หัวข้อเหล็ก-วัตถุดิบ

การใช้เศษขยะให้เกิดประโยชน์สูงสุดช่วยลดการปล่อย CO2

ในปี 2564 มีการประมาณการว่าอุตสาหกรรมเหล็กทั่วโลกใช้แร่เหล็กประมาณ 2.3 พันล้านตัน ถ่านหินที่ใช้ในโลหะวิทยา 1.1 พันล้านตัน และเหล็กรีไซเคิล 680 ล้านตัน (ภูเขา) เพื่อผลิตเหล็กดิบ 1.95 พันล้านตัน

เหล็กรีไซเคิล (เรียกอีกอย่างว่าเศษเหล็ก) เป็นหนึ่งในวัตถุดิบที่สำคัญที่สุดในอุตสาหกรรม มันมาจากโครงสร้างที่พังยับเยินและยานพาหนะและเครื่องจักรที่หมดอายุการใช้งานรวมถึงการสูญเสียผลผลิตในกระบวนการผลิตเหล็ก

โรงงานเหล็กทุกแห่งยังเป็นโรงงานรีไซเคิล และการผลิตเหล็กทั้งหมดใช้เศษเหล็ก มากถึง 100 เปอร์เซ็นต์ในเตาหลอมไฟฟ้า (EAF) และมากถึง 30 เปอร์เซ็นต์ในเส้นทางเตาหลอมเหล็ก (BF)

เศษเหล็กทั้งหมดที่เก็บรวบรวมจะถูกนำไปรีไซเคิล และอัตราการรีไซเคิลโดยรวมในปัจจุบันอยู่ที่ประมาณ 85 เปอร์เซ็นต์ การรีไซเคิลในระดับสูงนี้หมายความว่ามีพื้นที่จำกัดสำหรับการปรับปรุง

เศษเหล็กมีบทบาทสำคัญในการลดการปล่อยมลพิษของอุตสาหกรรมและการใช้ทรัพยากร เศษเหล็กทุกตันที่ใช้ในการผลิตเหล็กหลีกเลี่ยงการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 1.5 ตัน และการบริโภคแร่เหล็ก 1.4 ตัน ถ่านหิน 740 กก. และหินปูน 120 กก.

การขยายตัวของการผลิตเหล็กจากเศษเหล็กในอนาคตจะขึ้นอยู่กับความพร้อมของเศษเหล็กเกรดสูง

ในขณะที่อุปทานสินแร่เหล็กสามารถปรับเปลี่ยนตามความต้องการได้ ความพร้อมของเศษเหล็กทั่วโลกเป็นหน้าที่ของอุปสงค์เหล็กและเศษเหล็กที่เกิดขึ้นเมื่อสิ้นอายุขัยของผลิตภัณฑ์ที่มีเหล็กเป็นส่วนประกอบ

กำลังการผลิตเหล็กทั่วโลกประสบกับช่วงของการเติบโตอย่างรวดเร็วตั้งแต่ต้นทศวรรษ 2000 ซึ่งได้รับแรงหนุนจากการลงทุนในกำลังการผลิตใหม่ในประเทศจีน

ด้วยผลิตภัณฑ์เหล็กที่มีอายุการใช้งานเฉลี่ย 40 ปี เหล็กนี้จะเริ่มเข้าสู่ตลาดเศษเหล็กในทศวรรษหน้า ซึ่งช่วยลดการปล่อยมลพิษในอุตสาหกรรมเหล็กได้อย่างมาก

แร่เหล็กและถ่านหินที่เป็นโลหะ

แร่เหล็กและถ่านหินที่ใช้ทำโลหะส่วนใหญ่ใช้ในกระบวนการเตาถลุงเหล็กของการผลิตเหล็ก สำหรับกระบวนการนี้ ถ่านโค้กจะกลายเป็นถ่านโค้ก ซึ่งเป็นคาร์บอนรูปแบบเกือบบริสุทธิ์ ซึ่งใช้เป็นเชื้อเพลิงหลักและสารรีดักแตนท์ในเตาหลอมเหล็ก

โดยทั่วไปแล้ว ต้องใช้แร่เหล็ก 1.6 ตันและถ่านโค้กประมาณ 450 กิโลกรัมเพื่อผลิตเหล็กหมู 1 ตัน ซึ่งเป็นเหล็กดิบที่ออกมาจากเตาหลอมเหล็ก ถ่านโค้กบางส่วนสามารถถูกแทนที่ด้วยการฉีดถ่านหินที่ป่นแล้วเข้าไปในเตาหลอม

เหล็กเป็นแร่ธาตุที่พบได้ทั่วไปบนผิวโลก แร่เหล็กส่วนใหญ่ถูกสกัดในเหมืองเปิดในออสเตรเลียและบราซิล ขนส่งไปยังท่าเรือเฉพาะทางทางรถไฟ แล้วจึงส่งไปยังโรงงานเหล็กในเอเชียและยุโรป

ตามฐานข้อมูลสถิติ COMTRADE ของ United Nation การส่งออกแร่เหล็กทั่วโลกในปี 2564 มีมูลค่าประมาณ 1.65 พันล้านตัน ซึ่งคิดเป็นปริมาณการค้าสินค้าโภคภัณฑ์ที่ใหญ่เป็นอันดับสองของโลก รองจากการส่งออกน้ำมันดิบทั่วโลก

การใช้ทรัพยากรธรรมชาติอย่างมีประสิทธิภาพมีความสำคัญต่อความยั่งยืน

อุตสาหกรรมเหล็กใช้เทคโนโลยีและเทคนิคขั้นสูงเพื่อเพิ่มอัตราผลผลิต ลดความต้องการพลังงาน และอำนวยความสะดวกในการใช้ผลิตภัณฑ์ร่วม

โดยเฉลี่ยแล้ว มีการใช้พลังงาน 20 GJ ต่อตันของเหล็กดิบที่ผลิตทั่วโลก บริษัทเหล็กที่มีประสิทธิภาพสูงสุดได้ลดการใช้พลังงานต่อตันของเหล็กลงประมาณ 60 เปอร์เซ็นต์ตั้งแต่ปี 1960