Recyklace nerezové oceli: Proces, výhody a výzvy

Udržitelnost je slovo skloňované v médiích, na sociálních sítích, v politických rozpravách ale i na pracovištích a školách. Ekologické aspekty a recyklace hutních materiálů se v současné době stávají stále důležitějšími faktory, které hrají klíčovou roli v několika oblastech. Především mohou významně přispět k ochraně životního prostředí a udržitelnosti přírodních zdrojů. Recyklace kovů představuje významný příspěvek k ochraně životního prostředí a udržitelnosti zdrojů.

Opětovným zpracováním použitých kovových materiálů lze výrazně snížit potřebu nové těžby, která často vede k devastaci krajiny a znečištění. To nejenže snižuje ekologickou stopu spojenou s těžbou, ale také šetří energii potřebnou pro zpracování kovů. Například, recyklace oceli vyžaduje o 60-75 % méně energie než její prvotní výroba z rud. Recyklace oceli je dnes jedním z klíčových pilířů průmyslové dekarbonizace.

Proces recyklace nerezové oceli

Recyklace oceli, známá také jako sekundární výroba oceli, je zdrojem přibližně 50 % celkové výroby oceli v EU. V současné době vzniká přibližně 50 % z celkové výroby oceli v EU recyklací. Klíčovými surovinami potřebnými pro recyklaci oceli jsou ocelový odpad (označovaný také jako šrot) a železo, jehož potřeba závisí na dostupnosti a kvalitě ocelového šrotu.

Samotný proces recyklace zahrnuje několik klíčových kroků:

1. Sběr a třídění: Ocelový odpad je shromažďován z různých zdrojů.
2. Tavba: V elektrické obloukové peci (EAF) se při velmi vysokých teplotách mezi 1 800 °C - 3 000 °C taví ocelový odpad spolu se železem a některými dalšími materiály a vzniká tekutá ocel.
3. Metalurgická úprava: Tekutá ocel následně prochází procesem metalurgické úpravy.
4. Zpracování: Z polotovaru se dokončí kompletní výrobek (např. kuchyňská vidlička).

Nerezová ocel se v peci roztaví během zhruba 90 minut. Tavenina je následně odlévána do forem, ve kterých vznikají nové tyče a výlisky přesně definovaných rozměrů: průměry 16, 45 a 60 milimetrů u tyčí, délky tří metrů, případně ploché výlisky o rozměrech například 65 × 10 × 1000 milimetrů. Typická legura odpovídá standardu AISI 316L, známé také jako X2CrNiMo18-15-3 nebo DIN 1.4441.

Čtěte také: Jak recyklovat starý šicí stroj

Výhody recyklace nerezové oceli

Recyklace hutních materiálů snižuje potřebu těžby nových surovin, čímž se omezuje narušování ekosystémů a krajiny. Mimo environmentálních přínosů má recyklace hutních materiálů také značný ekonomický potenciál. Opětovné využití již jednou zpracovaných materiálů šetří náklady na pořízení nových surovin a energie potřebné k jejich zpracování.

Velkou výhodou recyklace kovů je skutečnost, že mnoho z nich, jako například hliník, měď nebo ocel, lze recyklovat prakticky donekonečna, aniž by došlo ke ztrátě jejich kvality a vlastností. Tento proces šetří nejen primární suroviny, ale také značné množství energie, která by jinak byla potřebná pro těžbu a zpracování nových kovů. Navíc se tím snižují emise skleníkových plynů a omezuje se produkce odpadu.

Značka STANLEY® si stanovila velmi ambiciózní závazek: SNÍŽIT EMISE SKLENÍKOVÝCH PLYNŮ O 50 % DO ROKU 2030. Aby tohoto cíle dosáhla, zavázala se, že nejméně 50 % výrobků bude vyrobeno z nerezové oceli vzniklé z recyklovaných materiálů a to již do roku 2025. Recyklovaná nerezová ocel snižuje spotřebu energie a emise přibližně o 50 %.

Již nyní platí, že v každém nerezovém výrobku je minimálně 60 % vyrobeno z recyklovaného nerezu. Při recyklaci 1 tuny nerezové oceli se vyhneme těžbě 33 tun rudy a ušetříme přibližně 4,5 tuny CO2.

Solární pece pro recyklaci oceli

Ve švýcarském městě La Chaux-de-Fonds spustila společnost Panatere první dvě průmyslové solární pece určené speciálně pro recyklaci nerezové oceli. Základní princip je jednoduchý a geniální zároveň. Pomocí heliostatů, tedy pohyblivých zrcadel sledujících pohyb slunce, je sluneční záření koncentrováno do ohniska speciálního reaktoru, kde je jeho intenzita zesílena až 5 500násobně oproti běžnému slunečnímu svitu.

Čtěte také: Zodpovědný přístup k recyklaci kávových kapslí

V ohnisku této soustavy je dosaženo teplot přesahujících 1 450 °C, přičemž při maximální koncentraci dosahuje tepelný výkon hodnot odpovídajících více než 2 000 °C. To je teplota, která bezpečně stačí k tavení nerezové oceli a otevírá prostor pro celý proces recyklace bez spalování fosilních paliv.

Zatímco běžná výroba nerezové oceli znamená zhruba 6,8 kilogramu emisí CO₂ ekvivalentu na kilogram materiálu, „solární“ ocel společnosti Panatere má deklarovanou stopu pouhých 0,041 kilogramu CO₂ ekvivalentu. To je více než 160násobné snížení emisí. Tam, kde dosud hrála hlavní roli fosilní nebo elektrická energie, nastupuje přímo koncentrované sluneční záření.

Výzvy a omezení recyklace nerezové oceli

Ačkoliv jsou kovy v zásadě neomezeně recyklovatelné, neúplná separace, složitá konstrukce výrobků a nedostatečné recyklační technologie recyklační proces stále více ztěžují. Ocel je často legována jinými kovy a materiály; s každým cyklem se příměsi jako měď a cín obtížně odstraňují a hromadí se v recyklované oceli.

Stejně jako u jiných forem recyklace platí, že „čím je výrobek složitější a čím rozmanitější materiály používá, tím lépe pravděpodobně funguje, ale tím obtížnější je jeho recyklace tak, aby byly zachovány zdroje, které byly pro jeho funkci primárně nezbytné“.

Jedním z nejzásadnějších limitujících faktorů je přítomnost mědi (Cu). Na rozdíl od uhlíku nebo síry nelze měď z taveniny běžnými metalurgickými postupy odstranit. To znamená, že se postupně hromadí a zhoršuje vlastnosti oceli.

Čtěte také: Výzvy v recyklaci tvrzených plastů

Důsledky zvýšeného obsahu Cu v nerezové oceli

• Strukturální oslabení: měď se vylučuje na hranicích zrn, což vede k tomu, že se ocel stává křehčí a náchylnější k tvorbě trhlin.
• Ovlivnění povrchových úprav: měď negativně ovlivňuje procesy moření a pasivace. V přítomnosti vyššího obsahu Cu vznikají defekty v pasivní vrstvě, což zvyšuje riziko lokální koroze.

Prevence a kontrola

Pro zajištění kvality recyklované nerezové oceli je nezbytné:

• provádět precizní třídění šrotu,
• analyzovat chemické složení již v tavicím procesu,
• omezit využití materiálu s nadlimitním obsahem mědi pouze na specifické slitiny, kde je Cu žádoucí nebo povolené.

Možnosti zlepšení recyklace

Ocelové výrobky musí být navrženy pro opětovné použití nebo opětovné zpracování, aby si zachovaly co největší hodnotu a prodloužily životnost materiálu. Míru recyklace lze zlepšit vytvořením správné infrastruktury. Klíčem k vysoké míře sběru jsou technicky a ekonomicky realizovatelné technologické procesy. Úspěšné recyklační závody a elektrické obloukové pece potřebují velké objemy vysoce kvalitního ocelového odpadu, aby mohly pokrýt počáteční investice a vyrábět kvalitní ocel.

tags: #recyklace #nerezove #oceli #proces

Oblíbené příspěvky:

• Svoz odpadu Mníšek - informace
• Vše o emisi peněz
• Emise a dopravní podniky v ČR
• Environmentální problémy a psychika
• Zpětná klapka Ptáček: Ochrana proti odpadu