स्टील पायपची उत्पादनात स्थिरता वाढवणे: एक चक्रकारी पद्धत

भांडवली अर्थव्यवस्थेमध्ये इस्पात पाइप उत्पादनाची भूमिका

"इस्पात उद्योगातील भांडवली अर्थव्यवस्था" समजून घेणे

इस्पात नळीच्या उत्पादनाला मोठा बदल येतो जेव्हा आपण जुन्या पद्धतीच्या घेणे-बनवणे-वापरून टाकणे या दृष्टिकोनातून सामग्री पुन्हा पुन्हा वापरली जाते आणि फक्त फेकून दिली जात नाही, अशा अधिक चक्रीय पद्धतीकडे वळतो. पारंपारिक पद्धती मर्यादित संसाधनांवर खूप अवलंबून असतात जी शेवटी संपुष्टात येतात, पण चक्रीय विचार त्या सामग्रीचे मूल्य कायम ठेवतात त्यांचे पुनर्नवीनीकरण करून किंवा जे काही आहे त्याची पुनर्निर्मिती करून. इस्पात हा या प्रकारच्या बदलासाठी विशेषत: योग्य आहे कारण त्याचे वितळवून नवीन उत्पादने बनवल्यानंतरही त्याचे सर्व बलगुण टिकून राहतात. याचा अर्थ असा की आपण गुणवत्ता कमी न करता इस्पात पुन्हा पुन्हा वापरू शकतो. इंटरनॅशनल जर्नल ऑफ लाइफ सायकल असेसमेंट द्वारे 2016 मध्ये प्रकाशित केलेल्या संशोधनानुसार, इस्पाताचे पुनर्नवीनीकरण करणे नवीन इस्पात नळ्या शून्यापासून तयार करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या ऊर्जेच्या 62 ते 74 टक्के बचत करते. पर्यावरणास अनुकूल नळी तयार करण्याचा प्रयत्न करताना अशा प्रकारच्या बचतीचे खरोखर महत्त्व असते.

सर्कुलर अर्थव्यवस्था आणि सामग्रीच्या दीर्घायुष्यात इस्पाताची भूमिका

पायाभूत सुविधांच्या बाबतीत खूप काळ टिकण्यासाठी स्टील पाईप्स खरोखरच उत्तम आहेत, जे बहुतेक वेळा पन्नास वर्षांपेक्षा जास्त काळ टिकतात. त्यांच्या टिकाऊपणामुळे त्यांची वारंवार आवश्यकता भासत नाही, ज्यामुळे अनेक दशकांत 40% पर्यंत नवीन सामग्रीची गरज कमी होते. उद्योगातील स्मार्ट कंपन्यांनी त्यांचे आयुष्य आणखी वाढवण्याचे मार्ग शोधले आहेत. ते जंतूपासून वाचवण्यासाठी विशेष कोटिंग्ज लावतात आणि एकत्रितपणे नव्हे तर वेगवेगळ्या मॉड्यूल्समध्ये बदलता येणारी सिस्टम डिझाइन करतात. काही पाईप्स आता 75 वर्षे किंवा त्यापेक्षा जास्त काळ सेवा देत आहेत. अशा प्रकारच्या दीर्घायुष्यामुळे देशांना कार्बन उत्सर्जन कमी करण्यातही मदत होते. वर्ल्ड स्टील असोसिएशनने 2023 मध्ये नमूद केले होते की पाईप्स बनवण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या प्रत्येक टन पुनर्वापरित इस्पातीमुळे वातावरणात 1.5 टन CO2 च्या प्रमाणात कमी होते.

स्थिर पायाभूत सुविधांच्या सामग्रीसाठी वाढती मागणी

आजकाल जागतिक पातळीवरील पायाभूत सुविधा प्रकल्पांमध्ये वर्तुळाकार स्टीलच्या पाइप्सचा वापर वाढत आहे, ज्यामुळे 2020 पासून शाश्वत साहित्याची मागणी अंदाजे 38% ने वाढली आहे, असे गेल्या वर्षीच्या जागतिक पायाभूत सुविधा अहवालात म्हटले आहे. शहरे आणि ऊर्जा कंपन्या कठोर होत चाललेल्या उत्सर्जन नियमांमुळे आणि कॉर्पोरेट्सनी घालून दिलेल्या नेट-झीरो उद्दिष्टांपर्यंत पोहोचण्याच्या हेतूने आपल्या पाणी प्रणाली आणि नवीकरणीय ऊर्जा सेटअप्ससाठी पुनर्वापरित सामग्रीपासून बनवलेले स्टील वापरत आहेत. 2030 पर्यंत या वर्तुळाकार बांधकाम साहित्याचा बाजार अंदाजे 240 अब्ज डॉलर्सपर्यंत फुगण्याची शक्यता आहे. बंद चक्र उत्पादन पद्धतींवर स्विच केलेल्या उत्पादकांसाठीही खरोखरच पैसे वाचवण्याची संधी आहे. या पद्धतीचा वापर करणाऱ्या कंपन्यांना सामान्यतः ऑपरेशन्समध्ये उर्वरित धातू परत मिळवणे आणि ऊर्जा वापराचे ऑप्टिमाइझेशन करण्यामुळे अंदाजे 22% ची खर्च कार्यक्षमता सुधारणे दिसून येते.

स्टीलच्या पाइपच्या उत्पादनामध्ये वर्तुळाकार डिझाइन

पाइपलाइन प्रणालींमध्ये "वर्तुळाकार डिझाइन" अंमलात आणणे

चक्रवाचक डिझाईनची संकल्पना स्टील पाईप बनवण्याच्या पद्धतीमध्ये बदल करत आहे, सुलभ विघटन, आवश्यकतेनुसार त्यांना दुरुस्त करणे आणि त्यांचे आयुष्य संपल्यानंतर सामग्री पुनर्प्राप्त करण्यासारख्या गोष्टींवर लक्ष केंद्रित करत आहे. अनेक अभियंत्यांनी त्यांच्या डिझाईन्समध्ये मानक कनेक्शन समाविष्ट करण्यास सुरुवात केली आहे. या जोडणीमुळे नियमित देखभाल करणे सोपे होते आणि २०२३ मध्ये वर्ल्ड स्टील असोसिएशनच्या संशोधनानुसार, ८० ते ९० टक्के सामग्री नंतर पुनर्प्राप्त केली जाऊ शकते. ही पद्धत इतकी आकर्षक बनवते की, पारंपारिक वेल्डेड सिस्टीमच्या तुलनेत संपूर्ण पायाभूत सुविधांची जागा घेण्याची गरज ३८ टक्क्यांनी कमी होते. याशिवाय, या पाईप्सना जंगलाचा सामना करावा लागतो. अगदी कठीण परिस्थितीतही.

पुनर्नवीनीकरण आणि पुनर्निर्माण करण्यास सक्षम मॉड्यूलर स्टील पाईप सिस्टम

मॉड्यूलर बांधकाम पूर्ण बदल न करता स्टील पाईप नेटवर्कला अनुकूल बनवते. २०२३ च्या अभ्यासानुसार या प्रणालींमुळे नवीन सामग्रीची आवश्यकता ३०% कमी होते.

• 15 वर्षांपेक्षा जास्त कालावधीसाठी मूल्यमापन केलेले स्वॅप करता येणारे जोड घटक
• पिढ्यानपिढ्यांच्या सुसंगततेची हमी देणारे मानकीकृत व्यास
• अचूक साठा माहितीच्या ट्रॅकिंगसाठी सक्षम असलेले एम्बेडेड आरएफआयडी टॅग

ही वैशिष्ट्ये ऑपरेटर्सना परिपत्र अर्थव्यवस्थेच्या उद्दिष्टांशी सुसंगत असलेल्या प्रगतिशील अद्ययावत करण्याची परवानगी देतात, इस्पात पाइप उत्पादनामध्ये.

इस्पात पाइप उत्पादनामध्ये आयुष्यचक्र ट्रॅकिंगसाठी डिजिटल ट्विन्स

डिजिटल ट्विन तंत्रज्ञान सामग्रीच्या अपक्षय आणि कार्यक्षमतेचे वास्तविक-वेळेतील निरीक्षण प्रदान करते. डिजिटल ट्विन्सचा वापर करणारी सुविधा ऑप्टिमल दुरुस्ती आणि पुनर्चक्रीकरण वेळापत्रकांचे अंदाज घेऊन मालमप्तीचा वापर 22% ने वाढवतात. ही क्षमता दशके भर पाइपलाइनची अखंडता राखताना इस्पाताच्या 94% पुनर्चक्रीकरण दराचे कमालीचे उत्पादन करते.

इस्पात पाइप उत्पादनामध्ये पुनर्चक्रीकरण आणि संसाधन कार्यक्षमता

मिलमधील इस्पात पुनर्चक्रीकरण आणि आधुनिक पुनर्चक्रीकरण प्रक्रिया

इस्पाताच्या अद्वितीय गुणधर्मांमुळे त्याची ताकद किंवा गुणवत्ता कमी न करता वारंवार पुनर्वापर करता येतो, ज्यामुळे जगभरातील बांधकाम साहित्यांमध्ये पुनर्वापरासाठी तो अव्वल पसंतीचा पर्याय राहतो. आजकाल बहुतेक पुनर्वापर इलेक्ट्रिक आर्क भट्ट्यां (EAFs) द्वारे होतो, ज्यामध्ये धातूचे उर्वरित तुकडे वितळवले जातात आणि पारंपारिक ब्लास्ट फर्नेसच्या तुलनेत सुमारे 60 टक्के कमी कार्बन डायऑक्साइड उत्सर्जन निर्माण होते. आयुष्यचक्र अभ्यासात एक आश्चर्यकारक गोष्ट दिसून आली आहे – जेव्हा आपण खनिज पदार्थांपासून नवीन इस्पात तयार करण्याऐवजी एक टन इस्पात पुनर्वापर करतो, तेव्हा आपण वातावरणात जाणाऱ्या सुमारे 1.5 टन कार्बन उत्सर्जनापासून रक्षण करतो. बांधकाम उद्योगात पर्यावरणीय परिणाम कमी करण्यासाठी इस्पात पुनर्वापर केवळ व्यावहारिक नाही तर अत्यावश्यक आहे.

90% पेक्षा अधिक जागतिक इस्पात पुनर्वापर दर आणि पाईप उत्पादनावर त्याचे परिणाम

जागतिक स्तरावर स्टील पुनर्वापराचे प्रमाण 92% इतके आहे, ज्यामध्ये स्टील पाईप्सचे पुनर्प्राप्तीसाठी विशेषतः अनुकूलता आहे कारण त्यांच्या एकरूप मापदंड आणि सामग्री स्वच्छतेमुळे. हे उच्च पुनर्प्राप्ती दर प्रति टन उत्पादित स्टीलसाठी 1.4 टन लोखंडाच्या खनिजाच्या उत्खननात कमी करते, ज्यामुळे उद्योगातील कच्चा माल पुरवठा धोरणात मोठा बदल झाला आहे.

स्टील पाईप उत्पादनामध्ये संसाधन संवर्धन धोरणे

आधुनिक मिल्स EAF क्रियाकलापांना अत्याधुनिक संसाधन संवर्धन उपायांसह एकत्रित करतात:

• पाण्याच्या पुनर्वापर प्रणाली ज्यामध्ये 90% पर्यंत पुनर्वापर होतो
• ऊर्जा वापरात 15–20% इतकी कमी करणाऱ्या अपशिष्ट उष्णता पुनर्प्राप्ती युनिट
• AI-चालित सामग्री अनुकूलन ज्यामुळे उत्पादनातील तोटा 0.5% पेक्षा कमी राहतो

एकत्रित उत्पादन हबमध्ये क्लोज्ड-लूप प्रणाली आणि औद्योगिक सहजीवन

अ‍ॅडव्हान्स्ड प्रक्रिया वापरणाऱ्या उद्योगांमध्ये सिमेंट उत्पादक आणि ऊर्जा केंद्रांसोबत सहकार्य करून सहजीवी औद्योगिक इकोसिस्टमची निर्मिती होते. स्टील मिलमधील स्लॅग सिमेंटमधील एक महत्त्वाची भर बनते, तर मिल स्केल कचरा डायरेक्ट-रिड्यूस्ड आयरन प्रक्रियेला ऊर्जा पुरवतो—ज्यामुळे कचऱ्याच्या प्रवाहातून मौल्यवान घटक आणि नवीन उत्पन्नाचे मार्ग निर्माण होतात.

स्थिर स्टील उत्पादनामध्ये ऊर्जा कार्यक्षमता आणि उत्सर्जन कमी करणे

स्टील पाईप उत्पादनामध्ये इलेक्ट्रिक आर्क भट्ट्यांद्वारे ऊर्जा कार्यक्षमता

विद्युत आर्क भट्ट्या, किंवा लघुरूपात EAFs, इस्पात पाइप्स अधिक ऊर्जा-कार्यक्षम बनवण्यात मोठी भूमिका बजावतात. गेल्या वर्षीच्या NY Engineers च्या संशोधनानुसार, त्या जुन्या प्रकारच्या ब्लास्ट फर्नेसच्या तुलनेत खरोखरच त्यांचा वापर ऊर्जेच्या दोन-तृतीयांशपेक्षा कमी होतो. या भट्ट्यांना विशेष बनवणारे म्हणजे फक्त पुनर्वापरित धातूच्या तुकड्यांचा उपयोग करून मजबूत इस्पात पाइप्स तयार करण्याची क्षमता. याचा अर्थ आता कारखान्यांना नवीन लोह अयर्स उत्खननावर इतका अवलंबून राहावे लागत नाही. अमेरिकेतील आकडेवारी पाहिल्यास, बहुतेक इस्पात पाइप निर्मात्यांनी (सुमारे 70%) या EAF तंत्रज्ञानाकडे संक्रमण केले आहे. आणि एक आणखी फायदा असा आहे की हे नवीन पद्धती CO₂ उत्सर्जनात खूप मोठी घट करतात, प्रत्येक टन इस्पात तयार केल्यावर सुमारे 1.5 मेट्रिक टन बचत होते.

पुनर्वापरात वापरलेल्या प्रत्येक टन स्क्रॅपसाठी CO₂ ची बचत

हवामान बदलाशी लढा देण्याच्या बाबतीत, पुनर्वापर खरोखरच फरक करतो. 2022 मध्ये जर्नल ऑफ क्लीनर प्रोडक्शनमध्ये प्रकाशित झालेल्या संशोधनानुसार, इलेक्ट्रिक आर्क भट्टीमध्ये प्रति टन धातूच्या अपशिष्टाच्या प्रक्रियेसाठी, आपण वातावरणात जाणाऱ्या सुमारे 1.67 मेट्रिक टन कार्बन डायऑक्साइडपासून बचाव करत आहोत. संपूर्ण पुनर्वापर चक्रामुळे कार्बन उत्सर्जनातही कपात होते, कारण पुनर्वापरित सामग्रीपासून बनवलेल्या स्टील पाइप्स अजूनही चांगल्या प्रकारे टिकून राहतात आणि नवीन स्टीलच्या क्षमतेपैकी सुमारे 95% टिकवून ठेवतात. अभियंत्यांकडे आता या नवीन आयुष्यचक्र विश्लेषण साधनांची सोय आहे ज्यामुळे ते पाइपलाइन कामासाठी विविध सामग्री किती पर्यावरण-अनुकूल आहेत हे खरोखर मोजू शकतात, गुणवत्ता कमी न करता कमी कार्बन पादचिन्ह घालणाऱ्या पर्यायांची निवड सोपी करतात.

स्थिर स्टील उत्पादनामध्ये नाविन्यपूर्ण तंत्र म्हणून हायड्रोजन-आधारित कमी करण्याच्या पद्धती

काही पुढाकार घेणारे स्टील उत्पादक हायड्रोजन-आधारित डायरेक्ट रिड्यूस्ड आयरन प्रणाली (H2 DRI) वर प्रयोग करत आहेत, जिथे लोखंड तयार करताना पारंपारिक कोकिंग कोळा ग्रीन हायड्रोजनने बदलला जातो. सुरुवातीचे आकडे देखील आशावाद निर्माण करणारे आहेत, ज्यामध्ये लोखंड उत्पादनात सुमारे 95 ते 98 टक्के पर्यंत कार्बन डायऑक्साइड कपात दिसून आली आहे. हे खूप चांगले आहे, कारण जगभरातील सात टक्के औद्योगिक उत्सर्जन फक्त लोखंड धातू प्रक्रियेमुळे होते. H2 DRI पद्धतींना नूतन ऊर्जेने चालविलेल्या इलेक्ट्रिक आर्क भट्ट्यांसोबत जोडल्यास एकदम स्टील पाईप विशेष बनतात. त्यांचा वापर उद्याच्या पाणीपुरवठा लाइन आणि ऊर्जा ग्रिड बांधण्यासाठी मुख्य साहित्य म्हणून केला जाऊ शकतो, ज्यामुळे वातावरणात जवळजवळ कोणतेही उत्सर्जन होत नाही.

FAQs

स्टील पाईप उद्योगात वर्तुळ अर्थव्यवस्था म्हणजे काय?

इस्पात नळ उद्योगात सर्कुलर अर्थव्यवस्थेचा अवलंब करून वापरलेल्या पदार्थांचे पुनर्वापर आणि पुनर्चक्रीकरण करून अपशिष्ट कमी करणे, संसाधनांचे संरक्षण करणे आणि पर्यावरणावर होणाऱ्या परिणामांची पातळी कमी करणे साध्य होते. इस्पात ही अनेक वेळा पुनर्चक्रीकरण केल्यानंतरही गुणधर्म टिकवून ठेवण्याच्या क्षमतेमुळे या दृष्टिकोनासाठी एक आदर्श सामग्री आहे.

मॉड्युलर इस्पात नळ सिस्टम्स स्थिरतेसाठी कशी मदत करतात?

मॉड्युलर इस्पात नळ सिस्टम्स पूर्ण सिस्टमचे मोठे बदल न करता सहज दुरुस्ती आणि घटकांची अदलाबदल करण्याची सोय देऊन स्थिरतेला चालना देतात. यामुळे सामग्रीचा वापर कमी होतो आणि सर्कुलर अर्थव्यवस्थेच्या तत्त्वांना आधार मिळतो.

स्थिर इस्पात उत्पादनात इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस (EAFs) ची काय भूमिका असते?

इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस (EAFs) स्थिर इस्पात उत्पादनासाठी अत्यंत महत्त्वाचे आहेत कारण ते पुनर्वापरित धातूचा वापर करून इस्पात नळ तयार करतात, ज्यामुळे पारंपारिक ब्लास्ट फर्नेसच्या तुलनेत ऊर्जेचा वापर आणि कार्बन उत्सर्जन खूप कमी होते.

हायड्रोजन-आधारित लोखंड उत्पादन पर्यावरणाला कशी मदत करते?

हायड्रोजन-आधारित लोखंड उत्पादनामध्ये कोकिंग कोळा ग्रीन हायड्रोजनद्वारे प्रतिस्थापित केला जातो, ज्यामुळे लोखंड तयार करण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान कार्बन उत्सर्जनात मोठी कपात होते, ज्यामुळे पर्यावरणास अनुकूल स्टील उत्पादनास चालना मिळते.