی که بازار آهن‌قراضه در کشور گردش مالی ۵ تا ۶هزارمیلیاردی دارد، اما فعالان این بخش بزرگ‌ترین مشکل آن را نداشتن اتحادیه، صنف و انجمن می‌دانند. چنین خلایی راه را برای سودجویان باز کرده و اکنون مشکلات زیادی متوجه این بخش شده است.
خریداران آهن‌آلات که اکثرا وانتی‌های گردشی هستند، انواع و اقسام وسایل آهنی را به قیمتی اندک (حدود کیلویی ۸۰۰ تا هزار تومان) خریداری می‌کنند و آنها را با ۱۰۰ تا ۲۰۰تومان سود به کارگاه‌های فرآوری آهن قراضه که در اطراف شهرهای بزرگ قرار دارند، می‌فروشند. در تهران این مکان‌ها بیشتر حوالی خاوران، ورامین، جاده ‌ساوه و خلازیر مستقر هستند. کارگاه‌های فرآوری آهن‌قراضه انواع و اقسام آهن‌آلات را خریداری کرده و با دستگاه‌های مخصوصی که دارند، آنها را دسته‌بندی و جداسازی می‌کنند. برای راه‌اندازی یک کارگاه اینچنینی حداقل باید ۳۰۰میلیون تومان سرمایه درگردش در اختیار داشت.

میزان سرمایه گذاری طرح بازیافت آهن قراضه

اگر قرار باشد احداث این کارگاه برای سرمایه‌گذار سودآور باشد، حداقل باید روزانه ۷۰تن آهن‌قراضه خریداری کند. مانند تمام سرمایه‌گذاری‌ها زمین حرف اول را می‌زند، در حالی که برای خرید زمینی که دارای چهاردیواری، دفتر، آب، برق و… باشد، مجبورید متری یک تا یک میلیون و ۴۰۰هزار تومان پول بپردازید. ناگفته نماند که زمین شما نباید کمتر از ۳هزارمتر باشد. شما احتیاج به دو پرس مخصوص دارید که جمعا یک میلیاردتومان قیمت دارد. علاوه بر آن وجود دو چنگک در محوطه کار شما ضروری است که ماهانه ۷میلیون و ۵۰۰هزار تومان هزینه اجاره آنهاست. البته می‌توانید با ۳۰ تا ۴۰میلیون تومان هزینه، دست دوم این دستگاه را از بازار خریداری کنید. یکی از کارشناسان حوزه فولاد می‌گوید: «اکنون قیمت قراضه به دلیل رقابتی که وجود دارد، روز به روز در حال افزایش است.»
از آن طرف کشتی‌های حمل قراضه کم و اسکله‌های مخصوص تخلیه آن محدود است، بنابراین واردات آن هم اما‌و‌اگرهای فراوانی دارد. تأمین قراضه راه‌های مختلفی دارد. ساده‌ترین آنها وانتی‌هایی هستند که در کوچه و خیابان نسبت به جمع‌آوری آن اقدام می‌کنند. بخشی هم از سوی کارگاه‌های برشکاری، خم‌کاری و ساختمان‌سازی تأمین می‌شود. خرید ماشین‌آلات مستهلک و از کار افتاده کارخانجات، تأمین ‌کننده بخش دیگری از قراضه مورد نیاز است.

فرآیند بازیافت آهن قراضه

معمولا از آهن قراضه در همه جای دنیا برای بازیافت و استفاده مجدد در خطوط تولید بهره‌برداری می‌شود. امروزه در کشورهای پیشرفته ضمن طبقه‌بندی و جداسازی‌های تمیز و دقیق، آن را به‌صورت پودر در آورده و با افزودنی‌های مورد نیاز در صنایع قطعه‌سازی بسته‌بندی شده و به‌فروش می‌رسد. اما همچنان در کشور ما برای ذوب در کوره‌ها کاربرد دارد.
در زیر روش تولید محصول امکان سنجی پروژه حاصل بررسی می گردد. دو روش کلی برای تولید شمش و میلگرد بیان میشود :

فرآیند واحد تولید شمش

واحد فرآوری، تفکیک و تامین مواد اولیه (ضایعات پایه آهنی و آهن اسفنجی)
واحد فرآوری و تفکیک مواد اولیه، وظیفه کنترل کیفیت، تفکیک و دسته بندی ضایعات ورودی کارخانه را به شرح زیر بر عهده دارد:
• بازرسی ورودی: کلیه محموله ها پیش از ورود به کارخانه به لحاظ کیفی مورد بازرسی قرار گرفته و در صورت تایید مجوز ورود دریافت می کنند.
• تفکیک اولیه: تفکیک ضایعات نامطلوب اعم از مواد منفجره، ضایعات دارای قابلیت انفجار و مواد غیر آهنی (شامل پلاستیک، بتن، اکسید و سایر نخاله ها . . . ).
• تفکیک و دسته بندی ثانویه: تفکیک ضایعات به لحاظ آنالیز شیمیایی و ابعاد. انتقال ضایعات دارای ابعاد بیش از حد نرمال به واحد پرس یا برشکاری و دپوی جداگانه ضایعات چدنی، گالوانیزه، حلبی و . . . .
• کنترل کیفیت و آنالیز شیمیایی آهن اسفنجی: تعیین و کنترل آنالیز شیمیایی گندله های آهن اسفنجی از طریق نمونه گیری متناوب از محموله های ورودی به منظور حصول اطمینان از کیفیت، میزان ناخالصیها و درجه متالیزاسیون.

واحد فولادسازی
در این واحد عملیات فولادسازی از طریق ذوب مواد اولیه شامل ضایعات پایه آهنی و آهن اسفنجی در کوره های القایی با ظرفیت ۶۵۰۰ تن در شبانه روز صورت می پذیرد. کلیه مراحل فرایند فولادسازی مطابق دستورالعمل های مصوب واحد تضمین کیفیت کارخانه انجام می شوند. مهمترین پارامترهای کنترلی طی فرایند ذوب عبارتند از میزان و زمان افزودن مواد اولیه، زمان و نحوه نمونه گیری از مذاب، زمان و میزان افزودن فلاکسهای تصفیه و مواد فروآلیاژ و دمای تخلیه مذاب.

واحد کوره تصفیه پاتیلی (LRF)
پیش از ارسال به ریخته گری، مذاب در واحد کوره تصفیه پاتیلی تحت عملیات تصفیه قرار می گیرد. مهمترین نتایج تصفیه مذاب عبارتند از:
۱- کاهش غلظت ناخالصی گوگرد
۲- گاززدایی مذاب با دمش گاز آرگون
۳- حذف مقادیر قابل توجه از آخالهای غیر فلزی معلق درون مذاب
۴- همگن سازی دما و ترکیب شیمیایی
۵- تنظیم نهایی ترکیب شیمیایی مذاب

واحد ریخته گری مداوم (CCM)
در این واحد عملیات شمش ریزی به صورت پیوسته توسط دو دستگاه ماشین ریخته گری مداوم صورت می پذیرد. مهمترین ویژگیهای ماشینهای ریخته گری به شرح ذیل می باشند:
نوع ماشین ریخته گری: استراند قوسی مجهز به سیستم آلومینیم وایر فیدر
سیستم کنترل: PLC
ابعاد شمش: ۱۰۰*۱۰۰، ۱۲۵*۱۲۵، ۱۳۰ * ۱۳۰، ۱۵۰*۱۵۰، ۱۶۰* ۱۶۰، ۱۸۰*۱۸۰ و ۲۰۰*۲۰۰ میلیمتر مربع
طول شمش: ۳ الی ۱۲ متر، بنا به درخواست مشتری

واحد نورد
شمشهای تولیدی در واحد ریخته گری پس از گرمایش مجدد و رسیدن به دمای مورد نظر، با گذشتن از استندهای رافینگ، میانی و فینیشینگ به میلگرد فولادی تبدیل می گردند. طراحی خط تولید و تامین غلتکهای خط نورد مجتمع فولاد البرز غرب به گونه ای صورت پذیرفته است که این واحد قابلیت تولید رنج وسیع و متنوعی از مقاطع فولادی با ظرفیت ۷۰۰۰۰۰ تن در سال را دارد. کلیه محصولات نورد گرم بعد از انجام آزمایشهای مورد نظر و کنترل کیفی به صورت استاندارد بسته بندی و به بازار عرضه می گردند.

فرآیند واحد تولید میلگرد
نورد بر روی فولاد از متداول ترین کارهاست.یکی از روش های شکل دهی فلزات فرایند نورد می باشد به عبارت بهتر فرایند تغیر شکل مومسان فلز از طریق عبوراز بین غلتک ها به نورد موسوم است که به دو صورت گرم و سرد صورت می گیرد.
نورد سرد : تغییر شکل فلز در دمای محیط
نورد گرم : تغییر شکل در دمای بالاتر ازدمای محیط وکمتر از دمای ذوب فلز
نورد از متداول ترین فرایند های فلز کاری است زیرا تولید آن زیاد و کنترل محصول نهایی دقیق است.در تغیر شکل فلز بین غلطک ها ودر نتیجه اعمال فشار غلطک هاتنش های فشاری زیادی به قطعه وارد می شود.نیرو های اصطکاکی نیز مسبب کشش فلز به داخل غلطک ها هستند.اولین تبدیل شمش ها به شمشه و شمشال به طور کلی توسط نورد گرم آنجام می گیرد. با ادامه عمل نورد گرم صفحه ورق میلگرد مفتول لوله ریل یا دیگر اشکال ساختاری به وجود می آیند.

خطوط تولید نورد بسته به فضای در دسترس و همچنین تناژ مورد نظر طراحی خاص خود را می طلبد. که ما در این پروژه یک خط تولید را شرح می دهیم:
در ابتدا شمش ها را باید وارد کوره ها کنند که دمای کوره ها تا ۱۱۰۰ درجه سانتی گراد می باشد برای این کار شمش ها را توسط یک جک هیدرولیکی در ردیف های مشخص به داخل کوره ها هدایت می کنند ووقتی شمش ها در داخل کوره قرار گرفتند به وسیله ی جریانات گردآبی دردمای ۱۱۰۰ سانتی گراد جهت نورد آماده می شوند.
بعداز رسیدن شمش ها به دمای مورد نظر جهت نورد به خط تولید ارسال میشود سپس شمش های پخته شده روی رول ها قرار می گیرد و به طرف مرحله رافینگ هدایت می شوند مرحله رافینگ در سه مرحله از قطر شمش ها کاسته و به طول آن می افزاید و بعد از مرحله ی رافینگ (استند)ها (قفسه های نورد) قرار دارند که این مرحله متشکل از ۱۰-۱۸ تا استند با کالیبر مشخص می باشدمرحله آخر نورد قسمت آج زنی میلگرد می باشد و بعد از استند آج زنی قیچی متراژ جهت برش میلگردهای تولید شده در طول های مشخص بکار برده می شود که معمولا ۲۴ و یا ۳۶ متر برش داده می شود سپس میلگردهای تولیدی در زیرگیوتین های بسته بندی به طول ۱۲ متری طبق استاندارد ایزیری ایران برش داده شده و در مرحله آخر به صورت بندیل های ۲ تنی بسته بندی می شوند.

طبق استاندارد ایزیری ایران میلگرد ها در دو نوع A II و A III تولید می شوند که برای تولید میلگرد A II به صورت مستقیم در خط نورد آج زنی می شود ولی برای تولید میلگرد A III از یک فرآیند دیگری به نام گوﺋیچنگ (خنک کاری) (خنک کاری معمولا با پاشش آب و یا در معرض هوا قرار دادن میلگرد انجام می شود) و بعد از آج زنی میلگرد استفاده می گردد ، که در نهایت محصول تولیدی به رنگ سیاه در می آید.
دستگاه های موردنیاز در کارخانه آهن قراضه :
۱-کوره پیشگرم : پخت شمش ها
۲-رول های کوره : انتقال شمش جهت نورد به طرف رافینگ
۳- رافینگ : جهت نورد و کاهش ابعاد شمش و افزایش طول آن
۴-رول های رافینگ : انتقال مواد به طرف استند
۵- قیچی سرزن
۶-استند : شامل موتور گیربکس ـ گاردان-غلطک های مونتاژ شده و گاید های ورودی و خروجی
۷- قیچی متراژ : برش میلگرد در طول های معین
۸- شانه های بسته بندی : جهت خنک کاری و آماده سازی برای بسته بندی

حال با تکنولوژی جدید تولید میلگرد یا همان QST آشنا می شویم :

تکنولوژی QST
تکنولوژی آبدهی و خود تمپرینگ (QST) به‌صورت یک عملیات درون خطی در واحدهای نورد به کار گرفته می‌شود که در دهه‌های ۷۰ و ۸۰ میلادی در نتیجه تقاضای مهندسین عمران برای میلگردهای فولادی آجدار مورد استفاده به عنوان آرماتور بتون ابداع شد. با استفاده از این روش میلگردهای ساختمانی به استحکام تسلیم حداقل ۵۰۰ نیوتن بر مترمربع می‌رسند. توسعه موفقیت‌آمیز روش QST در تولید میلگرد‌های ساختمانی مزایای زیر را برای مهندسین عمران به همراه آورد:
:: کاهش حجم فولاد
:: کاهش هزینه‌های نیروی انسانی
:: کاهش مصرف انرژی برای حمل و نقل و دیگر مزایا
همچنین این تکنولوژی به نوبه خود این امکان را برای مهندسین عمران فراهم آورد تا طراحی‌های خود را با هزینه‌های کمتر به اجرا درآورند.
میلگردهای آجدار با نقطه تسلیم حداقل حدود ۵۰۰ نیوتن بر متر مربع محدودیت بیشتری برای آرماتورهایی که پیش تنیده نشده باشند دارند. با افزایش در میزان غلظت کربن و منگنز، این امکان در فولاد به‌وجود می‌آید تا میزان نقطه تسلیم آن افزایش یابد، اما چنین افزایشی در میزان کربن می‌تواند موجب پیدایش عیوبی از قبیل کاهش قابلیت جوش‌پذیری شود که همین امر باعث می‌شود تا میلگرد برای استفاده به عنوان آرماتور مناسب نباشد.
بتون آرماتور یکی از پرمصرف‌ترین سیستم‌های سازه‌ای در جهان است و در سال‌های اخیر در کشورهای مختلف شاهد بودیم که این سازه‌ها در سکوهای محسوس (phenomenal) که روی آنها پروژه‌های زیربنایی اجرا می‌شود، مورد استفاده قرار گرفته‌اند. ایمنی و قابلیت اطمینان این سازه‌ها مهمترین مشخصه‌های آنها بوده و این جنبه از کاربرد میلگردهای آجدار مطمئن یکی از پیش‌نیازهای حیاتی است که در هر تکنولوژی که مورد استفاده قرار می‌گیرد باید نیازهای خاص آن را برآورده کند.

فرآیند QST و تکنولوژی THERMEX®
هدف این تکنولوژی
در ابتدا ذکر این نکته اهمیت دارد که تکنولوژی THERMEX® برای تولید میلگردهای ساختمانی مستحکم است که دستیابی به نقطه تسلیم ۵۰۰ نیوتن بر متر مربع را تضمین کند. تمامی سیستم‌های Thermex® ارائه شده برای این هدف طراحی شده‌اند، مگر این که نیاز مشتری چیز دیگری باشد. این سیستم تقریبا در اکثر کشورها به همین صورت است. این سیستم مزایای بسیار درخشانی را برای طراحان و مهندسین عمران به همراه دارد.
کارخانه‌های نورد زمانی که به مرحله تولید می‌رسند اقدام به دریافت لیسانس فرآیند Thermex® می‌کنند و سپس محصولات آنها تحت آزمایش قرار می‌گیرد تا مشخص شود که آیا میلگردهای تولیدی بدون هیچ‌گونه مشکلی به درجه استحکام تسلیم ۵۰۰ رسیده‌اند یا خیر. موضوع دیگری که می‌توان بدان اشاره کرد این است که در بسیاری از کشورها تمایل به استفاده از میلگردهای ساختمانی QST به جای میلگردهای گرید CTD Fe 415 افزایش یافته است و از این رو صنایع مرتبط با مهندسی عمران در این کشورها قادر نیستند تا به‌طور کامل پاسخگوی این مزیت تکنولوژیکی باشند.
اساسا خواص مطلوب در یک میلگرد تحت فرآیند حرارتی قرار گرفته را می‌توان به صورت زیر برشمرد:
:: استحکام تسلیم حداقل ۵۰۰ نیوتن بر مترمربع یا بیشتر
:: نسبت تنش(TS/YS) 12/1 (به‌طور کلی ۱۵/۱ تا ۳/۱)
:: حداقل درصد ازدیاد طول ۱۶ (به‌طور کلی ۱۸ تا ۲۵)
:: قابلیت جوشکاری متناسب با نیازهای صنعتی

فرآیند QST
سیستم QST به مدد فرآیند THERMEX® امکان استفاده از انرژی حرارتی میلگرد نورد شده بعد از مقام (stand) نهایی واحد نورد را فراهم می‌آورد. به طور معمول، این انرژی کاملا از یک میلگرد در حال نورد در دمای ۹۵۰ تا ۱۰۵۰ درجه سانتیگراد خارج می‌‌شود و موجب خنک کردن دمای پیرامون در بستر خنک‌کننده می‌شود.
فرآیند THERMEX® QST تکنولوژی بسیار دقیق و پیچیده‌ای است که طی چندین سال آزمایش و تجربه ابداع شده است.
سیستم Thermex® بین آخرین مقام و بستر خنک‌کننده نصب می‌شود .
کوئنچ کردن (Quenching) عبارت است از سرد کردن سریع فولاد از دمای سختکاری (آستنیته شدن) تا دمای محیط یا دمای خاص دیگری، کوئنچ کردن را می‌توان به روش‌های مختلفی انجام داد، مثلا فرو بردن فولاد گرم شده در روغن، آب، آب‌نمک (Brine) هوای آرام و حمام نمک (Salt bath) این بستگی به نوع فولاد دارد.
در فرآیند سختکاری فولاد، باید بلافاصله پس از تکمیل سیکل کوئنچ، عملیات تمپرینگ آغاز شود تا تنش‌هایی که در قطعه کار به وجود آمده و ممکن است باعث ایجاد ترک شوند، آزاد گردند.
تمپرینگ همچنین برای تنظیم سطح سختی مورد نیاز در فولاد لازم است.
در مورد فولادهای سخت شونده در هوا، تمپرینگ باعث می‌شود آستنیت باقی مانده در فولاد نیز به مارتنزیت تبدیل شود. برای حصول بهترین نتایج از تمپرینگ، نباید هیچ‌وقت زمان سیکل را کوتاه کنید.
عملیات آنیلینگ به‌منظور کاهش سختی، حذف تنش‌های داخلی و تصحیح میکروساختار انجام می‌شود. برای انجام عملیات آنیلینگ، ابتدا باید قطعات فولادی را ۳۰ تا ۵۰ درجه سانتیگراد بالای دمای AC3، گرم کرده و به مدت کافی در این دما نگهداری شوند. سپس، قطعات باید به آهستگی و با سرعتی در حدود ۰۲/۰ درجه سانتیگراد در ثانیه، سرد شوند.
معمولا عملیات سرد کردن قطعات یاد شده، در کوره صورت گرفته و بسیار زمان‌بر است. میلگرد زمانی که آخرین مقام (stand) را ترک می‌کند به سمت لوله‌های Thermex® که به طور ویژه و برای این فرآیند اختصاص یافته‌اند هدایت می‌شوند که در آن دمای سطح در حدود ۹۵۰ تا ۱۰۵۰ درجه سانتیگراد بوده و به واسطه خنک‌گردانی شدید و یکنواخت در یک دوره زمانی نسبتا کوتاه (تقریبا یک ثانیه) دمایش بشدت کاهش می‌یابد. این در حالی است که دمای مرکز میلگرد کماکان بدون تاثیر باقی مانده است.
سرد شدن شدید و از پیش تعیین شده محیط پیرامون میلگرد موجب تغییر ساختار خارجی آن به یک ساختار مارتنزیتی می‌شود و از این رو برای این که بتواند مورد استفاده قرار گیرد نیازمند عملیات آنیلینگ است. این آنیلینگ به واسطه حرارت موجود در هسته میلگرد حاصل می‌شود. اختلاف دمای بین هسته و جداره خارجی نهایتا در دمای حدود ۶۰۰ درجه سانتیگراد متعادل می‌شود و ساختار میلگرد حاصله در پیرامون جداره خارجی، تمپر مارتنزیتی و در هسته میلگرد پرلیتی فریتی دانه‌ریز می‌‌شود.
به‌طور کلی، هسته نرم میلگرد نهایی تقریبا ۶۵ تا ۷۵ درصد (با توجه به حداقل استحکام تسلیم مورد نیاز) از حجم آن را تشکیل می‌دهد و حجم باقیمانده نیز ساختار سخت دارد. از خصوصیات این محصول می‌توان به نقطه تسلیم بالا، سختی سطحی بالا، چقرمگی و چکش‌خواری بالا و جوش‌پذیری مناسب اشاره کرد.
زمانی که میلگرد در حال نورد با یک سرعت نرمال در سیستم Thermex به دمای حدود ۹۵۰ تا یک‌هزار درجه سانتیگراد می‌رسد جداره خارجی آن بشدت در معرض خنک شدن قرار می‌گیرد، در حالی که هسته در یک مدت زمان بسیار کوتاه هنوز تحت تاثیر فرآیند کوئنچ قرار نگرفته است. بخش جداره خارجی میلگرد که استحاله مارتنزیت در آن رخ داده است، به محض این که میلگرد از سیستم Thermex خارج می‌شود، بتدریج از سمت هسته گرم حرارت دریافت می‌کند. در حقیقت واژه THERMEX نیز از تبادل حرارت (Thermal Exchange) مشتق می‌شود و این تبادل گرما کلید فرآیند است. باید به این نکته توجه کرد که تعادل دما بدین صورت است که ما یک میلگرد با ساختار خارجی تمپر مارتنزیتی و هسته پرلیتی فریتی به ‌دست می‌آوریم.

معرفی موارد مصرف و کاربرد محصولات
محصولات تولیدی طرح حاضر، شمش فولاد و چدن است که از محل ذوب مجدد آهن و فولاد تولید خواهد شد. گارکاه های ریخته گری شمش های تولیدی طرح حاضر را خریداری کرده و با استفاده از آن انواع قطعات ریخته شده فولاد و چدن را تولید می نمایند . البته لازم به ذکر است که قطعات تولیدی از شمش های مشابه طرح حاضر ، قطعات با خواص مکانیکی پائین خواهند بود .
بررسی کالاهای جایگزین و تجزیه و تحلیل اثرات آن بر مصرف محصول محصولات مورد مطالعه یک محصول واسطه ای است که در تولید محصولات نهایی کاربرد دارند. از طرف دیگر کلیه آنها به عنوان یک مواد اولیه محسوب می گردند . بنابراین نمی توان هیچگونه کالای جایگزین و حتی مشابه برای آنها معرفی کرد.

انواع فلزات کهنه و قابل بازیافت

۱- فلزات باترکیب آهن (آهنی)
۲-فلزات بدون ترکیب آهن

گروه اول : این گروه شامل فلزاتی می شوند که در ترکیب اصلی آن ها ، آهن به کار رفته باشد ، مانند آهن و فولاد این گروه در جاهایی مانند : بدنه ماشین های کهنه ، ابزارهای خانگی ، فلزاتی که در ساختار و اسکلت ساختمان به کار می روند ، ریل های راه آهن و . . . به کار می روند . در کشور ما ، این دسته از فلزات نیز مورد توجه قرار گرفته و در صنعت ایران نقش مهمی دارد .

گروه دوم فلزاتی را شامل می شود که در ترکیب اصلی آن ها آهن وجود ندارد . برای مثال می توان آلومینیم را نام برد که از آن فویل ها و قوطی های کنسرو می سازند . فلزات بدون آهن دیگری هم وجود دارند مانند : مس ، سرب ، روی ، نیکل ، تیتانیوم ، کروم ، کبالت و . . . که نحوه ی بازیافت آن ها در ادامه مورد برسی قرار می گیرد .

تعداد این نوع فلزات از فلزات دارای آهن کمتر است . در هر سال در سراسر جهان ، میلیون ها تن از این فلزات کهنه در کوره ها ذوب می شوند و ناخالصی های آن ها جدا می شود و توسط افراد متخصص قالب گیری و ریخته گری می شود و به اشکال مختلفی در می آید.

بازار آهن قراضه در جهان

با توجه به حجم تولید خام در جهان، بازار قراضه آهن، یکی از بازارهای مهم جهانی است. از آنجایی که در دنیا، ضایعات از جمله آهن قراضه، به عنوان یک سرمایه‌ ملی محسوب می‌ شود و غالبا صنایع داخلی با کمبود آهن قراضه مواجهند، برخی از کشورها، صادرات آن را ممنوع کرده‌ اند. آهن قراضه علاوه بر اینکه موجب رشد اقتصادی در ‌آمریکای شمالی و اروپا شده، رونق گسترده‌ ای در بازار کشورهای در حال توسعه از جمله ایران داشته است.

بر اساس آمار بین‌ المللی تجارت قراضه آهن، میزان تجارت جهانی آهن قراضه در سال ۲۰۱۸، بیش از ۱۵۰ میلیون تن بوده و برزیل، آمریکا، انگلستان و آلمان از جمله کشورهای قدرتمند در حوزه صادرات آهن قراضه محسوب می‌ شوند؛ به‌ گونه‌ ای که این چهار کشور با ایجاد زیر ساخت‌ های مناسب و موفقیت در زمینه جمع‌ آوری و بازیافت آهن قراضه‌، حدود ۴۶ درصد صادرات قراضه آهن در نیمه دوم سال ۲۰۱۸ را به خود اختصاص داده‌ اند. همچنین ترکیه، هند، کره‌ جنوبی و ایتالیا نیز بزرگ‌ ترین واردکنندگان قراضه آهن در نیمه دوم سال ۲۰۱۸ در جهان بوده‌ اند که حدود ۴۰ درصد واردات این محصول به این کشورها، تعلق داشته است. همچنین صادرات قراضه آهن در سال ۲۰۱۷ از سوی آمریکا به سه کشور ترکیه، مکزیک و تایوان، حدود ۶ میلیون و ۷۰۰ هزار تن بوده و کشورهای چین و کانادا نیز در ردیف واردکنندگان بعدی قرار گرفته‌ اند.

بازار آهن قراضه در ایران

صنعت قراضه آهن، به دلیل امکان بازیافت ‌و کاربردهای فراوان در مصارف خانگی، صنایع و بسته‌ بندی، در ذات خود، پول‌ ساز است و در داخل کشور نیز بازار پر رونقی دارد. برخلاف برخی تصورات عمومی مبنی بر وضعیت نامناسب درآمد افرادی که در زمینه جمع‌ آوری بازیافت ضایعات از جمله آهن قراضه فعالیت می‌ کنند، اتفاقا شاغلان این صنعت، اعم از خریداران و فروشندگان، خصوصا دلالان، نسبت به بسیاری از اقشار جامعه، وضعیت درآمدی مناسب‌ تری دارند.

بنا بر آمار غیر رسمی منابع مختلف، طی سال‌ های اخیر، حدود ۳۰ هزار نفر در زمینه آهن قراضه فعالیت می‌ کنند، با این وجود علی‌ رغم پیشرفت‌ های صنعت فولاد کشور و رشد گسترده شرکت‌ های فعال در حوزه تجارت ضایعات آهن، به دلیل کم‌ سوادی و دوره‌ گردی بسیاری از جمع‌ آوری‌ کنندگان آهن قراضه و استفاده از روش‌ های سنتی بازیافت فلزات، تامین آهن قراضه متناسب با نیاز بازار داخلی میسر نشده و همچنان بین میزان تولید و میزان نیاز بازار، فاصله زیادی وجود دارد.

میزان تولید آهن قراضه در ایران، طی سال‌ های گذشته، از ۱.۵ تا ۲.۵ میلیون تن در سال، متغیر بوده است اما نیاز کشور بر اساس چشم‌ انداز ۱۴۰۴، حدود ۶ میلیون تن و براساس نیاز کنونی کارخانجات حدود ۵ میلیون تن در سال است. اگر میانگین تولید فعلی را سالانه ۲ میلیون تن در نظر بگیریم، برای تامین نیازهای کارخانه‌ ها و نیز تحقق سند چشم‌ انداز باید بیش از دو برابر و حدود سه برابر رقم فعلی، آهن قراضه تولید کنیم.

در حال حاضر، قیمت آهن قراضه در بازار، متناسب با نوع و درجه خلوص آن، متفاوت است. همچنین تعیین نحوه درجه‌ بندی انواع ضایعات آهن، توسط کارخانجات فولاد در شهرهای مختلف، در قیمت آن موثر است. اکنون (اوایل مردادماه ۹۹)، قیمت آهن قراضه، براساس گزارش وب‌ سایت نرخ باکس و با توجه به اعلام کارخانه‌ های تولیدی شمش فولادی، در شهرهای مختلف، در قالب درجه‌ بندی‌ ویژه، یک و دو از ۴۵۰۰ تا ۶۲۰۰ تومان، متغیر است و با توجه به بی‌ ثباتی بازار ارز و نوسانات قیمتی، احتمال افزایش قیمت آن وجود دارد.

با این حال، کمبود آهن قراضه در کشور، صادرات، قاچاق یا خروج غیر قانونی آن، مشکلات عدیده‌ ای را برای کارخانجات و صنایع داخلی فراهم می‌ کند. از سوی دیگر، واردات آهن قراضه به خاطر استراتژیک بودنش، مشکلات تحریمی و با توجه به اینکه قیمت آن، تحت‌ تاثیر بازار جهانی است، به دلیل کاهش شدید ارزش پول کشور، صرفه اقتصادی ندارد و به گفته کارشناسان، در شرایط موجود، قیمت ضایعات آهن وارداتی از قیمت شمش داخلی بیشتر خواهد بود؛ علاوه بر این، حتی پایین بودن تعرفه‌ ها بعضا موجب خروج قراضه آهن و فولاد از کشور شده که آسیب‌ های جبران‌ ناپذیری به اقتصاد ملی وارد می‌ سازد.

چشم‌ انداز آهن قراضه

کارشناسان درباره چشم‌ انداز آهن قراضه در جهان، نظرات قابل تاملی دارند. به گفته صاحبنظران این صنعت، در حال حاضر، حدود ۲۰ درصد تولید فولاد جهان از طریق قراضه و باقی‌ مانده آن با ۱۲۰۰ تن سنگ آهن تامین می‌ شود. اهمیت تولید و بازیافت آهن قراضه تا آنجاست که بر اساس پیش‌ بینی‌ ها، حدود سه الی چهار دهه آینده یعنی سال ۲۰۵۰ تا ۲۰۶۰، برای تولید فولاد فقط از قراضه استفاده خواهد شد و نیازی به سنگ آهن نیست، زیرا تا آن زمان، مقدار قراضه موجود در جهان برای تولید فولاد، کافی است. با این حال، سیاست‌ های تحریمی آمریکا و نیز مناقشات سیاسی این کشور با چین و روسیه به عنوان تولیدکنندگان بزرگ فولاد در جهان و تعرفه‌ گذاری‌ های موجود، موجب اختلال و ابهام در بازار شده که بر روی بازار آهن قراضه در دنیا و ایران نیز تاثیرگذار است.

خلاصه بررسی فنی، مالی و بازار بازیافت آهن قراضه و تولید شمش و میلگرد

ظرفیت تولید سالیانه : ۱۲ هزار تن
نرخ برابری دلار : ۲۵۰۰۰ تومان
مساحت زمین موردنیاز : ۵۰۰۰ مترمربع
زیربنای کل : ۱۲۰۰ مترمربع
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز : ۲۱ نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت : ۴.۷ میلیارد تومان
ارزش ماشین آلات و تجهیزات : ۲.۸ میلیارد تومان
نرخ بازده داخلی : ۳۷ درصد

لازم به ذکر است محاسبات مالی صورت گرفته بدون در نظر گرفتن هزینه زمین مورد نیاز است.