ייצור פלדה
ויקיפדיה האנציקלופדיה encyclopedia
ייצור פלדה (באנגלית: Steelmaking) הוא תהליך של ייצור סגסוגת המורכבת ברובה מן המתכת ברזל, ומכילה ריכוז נמוך של האל-מתכת פחמן ומייוצרת מעפרת ברזל או מגרוטאות ברזל/פלדה. בייצור פלדה, זיהומים (בכימיה ובמדעי החומרים, זיהומים הם חומרים כימיים בתוך כמות מוגבלת של נוזל, גז או מוצק, אשר שונים מההרכב הכימי של החומר או התרכובת) כגון חנקן, סיליקון, זרחן, גופרית ועודפי פחמן (הזיהום החשוב ביותר בתהליך זה) מוסרים ממקור הברזל ומוספים יסודות סגסוגת כגון מנגן, ניקל, כרום, פחמן ונדיום כדי לייצר דרגות שונות של פלדה (דירוג פלדה לסיווג פלדות שונות לפי הרכבן ותכונותיהן הפיזיקליות פותח על ידי מספר ארגוני תקינה). הגבלת גזים מומסים כגון חנקן וחמצן וזיהומים נגררים (הנקראים "תכלילים") בייצור פלדה חשובה גם היא על מנת להבטיח את איכות המוצרים היצוקים מהפלדה הנוזלית.[1]
ייצור פלדה מוכר וקיים כבר אלפי שנים, אך הוא לא התמסחר בקנה מידה של ייצור המוני עד אמצע המאה ה-19. תהליך עתיק לייצור פלדה היה תהליך בכור ההיתוך. בשנות ה-50 וה-60 של המאה ה-19, תהליך בסמר ו"תהליך סימנס-מרטין" (תנור באש פתוחה) הפכו את ייצור הפלדה לתעשייה כבדה. כיום ישנם שני תהליכים מסחריים עיקריים לייצור פלדה, כלומר ייצור פלדת חמצן בסיסית, שבה יש ברזל גולמי נוזלי מ"כבשן הדף" וגרוטאות פלדה כחומרי ההזנה העיקריים, וכן ייצור פלדה בתנורי קשת חשמליים (EAF), העושה שימוש בגרוטאות פלדה או ישירה ברזל מופחת (DRI) כחומרי ההזנה העיקריים (ברזל מופחת או ברזל ספוג, מופק מהפחתה ישירה של ברזל על ידי גז מפחית או פחמן יסוד המופק מגז טבעי או מפחם). ייצור פלדת חמצן מונע בעיקר על ידי האופי האקזותרמי של התגובות בתוך הכלי; לעומת זאת, בייצור פלדה של EAF, אנרגיה חשמלית משמשת להמסת גרוטאות מוצקות או חומרי DRI. בתקופה האחרונה, טכנולוגיית ייצור הפלדה של EAF התפתחה קרובה יותר לייצור פלדת חמצן ככל שמכניסים יותר אנרגיה כימית לתהליך.[2]
ייצור פלדה היא אחת התעשיות האינטנסיביות ביותר של פליטת פחמן בעולם. נכון לשנת 2020, לפי הערכות, ייצור פלדה אחראי ל-7 עד 9 אחוזים מכל פליטת גזי חממה ישירה של דלק מאובני.[3] כדי להפחית את ההתחממות הגלובלית, התעשייה תצטרך למצוא הפחתות בפליטות.[4] בשנת 2020, מקינזי ושות' זיהתה מספר טכנולוגיות להפחתת פחמן כולל שימוש במימן, לכידה ושימוש חוזר בפחמן, ומיקסום השימוש בתנורי קשת חשמליים המופעלים על ידי אנרגיה נקייה.[4]