به روز شده در ۱۳۹۹/۰۵/۱۳ - ۲۲:۵۱
 
۰
تاریخ انتشار : ۱۳۹۹/۰۴/۱۴ ساعت ۱۳:۱۸
کد مطلب : ۲۲۱۴۱۴

خرسک و شلاکه آهن چیست؟

گروه کسب و کار:
در خط تولید همه محصولات، وجود ضایعات پس از تولید امری بدیهی است. این ضایعات می‌تواند براساس خرابی ماشین‌آلات و یا به دلیل استفاده از مواد اولیه غیراستاندارد در مسیر تولید ایجاد شود. نحوه دیگر ایجاد ضایعات در خط تولید اشتباهات نیروی انسانی در زمان کار با ماشین‌آلات است. در خط تولید صنایع فلزی نیز همانند دیگر خطوط تولید با چنین مشکلاتی روبرو هستیم. ضایعاتی که در همه خطوط تولید ایجاد می‌شود، این امکان را دارد که مجددا در فرآیند بازیافت مورد استفاده قرار گیرد. در خطوط مختلف تولید این ضایعات به نامی دیگر خوانده می‌شوند؛ مثلا در خطوط نساجی به آن پرز و یا سرنخ می‌گویند. در صنایع چوبی، خاک‌ اره به نام ضایعات معروف است و در صنایع ذوبی که آهن و فولاد تولید می‌شود چند صورت ضایعات داریم که به سرباره معروف هستند اما ضایعات آهن‌آلات انواع بسیار زیادی دارد که معمولا با نام آهن قراضه شناخته می‌شوند.
 
استفاده مجدد از ضایعات آهن در صنایع
استفاده مجدد از ضایعات آهن در صنایع
 
آهن قراضه چیست؟
آهن قراضه در اصل به محصولات فلزی گفته می‌شود که مجددا امکان برگشت در خط تولید فلزات را دارد یعنی پس از مصرف، قابلیت ذوب شدن و تبدیل به محصولی دیگر وجود دارد. امروزه میزان استفاده از ضایعات آهن در تولید محصولات آهنی افزایش یافته، بنابراین قیمت روز ضایعات آهن اهمیت بیشتری پیدا کرده است.
این ضایعات یک ویژگی مشخص دارند و آن درصد کم کربن در آن‌ها است. قراضه‌‌ها به دو دسته تقسیم می‌شوند:
•    قراضه داخلی: همه آن ضایعاتی است که در خط تولید به دلایل مختلف از خط خارج می‌شوند.
•    قراضه خارجی: شامل ضایعاتی است که بعد از تولید محصول نهایی مجددا به خط تولید باز می‌گردند.
 ویژگی این قراضه‌ها و یا ضایعات آهن، درجه کیفی آن‌ها است. از نظر درجه کیفی قراضه‌ها را به چهار درجه می‌توان تقسیم کرد:
درجه یک: فلزاتی که رسوبات و زنگ‌زدگی ندارند مثل میلگرد، شاسی اتومبیل، پروفیل در و پنجره بدون زنگ‌زدگی.
درجه دو: میزان آهن این فلزات نسبت به فلزات درجه یک کمتر است (میزان آهن درجه یک 97% و آهن درجه دو 94% است). از مصارف این فلز می‌توان به تنه دوچرخه و موتور سیکلت و هم‌چنین در و پنجره‌های آهنی اشاره داشت.
درجه سه: میزان آهن این ضایعات کمتر از دو گروه دیگر است (حدود 92%). ورق‌های گالوانیزه از این دسته هستند.
درجه چهار: این دسته به ضایعات ممنوعه معروف هستند و به آن‌ها پلیسه نیز گفته می‌شود که نمونه بارز آن سرباره و شلاکه است.
تمامی این قراضه‌ها هرکدام به نحوی مجددا به خط تولید برمی‌گردند و قابل استفاده هستند.
 
خرسک و شلاکه چیست؟
برای تولید هر فلز لازم است که ابتدا سنگ‌های معدنی در کوره‌ها ذوب شوند. این مواد مذاب به دو صورت در کوره شکل می‌گیرند. در حالت اول ناخالصی‌ها در سطح بالایی از مواد مذاب شکل می‌گیرند اما در حالت دوم مواد مذاب فلز خالص در سطح پایینی از مواد مذاب تغییر شکل می‌دهند. مواد ناخالص ترکیبی از سیلیکات و اکسیدهای فلزی هستند که به ‌دلیل سبک بودن در سطح بالایی از مواد مذاب قرار می‌گیرند که به مواد قرار گرفته شده روی مایع مذاب، سرباره می‌گوییم. در کوره‌های بلند بعد از این‌که مواد به اندازه کافی حرارت دیدند ابتدا از قسمت بالایی کوره سرباره‌ها خارج و سپس فلز ذوب شده از کانال پایینی خارج می‌گردد. سرباره‌ها بعد از خروج از کوره به‌ وسیله مخازن خاص به استخرهای آب برده شده وخنک می‌گردند. به مواد سرد و سفت شده خرسک و شلاکه گفته می‌شود. در انگلیسی به سرباره slag و در زبان آلمانی به آن slak  و در زبان فارسی به شلاکه معروف است.
از نظر ظاهری تفاوت‌هایی بین خرسک و شلاکه وجود دارد. برای مثال خرسک‌ها توده‌های بزرگ هستند که باید با دستگاه برش زنی آن‌ها را جدا نمود اما شلاکه‌ها را می‌توان به صورت ورقه‌های نازک و ضخیم مشاهده کرد. شلاکه بیشتر در کوره‌های چدن و استیل دیده می‌شود اما خرسک درکوره‌های فولادی قابل مشاهده است.
 
کاربرد خرسک و شلاکه
خرسک و شلاکه به عنوان یک قراضه ضایعات آهن در کوره تولید فلزات استفاده می‌شود. اما کوره‌های بلند که در تولید آهن استفاده می‌شود و کوره قوس برای تولید فولاد، دو نوع مختلف از خرسک و شلاکه را دارند که علت آن ترکیب شیمیایی متفاوت در زمان تولید این دو فلز است. در ترکیب سرباره آهن خام شاهد موادی چون سیلیکات‌ها و آلومینوسیلیکات کلسیم هستیم و در ترکیب سربار‌ه فولاد هم می‌توان عناصری چون سیلیکات کلسیم، فریت‌های کلسیم، اکسیدهای آهن، آلومینیوم، منگنز، کلسیم و منیزیم مشاهده نمود که بسته به همین ترکیب‌ها موارد مصرف نیز متفاوت می‌شود.

حجم عمده مصرف شلاکه فولاد بال‌میل شده که در صنایع فولادسازی مجددا استفاده می‌شود را می‌توان در تولید میلگرد به عنوان یک قراضه استفاده نمود. یکی از موارد مصرف شلاکه و یا خرسک‌ها، استفاده از آن‌ها در تولید سیمان است که عمده مصرف آن در تولید سیمان پرتلند است. از این سیمان در بتن مسلح استفاده می‌شود که سیمان پرتلند در مواجه با میلگرد می‌تواند مقاومت ساختمان را افزایش دهد. میلگرد در ترکیب با سیمان پرتلند برای آرماتوربندی باید در مکانی استفاده شود که در مواجه با حمله سولفات‌ها نباشد زیرا باعث از بین رفتن سیمان و میلگرد می‌شود و با توجه به قیمت روز میلگرد در بازار این نکته باید حتما در نظر گرفته شود. بتن مسلح که از ترکیب میلگرد آجدار و سیمان است در ساختمان‌سازی استفاده بسیار زیادی دارد. در تولید میلگرد نیز از قراضه‌هایی چون شلاکه‌ی فولاد بال‌میل شده استفاده می‌شود که در قیمت نهایی میلگرد تاثیرگذار است. از دیگر استفاده‌های آن می‌توان به صنایع جوشکاری اشاره کرد که از گل جوش در زمانی که می‌خواهیم دو قطعه میلگرد را به یکدیگر جوش بدهیم. به برآمدگی بالا آمده در نقطه جوش گل‌جوش و یا شلاکه گفته می‌شود. گل جوش زمانی اهمیت پیدا می‌کند که دو نبشی به یکدیگر جوش داده می‌شوند.

در جوش یک نبشی به یک ستون گل‌جوش‌های بزرگ تولید می‌شود که این شلاکه‌ها می‌تواند به عنوان یک اختلال باعث ناپایداری جوش شود. قیمت نبشی‌ها باعث شده که سعی شود در هنگام جوش به گل جوش (شلاکه) احتیاط بیشتری صورت پذیرد. نکته‌ دیگری که باید به آن توجه داشت این است که در تولید یک نبشی از شمش‌های فولادی استفاده می‌شود و برای تهیه یک شمش فولادی از شلاکه و خرسک کوره آهن می‌توان در صنایع فولادی نیز استفاده نمود که بیشتر نقش سوپرشارژر را دارد. امروزه در کوره‌های قوس از قرا‌ضه‌ها و کک استفاده می‌شود که امروزه تولید شمش‌های فولادی و آهنی با استفاده از قراضه‌ها بسیار رواج پیدا کرده است.
 
 ذوب شدن سنگ‌های معدنی در کوره‌ ذوب و تبدیل آن به خرسک و شلاکه
ذوب شدن سنگ‌های معدنی در کوره‌ ذوب و تبدیل آن به خرسک و شلاکه
 
تولید خرسک و شلاکه
بعد از آن‌که سرباره‌ها در چاله ریخته شد خرسک‌ها و شلاکه‌ها را به چند روش می‌توان از یکدیگر جدا نمود. یکی از آن‌ها تولید خرسک به وسیله دستگاه پیکور است. دستگاه پیکور با نوک مته خود خرسک‌ها را جدا می‌نماید از آن‌جا که شلاکه‌ها قطعات ریزتری هستند نوک مته شلاکه‌ها را نمی‌گیرد و شلاکه‌ها جدا می‌شوند. خرسک به دو شکل ورقه‌ای و کلوخه‌ای تولید می‌شود که قابل عرضه در سه کیفیت است:

•    خرسک بال‌میل شده: درون دستگاهی مانند آسیاب به قطعات ریزتری تبدیل می‌گردد.
•    خرسک چکش خورده: منظور از این نوع خرسک همان دستگاه پیکور است.
•    خرسک تمیز نشده: در قطعات بزرگ جهت فرآوری به کارخانه‌ها فروخته می‌شود.

تولید خرسک به صورت ورقه‌ای است و چون از سطح بیشتری برخوردار است راحت‌تر می‌توان آن را تمیز نمود. تمیزکاری بیشتر خرسک منجر به درجه خلوص بالاتر می‌شود که در فرآوری مجدد نیاز به انرژی گرمایی کمتری است. خرسک تولیدی در زمان تهیه فولاد نسبت به خرسک آهن از محبوبیت بیشتری برخوردار است. از دلایل آن هم می‌توان به خلوص بیشتر و وزن سنگین‌تر اشاره کرد.
شلاکه نیز مانند خرسک است با این تفاوت که شلاکه‌ها قطعات کوچکتری هستند و به سه گونه فروخته می‌شود:
•    شلاکه بال میل شده: برای خلوص بیشتر شلاکه از این روش استفاده می‌شود که در این روش درجه خلوص به 100% مقدار خود می‌رسد.
•    شلاکه تمیز نشده: این نمونه نسبت به سایر محصولات قیمت ارزان‌تری دارد.
•    شلاکه چکش خورده: که بیشتر در صنایع فولادی دیده می‌شود.
 
عوامل موثر در قیمت خرسک و شلاکه
خرسک و شلاکه مشتریان زیادی دارد. دلیل آن ‌هم استفاده دوباره از این مواد در خط تولید فلزات است. به علت توقف روند نزولی قیمت آهن آلات این مواد قیمت‌های متفاوتی دارند که دلایل آن به شرح زیر است:
•    درجه خلوص: همان‌طور که گفته شد خرسک و شلاکه از ناخالصی تولید شده در کوره‌ها شکل می‌گیرد که این ناخالصی در کارخانه‌های مختلف متفاوت است و این تفاوت ناشی از مواد داخل کوره و زمان تخلیه و نوع سرد شدن سرباره است. به طور مثال مواد افزودنی باعث افزایش ناخالصی سرباره می‌شوند که در نهایت خرسک و شلاکه دچار ناخالصی خواهند بود. فابل ذکر است هرچه مقدار ناخالصی خرسک و شلاکه کمتر باشد از قیمت بالاتری در بازار برخوردار خواهد بود. برای کمتر بودن ناخالصی، خرسک و شلاکه توسط ماشین آلات مختلف تمیز می‌شوند. یکی از دلایل کثیفی خرسک و شلاکه ریختن سرباره‌ها در زمان حمل سرباره به چاله است که باعث از بین رفتن سرباره و ناخالصی زیادتر می‌شود.
•    درصد پرتی: یکی از عواملی که در قیمت خرسک و شلاکه مهم است درصد پرتی در کوره‌های ذوب است. هرچه درصد کربن شلاکه و خرسک کمتر باشد درصد پرتی این مواد در کوره هم کمتر است (کمتر تبدیل به ضایعات می‌شوند). برای همین اکثر خریداران خرسک و شلاکه برگه آنالیز خرسک و شلاکه را می‌گیرند تا درصد آهن و کربن را بررسی نمایند. شلاکه موجود در کوره قوس، کربن کمی دارد که برای جبران آن از آهن اسفنجی استفاده می‌شود. قابل ذکر است که کربن میزان انرژی را در کوره قوس کم می‌کند.
•    کوره خریدار: یکی از عوامل تاثیرگذار در قیمت، اندازه کوره خریدار خرسک و شلاکه است که باعث می‌شود تا خرسک و شلاکه متفاوت خرد گردند و همین عامل باعث می‌شود تا قیمت تمام شده آن‌ها متفاوت باشد.

نتیجه‌گیری
امروزه خرسک و شلاکه خریداران زیادی پیدا کرده است که این محصولات را به صورت تناژهای بالا خریداری می‌کنند اما این تنها مربوط به کشور ایران نیست و در کشورهای دیگر نیز استفاده از سرباره‌ها بسیار رواج پیدا کرده است. از دلایل توجه خریداران به این زباله ارزشمند می‌توان به مواردی چون استفاده از خرسک‌ها در تولید سیمان، استفاده از شلاکه‌های کوره‌های فولاد در صنایع راه‌سازی که به عنوان یک روکش برای آسفالت در نظر گرفته می‌شود یا استفاده در کشاورزی اشاره کرد.
نکته‌ای که باید درنظر داشت روش‌های بهر‌ه‌برداری ضایعات سرباره‌ای است که متاسفانه در زمان برداشت این سرباره‌ها از کوره‌های ذوب به روش سنتی انجام می‌شود که افزایش درصد ناخالصی در خرسک و شلاکه را به همراه دارد. در کشورهای اروپایی همانند کانادا و آمریکا روش‌های نوینی رواج پیدا کرده است که درصد ناخالصی را کاهش می‌دهد و بسیار به صرفه است. امید بر آن است که سایر کشورها هم به سمت روش‌های نوین سوق داده شوند تا نهایت استفاده از ضایعات به وجود آید.
 
{ADVERTISE_DOC_LOCATION_12_BLOCK}