Dur sgrap yn datgarboneiddio sment

Mae Dr Luis Escott yn cydlynu ymchwil yn SaMI i gael gwell dealltwriaeth o sgrap fel cam hanfodol wrth greu economi gylchol yn y diwydiant dur.

Mae’r diwydiannau dur a sment gyda’i gilydd yn gyfrifol am bron un rhan o bump o allyriadau carbon byd-eang.

Mae Luis yn gweithio ar y prosiect RECTIFI sy’n dwyn ynghyd y diwydiannau dur, sment ac ailgylchu i leihau’r allyriadau carbon hyn yn sylweddol. Ystyr RECTIFI yw lleihau carbon corfforedig drwy drawsnewid diwydiannau sylfaen, a nod yr ymchwil yw osgoi bron  5 miliwn tunnell o CO2 rhag cyrraedd atmosffer y ddaear bob blwyddyn.

Dadansoddi deunyddiau ar gyfer byd diwydiant

Rôl SaMI yw datblygu a gweithredu prosesau didoli gwell er mwyn lleihau cyfoethogi gweddillion problemus sy’n gysylltiedig â thoddi deunydd sgrap. Byddwn yn didoli ac yn nodweddu sgrap 3B i wella ein dealltwriaeth o’r deunydd sgrap, ei ffynonellau, a’r halogion.

O hyn gallwn nodi, gweithredu, a datblygu prosesau didoli sgrap er mwyn gwella ansawdd y sgrap ar gyfer gwneud dur. Bydd hyn yn helpu partneriaid yn y diwydiant i ddatblygu manylebau deunydd trylwyr a gwrthrychol ar gyfer graddau’r deunydd eildro newydd. Mae’n darparu dadansoddiad annibynnol a hollol dryloyw o’r deunydd swmp ar gyfer y deunyddiau hynny, ynghyd ag asesiad cylch bywyd o allyriadau a arbedir yn ystod y prosiect.

Datgarboneiddio sment a dur

Mae’r DU yn defnyddio tua 12 miliwn tunnell o ddur lled-orffenedig ac yn cynhyrchu tua 11 miliwn tunnell o ddur wedi’i ailgylchu bob blwyddyn.  Ar hyn o bryd, mae 80 y cant o’r deunydd eildro hwn yn cael ei allforio, gyda miliynau o dunelli o fwyn haearn gwyryfol yn cael ei fewnforio yn ei le. Mae deunydd eildro yn cynnig 85% yn llai o garbon corfforedig o’i gymharu â chynhyrchu dur o fwyn haearn gwyryfol.

Fodd bynnag, mae canran y metel eildro y gall gwneuthurwyr dur mawr y DU fel Tata Steel UK ei ychwanegu wrth wneud dur yn gyfyngedig. Mae hyn oherwydd technoleg brosesu a phresenoldeb elfennau halogi mewn dur sgrap diwedd oes a all gyfyngu ar gynhyrchu dur. Mae hyn oherwydd y bydd cyfansoddiadau dur wedi’u teilwra yn aml yn gofyn am ddeunyddiau crai o ansawdd uchel na ellir eu cynhyrchu yn gyffredinol ond drwy gynhyrchu dur sylfaenol.

Felly, byddai rheolaeth well o elfennau gweddilliol yn gwella ansawdd sgrap a fyddai’n galluogi cyfraddau ailgylchu uwch a lleihau dibyniaeth a defnydd o ddeunyddiau crai – cam hanfodol wrth leihau allyriadau carbon wrth wneud dur.

Fel arall, gellir defnyddio sgil-gynhyrchion a gynhyrchir wrth ailgylchu metel hefyd i ddatgarboneiddio cynhyrchu sment drwy ddatblygu a defnyddio cynhyrchion sy’n llawn mwynau y gellir eu defnyddio fel deunydd crai amgen yn ystod y broses cynhyrchu sment.

Gwella ansawdd sgrap

Yn SaMI rydym yn cynnal gwaith didoli a nodweddu helaeth â’r deunydd sgrap i nodi deunydd gweddilliol uchel a phennu canran pwysau’r deunydd hwnnw o fewn màs cyffredinol y sgrap. Rydym wedi toddi symiau mawr o ddeunydd gan ddefnyddio ein ffwrnais toddi anwytho gwactod (VIM) i gael dealltwriaeth well o gemeg swmp y sgrap.

Mae’r VIM yn unigryw gan ei fod yn toddi o dan awyrgylch gwactod neu argon sydd â’r fantais o leihau ffurfiant sorod yn ystod y broses doddi. Mae hyn yn galluogi proses doddi lanach sy’n rhoi cynrychiolaeth gyfansoddiadol well o’r deunydd sgrap toddedig ac yn atal elfennau allweddol o ddiddordeb rhag cael eu hocsidio a gadael y dur. Gan ddefnyddio sbectrosgopeg allyriadau optegol (OES) rydym yn darparu dadansoddiad cyfansoddiadol cywir o gemeg doddi’r prawf.

Rydym hefyd yn datblygu dull samplu i benderfynu a all cyfaint bach o ddeunydd sgrap nodweddu cyfaint mwy o ddeunydd yn gywir. Yn yr achos hwn, cymryd sampl 60kg o lwyth sgrap 6 thunnell. Mantais y dull hwn yw lleihau’r gost, yr amser a’r egni a ddefnyddir ar hyn o bryd i bennu cemeg sgrap swmp.

Drwy nodweddu’r sgrap, rydym wedi nodi deunydd gweddilliol uchel sy’n annymunol ar gyfer defnydd sgrap cynyddol ar gyfer gwneud dur. O’r wybodaeth hon rydym wedi llwyddo i weithredu proses ddidoli well i ddangos y gellir gwella ansawdd y sgrap yn sylweddol. Mae gan hyn y potensial i alluogi defnyddio symiau mwy o sgrap.

Bydd hyn yn helpu i ddatblygu’r diwydiant dur o ran ei her ddatgarboneiddio.

Cyfrannwr: Luis Escott

Tachwedd 2023