廢鋼,指的是鋼鐵廠生產過程中不成為產品的鋼鐵廢料(如切邊、切頭等)以及使用后報廢的設備、構件中的鋼鐵材料,成分為鋼的叫廢鋼;成分為生鐵的叫廢鐵,統(tǒng)稱廢鋼。
世界每年產生的廢鋼總量為3~4億噸,約占鋼總產量的45~50%,其中85~90%用作煉鋼原料,10~15%用于鑄造、煉鐵和再生鋼材。
鋼鐵廠生產過程中產生的廢鋼稱為“返回廢鋼”、“自產廢鋼”或“循環(huán)廢鋼”。其含碳量一般小于2.0%,硫、磷含量均不大于0.05%。廢鋼由于其產生的情況不同,而存在各種不同的形狀,其性能與產生此種廢鋼的成材基本相同,但也受到時效有效性、疲勞性等因素的影響,而性能有所降低。普通鋼廠自產廢鋼約為鋼產量的15~25%;特殊鋼廠達30~50%。
“量體裁衣”發(fā)展電爐煉鋼
日本廢鋼的來源包括鋼廠自產廢鋼和社會廢鋼,社會廢鋼又分為廢棄廢鋼和加工廢鋼。廢棄廢鋼包括汽車、鋼材、器械、鐵軌和輪船的回收品,加工廢鋼則是使用鋼材的各產業(yè)部門在加工鋼材時產生的廢鋼。
汽車、產業(yè)機械、造船等部門的加工廢鋼產生率比建筑業(yè)要高。因此,雖然日本建筑業(yè)鋼材消費量較大,但加工廢鋼的平均產生率要比歐美地區(qū)的國家低。相關數據顯示,近年日本加工廢鋼的68%來自汽車業(yè),其次是來自工業(yè)機械,占比為10%,來自電機和造船業(yè)的加工廢鋼占比分別為7%和6%。
隨著廢鋼資源不斷產生,日本鋼鐵業(yè)開始注重根據國內廢鋼資源情況來選擇煉鋼工藝。
從日本煉鋼發(fā)展歷史來看,二戰(zhàn)后的日本處于經濟高速成長期的前半期,對鋼鐵需求量迅速增長,因此大力發(fā)展鋼鐵業(yè)。這段時期日本廢鋼使用量為粗鋼產量所左右,并受到以廢鋼為主要原料的電爐、平爐和以鐵水為主要原料的轉爐產量比率影響。
1950年-1965年,日本粗鋼產量增長主要靠大量使用廢鋼的平爐煉鋼法來實現。然而,由于國內產生的廢鋼不足以滿足需求,要大量進口廢鋼且供應不穩(wěn)定。為此,日本鋼鐵業(yè)開始向轉爐生產方式為主的生鐵增產型結構轉向,并于1977年廢除了平爐煉鋼法。在發(fā)展轉爐降低平爐生產比率時期,日本對電爐鋼比率進行了控制,因此上世紀60年代-70年代日本電爐鋼比例在20%以內。
1975年以后,日本對進口廢鋼依賴減少,同時日本電爐廠在1973年石油危機時對產品結構和設備進行了合理化改造,電爐煉鋼從此進入高速發(fā)展階段,產量比例逐年升高,從1975年的17%提至1996年33%的峰值水平。1996年以后,日本電爐鋼比例開始持續(xù)下滑,主要歸因于上世紀90年代后,日本經濟出現停滯,建筑業(yè)低迷使得電爐鋼產品需求開始下降。不過,日本交通工具產量在上世紀90年代初期出現一段時期的下滑后,則維持穩(wěn)步上升的態(tài)勢,這意味著日本整體鋼鐵需求仍然穩(wěn)定。因此,在粗鋼產量穩(wěn)步增長的情況下,電爐鋼產量下降使電爐鋼占比持續(xù)下降,2009年降至21%。
也就是說,日本電爐鋼比例峰時也僅在33%左右,而美國電爐鋼比例則達50%-60%,歐盟地區(qū)則為40%左右。日本國內有約40個電爐企業(yè),年產能為4000萬噸,而實際產量僅有2000多萬噸,產能過剩嚴重。
受中國國內廢鋼供應不足、電爐鋼生產成本高等因素影響,電爐煉鋼發(fā)展緩慢,電爐鋼產量比例一直呈下降走勢,一直維持在10%的水平。
在中國,鋼材市場供需兩旺,鋼鐵工業(yè)繼續(xù)加快發(fā)展,對廢鋼鐵資源的需求量大幅增加。2008年,中國粗鋼積累量為5.02億噸,大部分為近些年生產的,廢鋼積蓄量為??億噸。2007年中國實際用于煉鋼的廢鋼消耗總量為6850萬噸,其中鋼鐵企業(yè)自產廢鋼2700萬噸,社會采購廢鋼4310萬噸,用煉鋼的進口廢鋼120萬噸,廢次材外銷及增加庫存280萬噸。
隨著世界文明的進步,全球未來的鋼鐵工業(yè),電爐將會逐步替代轉爐,廢鋼將會逐步替代鐵礦石,而少量的鐵礦石應用將作為資源自然消耗的補充,真正成為與自然和諧的生態(tài)工業(yè)。由于國際市場鐵礦石市場價格的不斷上升,國內電力供給能力的增強,以及國內廢鋼產出量的增長,預計今后中國電爐生產能力將會出現較快的增長,市場需求也將有所上升。新電爐鋼產能的建設效益與傳統(tǒng)流程相比,差距將會大大減小。因而,可以預計鋼鐵行業(yè)對廢鋼的需求也會出現快速增長。
另外,隨著國家重點工程的建設和城鎮(zhèn)化建設的實施等,對鋼鐵的需求量增長較快,而中國鐵礦石資源短缺且世界鐵礦石資源有限,鋼鐵企業(yè)趨向發(fā)展循環(huán)經濟,因此廢鋼的需求將會出現快速增長,開發(fā)前景廣闊。
冶金行業(yè)對廢鋼鐵的技術要求(1)