廢鋼

廢鋼

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)以及使用後報廢的設備、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,統稱廢鋼。

目前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%用於鑄造、煉鐵和再生鋼材。

基本介紹

  • 中文名:廢鋼
  • 外文名:Steel scrap
  • 釋義:不成為產品的鋼鐵廢料
  • 包括:廢鋼、廢鐵
  • 產生於:煉鋼車間、鑄鋼車間等
  • 檢驗:扣雜質 質量檢驗
材料來源,檢驗方式,主要分類,重型廢鋼,中型廢鋼,技術要求,生產工藝,利用價值,處理方法,磁選,清洗,預熱,堆放方法,發展狀況,日本,中國,統計數據,

材料來源

鋼鐵廠生產過程中產生的廢鋼稱為“返回廢鋼”、“自產廢鋼”或“循環廢鋼”。其含碳量一般小於2.0%,硫、磷含量均不大於0.05%。廢鋼由於其產生的情況不同,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%。
廢鋼主要產生於煉鋼車間、鑄鋼車間和鋼的冷加工和熱加工車間。隨著鋼鐵生產技術的發展,鋼材收得率增加,自產廢鋼占鋼產量的比例有下降趨勢。鋼鐵產品和工製造過程中產生的廢鋼,約占廢鋼總量的20~25%,主要為鋼料的切頭、切尾、切屑、邊角料等。各種廢舊設備,鋼結構件,“報廢”的機車、車輛、鋼軌、汽車、船舶、工具、用具等,也產生大量“折舊廢鋼”。它在工業已開發國家約占廢鋼總量的25~30%,占社會上鋼材總投放量的1~1.5%。中國當前每年產生的折舊廢鋼約 300萬噸。生活用品廢舊鋼鐵如罐頭盒、家具和用具等,稱為“社會廢鋼”或“垃圾廢鋼”,數量有時高達鋼材投放量的1%。此外,還有從渣中回收的廢鋼,積存的廢鋼塊,打撈的沉船等,來源頗為複雜。

檢驗方式

對廢鋼鐵質量檢驗的幾點:
冶金企業對廢鋼鐵質量檢驗有兩大難題,一是扣雜質,二是廢鋼鐵定級問題。
一、扣雜質
1在卸廢鋼場地設立檢斤秤,卸車後在驗質人員的監督下回皮檢斤。
2條件不具備可將卸車時剩餘的雜質裝在固定的容器中檢斤扣量。
二、質量檢驗
1廢鋼鐵場地實行封閉式定理,安裝監控設施,嚴禁廢鋼供應商進入卸車現場,以免干擾質量檢驗人員的工作。
2要求廢鋼鐵供應商分類進貨,就是把重型、中型、小型、統料廢鋼分別裝車,單獨進貨,這樣就可以解決定級不準確的問題。
3在火車運輸廢鋼鐵時,裝廢鋼在57噸以上的車皮,不定級,可按一個價格結算。
4對惡意摻雜作假的廢鋼鐵供應商,在本地區廢鋼鐵套用單位中通報,永遠不與其簽定廢鋼鐵契約。

主要分類

廢鋼按其用途分為熔煉用廢鋼非熔煉用廢鋼
熔煉用廢鋼按型號類別代碼外形尺寸重量要求供應形狀典型舉例:

重型廢鋼

1類201
A≤1000mmX400mm,厚度≥40mm,單重:40kg~1500kg,圓柱實心體直徑≥80mm。塊、條、板、型報廢的鋼錠、鋼坯、初軋坯、切頭、切尾、鑄鋼件、鋼軋輥、重型機械零件、切割結構件等。
2類201
B≤1000mmX500mm,厚度≥25mm,單重:20kg~1500kg,圓柱實心體直徑≥50mm。塊、條、板、型報廢的鋼錠鋼坯初軋坯切頭切尾鑄鋼件、鋼軋輥、重型機械零件、切割結構件、車軸、廢舊工業設備等。
3類201
C≤1500mmX800mm,厚度≥15mm,單重:5kg~1500kg,圓柱實心體直徑≥30mm。塊、條、板、型報廢的鋼錠、鋼坯、初軋坯、切頭、切尾、鑄鋼件、鋼軋輥、火車軸、鋼軌、管材、重型機械零件、切割結構件、車軸、廢舊工業設備等。

中型廢鋼

1類202
A≤1000mmX500mm,厚度≥10mm,單重:3kg~1000kg,圓柱實心體直徑≥20mm。塊、條、板、型報廢的鋼坯及鋼材、車船板、機械廢鋼件、機械零部件、切割結構件、火車軸、鋼軌、管材、廢舊工業設備等。
2類202
B≤1500mmX700mm,厚度≥6mm,單重:2kg~1200kg,圓柱實心體直徑≥12mm。塊、條、板、型報廢的鋼坯及鋼材、車船板、機械廢鋼件、機械零部件、切割結構件、火車軸、鋼軌、管材、廢舊工業設備等。
廢鋼等級標準
品種
品種舉例
規格要求
厚度
外型尺寸及要求
純一
各類純新板材
≥6-20mm
可剪下
純二
各類新板材(表面有少許浮銹)
≥6-20mm
可剪下
重一
各種方鋼(坯)切頭、切尾、圓鋼Φ≥30mm長度15公分以上,火車輪餅,38kg
≥10mm
0.8*1.2m
重二
各類純鋼材切頭,切尾、邊角料、小路軌圓Φ≥20mm,各類機械鑄鋼件等
≥6mm
0.8*1.2m
爐一
清一色角鋼、槽鋼、工字鋼、鋼板、鋼管、螺絲、螺母、衝壓鍛打件、螺紋鋼、圓鋼等工業邊切余料
≥6mm
長度≤300*300
爐二
清一色角鋼、槽鋼、工字鋼、鋼板、鋼管、螺絲、螺母、衝壓鍛打件、螺紋鋼、圓鋼等工業邊切余料
≥4 mm
長度≤300*300
剪中
板材及邊角料,槽鋼、工字鋼、角鋼、管子Φ≥16mm鋼筋螺紋鋼等(不得混裝少量混裝下一等級)
≥3.5mm
凡人工搬不動,不能上剪下機的按規定收取加工費
中廢
各類純工業邊角料,角鋼,板材(清一色≥2mm,鏽蝕嚴重的除外)各類機械鑄鋼件,各類汽車車廂擋板及鋼模板清一色裝運,Φ≥8mm鋼筋螺紋鋼等
≥3mm
可剪下
機一
各類機械拆卸部件
0.3m*0.6m
機二
各類機械拆卸部件
0.3m*0.6m
小廢
各種廢鋼邊腳料,汽車車頭鐵皮清一色裝運
≥2mm
可剪下
統廢
社會廢鋼(無嚴重鏽蝕氧化)
≥1mm
可剪下
薄料
社會混雜廢鋼(無嚴重鏽蝕飯氧化)
<1mm
可剪下

技術要求

廢鋼鐵必須分類。
5.2廢鋼鐵的單件外形尺寸不大於1500 mm,單件重量不大於1500kg。
5.3對於單件表面有鏽蝕的廢鋼鐵,其每面附著的鐵鏽厚度不大於單件厚度的10%。
5.4廢鋼鐵內不應混有鐵合金、有害物;非合金廢鋼、低合金廢鋼不應混有合金廢鋼和廢鐵;合金廢鋼內不應混有非合金廢鋼、低合金廢鋼和廢鐵。廢鐵內不應混有廢鋼。
5.5廢鋼鐵表面和器件、打包件內部不應存在泥塊、水泥、粘砂、油污以及琺瑯等。
5.6廢鋼鐵中禁止混有炸彈炮彈等爆炸性武器彈藥及其他易燃易爆物品。禁止混有兩端封閉的管狀物、封閉器皿等物品。禁止混有橡膠和塑膠製品。
5.7廢鋼鐵中不應有成套的機器設備及結構件 如有,則必須拆解且壓碎或壓扁成不可復原狀 。各種形狀的容器罐筒等 應全部從軸向割開。機械部件容器 發動機、齒輪箱等 應清除易燃品和潤滑劑的殘餘物。
5.8廢鋼鐵中禁止混有其浸出液中有害物質濃度超過GB5085.3中鑑別標準值的有害廢物。
5.9廢鋼鐵中禁止混有其浸出液中超過GB5085.1中鑑別標準值即pH值不小於12.5或不大於2.0的夾雜物。
5.10廢鋼鐵中禁止混有多氯聯苯含量超過GB13015控制標準值的有害物。
5.11鋼鐵中曾經盛裝液體和半固體化學物質的容器、管道及其碎片,必須清洗乾淨。進口廢鋼鐵必須向檢驗機構申報容器、管道及其碎片曾經盛裝或輸送過的化學物質的主要成分。
5.12廢鋼鐵中不應混有下列有害物:醫藥廢物、廢藥品、醫療臨床廢物;農藥和除草劑廢物、含木材防腐劑廢物;廢乳化劑、有機溶劑廢物;精 蒸 鎦殘渣、焚燒處置殘渣;感光材料廢物; 鈹、六價鉻、砷、硒、鎘、碲、銻、汞、鉈、鉛及其化合物的廢物,含氟、氰、酚化合物的廢物 ;石棉廢物;廚房廢物、衛生間廢物等。
5.13廢鋼鐵中禁止夾雜放射性廢物。
廢鋼鐵的放射性污染按以下要求控制:
廢鋼鐵的外照射貫穿輻射劑量率不能高於0.46 μSv/h
廢鋼鐵的α表面放射性污染水平檢測值,不能超過0.04Bq/cm2;&szlig;表面放射性污染水平檢測值,不能超過0.4Bq/cm2;
廢鋼鐵中放射性核素比活度禁止超過GB16487.6的規定。
5.14廢鋼鐵各檢驗批中非金屬夾雜物 不含非金屬有害廢物的總重量,不應超過該檢驗批重量的千分之五。
5.15廢舊武器由供方作技術性的安全檢查後按有關規定處理。
5.16非熔煉用廢鋼鐵使用後,其製品的性能指標滿足有關標準的規定,且不應對公眾人身安全、財產、環保等造成隱患或危害。

生產工藝

廢鋼的破碎處理技術 將不易入爐、運送、分選的大尺寸、特殊形狀的廢鋼進行破碎的方法有:氣割、落錘、爆破、剪下、切碎機破碎等方法。由於廢鋼資源不一,堆比密度不均,成分差異很大,反過來對電爐鋼的發展有影響。因此對廢鋼的預處理,可改善鋼鐵產品的性能和投入產出比。
我國廢鋼鐵資源產生的地域分布也不平衡,全國80%以上的廢鋼鐵資源分布在京、津、滬、粵、遼、黑、冀、晉、魯、鄂、川及江蘇這12個工礦企業比較集中、人口比較稠密的省市;其它地區由於地理條件較差、人口較少,生成的廢鋼資源不足20%。

利用價值

廢鋼主要用於長流程轉爐中的煉鋼添加料或短流程電爐的煉鋼主料。
國內廢鋼資源由於受到淘汰年限的限制,所以基本處於廢鋼資源的貧乏時期,滿足不了鋼鐵工業快速發展的需要,2005年,國內主要鋼廠廢鋼單耗為169.08千克,比2004年的220千克有較大幅度的降低,幅度達到了23%。2005年進口廢鋼約1020萬噸,出口量可以忽略不計,廢鋼需求量將達6190萬噸,生產回收1043萬噸。
目前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%用於鑄造、煉鐵和再生鋼材。
鋼鐵工業主要的鐵源為鐵礦石。每生產1 噸鋼,大致需要各種原料(如鐵礦石、煤炭、石灰石、耐火材料等)4~5噸,能源折合標準煤(指發熱值為7000千卡/公斤的煤)0.7~1.0噸。而利用廢鋼作原料直接投入煉鋼爐進行冶煉,每噸廢鋼可再煉成近1噸鋼,可以省去採礦、選礦、煉焦、煉鐵等過程,顯然可以節省大量自然資源和能源。目前在煉鋼金屬料中,廢鋼已占總量的35%左右,由鐵礦石煉得的生鐵占總量的65%左右;因此,廢鋼的利用,引起社會的普遍重視,被稱為“第二礦業”。許多國家缺乏鐵礦或鐵礦品位不斷下降,對廢鋼更為重視。廢鋼的供銷,已成為一個重要的國際市場。20世紀70年代以來,世界上以廢鋼作原料的電爐鋼產量,有較大的發展,也說明廢鋼的利用範圍日益擴大。由於廢鋼的大量套用,目前世界生鐵產量僅為鋼產量的72%。
各種煉鋼方法利用廢鋼的程度是不同的。氧氣轉爐煉鋼一般可用15~25%的廢鋼,採用預熱廢鋼技術則可用廢鋼30~40%;平爐煉鋼理論上可以 100%用廢鋼,但一般用量為20~60%;電弧爐煉鋼幾乎全部利用廢鋼作原料。廢鐵一般作高爐煉鐵鑄鐵原料,少量乾淨廢鐵也用作煉鋼原料。大型鋼鐵聯合企業煉鋼原料以生鐵為主,以廢鋼為輔。獨立鋼廠、特殊鋼廠和近年發展起來的小鋼廠都以廢鋼為主要原料。
為利用廠內外的廢鋼,各鋼鐵廠均設有廢鋼加工部門,對廢鋼進行分類,精整和加工成為合格的冶煉原料。按形狀分為輕型、中型和重型廢鋼,按性質分為碳素廢鋼和各種合金廢鋼。

處理方法

廢鋼處理方法因材質和形狀而異。易碎的和形狀不規則的大塊物料,採用重錘擊碎。特厚、特長的大型廢鋼,用火焰切割器切割成合格尺寸。更大廢鋼鐵塊料,則採用爆破法爆碎。厚廢鋼板和型鋼、條鋼,採用剪下機進行剪下。廢薄板邊角料、廢鋼絲、廢汽車殼體等容積比重較小的輕料,用打包機壓縮成塊體,打捆用作煉鋼原料。切削產生的廢鋼屑除油後,再用壓塊機壓塊。混有其他金屬的廢料,先經破碎,再經磁選,分離出廢鋼。近年發展出利用液氮在 -50~-100℃的低溫下進行破碎的新技術。但廢鋼與有色金屬和其他雜質的分離問題尚未完全解決。使用混雜廢鋼要限制在一定比例,以免影響鋼的質量。
一般情況下採用機械加工,常用機械為壓包機、切割機等。廢鋼主要用於長流程轉爐中的煉鋼添加料或短流程電爐的煉鋼主料。

磁選

磁選是利用固體廢物中各種物質的磁性差異,在不均勻磁聲中進行分選的一種處理方法。磁選是分選鐵基金屬最有效的方法。將固體廢物輸入磁選機後,磁性顆粒在不均勻磁聲作用下被磁化,從而受到磁場吸引力的作用,使磁性顆粒吸進圓筒上,並隨圓筒進入排料端排出;非磁性顆粒由於所受的磁場作用力很小,仍留在廢物中。磁選所採用的磁場源一般為電磁體或永磁體兩種。

清洗

清洗是用各種不同的化學溶劑或熱的表面活性劑,清除鋼件表面的油污、鐵鏽、泥沙等。常用來大量處理受切削機油、潤滑脂、油污或其他附著物污染的發動機、軸承、齒輪等。

預熱

廢鋼鐵經常粘有油和潤滑脂之類的污染物,不能立刻蒸發的潤滑脂和油會對熔融的金屬造成污染。露天存放的廢鋼受潮後,由於夾雜的水分和其他潤滑脂和油會對熔融的金屬造成污染。露天存放的廢鋼受潮後,由於夾雜的水分和其他潤滑脂等易汽化物料,會因炸裂作用而迅速在爐內膨脹,也不宜加入煉鋼爐。為此,許多鋼廠採用預熱廢鋼的方法,使用火焰直接烘烤廢鋼鐵,燒去水分和油脂,再投入鋼爐。

堆放方法

轉爐車間所使用廢鋼類型直接關係到車間的技術經濟指標和所選擇的廢鋼裝料工藝,廢鋼的堆放應當是按照輕重類型和種類分類堆放,根據每爐所需廢鋼量控輕、重型廢鋼和不同種類廢鋼的比例裝入料斗,並用輕型廢鋼填底。廢鋼的稱量方式可採用電子軌道衡或加料吊車之吊鉤的電子秤稱量。
廢鋼間的尺寸和廢鋼間的布置方式有關,主要由廢鋼的貯量,堆放方法,運輸廢鋼料斗平車線的數目,轉爐晝夜所需廢鋼量等因素來決定。另外,應考慮廢鋼料斗的稱量地點和貯存料斗數目所需要之作業面積等。
跨間長度根據廢鋼貯存面積和堆高來決定,同時考慮運輸廢鋼料斗平車在車間內停放.調度等所需之長度。廢鋼間的起重機軌面標高由廢鋼平車,廢鋼料斗,磁碟或大鉗以及大鉤的極限高度,並加上一定活動餘量來決定。
①設立單獨的廢鋼間,用火車或汽車向料坑或料倉卸入本廠或外來之廢鋼,按照輕重類型不同分類堆放,用磁碟吊車或大鉗向廢鋼料斗裝入廢鋼,然後用熱力或電力料斗平車運送廢鋼料斗到加料跨。
②在加料跨一端設立廢鋼間,跨間設有雙層起重機,由火車或汽車向廢鋼間卸入廢鋼,由磁碟或大鉗天車向廢鋼料斗裝廢鋼,裝滿廢鋼的料斗運送到專門地點存放和稱量,用加料跨天車吊運廢鋼料斗並加入轉爐內。也可以用廢鋼加料機加廢鋼。

發展狀況

日本

中國鋼鐵工業經歷了數十年的快速發展,鋼鐵積蓄量不斷增加,今後將有大量的廢鋼資源產生。如何有效利用、管理這些資源或將是未來中國鋼鐵工業需要解決的一個重大問題。相關資料顯示,短流程煉鋼比長流程煉鋼可減少廢氣86%、廢水76%和廢渣97%,與長流程煉鋼相比,用廢鋼煉1噸鋼可減少近1.6噸碳排放,因此廢鋼生產更加清潔和有利於排廢減量化,鼓勵能耗低、污染小的電爐煉鋼發展無疑有利於環境保護。
日本鋼鐵業的發展與中國有很多類似之處,而且日本廢鋼產業已經非常成熟。深入分析研究日本廢鋼的產生、消費和管理模式,將為中國廢鋼行業的發展提供有益的啟示和借鑑。
5月6日,日本財務省的最新數據顯示,今年前3個月,日本進口廢鋼總量為22.6萬噸,同比大增近400%;出口廢鋼總量為150萬噸,同比下降38.1%。此外,日本企業也積極進行廢鋼領域的海外投資,今年4月底,日本豐田通商株式會社(Toyota Tsusho)已參股德國黑色、有色金屬廢料回收商肖爾茨公司,前者將獲得後者39.9%的股權。
一般而言,廢鋼的產生量與鋼鐵積蓄量成正比。在鋼鐵消費歷史較長的歐美地區,由於鋼鐵積蓄量大,廢鋼產生量也大。日本對鋼鐵的大量使用比歐美地區晚50餘年,從上世紀50年代後期開始,日本大量使用的鋼鐵在進入老舊廢鋼形成周期後成為廢鋼,在上世紀90年代左右,日本廢鋼平均回收率為2.5%-3%。近20年來,日本廢鋼發生量增速趨緩,回收率為2%-2.3%。但是,日本廢鋼發生量總體仍呈增長趨勢。
廢鋼業發展模式:立法、管理、渠道
為解決人口、資源和環境的矛盾,保持可持續發展,建設資源—產品—再生資源的循環經濟社會成為日本的國策。廢鋼回收是日本發展循環經濟的重要部分。從上世紀50年代中期開始,日本就開始重視廢鋼的回收與利用。上世紀70年代以後,日本不僅實現了高效率的廢鋼管理體制、疏通廢鋼流通渠道,而且還能夠採用現代技術對廢鋼進行加工處理,使其廢鋼行業的管理達到世界先進水平。
完善循環經濟法律體系
自上世紀70年代開始,日本政府先後制定了多層次、多方面的循環經濟法律體系,對不同行業的廢棄物處理和資源再利用等作了具體規定,並大力推行。日本政府為循環經濟所構建的法律體系大致可以分成3個方面,如圖1所示。
建立高效的管理體制
為加強對廢鋼業的巨觀管理,日本建立了高效的管理體制,在通產省基礎產業局中設有專門機構負責制定有關的政策和法令,對廢鋼業和企業進行協調和綜合管理,巨觀方面的具體管理則由各民間團體負責。
1975年,日本對原有的廢鋼民間組織進行了統一調整與合併,在此基礎上成立了日本廢鋼鐵工業會、廢鋼鐵儲備協會和回收鐵源利用促進協會。1982年,日本政府又在通產省基礎產業局內成立了廢鋼鐵流通現代化推進協定會。1988年8月份,日本廢鋼鐵儲備協會更名為日本鐵源協會,職能也有所調整,主要是為原料供需方提供交流與合作,調查、提供和研究原料信息,目標是穩定原料供需、提升原料質量。
日本政府和上述民間組織都不直接插手廢鋼的流通和生產經營,讓企業有充分的自主權,並在相互競爭中充分發揮活力。
合理化廢鋼流通渠道
廢鋼作為再生資源能否得到充分開發的關鍵還在於流通渠道是否合理和通暢。一開始,日本廢鋼流通管理比較混亂,產生廢鋼的企業和家庭、廢鋼商業企業、地方自治體、鋼廠都直接插手廢鋼流通,導致流通環節既多又亂,速度緩慢且成本高昂。不過,上世紀60年代中期開始,日本廢鋼流通渠道逐步實現了合理化、高效化。
具體來看,日本廢鋼的流通流程為:家庭產生廢鋼流通至指定點再到廢棄站,然後進行篩選,事業單位產生廢鋼送至廢鋼集中站,船舶和橋樑等難拆廢鋼送至拆解企業,這3類廢鋼資源都要運送至加工處理企業,再送至零售商處;非鋼企業和鋼鐵企業的廢鋼資源則分為需要加工和不需加工的廢鋼,部分經加工處理後送至零售商處。
為加速廢鋼流通,日本政府除建立上述流通渠道外,還採取了以下措施:環境保護法規定,無論企業或個人都不得隨意放置廢棄物;把廢鋼買賣列入社會物資流通範疇,規定其正當的流通行為,其交易必須符合政府的政策法令,遏止黑市交易;制定統一的廢鋼規格標準,使買賣雙方不因規格標準不一而不能成交;實行全國統一的廢鋼檢斤驗收和退貨制度等。
在對廢鋼的加工處理方面,日本不斷採用先進適用的技術設備,提高了廢鋼加工企業的勞動生產率。為穩定原料供給,日本還不斷完善廢鋼市場定價機制,日本中部商品交易所在2005年10月份推出全球首個廢鋼期貨契約,期貨品種選取最高規格(等級)的廢鋼(重廢)作為標準。
“量體裁衣”發展電爐煉鋼
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部門在加工鋼材時產生的廢鋼。
汽車、產業機械、造船等部門的加工廢鋼產生率比建築業要高。因此,雖然日本建築業鋼材消費量較大,但加工廢鋼的平均產生率要比歐美地區的國家低。相關數據顯示,近年日本加工廢鋼的68%來自汽車業,其次是來自工業機械,占比為10%,來自電機和造船業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。
從日本煉鋼發展歷史來看,二戰後的日本處於經濟高速成長期的前半期,對鋼鐵需求量迅速增長,因此大力發展鋼鐵業。這段時期日本廢鋼使用量為粗鋼產量所左右,並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,由於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定。為此,日本鋼鐵業開始向轉爐生產方式為主的生鐵增產型結構轉向,並於1977年廢除了平爐煉鋼法。在發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年以後,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年以後,日本電爐鋼比例開始持續下滑,主要歸因於上世紀90年代後,日本經濟出現停滯,建築業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後,則維持穩步上升的態勢,這意味著日本整體鋼鐵需求仍然穩定。因此,在粗鋼產量穩步增長的情況下,電爐鋼產量下降使電爐鋼占比持續下降,2009年降至21%。
也就是說,日本電爐鋼比例最高峰時也僅在33%左右,而美國電爐鋼比例則達50%-60%,歐盟地區則為40%左右。目前,日本國內有約40個電爐企業,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,電爐煉鋼發展緩慢,電爐鋼產量比例一直呈下降走勢,最近幾年一直維持在10%的水平。
目前,中國廢鋼供應主要來自自產廢鋼、社會廢鋼和進口廢鋼。隨著工業化進程的推進和鋼鐵儲蓄量增加,中國廢鋼產生量逐年增加,從2005年的5415萬噸增長至2012年的約1億噸,但國內廢鋼供應不足以滿足需求,仍需要進口廢鋼。業內相關分析認為,中國將在2020年左右開始進入廢鋼消費高峰期,此後電爐鋼產量比例將開始上升。日本廢鋼產業的發展對中國有如下啟示:
第一,完善和加強相關廢鋼領域的立法。日本廢鋼業的良好運行離不開國家相關的法律法規,而且從日本建立循環經濟的法律體系來看,從基礎層面到具體法規都非常完善。因此,中國也應該借鑑,為保證和促進廢鋼業的良好發展進行相關立法。
第二,加大對報廢汽車和汽車企業廢鋼的回收力度。隨著中國2017年前後開始進入汽車報廢高峰期,報廢汽車回收拆解行業也將迎來快速發展期,但與之配套的回收拆解體系還沒有建立起來,因此國家應加快完善報廢汽車的相關政策。
第三,完善廢鋼流通渠道。在廢鋼資源尚未進入高產期的形勢下,提升廢鋼流通環節效率、降低流通成本將為增加廢鋼供應量起到一定推動作用,可借鑑日本設立廢棄站、廢鋼集中站的方式,加快廢鋼加工配送體系建設,完善各個領域的廢鋼流通途徑。此外,還應建立廢鋼加工企業與鋼企間的互信與合作,打造加工配送基地,由市場導向型模式向服務導向型模式轉化。
第四,加大對廢鋼加工企業管理和扶持力度。廢鋼加工處理企業對於廢鋼的利用起到關鍵作用,國家應加強對這些企業的管理。此外,廢鋼產業是微利產業,投資大、利潤薄,還應適當加大對廢鋼加工企業的扶持力度,把廢鋼採選分離和加工的成本降下來。

中國

在中國,鋼材市場供需兩旺,鋼鐵工業繼續加快發展,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年中國實際用於煉鋼的廢鋼消耗總量為6850萬噸,其中鋼鐵企業自產廢鋼2700萬噸,社會採購廢鋼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,電爐將會逐步替代轉爐,廢鋼將會逐步替代鐵礦石,而少量的鐵礦石套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工業。由於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,預計今後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流程相比,差距將會大大減小。因而,可以預計鋼鐵行業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,鋼鐵企業趨向發展循環經濟,因此廢鋼的需求將會出現快速增長,開發前景廣闊。
冶金行業對廢鋼鐵的技術要求(1)
廢鋼鐵是鋼鐵工業可持續發展的重要資源,尤其是電爐煉鋼重要的、必不可少的原料,同時也是轉爐鋼中效果最好的冷卻劑。為了不影響煉鋼工藝流程的正常進行、確保成品鋼件的質量,必須選用優質的廢鋼鐵原料加入鋼爐;亦即廢鋼鐵必須滿足一定的技術要求方可可作為原料使用。這是因為廢鋼鐵在收集過程中,常夾帶或沾染一些雜質成分,如防蝕處理所鍍上的鋅、鋁、鎳、銅等有色金屬,這些金屬在電弧爐煉鋼過程中會因電弧產生的高溫及吹氧助熔,導致鋼液沸騰,並造成鋼液中鋅、鉛、鎘等危害環境的有毒元素大量揮發。又如,民間收集的廢鋼鐵中,除其自身所含雜質環外,還常夾雜一些塑膠、油脂等有機物,在拆船廢鐵及汽車廢料表面常有一層很厚的油漆塗裝層,這些有機物在高達1000多攝氏度的高溫下,將形成一氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等有毒物質,不僅會造成環境污染,並且會使得鋼材的孔洞類缺陷大大增加。因此,在廢鋼鐵入爐前,必須進行徹底分選、清洗等前期處理,使之符台不同用途對於廢鋼鐵原料的技術標準。
冶金行業對廢鋼鐵的技術要求(2)
煉鋼過程,主要是實現“五脫一化”,即脫碳、脫磷、脫硫、脫氧、脫氣體夾雜和合金化。冶金工業對廢鋼提出了比較詳細的技術要求。
a廢鋼的硫、磷含量各不得大於0.08%。
b廢鋼內不得混有鐵合金、有色金屬和其他雜質;非合金鋼、低合金鋼可混放一起,但其中不得混有合金廢鋼和生鐵;合金廢鋼內不得混有非合金鋼、低合金鋼和廢鐵;廢鐵內不得混有廢鋼。
c廢鋼鐵表面不應存在泥塊、水泥、黏砂、橡膠等。
d.廢鋼鐵表面的油污應予以清除。
e.廢鋼中不允許有兩端封閉的管狀物、封閉器皿、易燃易爆物品、放射性及有毒物品。
f廢鋼鐵中不允許有成套的機器設備及結構件。
g廢舊武器必須做技術上的安全檢查和處理。
需要指出的是,廢鋼的清潔度、外形尺寸等一般用目測檢驗,化學分析可在成批量交貨時抽取試樣進行。廢鋼鐵成批量交貨時,應根據其類別、鋼組進行分類。尤其是合金廢鋼,應儘可能根據GB/T4223-1996規定,按照67個鋼組的分類標準進行分類,這樣不僅有利於台金廢鋼的熔煉,還可以回收其中的合金元素。
對於廢生鐵的技術要求:磷含量不允許大於0.85%;表面應潔淨,如表面附有爐渣和砂粒,應清除掉,但允許附有石灰和石墨。
對生鐵的塊度要求如下:
(1)煉鋼生鐵有兩種塊度:小塊生鐵,每塊生鐵的質量為2~7kg;大塊生鐵,每塊生鐵的質量不得大幹40kg,並有2個凹口,凹口處厚度不大於45mm。
(2)鑄造生鐵均應鑄成2~7kg的小塊,大於7kg的鐵塊與小於2kg的鐵塊之和,每批中應不超過總質量的10%,鐵塊長度、不大於200mm。

統計數據

從1994年到2013年間,我國鋼鐵市場共利用廢鋼鐵10.8億噸,相當於少開採礦石46億噸、節省原煤10億噸、減少17億噸碳排放。
2014年9月,舉辦的中國金屬循環套用國際研討會發布數據顯示,2013年我國的廢鋼資源產生量位居世界之首,達1.6億噸,占全球廢鋼產生量的26.7%,且廢鋼鐵年產生量占我國再生資源總量60%。另據預測,“十三五”期間我國鋼鐵積蓄量將達110億噸。
業內人士認為,在廢鋼量快速積蓄的基礎上,未來鋼鐵業對廢鋼的需求將逐年提高,廢鋼套用將在鋼鐵工業節能減排、轉型升級方面扮演重要角色。

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