廢鋼,指的是鋼鐵廠生產(chǎn)過程中不成為產(chǎn)品的鋼鐵廢料(如切邊、切頭等)以及使用后報廢的設備、構(gòu)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(chǎn)生的廢鋼總量為3~4億噸,約占鋼總產(chǎn)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。
廢鋼處理方法因材質(zhì)和形狀而異。易碎的和形狀不規(guī)則的大塊物料,采用重錘擊碎。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,則采用爆破法爆碎。厚廢鋼板和型鋼、條鋼,采用剪切機進行剪切。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(chǎn)生的廢鋼屑除油后,再用壓塊機壓塊?;煊衅渌饘俚膹U料,先經(jīng)破碎,再經(jīng)磁選,分離出廢鋼。近年發(fā)展出利用液氮在 -50~-100℃的低溫下進行破碎的新技術(shù)。但廢鋼與有色金屬和其他雜質(zhì)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(zhì)量。
磁選
磁選是利用固體廢物中各種物質(zhì)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有效的方法。將固體廢物輸入磁選機后,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,并隨圓筒進入排料端排出;非磁性顆粒由于所受的磁場作用力很小,仍留在廢物中。磁選所采用的磁場源一般為電磁體或永磁體兩種。
“量體裁衣”發(fā)展電爐煉鋼
日本廢鋼的來源包括鋼廠自產(chǎn)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(chǎn)業(yè)部門在加工鋼材時產(chǎn)生的廢鋼。
汽車、產(chǎn)業(yè)機械、造船等部門的加工廢鋼產(chǎn)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(chǎn)生率要比歐美地區(qū)的國家低。相關(guān)數(shù)據(jù)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(chǎn)生,日本鋼鐵業(yè)開始注重根據(jù)國內(nèi)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(jīng)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(chǎn)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(zhuǎn)爐產(chǎn)量比率影響。
1950年-1965年,日本粗鋼產(chǎn)量增長主要靠大量使用廢鋼的平爐煉鋼法來實現(xiàn)。然而,由于國內(nèi)產(chǎn)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(zhuǎn)爐生產(chǎn)方式為主的生鐵增產(chǎn)型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向,并于1977年廢除了平爐煉鋼法。在發(fā)展轉(zhuǎn)爐降低平爐生產(chǎn)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(nèi)。
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(chǎn)品結(jié)構(gòu)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(chǎn)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(jīng)濟出現(xiàn)停滯,建筑業(yè)低迷使得電爐鋼產(chǎn)品需求開始下降。不過,日本交通工具產(chǎn)量在上世紀90年代初期出現(xiàn)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(chǎn)量穩(wěn)步增長的情況下,電爐鋼產(chǎn)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(nèi)有約40個電爐企業(yè),年產(chǎn)能為4000萬噸,而實際產(chǎn)量僅有2000多萬噸,產(chǎn)能過剩嚴重。
受中國國內(nèi)廢鋼供應不足、電爐鋼生產(chǎn)成本高等因素影響,電爐煉鋼發(fā)展緩慢,電爐鋼產(chǎn)量比例一直呈下降走勢,一直維持在10%的水平。