Quy trình tái chế inox và vì sao thép không gỉ 100% tái chế

Inox (thép không gỉ) đứng ở trung tâm của chiến lược vật liệu bền vững trong xây dựng và chế tạo. Chủ đề này làm rõ quy trình tái chế inox từ A–Z và giải thích vì sao đây là vật liệu “có thể tái chế 100%” mà vẫn giữ được tính năng cơ lý và chống ăn mòn như ban đầu.

“100% tái chế” nghĩa là gì? Phân biệt khả năng tái chế và tỷ lệ tái chế

– Khả năng tái chế (recyclability): Inox có thể được nấu chảy và tái luyện vô hạn lần mà không mất tính chất do các nguyên tố hợp kim (Cr, Ni, Mo…) không bị “hao mòn” về mặt nguyên tử học. Đây là ý nghĩa của “100% tái chế”.
– Tỷ lệ tái chế thực tế (recycling rate): Trong thực tế còn phụ thuộc thu gom, phân loại và thị trường. Các tổ chức ngành cho biết:
– Tỷ lệ thu hồi inox ở cuối vòng đời thường trên 80–90% tùy khu vực [ISSF/worldstainless].
– Hàm lượng tái chế trung bình trong inox thành phẩm toàn cầu khoảng 50–70% (thay đổi theo mác, nhà sản xuất và nguồn phế) [Nickel Institute; EPD nhà máy].

Kết luận: Inox là vật liệu có thể tái chế 100% về mặt công nghệ; tỷ lệ tái chế thực tế cao nhưng không tuyệt đối do yếu tố logistics và vòng đời dài của sản phẩm inox.

Quy trình tái chế inox: từ phế liệu đến cuộn/ống/thanh mới

1) Thu gom và phân loại phế liệu

Nguồn phế chính:
– Home scrap (nội bộ nhà máy): bavia, phế cắt trong quá trình cán/đúc – quay vòng gần như 100% theo vòng kín.
– Prompt/industrial scrap: phế phát sinh tại nhà gia công, xưởng cơ khí.
– End-of-life scrap: thiết bị, đường ống, kết cấu, đồ gia dụng hết vòng đời.

Bước phân loại kỹ thuật:
– Tách nhóm bằng nam châm: ferritic (400 series) hút nam châm; austenitic (300 series) thường ít hút, nhưng có thể hơi từ hóa do biến cứng nguội – không dùng nam châm làm tiêu chí duy nhất.
– Nhận diện mác bằng XRF/OES cầm tay: đo nhanh %Cr, Ni, Mo, Mn để phân dòng (304/304L, 316/316L, 430, 201…).
– Loại bỏ tạp chất: bẩn dầu, sơn, nhựa, gỗ; tháo rời phụ kiện đồng, nhôm, chì… để giảm tạp chất (Cu, Sn, Pb) khi nấu.
– Kiểm soát phóng xạ: cổng phát hiện (radiation portal monitor) tại bãi phế để bảo đảm an toàn.

2) Chuẩn bị phế: cắt, ép kiện, làm sạch

– Cắt/nguội: cắt ngắn, xén mép để tối ưu nạp lò.
– Ép kiện/briquette: ổn định khối lượng nạp, cải thiện mật độ.
– Tẩy dầu/đốt sơ bộ: giảm ẩm và dầu mỡ nhằm hạn chế bùng lửa, khói và tạp lưu huỳnh.

3) Nấu chảy trong lò hồ quang điện (EAF)

– Nguyên liệu nạp: phế inox đã phân dòng, một phần phế thép carbon sạch (nếu thiết kế mác cho phép), ferrochrome (FeCr), ferronickel hoặc nickel cathode, ferromolybdenum, vôi/dolomite làm xỉ.
– EAF dùng hồ quang để nấu chảy mẻ phế; tỷ lệ phế trong mẻ inox thường 60–90% tùy mác và chiến lược chi phí-carbon.
– Tạo xỉ để thu giữ tạp chất (S, P) và oxit hóa các nguyên tố không mong muốn.

4) Tinh luyện AOD/VOD: đạt thành phần và độ sạch mong muốn

– AOD (Argon Oxygen Decarburization): thổi O2 và Ar/N2 để khử C xuống mức rất thấp mà giữ được Cr, Ni; đồng thời khử S, điều chỉnh N theo yêu cầu mác.
– VOD (Vacuum Oxygen Decarburization): dùng chân không cho các mác yêu cầu C và N rất thấp.
– Cân bằng thành phần: bổ sung hợp kim để đạt mác mục tiêu (ví dụ 304: ~18%Cr–8%Ni; 316: ~17%Cr–10%Ni–2%Mo; 430: ~16–18%Cr). Phòng lab phân tích quang phổ theo thời gian thực để “khóa” thành phần.

5) Đúc bán thành phẩm và cán lại

– Đúc liên tục dạng slab/billet/bloom, sau đó cán nóng – ủ – tẩy gỉ – cán nguội (đối với dải/cuộn), kéo nguội (đối với ống/thanh) để đạt cơ tính và bề mặt yêu cầu.
– Kiểm soát chất lượng: phân tích hóa học (Spectro), tổ chức tế vi, cơ tính (độ bền, dãn dài), ăn mòn (pitting for 316/duplex), và kiểm tra không phá hủy (PMI, UT/ET cho ống).

6) Vòng kín tại nhà máy và chuỗi cung ứng

– Scrap hồi lưu nội bộ (revert scrap) từ cắt mép, lỗi bề mặt được quay lại lò; đây là điểm then chốt giúp inox duy trì “chất lượng không xuống cấp” sau tái chế.

Vì sao inox có thể tái chế vô hạn mà không xuống cấp?

– Hóa học hợp kim ổn định: Cr, Ni, Mo… là nguyên tố kim loại cơ bản; khi nấu lại, cấu trúc austenite/ferrite/martensite được thiết lập nhờ tinh luyện AOD/VOD – không có “già hóa” như polymer.
– Kiểm soát thành phần chính xác: phân dòng phế + bổ sung ferrohợp kim giúp quay về đúng cửa sổ mác theo tiêu chuẩn ASTM/EN/TCVN.
– Trị được tạp chất: xỉ tinh luyện + thực hành luyện kim hiện đại loại được S, P, C; kiểm soát tramp (Cu, Sn, Pb) trong giới hạn cho từng mác.
– Giá trị kinh tế cao của phế inox: thúc đẩy thị trường thu gom, giảm thất thoát và tránh “downcycling” sang thép carbon.

Lợi ích năng lượng và phát thải khi tái chế inox

– Tiết kiệm năng lượng: dùng phế làm nguyên liệu giúp giảm 60–70% năng lượng so với sản xuất từ quặng nguyên sinh, đặc biệt với tuyến EAF [World Steel Association].
– Giảm phát thải CO2: tỉ lệ phế càng cao, cường độ phát thải càng thấp. Nhiều EPD của các nhà máy inox châu Âu cho thấy giảm CO2 đáng kể khi dùng phế >80% so với kịch bản nguyên sinh [EPD nhà máy; worldstainless].
– Giảm khai thác tài nguyên: ít quặng crom/nicken mới, ít chất thải khai khoáng; phù hợp mục tiêu kinh tế tuần hoàn trong công trình xanh.

Những yếu tố quyết định hàm lượng tái chế trong inox bạn mua

– Nguồn phế và vòng đời: Inox có vòng đời dài (thiết bị công nghiệp/kết cấu 15–40+ năm), nên cung phế “đến chậm” so với tăng trưởng nhu cầu – giới hạn hàm lượng tái chế tối đa toàn ngành.
– Mác và yêu cầu kỹ thuật: Mác có Mo/N cao, hoặc duplex, có thể cần bổ sung nhiều hợp kim nguyên sinh để đạt thành phần.
– Tuyến công nghệ: EAF+AOD dùng phế cao; lò chuyển/BOF ít dùng cho inox. Chọn nhà sản xuất có tối ưu hóa phế.
– Khu vực và nhà máy: Một số nhà sản xuất công bố RC trung bình 60–90% trong EPD; giá trị cụ thể phụ thuộc từng sản phẩm, thời điểm.
– Tài liệu xác nhận: Yêu cầu Mill Test Certificate (MTC) và Environmental Product Declaration (EPD) để có số liệu RC/CO2 phục vụ hồ sơ LEED/LOTUS.

Hướng dẫn cho xưởng và nhà thầu: tối đa hóa giá trị và khả năng tái chế

– Phân dòng ngay tại nguồn:
– Tách 300-series, 400-series, 200-series; ghi nhãn thùng phế rõ ràng.
– Tránh trộn inox với thép carbon để không làm “loãng” mác khi tái chế.
– Giữ sạch phế:
– Tháo phụ kiện đồng, nhôm; loại bỏ cao su/nhựa; hạn chế lẫn dầu, cát mài nặng Cr2O3.
– Lưu kho an toàn:
– Che mưa, nền khô ráo; kiểm soát tia lửa trong khu cắt, đặc biệt gần bình chứa dầu.
– Kiểm tra nhanh:
– Dùng PMI/XRF cầm tay khi có nghi ngờ; với lô lớn, yêu cầu bên thu mua phế cung cấp biên bản phân tích.
– Bán phế đúng thời điểm:
– Giá phế inox chịu ảnh hưởng mạnh bởi giá Ni/Cr (LME). Theo dõi thị trường để tối ưu giá trị thu hồi.
– Mua inox cho dự án xanh:
– Yêu cầu EPD hoặc Statement of Recycled Content; kiểm tra tiêu chí LEED v4 (MR credits) hoặc LOTUS để cộng điểm vật liệu.

Ứng dụng trong công trình xanh: LEED/LOTUS và truy xuất nguồn gốc

– Inox có lợi thế “tuổi thọ cao + tái chế 100%”, phù hợp các chiến lược giảm vòng đời CO2.
– Cách chứng minh:
– EPD theo ISO 14025/EN 15804 của nhà sản xuất (nêu RC, GWP).
– MTC nêu mác/tiêu chuẩn; thư xác nhận hàm lượng tái chế trung bình theo tuyến công nghệ.
– Tận dụng tín chỉ:
– LEED v4 MR: Sourcing of Raw Materials (recycled content, EPD).
– LOTUS: Vật liệu bền vững, hàm lượng tái chế và công bố môi trường.
– Thực hành thiết kế: tối ưu độ dày – tuổi thọ – khả năng tháo lắp cuối vòng đời để tăng thu hồi.

Câu hỏi thường gặp

– Inox austenitic (304/316) có thể hút nam châm không?
– Có thể hơi hút sau biến cứng nguội; đừng dùng nam châm là tiêu chí duy nhất. Hãy dùng XRF/OES để phân định mác.
– Có nên trộn inox với thép carbon khi bán phế?
– Không. Trộn lẫn làm giảm giá trị và gây khó cho luyện kim; hãy giữ dòng phế riêng biệt.
– Tái chế có làm inox “kém bền” hơn?
– Không, nếu luyện đúng quy trình AOD/VOD và kiểm soát tạp chất. Tính năng đạt tiêu chuẩn mác như vật liệu nguyên sinh.
– Làm sao yêu cầu hàm lượng tái chế khi mua?
– Hỏi nhà cung cấp về EPD, tuyên bố RC theo năm hoặc theo lô. Giá trị điển hình thị trường 50–70%, có nhà máy đạt >80% tùy sản phẩm.

Tài liệu tham khảo

– International Stainless Steel Forum (worldstainless): Recycling and Sustainability of Stainless Steel, và Stainless Steel and CO2. https://www.worldstainless.org
– Nickel Institute: Stainless Steel Recycling and Recycled Content resources. https://nickelinstitute.org
– World Steel Association: Scrap and the steel industry – lợi ích năng lượng/phát thải khi dùng thép phế. https://worldsteel.org/steel-topics/sustainability/scrap/
– EPD các nhà sản xuất inox (ví dụ Outokumpu, Aperam, Acerinox) công bố RC và GWP. Ví dụ: https://www.outokumpu.com/sustainability/environmental-product-declarations

Kết luận

Inox là vật liệu có thể tái chế 100% về mặt công nghệ: phế được nấu lại trong EAF, tinh luyện AOD/VOD để quay về đúng mác mà không mất tính chất. Nhờ đó, ngành inox duy trì vòng lặp “không xuống cấp”, tiết kiệm 60–70% năng lượng và giảm phát thải CO2 so với dùng nguyên liệu nguyên sinh. Tỷ lệ tái chế thực tế rất cao, còn hàm lượng tái chế trong sản phẩm phụ thuộc vào nguồn phế, mác và nhà sản xuất. Đối với kỹ sư, nhà thầu và chủ xưởng, việc phân dòng phế đúng cách, yêu cầu EPD/MTC, và chọn nhà cung cấp uy tín sẽ tối ưu chi phí – chất lượng – điểm số công trình xanh.

Cần tư vấn chọn mác, chứng từ EPD/MTC và báo giá inox tối ưu cho dự án? Liên hệ Inox Cuong Thinh để được hỗ trợ nhanh chóng và giá tốt nhất. Hotline: 0343.417.281. Email: inoxcongnghiep.cuongthinh@gmail.com