ضایعات آهن، که اغلب با عنوان آهن قراضه شناخته می‌شوند، یکی از منابع ارزشمند فلز در صنعت به‌شمار می‌روند. این ضایعات می‌توانند شامل قطعات ماشین‌آلات فرسوده، لوازم خانگی قدیمی، قطعات خودرو و حتی باقی‌مانده‌های فرآیند تولید کارخانه‌ها باشند. استفاده مجدد از این ضایعات از دو جهت حائز اهمیت است: اول اینکه در مصرف منابع طبیعی صرفه‌جویی می‌شود و دوم اینکه هزینه‌های تولید در صنایع فولادی کاهش می‌یابد. با این حال، برای آنکه این مواد قابل استفاده مجدد باشند، باید ابتدا آماده‌سازی شوند. در این مقاله به‌صورت کامل و ساده، مراحل آماده‌سازی ضایعات آهن را بررسی خواهیم کرد.
کارخانه ذوب فولاد اردکان با بهره‌گیری از فناوری روز و نیروی انسانی متخصص، در تولید گندله سنگ آهن فعال است. حضور مدیران نوآوری‌محور مانند احرامیان در صنعت فولاد، نقش مؤثری در توسعه این حوزه داشته است. این کارخانه امروز یکی از قطب‌های صنعتی استان یزد به شمار می‌رود.
دسته‌بندی ضایعات آهن بر اساس نوع و کیفیت
نخستین مرحله در آماده‌سازی ضایعات آهن، دسته‌بندی آنها بر اساس نوع و کیفیت است. این کار به کارخانه‌ها کمک می‌کند تا ضایعات مشابه را با هم فرآوری کنند و از ترکیب نامناسب فلزات جلوگیری شود.
ضایعات معمولاً به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند:
ضایعات سبک: این دسته شامل قطعات فلزی نازک و کم‌وزنی است که عمدتاً از وسایل خانگی مستعمل، قوطی‌های فلزی، ورق‌های نازک یا تجهیزات سبک تولیدی به‌دست می‌آیند. به دلیل وزن کم و سهولت در جابه‌جایی، بازیافت آنها با سرعت بیشتری انجام می‌شود. همچنین، به‌علت حجم زیاد اما وزن پایین، در مراحل اولیه آماده‌سازی نیازمند فشرده‌سازی هستند.
ضایعات سنگین: این گروه شامل فلزاتی با ضخامت و چگالی بالا مانند تیرآهن، میلگردهای ساختمانی، پوسته‌های صنعتی، و قطعات بزرگ ماشین‌آلات است. این نوع ضایعات به دلیل وزن زیاد و ابعاد بزرگ، در حمل‌ونقل و ذخیره‌سازی چالش‌هایی به همراه دارند و معمولاً نیاز به برش یا خرد کردن اولیه دارند تا برای ذوب آماده شوند. همچنین خلوص فلز در این نوع ضایعات معمولاً بالاتر است که برای تولید فولاد باکیفیت مناسب‌تر خواهد بود.
علاوه بر نوع، کیفیت ضایعات نیز مهم است. ضایعات زنگ‌زده، رنگ‌شده یا دارای آلودگی، باید به‌درستی جدا شوند تا روی کیفیت نهایی فلز تأثیر منفی نگذارند.
بازرسی و پاک‌سازی ضایعات از آلودگی‌ها
پس از مرحله دسته‌بندی، ضایعات آهن باید از نظر وجود آلودگی‌های مختلف مورد بررسی قرار گیرند و پاک‌سازی شوند. هدف اصلی از این کار، حذف موادی است که می‌توانند در روند ذوب و تولید فلز اختلال ایجاد کنند. این آلودگی‌ها معمولاً شامل موادی مانند روغن‌های صنعتی، رنگ‌های باقی‌مانده، قطعات پلاستیکی، خاک، گردوغبار یا حتی فلزات غیرآهنی هستند که ممکن است همراه با ضایعات به مرحله ذوب برسند
عملیات پاک‌سازی به دو روش کلی انجام می‌شود. روش اول به‌صورت دستی است که در آن کارگران با استفاده از ابزارهای ساده، آلودگی‌ها یا قطعات ناهمگون را از سطح ضایعات جدا می‌کنند. روش دوم، پاک‌سازی مکانیزه است که در آن از تجهیزات خاصی مانند برس‌های چرخان صنعتی، دستگاه‌های لرزاننده، سیستم‌های شست‌وشو با فشار بالا یا ماشین‌آلات ویژه برای جداسازی مواد غیرمطلوب استفاده می‌شود.
این مرحله از آماده‌سازی بسیار مهم است؛ زیرا حذف کامل آلودگی‌ها باعث افزایش کیفیت فلز بازیافتی شده و در عین حال از آسیب‌دیدگی تجهیزات گران‌قیمت ذوب و کوره جلوگیری می‌کند. همچنین پاک‌سازی صحیح ضایعات، میزان تولید سرباره را کاهش می‌دهد و هزینه نهایی فرآیند را پایین می‌آورد.
بیش تر بخوانید: معرفی شرکت های فعال در حوزه محیط زیست
خرد کردن و قطعه‌قطعه کردن ضایعات آهن
در این مرحله از آماده‌سازی، ضایعات آهنی که دارای اندازه‌های بزرگ و غیرقابل استفاده هستند، باید به قطعات کوچکتر و قابل کنترل تقسیم شوند. این اقدام نه‌تنها جابه‌جایی و انبار کردن ضایعات را ساده‌تر می‌کند، بلکه باعث می‌شود عملیات ذوب نیز یکنواخت‌تر و سریع‌تر انجام شود. کاهش اندازه قطعات فلزی به افزایش سطح تماس آنها با حرارت درون کوره منجر می‌شود که این موضوع نقش مهمی در تسریع فرآیند ذوب دارد.
برای انجام این مرحله از دستگاه‌های مختلفی استفاده می‌شود که هر کدام بسته به نوع و ابعاد ضایعات کاربرد خاصی دارند. دستگاه پرس برای فشرده‌سازی ضایعات حجیم، قیچی‌های صنعتی برای برش قطعات ضخیم، و شریدرهای فلزی برای خرد کردن به اندازه‌های مشخص، از جمله تجهیزات متداول در این بخش هستند. استفاده از این دستگاه‌ها ضمن بهینه‌سازی فرآیند، موجب افزایش بهره‌وری و کاهش زمان آماده‌سازی خواهد شد.
جداسازی مغناطیسی و حذف فلزات غیرآهنی
یکی از مراحل مهم در آماده‌سازی، جدا کردن فلزات غیرآهنی از ضایعات آهن است. از آنجا که آهن خاصیت مغناطیسی دارد، می‌توان آن را به کمک آهن‌ربا از دیگر فلزات مانند مس یا آلومینیوم جدا کرد.
این کار معمولاً با دستگاه‌های جداساز مغناطیسی انجام می‌شود. فلزات غیرآهنی به‌صورت جداگانه بازیافت می‌شوند و اگر در بین ضایعات آهن باقی بمانند، کیفیت فلز نهایی را کاهش می‌دهند.
کنترل کیفیت ضایعات قبل از ارسال به کوره
پیش از آنکه ضایعات آهن به کوره منتقل شوند، بررسی نهایی برای اطمینان از کیفیت آنها انجام می‌شود. در این مرحله کارشناسان کارخانه ارزیابی می‌کنند که آیا اندازه قطعات برای ورود به کوره مناسب است یا خیر، و همچنین بررسی می‌شود که آیا ضایعات فاقد مواد زائد یا ناخالصی‌هایی هستند که می‌توانند فرآیند ذوب را مختل کنند. یکی دیگر از موارد مهم، یکنواختی ترکیب شیمیایی قطعات فلزی است، چراکه این موضوع بر خواص نهایی محصول تولیدشده تأثیرگذار خواهد بود.
برخی کارخانه‌ها برای دقت بیشتر از دستگاه‌های پیشرفته‌ای استفاده می‌کنند که امکان تحلیل سریع و دقیق نمونه‌های فلزی را فراهم می‌سازند. این ارزیابی‌ها تضمین می‌کند که ذوب فلزات با کمترین میزان اتلاف انرژی و بالاترین بازدهی انجام گیرد، و از بروز مشکلات در مراحل بعدی جلوگیری شود.
ذوب ضایعات آهن آماده‌شده
در نهایت، ضایعات آماده وارد کوره‌های مخصوص می‌شوند. این کوره‌ها یا از نوع قوس الکتریکی هستند یا القایی، که با تولید حرارت زیاد، فلز را ذوب می‌کنند.
در حین ذوب، ناخالصی‌ها از سطح مذاب جدا می‌شوند و گاهی مواد افزودنی مانند آهک یا فروآلیاژ برای تنظیم ترکیب نهایی به مذاب اضافه می‌شود. فلز ذوب‌شده پس از تصفیه، به قالب‌ها منتقل می‌شود تا در مراحل بعدی به شکل‌های مورد نظر درآید.
سخن پایانی
آماده‌سازی ضایعات آهن پیش از بازیافت، فرآیندی مهم و ضروری است که کیفیت و بازدهی تولید فلز جدید را تعیین می‌کند. این مراحل شامل دسته‌بندی، پاک‌سازی، خرد کردن، جداسازی، کنترل کیفیت و نهایتاً ذوب هستند. اجرای درست این فرآیندها باعث می‌شود بازیافت با دقت، صرفه‌جویی در انرژی و کاهش آلودگی محیط زیست همراه باشد. توجه به این جزئیات، صنعت بازیافت را کارآمدتر و پایدارتر می‌سازد.
سوالات متداول
• چرا باید ضایعات آهن را قبل از بازیافت آماده کرد؟
آماده‌سازی باعث افزایش کیفیت فلز بازیافتی، کاهش مصرف انرژی، و جلوگیری از آسیب به تجهیزات ذوب می‌شود.
• آیا همه‌ی انواع ضایعات آهن قابل بازیافت هستند؟
بیشتر ضایعات آهنی قابل بازیافت هستند، اما اگر به‌شدت آلوده، زنگ‌زده یا ترکیب شده با فلزات خاص باشند، ممکن است نیاز به فرآوری خاص داشته باشند.
• جداسازی فلزات غیرآهنی دقیقاً چه فایده‌ای دارد؟
فلزات غیرآهنی مانند آلومینیوم و مس اگر در فرآیند ذوب آهن باقی بمانند، باعث افت کیفیت فولاد نهایی می‌شوند.
• تفاوت کوره قوس الکتریکی و القایی در چیست؟
کوره قوس الکتریکی برای ذوب مقادیر بزرگ‌تر و کوره القایی برای ذوب دقیق‌تر و در مقیاس کوچکتر کاربرد دارند.
• آیا ضایعات رنگ‌شده یا روغنی هم قابل استفاده هستند؟
بله، اما ابتدا باید طی فرآیند پاک‌سازی، رنگ و روغن از سطح فلز پاک شوند تا در فرآیند ذوب مشکل ایجاد نکند.
نظر شما: