STAALPRODUCTIE EN RECYCLING

In het licht van de huidige klimaatverandering en dringende noodzaak om broeikasgassen zoals CO2 te verminderen, is de staalindustrie onderdeel van een groter debat. De productie van staal gaat immers vaak gepaard met veel uitstoot. Toch onderstrepen alternatieve productieprocessen en andere voordelige eigenschappen van staal onze overtuiging:

STAAL IS NIET HET PROBLEEM, MAAR ONDERDEEL VAN DE OPLOSSING

Staal is dankzij zijn lange levensduur en onderhoudsvriendelijkheid een veelgevraagd materiaal. Vergeleken met andere materialen zoals beton of hout, heeft staal nog een groot voordeel dat in de toekomst alleen maar belangrijker wordt: staal kan zonder kwaliteitsverlies oneindig vaak worden gerecycled.

LAGER ENERGIEVERBRUIK: Met behulp van recycling bespaart de staalindustrie genoeg energie om jaarlijks ruim 18 miljoen huishoudens van elektriciteit te voorzien.
LAGERE UITSTOOT: Het recyclen van staal uit één auto vermindert de broeikasgassen met dezelfde hoeveelheid als de gassen die vrijkomen bij het gebruik van ruim 550 liter benzine.

DE ZEVEN STAPPEN VAN STAALRECYCLING

Inzamelen: er kan schroot worden ingezameld uit oude voertuigen, stalen constructies, spoorwegen, schepen, agrarische apparatuur en, uiteraard, consumentenafval.
Sorteren: het staal moet van ander metalen afval en overige afvalstromen worden gescheiden.
Verwerken: het staal wordt versnipperd om het smeltproces te bespoedigen, aangezien bij fijn versnipperd staal de verhouding tussen oppervlak en volume optimaal is.
Smelten: het schroot wordt in een grote oven gesmolten. Het smelten en recyclen kost echter veel minder energie dan het produceren van nieuw metaal uit ruwe grondstoffen.
Zuiveren: zuivering zorgt ervoor dat het eindproduct van hoge kwaliteit en vrij van vervuiling is.
Stollen: het gesmolten staal wordt na de zuivering door een transportband vervoerd zodat het kan afkoelen en stollen. In dit stadium wordt het staal tot verschillende vormen verwerkt.
Transport: wanneer het staal eenmaal afgekoeld en gestold is, is het klaar voor gebruik en wordt het naar andere locaties getransporteerd.

DE DRIE ROUTES VAN STAALPRODUCTIE

Wanneer we het over staalproductie hebben, denken we al snel aan hoogovens. Bij deze energie-intensieve route wordt er in een hoogoven gietijzer geproduceerd, waarna dit tot ruw staal wordt verwerkt door toevoeging van zuurstof.

Een andere productiemethode is het gebruik van een vlamboogoven. Hierbij wordt gerecycled staalschroot of sponsijzer uit ijzererts tot ruw staal versmolten.

In vergelijking met de conventionele hoogovenmethode veroorzaakt een vlamboogoven tot 80% minder CO2-uitstoot. Aangezien er in dit proces nog steeds sprake is van emissies, groeit de wens naar staalproductie met een nog grotere reductie van CO2-uitstoot met behulp van hernieuwbare energiebronnen en groene waterstof.

IJzerertspellets en sinters zijn de ijzerhoudende grondstoffen. Cokes uit metallurgische steenkool vormt de belangrijkste energiebron. Deze elementen worden samen met kalksteen van bovenaf in de hoogoven gevoerd, terwijl er van onderaf hete lucht de oven in wordt geblazen. Door het verbranden van de cokes ontstaan temperaturen van ~2000°C, waardoor gietijzer en ruwijzer uit de grondstoffen wordt geëxtraheerd. Dit gietijzer wordt tot staal getransformeerd middels oxidatie in een oxystaaloven. Vaak wordt er wat schroot toegevoegd. Vervolgens wordt het resulterende vloeibare staal gegoten.
Voor de meeste staalfabrieken met vlamboogoven is schroot de belangrijkste input. In regio's met competitieve gasprijzen kan ook direct-gereduceerd ijzer worden gebruikt. Voor direct-gereduceerd ijzer worden ijzererts en pellets in vaste toestand gereduceerd om in de vlamboogoven te kunnen gebruiken. Meestal wordt er als reducerende stof natuurlijk gas gebruikt. Het schroot of direct-gereduceerd ijzer wordt in een vlamboogoven op zo'n 3000 °C gesmolten. Grafietelektrodes vormen een lichtboog waarmee elektrische energie in hitte wordt omgezet.
De toekomst van staal is groen. En er zijn twee manieren mogelijk om dat te bereiken. De eerste is staal uit vlaamboogovens waarvoor 100% schroot wordt gebruikt en waarbij de oven op hernieuwbare energie werkt. Aangezien we niet over een onbeperkte hoeveelheid schroot beschikken, is ook de staalproductie via deze route aan grenzen gebonden. De tweede manier is het gebruik van H2 als reducerend gas voor direct-gereduceerd ijzer in een traject met vlamboogoven (zie Vlamboogoven).