Roestvast staal recycling
Ruim 80% van het afgedankte RVS schroot wordt gerecycled. Eurofer, de Europese Confederatie van IJzer- en Staalindustrieën, wil deze recovery laten groeien met een betere inzameling. Staalproductie met afgedankt schroot is namelijk goedkoper en milieuvriendelijker dan productie met materiaal bereid uit ertsen.
Martijn van den Bouwhuijsen
Voor de productie van gerecycled roestvast staal is minder energie nodig dan voor de productie van primair roestvast staal, omdat de metalen niet meer uit de erts hoeven te worden bereid en al gelegeerd zijn. In de regel gebruiken staalproducenten een mix van koolstof- en roestvaststaalschroot en primaire materialen. In 2007 produceerden bedrijven wereldwijd 27 miljoen ton aan producten van roestvast staal. Hierbij verkwerkte men 16 miljoen ton gerecycled schroot, waarvan ongeveer 25% oud schroot en 35% nieuw schroot. Roestvast staal kan oneindig vaak gerecycled worden, de materiaalkwaliteit blijft behouden.Om te kunnen recyclen is een bereikbare voorraad afgedankt metaal nodig. De gemiddelde levensduur van roestvast stalen producten is 20 tot 30 jaar. Momenteel voorziet de voorraad schroot nog niet in de volledige vraag, vandaar dat er nog ijzer, chroom, nikkel en molybdeen uit de ertsen wordt bereid. Er is de laatste jaren grote vraag naar roestvast staal van uit China, wat een stijging van staalschroot prijs veroorzaakt.
Sorteren van roestvast staal
Veelal komt koolstof en roestvast staal na gebruik in de afvalverbrandingsinstallaties terecht. Dit blijft over in de bodemassen. Met een magneet wordt vervolgens het koolstofstaal en ferritisch en martensitisch roestvaststaal hieruit gehaald. Gespecialiseerde bedrijven kunnen vervolgens het austenitisch en duplex staal scheiden van andere bodemasmaterialen als aluminium.
Koper in staallegeringen
Een toenemende zorg is de aanwezigheid van koper in de zogenaamde 200 serie. Koper wordt toegevoegd om de koudversteviging van dergelijke legeringen tegen te gaan maar dergelijk schroot komt ook in de smelt terecht. Dit element laat zich niet zomaar wegraffineren. Daarom dient dit vanaf het begin gescheiden verwerkt te worden. Het Delfste bedrijf ReSteel heeft een methode ontwikkeld om dit te doen.
Hierbij kan de eddy current methode worden gebruikt, ook wel de wervelstroomscheiding genoemd. De verhouding tussen elektrische geleiding en materiaaldichtheid speelt hierbij een belangrijke rol.
Foto: Outokumpu Stainless Steel.
Door de onderlinge verschillen in geleiding en materiaaldichtheid reageren de materialen anders op wisselende magnetische velden eraan blootgesteld. De elektrisch geladen materialen maken hierdoor verschillende bogen van de lopende band op weg naar sorteerbakken op het moment dat deze een wisselend magnetisch veld passeren. Hierdoor is directe sortering van aluminium, messing, lood en austenitisch of duplex staal mogelijk. Als het metaaloppervlak onbehandeld is en vrij van corrosie, biedt een spectrometer vaak uitkomst om onderscheid te maken tussen de verschillende metaallegeringen. Dat is een apparaat dat voorheen het materiaal op en klein plekje afvonkte waardoor men de lichtboog kwantitatief kon analyseren om zo de samenstelling te bepalen. Het nadeel was dat men met een isotoop van doen had die dus radioactief is. Tegenwoordig werkt men met een röntgenbuis die geen inbranding meer geeft maar ongeveer 100 µm het materiaal binnendringt om de analyse te bepalen. Daarmee behoort ook de radioactiviteit tot het verleden.
Hersmelten van roestvast staal
Een belangrijke stap in het recyclingproces is het smelten. Dit vergt veel energie omdat het RVS pas boven de 1000 graden smelt. Vooraf maakt het staalbedrijf een beraming van hoeveelheden roestvast en koolstofstaal en toeslagmaterialen als chroom, nikkel en molybdeen, zodat de gewenste legering kan worden gemaakt. Bij ferritisch roestvast staal is het aandeel chroomstaal groter dan bij austenitisch staal. De geschredderde stukken koolstofstaal en roestvast staal worden in een elektische oven geplaatst. Door een mengsel van zuurstof en argon door de gesmolten vloeistof te blazen reageren koolstof, silicium en zwavel hiermee. De rookgassen als CO2 verdwijnen zo uit het gesmolten metaal, waardoor de verhouding van legeringselementen in de smelt verandert. Indien nodig voegt een productiemedewerker extra legeringselementen toe zoals chroom, nikkel of molybdeen. Vaak nemen tijdens dit proces productiemedewerkers een monster van de inhoud van de oven. Dit kan gebeuren met een spectrometer. Na analyse wordt de legering verder geperfectioneerd. Afhankelijk van de gewenste producttoepassing worden er vervolgens billets, walsplaten of gietbroodjes van gemaakt. Halffabrikaten op weg naar een nieuw leven.
Geraadpleegde bronnen:
H. Fujii and T.Nagaiwa, How to quantify the environmental profile of stainless steel, 2005
British Stainless Steel Association www.bssa.org.uk
European Stainless Steel Development Association
www.euro-inox.org
International stainless steel forum ISSF www.worldstainless.org
Outukumpu www.outokumpu.com