VAS- ÉS ACÉLHULLADÉKOK
2.4
Az ócskavaspiac helyzete és az acélipar vashulladék-ellátása Németországban Tárgyszavak: ócskavas; vashulladék; acélgyártás; hulladékpiac; szennyezés.
A vashulladék-felhasználás fejlődését a világon, az EU-ban és Németországban is az acélgyártás viszonylatában vizsgálják. Különösen az elektroacél-gyártásnál történt gyártáskapacitás-növekedés változtatta meg az ócskavas-kereskedelmet. Világviszonylatban összességében erősebben nő a kereslet, mint a kínálat. A vashulladékárak rögtön reagálnak a fejlesztésekre. Az ócskavas minőségének lépést kell tartania az acélra, valamint az acélgyártási folyamatra vonatkozó követelményekkel. A kezelőszemélyzet, a berendezések és az acél biztonsága érdekében a vashulladékok radioaktivitás-mentesítésére tett erőfeszítéseket az eddigi sikerek ellenére nem szabad abbahagyni.
1. ábra Nyersacélgyártás és ócskavas-felhasználás a világon
Vashulladék-felhasználás Évi 370 M t ócskavas mint nyersanyag vagy értékes Fe-hordozó felhasználása mellett a 2000-es és 2001-es években világszerte mintegy 850 millió t nyersacélt gyártottak (1. ábra). 2002-re hasonlóan magas ócskavas-felhasználással hasonló termelési mennyiség várható. Tisztán számítással ez a vashulladék az acélgyártás számára csaknem 44% nyersanyagot jelentene. Figyelembe kell azonban venni, hogy a nemzetközi statisztikák a vashulladék keletkezésének és felhasználásának mennyiségi adatainál nagyon gyakran csak az acélművekre és öntödékre vonatkozó összmennyiségről számolnak be. Ezen belül az öntödei felhasználásnál a vas anyagában való újrafelhasználásáról, tehát az erőforrások kíméléséről van szó. Az elmúlt évben az EU 15 országában 90 M t (55%) vashulladék felhasználásával kereken 160 M t nyersacélt gyártottak (1. táblázat). A Bundesamt statisztikai adatai szerint a Német Szövetségi Köztársaságban az elmúlt évben 19 M t acélhulladékot használtak fel csaknem 45 M t nyersacél gyártására. Eszerint a vashulladék felhasználása lényegesen alacsonyabb volt, mint az EU egészében. Az okok ismertek: a vashulladékot intenzíven felhasználó elektroacélgyártás világviszonylatban kb. 40%, az EU-ban 41%, Németországban a sajátos vevő- és gyártásstruktúra miatt csak 30%. 1. táblázat Nyersacélgyártás, vashulladék-felhasználás, valamint ócskavasimport és -export az EU-ban 1993 Nyersvasgyártás Oxigénes acél 97,3 Elektroacél 46,9 Összesen 144,2 Ócskavas-felhasználás Oxigénes acél 20,5 művek Elektroacél-művek 52,1 Acélművek 72,6 összesen Export 9,2 Import 2,9 Export–import 6,3 mérleg
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
101,9 49,8 151,7
101,4 54,4 155,8
95,1 51,5 146,6
100,8 59,1 159,9
98,9 61,0 159,9
96,1 59,0 155,1
96,4 64,9 163,3
93,6 65,3 158,9
22,1
20,7
19,6
19,9
20,0
18,8
19,1
18,3
55,3 77,4
60,4 81,1
57,2 76,8
65,6 85,5
67,7 87,7
65,5 84,3
72,0 91,1
72,5 91,2
7,9 3,6 4,3
6,8 4,2 2,6
6,7 4,6 2,1
6,9 6,8 0,1
4,2 8,0 –3,8
5,3 7,4 –2,1
6,9 7,7 –0,8
Adatok millió tonnában megadva.
A vashulladék keletkezésének és acélgyártásra való felhasználásának vizsgálatánál nem hagyható figyelmen kívül a vasszivacs, vagy más értékes Fe-hordozó. Az össztermelés világszerte lényegesen nagyobb kapacitások mellett 2001-ben végül alig 40 M t körüli volt. A problémát a fosszilis energiahordozók, pl. a földgáz emelkedő költségei okozták, úgy hogy az ócskavassal való ár-összehasonlítás a vasszivacs iránti keresletet jelentősen visszavetette. Az annak idején eufórikusan jelzett „vashulladék-tartalék” végül is jelentősen gyengült. Nem tagadható azonban, hogy a – nyomelemeket tekintve – tiszta vasszivacs kiválóan alkalmas arra, hogy rossz minőségű vashulladékfajták esetén jobb acélminőséget állítsanak vele elő.
Ócskavas-kereskedelem A Német Szövetségi Köztársaságban az ipari termelésből keletkező ócskavasmennyiség mindig olyan magas volt, hogy az acélgyártásban történő jelentős saját felhasználás mellett még exportálhattak is vashulladékot (2. táblázat). Közvetlenül a második világháború után az első szükséges bevételeket a vashulladék exportja jelentette az országnak. Az utóbbi években azonban jelentősen emelkedő ócskavasimport, különösen a nem rozsdásodó nemesacélok gyártásához használt, ötvözött vashulladékfajták importja figyelhető meg. (2. ábra). A közvetlenül az új-
import és export millió tonnában
10
8
6
exportfelesleg
4
export 2
import
0 1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2. ábra Ócskavasimport és -export Németországban
2000
raegyesítés után megemelkedett vashulladék-mennyiséggel együtt erőteljesen növekvő export lényegében az elektroacél-gyártás növekvő energiafelhasználása miatt a 90-es évek közepe óta újra visszaesett. Így az értékes nyersanyag és primer energiahordozó az országban maradt és az itteni népgazdasági feltételek mellett került feldolgozásra. 2. táblázat Nyersacélgyártás, vashulladék-felhasználás, valamint ócskavasimport és -export Németországban 1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
29,0
31,9
31,9
29,5
33,1
32,0
29,8
33,1
31,6
Elektroacél
8,7
8,9
10,1
10,3
11,9
12,1
12,3
13,3
13,2
Összesen
37,6
40,8
42,1
39,8
45,0
44,1
42,1
46,4
44,8
Oxigénes acél művek
5,6
5,8
5,8
5,3
6,1
5,8
5,3
6,0
5,8
Elektroacélművek
8,6
8,6
9,9
10,4
12,1
12,5
12,6
13,8
13,7
Acélművek összesen
14,2
14,5
15,7
15,7
18,2
18,3
17,9
19,8
19,5
Export
8,5
8,7
8,1
7,4
9,2
7,6
7,9
7,4
6,6
Import
0,9
1,0
1,3
1,4
2,4
2,7
2,9
3,6
3,6
Export–import mérleg
7,6
7,7
6,8
6,0
6,8
4,9
5,0
3,8
3,0
Nyersvasgyártás Oxigénes cél
Ócskavasfelhasználás
Adatok millió tonnában megadva.
A németországi exporthelyzet hatással van az Európai Unióban kialakult szituációra is (3. ábra). A korábbi években az EU az EU-n kívüli országokkal szemben még vashulladék-felesleggel rendelkező exportrégió volt. 1997 óta azonban ez megváltozott, az exportálást az eddig vashulladékot importáló régió végzi. A világ néhány fontos acélgyártó régiójára vonatkozó export/import mérleg vizsgálatánál világviszonylatban az acélipar jövőbeni ellátását kell figyelembe venni. Németország-
export és import millió tonnában
ban az exportfölösleg állandóan csökkent, ennek következtében az EU exportfeleslege importszükségletbe ment át. Az USA korábban jelentős ócskavasexportőr és -ellátó volt, főleg az ázsiai térségben. Az elmúlt években azonban az elektroacél-gyártás erőteljes növekedése miatt (részesedése ma 47% fölötti) a DRI vagy más Fe-hordozók jelentősen kiszélesedő felhasználása mellett csaknem vashulladék-importőrré vált. Az elmúlt két évben ez a mérleg az ottani acélipari krízis miatt ismét visszaesett, azonban a közeljövőben újra változás várható. 10 8 6
importfelesleg exportfelesleg
4 export 3. országokba
2
import 3. országokból
0 1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
3. ábra Ócskavasimport és -export az EU-ban Egy másik fontos acélgyártó, a Kínai Népköztársaság kezdettől fogva nagy vashulladékhiányban szenved. Az elmúlt évben megszüntették a Siemens-Martin-acélgyártást, és eddig csak részben pótolták elektroacél-gyártással. Mivel azonban Kína azt tervezi, hogy az acélipari termelését évi 200 M t felettire emeli, az elektroacél-gyártást tovább kívánja növelni, számolni lehet a vashulladék-szükséglet emelkedésével. „Hiszszük, hogy a szükséges vashulladékot a világpiacon megvásárolhatjuk”, ez a gyakran hallott válasz a további vashulladék-ellátással kapcsolatos kérdésekre. Esetleg Japánban lehet erre számítani, ahol az alacsony vashulladék-felhasználással járó oxigénes acél gyártásnál alkalmazott sajátos eljárások miatt összességében vashulladék-felesleg keletkezett, ami néhány éve exporttöbbletet hozott. Kínában a vashulladékínség alatt különböző átalakításokkal egy- vagy kétkohós, nagyobb elektroacélműveket hoztak létre, amelyek jó üzemgazdasági eredmények mellett
olyan sok nyersvasat termeltek, hogy minden elektromos olvasztókemencét kb. 30% folyékony nyersvassal tölthettek meg. Az energetikai és minőségi előnyök mellett ez természetesen a nemzetközi vashulladékpiacon érzékelhető feszültségek jelentős csökkentését eredményezte. Bizonytalan, hogy ez a jövőben is így marad-e. Az International Iron and Steel Institut legújabb tudósítása szerint a következő években Dél-Amerikának is jelentős mennyiségű acélra lesz szüksége, és így acélhulladéka is lesz. Valószínű, hogy az ócskavas iránti kereslet a jövőben erősen növekedni fog, a nagy vashulladékszállítók azonban a kereslet fedezetét nem ismerik.
Fémhulladékárak Talán ez a változás érződik már a vashulladékárakban. Néhány fontos nemzetközi piacon az E2 referenciaáruk, vagy hasonló minőségek árának összehasonlítása, az EUR USD-hoz való paritását figyelembe véve kb. 1997-ig valóban jó egybeesést mutatott, úgyhogy minden további nélkül világpiaci árról lehetett beszélni. Kb. 1998 óta Németországban a vashulladék észrevehetően megdrágult, a nagy acélkonjunktúra miatt nagy volt a kereslet főleg a jó acélfajták, pl. az E2 referenciaminőség iránt. Az ázsiai piacon az általános gazdasági krízis miatt nyilvánvalóan kisebb volt a kereslet, ugyanígy az USA-ban is, ahol 2001ben az acélipar problémái az acélgyártás és a vashulladék-felhasználás jelentős csökkenéséhez vezettek. Közben a helyzet mindkét régióban újra normalizálódott, ami magával húzta a vashulladékárakat.
Vashulladék-minőség Az acél anyagával szemben támasztott, folyamatosan növekvő követelmények természetesen növekvő követelményeket állítottak az acélhulladék minősége, megbízhatósága és rendelkezésre álló mennyisége elé is. A vashulladék minőségét évek óta külön szállítási feltételekkel és fajta szerinti ócskavaslistákkal rögzítik. Az európai vashulladékfajták listája 1996-tól, elsősorban üzemi tapasztalatok szerint megadott sávszélességben tartalmazza a kísérő elemek – Cu, Sn, Cr, Ni és Mo – mennyiségét. Ez a vashulladékgazdaság számára egyrészt lehetővé teszik az ócskavas eredete és külső jellemzői alapján a vashulladék egyszerű osztályozását, másrészt biztonságot ad az acélműnek arra vonatkozóan, hogy olvadéka felhasználásra alkalmas-e. A VDEh Stahlinstitut vashulladék-recikláló részlege je-
lenleg azt a kérdést vizsgálja, hogyan tartható be ez a megadott sávszélesség, és az olvasztóüzem számára milyen biztonsággal adható meg a kísérőelemek mennyisége. A mai acél holnapra fémhulladékká válik. Az elmúlt korok elképzelései szerint készült régi hidak, csarnokok és más konstrukciók tönkrementek, ócskavassá lettek. A mai, modern acélnyersanyaggal készült, ötvözetlen vagy ötvözött könnyű szerkezetek a jövőbeni reciklálásnál modern menedzsmentet követelnek. A jövő ócskavasa a fogyasztási javakból keletkező vashulladék lesz. gyűjtés
Dual-System hulladékudvarok, fehérbádog-konténerek
Dual-System LVP-gyűjtés
feldolgozás
maradék hulladék
KBS és más rendszerek az ipari acélhulladékok gyűjtésére
szemétégetés vagy más hulladékkezelés
a vashulladékfajtának megfelelő feldolgozás értékesítés beolvasztás, új acéltermék
4. ábra A fehérbádog csomagolóanyagok reciklálásának logisztikája
Fogyasztási javakból származó vashulladékok Erre a fejlesztésre jó példa a fehérbádog-reciklálás sikertörténete, melynél ma a DSD-rendszerrel (Duales System Deutschland – a német duális rendszer) egy begyakorolt logisztika szerint zárul az anyag körforgása (4. ábra). Már a DSD-rendszer bevezetése előtt az akkori gyártók-
tól (a Thyssen Stahl AG-tól és Hoesch Stahl AG-tól) önkéntes vállalás alapján visszavették és beolvasztották a fehérbádog-hulladékot. „A konzervdoboztól a szögig” volt az akkori hirdetések jelszava. Az 5. ábra erre a tipikus fogyasztási hulladékfajtára mutatja a felhasznált és újrahasznosított mennyiségek arányát. Ma már a környezeti erőforrások kímélése miatt ennek az anyagnak néhány millió tonnáját visszanyerik. A dobozbetét tervezett és vitatott bevezetése ezt a reciklálási ciklust feltehetően érzékenyen megzavarja majd. 1000
reciklálás mennyiség 1000 tonnában, illetve recycling-arány %-ban valamennyi rendszer, beleértve a DSD-t) felhasználás 1000 t-ban
adatok 1000 t-ban
800
600
400
200
0 1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
5. ábra Fehérbádog csomagolóanyagok újrahasznosítása Németországban Hasonló reciklálási rendszert a jövőben más fogyasztási hulladékfajtákra, pl. autóhulladékra vagy műanyagrétegzésű bádogfajtára is kifejlesztenek. Érthető, hogy a modern vashulladékfajták a felhasználóbarát recikláláshoz megfelelő ismereteket követelnek meg a nyersanyagról, valamennyi összetevő együttes hatásáról, hogy visszanyerésnél valamennyi anyagjellemző gazdasági előnyét kihasználhassák.
A vashulladék az acélgyártás számára nyersanyag A vashulladék értékes nyersanyag és nemzetközi kereskedelmi árú. A „hasznosítandó hulladék”-ként való besorolást, amely ennél a világ-
gazdasági jelentőségű hulladék anyagnál abszurdan hat, 1996-ban az EU-irányelvből vették át a német Újrahasznosítási és Hulladéktörvénybe. Azóta az acélhulladék Németországban is hulladékként kerül felhasználásra, ennek következményeit a felhasználó naponta tapasztalja. A besorolás megváltoztatására eddig tett valamennyi kísérlet hazai és európai szinten is zátonyra futott. Sok javaslatot fogalmaztak meg, nyilatkoztak arról, hogy az acélhulladék beolvasztásánál primer nyersanyagnak megfelelő felhasználásról van szó, eddig azonban ezt jogilag nem ismerték el. 2002 novemberében a Bundesvereinigung Deutscher Stahlrecycling- und Entsorgungunternehmen e.V. (BDSV) tanácskozása alkalmával egy pódiumvitán behatóan foglalkoztak a másodnyersanyag/hulladék elhatárolás kérdésével. A tanácskozáson bebizonyosodott, hogy a további érveléseknél különösen a környezet- és egészségvédelmi követelményeket kell előtérbe állítani, továbbá a nyersanyag acélműben való felhasználásánál nem szükségesek a hulladékra jellemző kezelési lépések. A Szövetségi Környezetvédelmi Minisztérium képviselője javasolta, hogy egyelőre Németországban egy önkéntes vállalás keretében oldják meg az acélhulladék területén az elhatárolás kérdését. Ezután a német elgondolást általános európai megoldásként lehetne javasolni.
Biztonsági szempontok A biztosításban 50 éve egy úgynevezett „Kölni Egyezmény” van érvényben az acélműbe és a csatlakozó öntödékbe szállított vashulladékkal kapcsolatos robbanási károknál felmerülő felelősségviselésre. 2002. május 1-jén egy átdolgozott szöveg lépett hatályba, mivel a nagyon szűk körű szerződési feltételek eddig csaknem kizárták a károk szabályozás alá vonását. Az új szövegnél ezek a feltételek jelentősen javultak. Nincs emelkedő jutalomrészesedés, nincsenek csökkentett kártalanítási vagy felelősségi behatárolások és nincsenek magasabb önrészesedések. A biztosítást két fontos pontban változtatták: egyrészt az eddig szükséges szállítási nyilvántartás elhagyásával, másrészt a radioaktív szennyeződésű vashulladékkal kapcsolatos baleseteknél külön meghatározott költségek megtérítésével. Ez jobban hangzik, mint az eddigi szöveg, azonban az lenne a jó, ha a javított feltételeket sosem kellene kipróbálni.
Azokra a vashulladékkal az olvasztási folyamatba kerülő radioaktív anyagokra vagy szennyeződött acéltermékekre vonatkozóan, amelyek a személyeket, környezetet és berendezéseket, valamint az acélt mint anyagot veszélyeztethetik, a német acélipar a BDSV-val együttműködve néhány évvel ezelőtt kidolgozott egy ellenőrzési rendszert, amely hasonló formában kerül alkalmazásra egész Európában. Egy 2002 nyarán a Sugárvédelmi Szövetségi Hivatal megbízásában végzett, a VDEhművekből származó több mint 200 acélminta vizsgálatánál nagyon érzékeny műszerekkel sem tudtak szennyezést kimutatni. A vizsgálatot végző kutatóintézetben a kobalt-60 mérőberendezés kimutatási határa 2000 faktorral alacsonyabb volt, mint a sugárvédelmi rendelet szerint az anyag korlátlan forgalomba hozatalára vonatkozó érték. Az acélipar intézkedései tehát hatékonyak, de mindenki számára világos, hogy további fejlődésre van szükség. Ezt a vashulladék-ellátásnál a logisztika és méréstechnika továbbfejlesztése keretében kellene megtenni.
Perspektíva A vashulladék az acélgyártás számára nyersanyag, úgy változik, ahogy az acél változik. Mivel az anyagfejlesztések nem állnak meg, valamennyi közreműködőnek együtt kell megtalálni azt az eszközt és utat, hogy a modern acélhulladékot is újra hasznossá tegyék, és az anyagkörforgásba visszavezessék. Felvetődik a kérdés, hogy vajon a vashulladék a jövőben is megfelelő mennyiségben és minőségben áll-e majd rendelkezésre. Az alapanyag-fejlesztések mellett a modern felületkezelő eljárások, valamint az illesztési és kapcsolási technikák számára is ki kell építeni az önálló anyagkörforgást. Az 1. ábra szerint a vashulladék-felhasználás az utóbbi 8–10 évben nem fejlődött együtt a növekvő acélgyártással. Összeállította: Dr. Csokonay Józsefné Ewers, R.; Scholl, W.; Willecke, R.: Schrottmartkt und Schrottversorgung der Stahlindustrie in Deutschland. = Stahl und Eisen, 123. k. 4. sz. 2003. p. 47–52. Kormann, A.: From the work of the German Steel Federation and the steel industry associations. = Stahl und Eisen, 123. k. 12. sz. 2003. p. 52–67.
Újdonságok az iparból Tartós hatású korrózióvédelem A müncheni SWH GmbH újszerű, rozsda elleni festéke a Rust Grip a cég adatai szerint a felhasználóknak egy nem fényesre csiszolt alapon biztos, 10–15 éves, hosszan tartó védelmet nyújt. A hatékonyság és tartósság poliuretánalapú, alternatív megoldáson nyugszik. A festék benyomul a fém pórusaiba és exoterm reakcióban összeköt az alappal. Egy többé már nem oldódó, rendkívül hatékony, kemény védőréteget képez, amely minden külső és belső korróziót megakadályoz. Az anyag felhasználásakor nincs szükség az alap előkezelésére, a régi festék eltávolítására és a rétegek lecsiszolására. Elegendő egy nagynyomású tisztítóval vagy mechanikusan megtisztítani az alapot ügyelve arra, hogy az száraz és szilárd legyen. A festék rezisztens a vegyi oldatokkal és savakkal szemben, sokféle anyaggal megfér. (Stahl und Eisen, 123. k. 4. sz. 2003. p. 52.)
Fémötvözetek gyors elemzése A wiesbadeni Oxford Instrument Horizon 600 ötvözetosztályozó készüléke hordozható röntgenfluoreszcenciás analizátor. A gyártó adatai szerint a készülék előnye a roncsolás nélküli mérés pontosságában és gyorsaságában rejlik, ami egyszerű kezeléssel és a mérési eredmények kényelmes dokumentálásával párosul. A készülék alkalmas a kevéssé és erősen ötvözött acél, nemesacél, hőálló acél, szerszámacél, valamint nikkel-, kobalt-, titán- és rézötvözetek gyors meghatározására. A röntgencsövek kevesebb, mint 1W teljesítménnyel üzemelnek, ami kedvező a csövek stabilitása és élettartama szempontjából. Az áramellátás kb. 300 mérés elvégzéséhez elegendő. A gyártó szerint a készülék az üzemeltető egyedi igényeihez illeszthető. A mérések befejezése után a betárolt adatok a mobil berendezésről USB-csatlakozón keresztül egy számítógépre továbbíthatók, és adott esetben átvehetők a mérési jegyzőkönyvbe. A gyártó adatai szerint a vizsgálható elemek a kalciumtól az uránig terjednek. Maximum 18 elem analizálható, miközben az ötvözetek elemzésénél csak 14 elemet szoktak meghatározni. A kis felületeken és éleken is lehetővé teszi a méréseket, így pl. feltekercselt huzalok is elemezhetők. (Stahl und Eisen, 123. k. 4. sz. 2003. p. 52.)
Jó korrózióállóságú, új szerkezeti acél Erősen korrózióveszélyes környezetben használt szerkezetekre az SSAB Tunnplåt (Borlänge/Svédország) különleges „alucinket” fejlesztett ki, ami egy speciálisan rétegzett acéllemez. A cég adatai szerint a rétegzés alumíniumból, cinkből és szilíciumból készült keverékből áll és gondoskodik a jó korrózióvédelemről. Ez az acéllemez sok esetben pótolhatná az alumíniumot és a nem rozsdásodó acélt. A gyártó szerint az alucink jól feldolgozható, az acélhoz hasonlóan kedvező az ár–teljesítmény arány, ugyanakkor az alumíniumhoz hasonlóan jól ellenáll a korróziónak. Az alucink-acéllemezt különböző szilárdsági osztályokban, többek között nagy szilárdságú acél formájában is ajánlják. Az alucink termékcsaládot a rétegzés erőssége szerint több osztályba sorolják. A legellenállóbb anyagnak az AZ 185-t mondják. Itt az acéllemez rétegzése mindkét oldalon kb. 25 µm. Ennél a rétegvastagságnál maga az acéllemez teljesíti az európai EN ISO 12944-2 1998 C4 normában meghatározott korrózióosztály nagyon szigorú követelményeit. Normál környezetben hosszú élettartamú, emellett az iparban, szennyezett városi levegőben és tengerpart közeli, korróziónak kitett környezetben való felhasználásnál is jó alternatívát jelenthet. Kivágásnál a vágási élek a felület cinktartalma miatt védve vannak a korróziótól. (Stahl und Eisen, 123. k. 4. sz. 2003. p. 52.)
