در دنیای امروزه، بسیاری از ابزار و وسایل دچار فرسودگی می‌شوند و دیگر مورد استفاده نیستند. از این رو آن‌ها را به درون سطل زباله می‌اندازند. پس از رسیدن این مواد به کارگاه‌های بازیافت مواد، آن‌ها را از نظر قابلیت بازیافت دسته‌بندی می‌کنند و به قسمت‌های مختلف می‌فرستند. این ضایعات از نظر سایز، مواد تشکیل‌دهنده و ارزش مواد اولیه تقسیم‌بندی می‌کنند که ما در این بخش قصد داریم تا به بررسی ارزش واقعی آهن‌آلات ضایعاتی و ارزش واقعی ضایعات آهن آلات پردازیم.
ضایعات آهن آلات چیست؟
ضایعات آهن و به عبارت دیگر آهن یا فولاد قراضه، امروزه به یکی از اصلی‌ترین اجزاء تولید فولاد در جهان تبدیل شده است. بازار خرید و فروش آهن قراضه بسیار پر‌رونق می‌باشد و بخش قابل توجهی از شارژ اولیه کوره‌های تولید فولاد را در جهان تشکیل می‌دهد. اما همانطور که می‌دانید، ضایعات فولاد هم از نظر اندازه، سایز، نوع فولاد و ترکیبات آن با یکدیگر بسیار متفاوت هستند.
به همین دلیل لازم است تا ضایعات آهن را بر هم بر اساس ترکیبات و هم بر اساس سایز و اندازه تقسیم بندی کرد. در همین راستا بر اساس چگالی و سایز ضایعات آهن را به سه دسته ضایعات سبک، متوسط و سنگین تقسیم بندی می‌کنند.
ضایعات سنگین چگالی بالاتر از ۱ تن در هر متر مکعب را دارند. ضایعات سنگین از نظر اندازه و ضخامت نیز به دو گروه ۱ و ۲ دسته بندی می‌شوند. دسته‌بندی ضایعات مشخص کننده ترتیب ورود آن‌ها به کوره می‌باشد.
معمولا در کوره‌ها، ابتدا ضایعات سبک‌تر شارژ می‌شوند و پس از آن، ضایعات سنگین‌تر وارد کوره می‌شوند. به این ترتیب ضایعات سبک‌تر در زیر کوره فشرده می‌شوند. همچنین احتمال آسیب به دیواره کوره نیز کاهش می‌یابد.
ضایعات فلزی را نیز می‌توان به دو دسته‌ی کلی، آهنی و غیر‌آهنی تقسیم‌بندی کرد. وجه تمایز این دو گروه نیز همانطور که از نامشان مشخص است، وجود فلز آهن به صورت مشترک در درون آن‌هاست. فلزات آهنی حاوی عنصر آهن هستند در حالی که فلزات غیر آهنی از فلزات دیگری به جز آهن مانند مس، آلومینیوم و … تشکیل شده اند.
روش تشخیص مواد آهنی
بنابراین هر چیزی که از فولاد ساخته شده باشد می‌توان جز ضایعات آهنی باشد. اتومبیل ها، بدنه ی لوازم خانگی، فولادهای ساختمانی و موارد بیشتر، همگی جزء فلزات آهنی به شمار می‌روند. یکی از راه‌های جالب برای اینکه بفهمیم یک فلز آهنی است یا خیر، می‌توان از آهن‌ربا استفاده کرد. اگر فلزی به آهن‌ربا جذب شود به احتمال بسیار بالا در ترکیبات خود عنصر آهن دارد.
در خصوص فلزات باید به دو واقعیت اشاره کرد. یکی اینکه زندگی امروز ما بسیار به استفاده از فلزات و به خصوص فلزات آهنی وابسته است. تا حدی که می توان ادعا کرد زندگی مدرن امروزی بدون استفاده از آهن و فولاد امکان‌پذیر نخواهد بود.
اما حقیقت دوم این است که تولید فلزات به محیط زیست آسیب وارد می‌کند. برای تولید فولاد باید معادن آهن را حفاری کرد، برای ذوب فولاد باید از انرژی های فسیلی یا برق استفاده کرد که موجب تولید گازهای گلخانه‌ای و آلودگی محیط زیست می‌شود.
بنابراین نمی توان استفاده از آهن را متوقف کرد و از طرفی باید مسائل زیست محیطی را نیز لحاظ کرد. یک راه برای حل این مشکل این است که تا حد امکان فرایندهای تولید فولاد را کوتاه کرد. بخشی از این کار نیز با استفاده از ضایعات فولاد امکان‌پذیر است.
در واقع زمانی که ما از ضایعات فولاد استفاده می‌کنیم صرفه جویی قابل توجهی در مصرف انرژي انجام داده ایم. این کار هم از نظر اقتصادی و از هم نظر محیط زیست مفید است.
آیا آهن قراضه همان سنگ آهن است که از معدن استخراج می‌شود؟
ممکن است اینگونه تصور شود که تمام فولاد تولید شده در جهان از سنگ آهن به دست می‌آید. اما در واقع اینگونه نیست و بخش قابل توجهی از خوراک کوره های ذوب را آهن قراضه تشکیل می‌دهد. در واقع ذوب قراضه و ضایعات آهن امروزه نقش بسیار مهمی در تولید فولاد جهان را بر عهده دارند.
یکی از ویژگی‌های بارز فولاد نیز همین قابل بازیافت بودن آن است. یعنی می‌توان از یک قطعه فولادی برای سال‌های طولانی استفاده کرد و پس از تمام شدن عمر خدمت آن را به شکلی متفاوت مجددا وارد چرخه مصرف کرد.
آهن قراضه و در اصل فولاد قراضه عموما از فولاد کم کربن تشکیل شده است و با ذوب مجدد در واحدهای ریخته‌گری مورد استفاده قرار می‌گیرد. البته علاوه بر واحدهای تولید فولاد و ریخته‌گری، از آهن قراضه در زمان تولید آهن اسفنجی و تولید فولاد از سنگ آهن نیز استفاده می‌شود.
انواع ضایعات آهن
فولادها گریدهای مختلفی دارند و از نظر ویژگی ها و کاربرد با هم متفاوت می‌باشند. به همین دلیل لازم است تا قراضه‌های فولادی نیز بر اساس ویژگی ها و مشخصاتشان دسته‌بندی شوند. هر دسته از قراضه های آهنی از نوع خاصی فولاد تشکیل شده‌اند و از نظر نوع ترکیبات با سایر انواع متفاوت می‌باشند.
اسامی ضایعات در بازار ضایعاتی به شرح زیر می‌باشد:
- سنگین بار: سنگین‌بار، نوعی از ضایعات است که وزن آن معادل یک تُن بر متر مکعب و یا بیشتر است.
- ویژه: محصولات فولادی که در ساختمان‌سازی استفاده می‌شوند، شامل خُرده‌میلگرد، تیرآهن و قوطی پروفیل‌های مورد استفاده در ساختمان‌سازی با ابعاد زیر 50 سانتی متر هستند.
- سوپر ویژه: ضایعاتی که از لحاظ کیفیت و قیمت دارای ارزش بالاتری هستند، به عنوان ضایعات سوپر ویژه شناخته می‌شوند.
- درجه‌یک: درجه‌یک، نوعی از ضایعات هستند که در ترکیب شیمیایی خود، دارای عناصر فسفر، گوگرد، مس، کروم، نیکل و آهن می‌باشند.
- درجه‌دو و درجه‌سه: ترکیبات شیمیایی ضایعات درجه‌دو و درجه‌سه، همانند درجه‌یک است، با این تفاوت که میزان این ترکیبات شیمیایی، متفاوت است.
- گالوانیزه: ضایعات گالوانیزه از جنس فلز آهن با پوشش روی هستند که در برابر زنگ‌زدگی مقاوم‌اند. این نوع ضایعات به این دلیل که آهن دارند، در مقایسه با انواع ضایعات، ارزش کمتری دارند.
- آلیاژی: ضایعات آلیاژی، دارای عناصر نیکل، منگنز، کروم، مولیبدن، وانادیم و تنگستن است که در مراکز تعمیرگاه‌های خودرو تولید می‌شوند و از ضایعات درجه‌یک و دو، قیمت پایین‌تری دارند.
- حلب: از این نوع ضایعات می‌توان به قوطی‌های نگهدارنده‌ی مواد غذایی اشاره کرد.
- سوفاره آهن: ضایعات سوفاره، بُراده‌های حاصل از تراشکاری مقاطع فولادی و آهنی هستند.
برای دسته بندی ضایعات آهنی، همواره از دو شاخص استفاده می‌گردد. یکی از نظر کیفیت و دیگری از نظر سایز ضایعات می‌باشد.
بر اساس چگالی واحد قراضه می توان ضایعات آهن را به سه دسته تقسیم کرد.
قراضه سبک ۱ و ۲
وزن مخصوص این دسته از ضایعات بین ۰.۵ تا ۰.۸ تن در هر مترمکعب می‌باشد.
قراضه متوسط ۱ و ۲
این گروه از قراضه های آهنی وزن مخصوص بین ۰.۸ تا ۱ تن در هر مترمکعب دارد.
قراضه سنگین ۱ و ۲
چگالی این دسته از قراضه های از ۱ تن در هر متر مکعب بیشتر است.
ضایعات سنگین آهن
همانطور که در قسمت قبل مشاهده کردید ضایعات آهن بر اساس چگالی به سه دسته ی سبک، سنگین و متوسط تقسیم بندی می شود. هر کدام از این دسته ها نیز خود به دو گروه ۱ و ۲ طبقه‌بندی می شوند. این طبقه‌بندی ثانویه بر اساس ابعاد ضایعات انجام می شود.
ضایعات سنگین آهن ۱
ضایعات سنگین آهن ۱، آهن کار شده یا ضایعات فولاد است که ضخامت ۱.۴ اینچ یا بیشتر دارد. هر قطعه به تنهایی از ۶۰*۲۴ اینچ (اندازه جعبه ی شارژ کوره) بزرگتر نیست.
چگالی این گروه از ضایعات بیشتر از ۱ تن در هر مترمکعب است.
قراضه های سنگین آهن ۱ از فلزات تو‌پر و حجیم مانند میلگرد نبشی ، صفحات فولادی ضخیم، ضایعات پرس بدنه لوازم خانگی مانند یخچال، بخاری، و … همچنین قطعات پرس شده ی اتومبیل به دست می آید.
ضایعات سنگین ۲
ضایعات سنگین آهنی ۲ نیز مانند ضایعات سنگین آهن۱ چگالی بیشتر از ۱ تن در هر متر مکعب دارند اما از قطعات آهنی و سیاه گالوانیزه تشکیل شده اند و ضخامت‌شان از ۱.۸ اینچ بیشتر و ابعادشان کمتر از ۶۰*۱۸ اینچ است.
یعنی از لحاظ ابعادی از ضایعات سنگین ۱ ضخامت بیشتر دارند اما ابعادشان کمتر است.
ضایعات سنگین ۲ از پروفیل های در و پنجره، لوله های آهنی فرسوده، اسکلت فلزی سازه‌های ساختمانی و صنعتی و … به دست می آید. از همین رو قیمت فولاد ck45 که یکی از پر مصرف‌ترین گریدهای فولادی صنعتی است می‌تواند تحت تاثیر بازیافت این بازمانه‌های ضایعات سنگین ۲ باشد.
کاربرد ضایعات سنگین ۱ و ۲
دو ماده اولیه که برای تولید فولاد استفاده می‌شود آهن اسفنجی و قراضه‌ی آهنی است. این مواد به درون کوره‌های ذوب ریخته شده و به فولاد مذاب تبدیل می‌شوند. فولاد مذاب به واحد ریخته گری منتقل می شود و به کمک قالب هایی به صورت شمش فولادی در می‌آید.
از تمام قراضه های فولادی چه سبک و چه سنگین می توان برای تولید فولاد استفاده کرد اما آنچه باعث دسته بندی قراضه ها شده است ترتیب ورود آن‌ها به کوره است.
در بارگیری کوره های ذوب ابتدا ضایعات سبک به درون کوره ریخته می شوند و پس از آن ضایعات سنگین به کوره شارژ می شوند. این کار به این دلیل انجام می شود که با قرار گرفتن ضایعات سبک در کف کوره زمانی که ضایعات سنگین تر روی آن قرار بگیرد این ضایعات پرس شده و فشرده تر می شوند.
همچنین احتمال آسیب رساندن ضایعات سبک به دلیل چگالی و ابعاد کمتر به دیواره کوره پایین‌تر است. از ضایعات سنگین ۱ برای تولید بیلت و شمشال و همچنین بارگیری کوره های القایی استفاده می شود.
ضایعات سنگین ۲ نیز برای تولید بیلت و شمش و همینطور شارژ کوره های قوس همراه با آهن اسفنجی کاربرد دارد.
به طور خلاصه از کاربردهای ضایعات آهنی می‌توان به موارد فهرست زیر اشاره کرد:
- محصولات فلزی جدیدی که استحکام داشته باشند: ضایعات فلزی، طی یک فرآیند با استفاده از قوس الکتریکی، می‌توانند به فلزاتی تبدیل شوند که استحکام بالایی داشته باشند. به عنوان مثال، می‌توان به فولاد ضد‌خش اشاره کرد.
- ساخت ابزارهای خانگی: ساخت صندلی و میز‌ها، نیمکت ها از مواردی هستند که با استفاده از ضایعات ساخته می‌شوند.
- کاربردهای هنری: مجسمه سازی
- کاربردهای صنعتی: مانند جاده‌سازی، پل‌سازی، تولید خودرو و یا حتی تولید هواپیما