طرح توجیهی بازیافت آهن قراضه و تولید شمش و چدن (سال 1400)+ word و pdf

طرح توجیهی بازیافت آهن قراضه
صنایع بازیافت یکی از بخش‌های روبه‌ رشد اقتصادی در کشور است که در حال حاضر از بخش اندکی از پتانسیل‌های آن استفاده می‌شود. بطور کلی دو الزام اساسی، وجوب ایجاد و توسعه صنایع بازیافت را در هر کشوری روشن می‌کند،

الزام اول اینکه هر کالایی پس از مصرف، پسماندی برجای می‌گذارد و بعنوان یک ماده زائد به شمار می‌رود. از این رو تهدیدی برای طبیعت و محیط زیست محسوب می‌شود که باید چاره‌ای برای آن اندیشیده شود،

دلیل دوم هم در باب تامین مواد اولیه است چرا که بخش وسیعی از پسماند‌های تولید شده قابلیت بازیافت و استفاده دوباره در فرآیند تولید را‌ داراست، به‌ عنوان مثال از ۱۵هزار تن مصرف فعلی آهن در صنایع فولاد کشور حدود شش هزار تن آن آهن قراضه و از مواد بازیافتی است.

تعريف 
آهن قراضه به ضايعات فولادی كم كربن اطلاق می شود كه ضايعات آهن يا فولادی يا فولادی ساده و يا آهن قراضه و ضايعات نيز به كار برده می شود. آهن فلزی است كه اصطلاحا برگشت‌ پذير خوانده می شود. يعنی می توان محصولات آهنی را پس از مصرف، مجددا به صورت قراضه ذوب نمود.

به تولیدات معیوب و ضایعات چدنی و فولادی غیرقابل مصرف، آهن قراضه یا scrap می‌گویند. یکی از مهمترین منبع فلزی جهت کوره قوس الکتریکی قراضه ها می باشند، به این قراضه ها، ضایعات آهن گویند. ضایعات فلزی و آهنی برخلاف زباله ها ارزش پولی دارند و دوباره به چرخه تولید بازگردانده می شوند. که به آنها قراضه نیز گویند.

تاریخچه بازیافت آهن
تاریخچه بازیافت آهن به قدمت تاریخچه تولید و استخراج آن است، که حدود 1400 سال قبل از میلاد می باشد، اما بازیافت و ذوب مجدد ضایعات آهن به صورت صنعتی و مدرن در ایران به سالهای 1354 بر می گردد که با تاسیس کارخانه ذوب آهن اصفهان این صنعت نیز به مرور در کنار ذوب آهن رشد نمود.

وضعیت آهن قراضه در ایران

اگر بخواهیم نگاهی کارشناسانه و ریشه‌ ای داشته باشیم، با نگاهی به اخبار منتشر شده درباره فلزات آهنی، این نکته را درک می‌کنیم که هم‌ اکنون اکثر کارخانه‌ های فولادسازی برای تولید، به همین آهن قراضه‌ها احتیاج دارند. اما آن طور که از شواهد و قرائن پیداست، میزان جمع‌آوری این ماده اولیه در سراسر کشور بسیار کمتر از مصرف کارخانه‌ هاست.

به عبارتی، تولید آهن‌ قراضه در ایران چیزی حدود ۲ تا ۵/۲ میلیون تن تخمین زده می‌شود، اما نیاز کارخانه‌ها ۴ تا ۵/۴ میلیون تن در سال است، بنابراین حدود ۵۰ درصد بیشتر از میزان جمع‌ آوری 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 ۷۵ درصد از نیاز آهن‌ قراضه خود را از کشورهای دیگر وارد می‌کند. اما به گفته فعالان این بخش، در مورد این محصول، واردات رسمی صورت نمی گیرد و همچنان کارخانه‌ها با مشکل کمبود مواجهند.

این در حالی است که طبق چشم‌انداز سال ۱۴۰۴ قرار است تولید فولاد کشور به ۵۵ میلیون 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 تکنولوژی‌ ای استفاده کرده‌ اند که ماده اولیه آن ها آهن است، اما در حال حاضر رکودی محسوس، صنعت فولاد را در بر گرفته که در چنین حالتی، باز هم نیاز آن ها به قراضه بیش از مقدار تولید شده است.

در حالی که بازار آهن‌قراضه در کشور گردش مالی ۵ تا ۶ هزارمیلیاردی 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 آهن‌ آلات که اکثرا وانتی‌ های 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 ۲۰۰ تومان 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، آن ها را دسته‌بندی و جداسازی می‌کنند. برای راه‌اندازی یک کارگاه اینچنینی حداقل باید ۳۰۰ میلیون تومان سرمایه درگردش در اختیار داشت.

منابع تامين

از 3 منبع خانگی، عمومی، صنعتی تامین می‌شوند. آهن قراضه از محل دور ريز فلزی حاصل از لوازم خانگی و بسته‌بندی مواد غذايی، ضايعات اماكن عمومی، ضايعات صنايع توليدی و محصولات فولادی و برگشتی ضايعات حاصل از خطوط توليد فولادسازيی ها، خودروسازی ها، پرس‌كاری ها،

لوازم خانگی سازی ها، كشتی سازی ها، ماشين‌ سازی ها، قطعه‌سازی ها، دكل‌های انتقال نيرو، راه‌ آهن، صنايع نفت و پتروشيمی، صنايع كارخانجات سيمان، سدسازی ها، پل‌سازی، تاسيسات از هر قبيل، صنايع ماشين‌آلات كشاورزی، آهنگری و ريخته‌گری،

آهن‌آلات به جا مانده از خرابی سيل و زلزله، تخريب خانه كلنگی، دمونتاژ كشتی ها و واگن‌ قطارها و بازسازی خطوط ريل راه‌آهن و ماشين‌آلات راه‌سازی و انواع خودروهای از رده خارج و بازسازی خطوط توليد تامين می شود.

سرمایه گذاری در بازیافت صنعتی

عدم آگاهی به نحوه عملکرد بازیافت صنعتی، باعث این نگاه در بازار ایران شده که ضایعات فلزی کافی در دسترس نیست در حالی که نه تنها بازیافت صنعتی ارتباطی به مقدار آن ندارد،

بلکه پایین بودن هزینه تولید (با قیمت تمام شده کیلویی ۵۰ ریال در مقایسه با کیلویی ۸۰۰-۷۵۰ ریال در روش سنتی) استاندارد بودن محصول، راندمان و سودآوری بالا (بازیافت صنعتی فلزات غیرفولادی و گران‌قیمت) و یکسری واقعیت‌های دیگر که در ذیل به آنها اشاره می‌ شود، خلاف این نگاه را ثابت می‌کند:

• بیش از ۴ میلیون خودرو فرسوده در کشور وجود دارد که سالی ۳۵۰ تا ۴۰۰ هزار عدد به این رقم اضافه می‌شود.
• بیش از ۳۰ هزار کامیون، اتوبوس، مینی‌ بوس و تراکتور فرسوده در کشور موجود است که سالی حدود ۵ هزار عدد به آن نیز افزوده می‌شود.
• بازسازی صنایع به زودی ۵/۷ تا ۱۰ میلیون تن ضایعات فلزی ایجاد می‌کند.

مزایای بازیافت آهن قراضه

استفاده از بازیافت آهن به جای آهن خام می‌تواند نتایج زیر را به همراه داشته باشد:

• صرفه‌جویی ۷۰ درصدی در انرژی
• صرفه‌جویی۹۰ درصدی در استفاده از مواد خام
• ۸۶ درصد آلودگی کمتر هوا
• ۴۰ درصد صرفه‌جویی در مصرف منابع آبی
• ۷۶ درصد کاهش آلودگی منابع آب
• ۹۷ درصد صرفه‌جویی در استفاده از منابع

هر تن فولاد که از آهن‌قراضه بازیافت می‌شود، می‌تواند ۱۱۱۵ کیلوگرم در مصرف آهن و ۶۲۵ کیلوگرم در مصرف زغال سنگ صرفه‌جویی کند و به حفظ ۵۳ کیلوگرم سنگ آهک کمک کند. این ارقام برای سایر فلزات (فلزات غیر آهنی) برابر با صرفه‌جویی ۹۵ درصدی در آلومینیوم، ۸۵ درصدی در مس، ۶۵ درصدی در سُرب و ۶۰ درصدی در روی است.

میزان سرمایه گذاری طرح

اگر قرار باشد احداث این کارگاه برای سرمایه‌ گذار سودآور باشد، حداقل باید روزانه ۷۰ تن آهن‌قراضه خریداری کند. مانند تمام سرمایه‌ گذاری‌ها 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 ۳ هزارمتر 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 ۵۰۰ هزار 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 اسکله‌ های مخصوص تخلیه آن محدود است، بنابراین واردات آن هم اما‌ و‌ اگرهای فراوانی دارد. تأمین قراضه راه‌ های مختلفی دارد. ساده‌ترین آن ها وانتی‌هایی هستند که در کوچه و خیابان نسبت به جمع‌ آوری آن اقدام می‌کنند.

بخشی هم از سوی کارگاه‌ های برشکاری، خم‌کاری و ساختمان‌ سازی 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 بهره‌ برداری می‌شود. امروزه در کشورهای پیشرفته ضمن طبقه‌ بندی و جداسازی‌ های تمیز و دقیق، آن را به‌صورت پودر در آورده و با افزودنی‌های مورد نیاز در صنایع قطعه‌ سازی بسته‌ بندی شده و به‌ فروش می‌رسد.

اما همچنان در کشور ما برای ذوب در کوره‌ ها کاربرد دارد. در صنایع ریخته‌گری برای تولید محصولات چدنی از کوره القائی استفاده می‌‌شود که تا ۱۴۵۰‌ درجه سانتیگراد حرارت دارد و در صنعت فولاد سازی از کوره‌ های قو‌س‌ الکتریکی که تا ۱۹۵۰‌ تا ۲۰۰۰‌ درجه سانتیگراد حرارت دارد استفاده می‌شود.

در ریخته‌گری‌های سنتی هم از کوره‌های گردون حداکثر یک تنی استفاده می‌شود. ابتدا از آهن قراضه‌ های پرسی که از ورق‌های نازک تشکیل شده است در داخل کوره بارگیری می‌کنند و چون این نوع قراضه سریع‌تر ذوب می‌شود،

برای شارژ کوره و تقریب یک سوم کوره از این نوع آهن قراضه‌ های پرسی استفاده می‌شود و پس از این که این قراضه ذوب شد، قراضه‌هایی با ضخامت بیشتر یا به قول قراضه فروش‌ها کلفت بار را در داخل کوره ‌می‌‌ ریزند که با توجه به ذوبی که در داخل کوره وجود دارد، در زمان کمتری این نوع قراضه‌‌‌ها ذوب می‌شود.

معمولا در کوره‌ها بین یک ساعت و نیم تا دو ساعت ذوب کامل می‌شود و پس از سرباره یا شلاکه‌گیری، مواد افزودنی جهت استاندارد نمودن ذوب برای محصول خاصی که مورد نظر است، به ذوب اضافه می‌شود. سپس از واحد ذوب نمونه ذوب به آزمایشگاه جهت آنالیز ارسال می‌شود.

آزمایشگاه پس از آزمایش‌های شیمیایی و مکانیکی نتیجه را به واحد ذوب اعلام ‌‌می‌کند تا اینکه آنالیز ذوب دقیقا مطابق استاندارد شود. در این صورت است که ضایعات آهن قراضه به محصولی استاندارد تبدیل شده و از هر نظر همانند محصول نو است که از شمش و یا آهن اسفنجی تولید شده است.

موارد مصرف و کاربرد محصولات

محصولات تولیدی طرح، 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 آهن قراضه و قابل بازیافت

1. فلزات باترکیب آهن (آهنی) :
این گروه شامل فلزاتی می شوند که در ترکیب اصلی آنها، 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.

2. فلزات بدون ترکیب آهن :
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. 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.