廢鋼根據(jù)來源可以分為“自產(chǎn)廢鋼”、“加工廢鋼”及“折舊廢鋼”。一般來說,“自產(chǎn)廢鋼”由鋼鐵企業(yè)下屬的回收加工部門自行處理后回爐重造;“加工廢鋼”和“折舊廢鋼”則主要由物資回收企業(yè)、回收加工企業(yè)等通過廢鋼設備處理后返回鋼廠重新造鋼。
由于廢鋼雜質(zhì)成分較多、品質(zhì)分布不一,往往需要經(jīng)過設備處理成爐料后才能用于煉鋼。處理過程主要起到去除雜質(zhì)、品質(zhì)分選、控制體積、控制密度等作用,而處理過程中所用到的設備統(tǒng)稱廢鋼處理設備。一般而言,廢鋼加工企業(yè)的類型決定了它們處理廢鋼所用的設備。
主流加工設備包括破碎機、剪切機、打包機等。其中破碎機可以將塊料打碎,以去除涂層等雜質(zhì),并便于儲存、運輸;剪切機將寬大板料剪切成條;打包機將碎料壓實成塊。常規(guī)金屬加工企業(yè)需采購買全套設備進行處理,處理后的鋼材雜質(zhì)較少、密度適中、形狀規(guī)則、品質(zhì)有分類,主流鋼企可直接回爐造鋼。
但由于破碎線生產(chǎn)設備成本較高,微型加工企業(yè)一般不購買大型加工設備,只需采購火焰切割裝臵、鱷魚式剪切機、小型打包機等即可生產(chǎn)。
火焰切割能耗高、金屬燒損嚴重、效率低、加工成本高、勞動強度大、工況惡劣,并且雜質(zhì)摻雜多、環(huán)境污染大。這種設備處理出來的鋼材質(zhì)量較差難以進入主流鋼廠,全部流向“地條鋼”企業(yè),但由于該設備初始投資小、操作靈活,一般小作坊普遍配備。
政策驅(qū)動疊加經(jīng)濟性優(yōu)勢,廢鋼循環(huán)利用迎來新契機長、短流程煉鋼法滲透率持續(xù)提升,廢鋼利用發(fā)展空間巨大。
煉鋼方式一般可分為長流程煉鋼法和短流程煉鋼法:
長流程煉鋼法也稱為高爐-轉(zhuǎn)爐-連鑄煉鋼法,是以鐵水、廢鋼、鐵合金為主要原料,在轉(zhuǎn)爐中完成的煉鋼方法。轉(zhuǎn)爐法對生鐵成分有較嚴格的要求,早期不能使用過多廢鋼。但隨著技術進步,廢鋼使用量已提高到 10~30%區(qū)間。
短流程煉鋼法也稱電爐煉鋼法,是利用電弧熱冶煉的一種工藝,原料 70%~90%使用廢鋼。
相比長流程法,短流程法具有以下優(yōu)勢:
1) 投資小。建設投資僅為長流程法的 1/2;
2) 勞動效率高。煉鋼效率相比長流程法提高 40%;
3) 環(huán)境友好。相比長流程法,生產(chǎn) 1 噸鋼約減少 1.6 噸碳排放、3 噸固體廢渣、可替代 1.6噸鐵精礦,可節(jié)約 1 噸原煤和 1.7 噸新水。
國際目前主要以短流程煉鋼為主,而國內(nèi)仍大量采用長流程煉鋼法。和長流程煉鋼法相比短流程煉鋼法優(yōu)勢明顯,在發(fā)達國家短流程法普及度,因此對廢鋼的利用率也遠高于國內(nèi)。
2015 年全球電爐鋼產(chǎn)量比例為 25.1%,其中美國電爐鋼占粗鋼產(chǎn)量的 63%、德國電爐鋼比例為 30%、韓國電爐鋼比例為 30%,日本電爐鋼比例為 23%。
而我國前幾年一方面由于用電價格較貴,另一方面鐵礦石價格持續(xù)走低等因素影響,短流程法經(jīng)濟性反而不如長流程法,粗鋼產(chǎn)能仍以長流程煉鋼法為主,電爐鋼比例僅為 6%。
另一方面,我國廢鋼煉鋼比也與世界水平存在較大差距,國際回收局數(shù)據(jù)顯示,2011 年-2015年全球廢鋼煉鋼比呈不斷下降趨勢,其中主要是受中國廢鋼比較低原油影響。
若排除中國影響,全球廢鋼煉鋼比呈現(xiàn)快速攀升態(tài)勢。2016 年,我國即使考慮地條鋼,廢鋼煉鋼比也僅為 15.8%,相比全球的 34.2%,以及美國、日本、歐洲分別為 71.7%、54.8%。31.9%,廢鋼比水平差距較大,未來上升空間巨大。
為了節(jié)約成本、提高廢鋼的利用率,2016 年 11 月,我國《鋼鐵工業(yè)調(diào)整升級規(guī)劃(2016~2020年)》出臺,明確提出到“十三五”末期,煉鋼廢鋼比需達到 20%以上,其中長流程法廢鋼比達到 15%以上,短流程法廢鋼比達到歷史水平。而我國 2016 年廢鋼煉鋼比僅為 11%,如果不考慮中頻爐煉鋼,比率只有 8%。按此計算,到 2020 年我國短流程法普及率需達到8.3%。
廢鋼行業(yè)協(xié)會近期集中調(diào)研 30 家鋼企,發(fā)現(xiàn) 26 家企業(yè)轉(zhuǎn)爐廢鋼比已提到 15%以上,其中有幾家已達到 20%,其中天津一家企業(yè)達到 35%。我國鋼企廢鋼利用率普遍出現(xiàn)將近翻倍提升。隨著環(huán)保成本顯化及政策力度加強,廢鋼利用率有進一步攀升趨勢。