سرباره فولاد

سرباره | سرباره فولاد | سرباره قوس الکتریکی

در دو دهه اخیر بحث بازیافت واستفاده مجدد از موادکم ارزش و باطله در صنایع مختلف مورد توجه زیادی قرار گرفته است چراکه با این کار علاوه بر حل مشکل زیست محیطی آن عامل ،به جنبه اقتصادی این مسئله نیز توجه می شود..چنانچه می دانیم درکارخانه ذوب آهن جهت جدایش آهن از سایر ناخالصی های موجود در سنگ معدنی آهن از موادی به عنوان کمک ذوب مانند آهک و… استفاده می شود .این مواد باسایر ناخالصی های موجود در سنگ معدنی آهن مانند سیلیکاتها،کلسیتها و اکسیدها و… در کوره واکنش داده و به صورتی ترکییی یکپارچه که به آن سرباره گفته می شود درآمده وبه خاطر چگالی پایین نسبت به آهن در بالای کوره تجمع می کنند و آهن مذاب نیز به خاطر وزن مخصوص بالاتر در قسمت تحتانی کوره جمع می گردد.در نهایت این دو ازدودریچه مختلف که در بالا وپایین کوره تعبیه شده است خارج می گردند.صنعت فولاد مقادیر بسیار زیادی سرباره تولید می کند.تنها سرباره تولیدی در قسمت کوره بلند ۲۳/۰ تا ۱/۰ تن به ازای تولید هر تن فولاد است.این در حالی است که در سایر کوره های ذوب فلزشبیه قوس الکتریکی و… نیز سرباره داریم.سرباره ها می توانند قسمت زیادی از فضای کارخانه ذوب آهن را اشغال می کند که این نیز می تواند باعث ایجادیک سری مشکلات زیست محیطی از جمله ایجاد گرد وغبار در نواحی شهری گردد.مصارف سرباره ها تاکنون بسیار محدود بوده است .این مصارف شامل استفاده به عنوان لاشه در زیر سازی جاده ها و راه آهن ،ایجاد فرودگاهای صحرایی،ساخت آجر نسوزو…می باشد.البته تلاشهایی جهت استفاده بهینه از سرباره در کشورهای مختلف انجام گرفته است که همه این تلاشها به خاطر غیر اقتصادی و غیر عملی بودن بدون نتیجه باقی مانده است.

در فرآیند تولید 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، توجه بیشتری را می‌طلبد:
حدود ۳۵۰ سال پیش از میلاد مسیح(ع) ارسطو 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.

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 جامعه، 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 نسبتا ً 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.

سرباره چیست؟

سرباره (slag) محصولی مصنوعی و جانبی است ، که به هنگام جدا سازی آهن در کوره های ذوب آهن از ناخالصی های موجود در سنگ آهن به وجود می آید. سرباره ترکیبی از سیلیکات و اکسید های فلزی پیچیده است که پس از سرد شدن به عنوان یک ماده ناخالص باقی می ماند. سرباره به عنوان یک محصول فرعی در فرآیند تولید آهن و فولاد محسوب میگردد.
به ازای تولید هر تن شمش فولاد به روش قوس الکتریکی در حدود ۱۲۰ کیلو گرم سرباره ی فولاد قوس الکتریکی تولید می شود. طبق گزارش طرح جامع فولاد ایران ظرفیت نهایی ساخت فولاد به این روش در سال ۱۴۰۰ شمسی به ۸/۲۸ میلیون تن در سال خواهد رسید، که در سالیان نه چندان دور به طور تقریبی حدود ۵/۳ میلیون تن ازاین نوع سرباره در کشور تولید خواهد شد.
در سلسله مراتب سیستم مدیریت پسماند صنعتی ، به طور علمی و عملی کاهش و حذف این نوع سرباره در فرآیند تولید فولاد ناممکن است. در نتیجه گزینه بازیافت برای این سرباره از اهمیت ویژه ای برخوردار است. این نوع ماده در طبقه بندی مدیریت پسماند سازمان حفاظت محیط زیست به عنوان یک پسماند صنعتی غیر خطرناک شناخته می شود.
سرباره

مزایای سرباره

استفاده از این ماده در سیمان پرتلند

کاهش آلودگی محیط‌ زیست

صرفه‌جویی در مصرف انرژی

کاربردهای کشاورزی

ویژگی ها

بهبود خاک‌های زراعی

افزایش تولید محصولات کشاورزی

استفاده در صنعت سیمان سازی

استفاده در خطوط راه آهن