Cirkulär ekonomi har blivit ett hett begrepp för både tjänster och produkter. Med cirkulär ekonomi, eller kretsloppsekonomi, menas en modell som bygger på ett kretslopp istället för en linjär process från utvinning av material, tillverkning av produkter, användning och avveckling/skrotning. Inom EU arbetas det målinriktat mot cirkulär ekonomi av många skäl; den stora befolkningstillväxten i världen, ansvaret inför kommande generationer samt behovet av att bli självförsörjande till högre grad genom minskad materialimport. Stål är ett viktigt konstruktionsmaterial med många olika tillämpningar. I kombination med varmförzinkning, som ger ett långvarigt korrosionsskydd, blir stålet ännu mer konkurrenskraftigt och anpassat för den cirkulära ekonomin.

Rätt materialval

I dagens samhälle diskuteras ofta miljöfrågor då materialval för olika produkter skall göras. Det finns en stor medvetenhet om att alla produktionsprocesser har en inverkan på miljön, vilket är bra. Vad är då rätt materialval? Svaret på den frågan varierar naturligtvis med var och hur en produkt skall användas. Stål är modern tids vanligast förekommande konstruktionsmaterial och har många goda egenskaper, såsom hög hållfasthet, god bearbetbarhet, tillgänglighet samt förmåga att kunna återvinnas. Stål har dock en stor nackdel, den höga korrosionshastigheten. Att korrosionsskydda stål är därför av stort intresse.

Varmförzinkning ökar livslängden

 Genom att varmförzinka stål fås ett mycket långvarigt korrosionsskydd, vilket ger produkten en kraftigt ökad livslängd. En varmförzinkad konstruktion klarar ofta 40- 80 års exponering i utomhusmiljö. Det finns dessutom många exempel där korrosionsskyddet fungerat ännu längre än så. Detta medför en stor miljöbesparing eftersom en rad processer, såsom ståltillverkning, bearbetning, transporter mm minskas. Både stål och zink är dessutom återvinningsbara material, vilket innebär att konstruktionen kan tas tillvara då den är uttjänt. Stålet smälts om och blir till nytt konstruktionsmaterial, som åter kan varmförzinkas och ingå i nya produkter. Vid återvinning av en varmförzinkad konstruktion förångas zinken och samlas upp i ett filter innan stålet smälter, från vilket det sedan tas om hand.

Essentiella metaller och biotillgänglighet

Både zink och järn, liksom koppar, är essentiella metaller, vilket innebär att de är livsnödvändiga för människor, djur och växter. För denna typ av metaller har kroppen ett eget reglersystem, som gör att upptaget regleras av behovet. För att en metall ska kunna tas upp av människa eller miljö så krävs det att den är biotillgänglig. Merparten av den zink som kommer ut i naturen har en förmåga att snabbt bilda svårlösliga föreningar, vilket innebär att den inte kan tas upp av organismer och därmed har liten eller ingen inverkan på miljön.

Miljötänkande inom varmförzinkningsbranschen

Miljöanpassning är en ledstjärna för Nordic Galvanizers medlemmar och en viktig del av företagens policy. Många av de processystem som används idag är slutna. I fallet med öppna system används kemikalier med minimal inverkan på miljön. De biprodukter som uppstår vid tillverkningen kan till stor del återanvändas. Det som inte kan tas om hand i den egna processen skickas på extern återvinning. Branschen bidrar också till att minska miljöpåverkan genom att minska energiförbrukning, utsläpp och avfall för deponi. I Norden övervakas företagen av lokala myndigheter, som har ansvar för de tillstånd som krävs för att driva industriverksamhet.

Förbehandling

Stål som ska varmförzinkas genomgår ett antal förbehandlingssteg. Det första är avfettning, där stålet rengörs från fett och oljor. Efter avfettning betas stålet för att avlägsna oxider som finns på ytan. Betbaden består av utspädd syra eller av järnklorid och är verksamma vid rumstemperatur. Efter betning är det dags för det sista steget innan förzinkningen, flussningen, som skyddar ytan mot oxidation och förbättrar reaktiviteten mellan stålyta och zink. Flussbaden byts inte längre ut utan regenereras istället. De restprodukter som bildas skickas på deponi.

Varmförzinkning

I Norden används en mycket ren zinkkvalitet, SHG – Special High Grade, med låga halter av de oönskade elementen kadmium och bly. (Bly < 0,002 %, kadmium < 0.0004 %) Högre halter av bly kan förekomma i zinkskiktet på gods som varmförzinkats utanför Norden. Tillsatser av bly underlättar förzinkningen genom att påverka zinksmältans viskositet och ytspänning, vilket kan ge en effektivare och därmed billigare process. Det finns inget generellt förbud mot att tillsätta bly till badet, utan detta regleras av lokala myndigheter i deras tillståndsprövningar. Av miljöskäl har Nordens varmförzinkare genomgående valt att arbeta utan blytillsatser. Många slutkunder i Norden accepterar inte blyinnehållande zinkskikt och detta är ett krav som sannolikt kommer att bli genomgående i framtiden.

Energiåtgång vid varmförzinkning

Energiåtgången vid varmförzinkning har minskat under senare år, dels tack vare effektivare processhantering och dels genom återvinning av energi för uppvärmning av lokaler och processbad.

Förbrukningsmaterial

Vattenförbrukningen i varmförzinkningsanläggningarna är mycket låg, då merparten av det vatten som används går tillbaka till processerna. Många anläggningar har dessutom egna reningsverk. Använd saltsyra omvandlas till järnklorid och i viss mån även till zinkklorid och sänds till recirkulationsanläggning för återvinning.

Flusskemikalier, som avgår i samband med doppning i zinkbadet, fångas upp av anläggningens processfilter från vilket det kan återvinnas. ”Flussaskan”, som hamnar på badytan, tas också tillvara och skickas iväg för återvinning. Även den så kallade ”hårdzinken”, järn–zinkpartiklar som bildas i zinkbadet, tas tillvara. Det finns ett stort intresse i återvinning, både av ekonomiska och miljömässiga skäl.

Varmförzinkningsanläggningen

Miljöpåverkan från varmförzinkningsprocessen har minskat kontinuerligt under flera år. Vid den miljöbedömning som gjordes på EU-nivå redan under 2000-talets början, visade det sig att varmförzinkningsanläggningar inte utgör någon risk vare sig för miljön runt anläggningen eller för de människor som arbetar där.

Det viktigaste skälet att välja varmförzinkning är dock inte att själva processen passerat genom EU-granskningens smala nålsöga. Det är istället den kraftfulla ökningen i underhållsfri livslängd som en konstruktion får när den varmförzinkats. Det är där den verkligt stora miljövinsten kan räknas hem!

Varmförzinkat stål i den cirkulära ekonomin

Cirkulär ekonomi innebär bland annat att redan från början designa med återanvändning, nedbrytbarhet och återskapande i åtanke, att använda energi från förnybara källor och att arbeta för att avfall i ett system kan bli till nytta i ett annat system. Cirkulär ekonomi är ett begrepp som har fått stort fokus i samhället, och är en nödvändighet för att världens resurser ska räcka för en ständig befolkningsökning. Varmförzinkningsbranschen har jobbat målinriktat inom området och bland annat tagit fram en broschyr som beskriver ett antal intressanta exempel på konstruktioner där cirkulär ekonomi tillämpats på ett framgångsrikt sätt. Broschyren kommer att bli tillgänglig genom Nordic Galvanizers från och med våren 2021.

Varmförzinkat stål är ett material som är väl lämpat för cirkulär ekonomi. Varmförzinkningen ger ett långvarigt korrosionsskydd som oftast inte behöver något underhåll för att klara en produkts hela livslängd. Zinkskiktet kan följa stålkonstruktionen genom flera användningscykler, och när skiktet är förbrukat kan konstruktionen förzinkas på nytt. Om produkten till slut ska återvinnas så kan zinken tas om hand i samma process som stålskrotet, där den förångas och samlas upp i ett filter. Varmförzinkat stål är ett modernt konstruktionsmaterial och den cirkulära ekonomin har redan fått efterfrågan att öka.