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废钢回收利用现状及应用前景调研
摘要
废钢是一种载能节能、低碳环保、可循环使用的再生资源,用废钢直接炼钢可节约能源60%,全球加工废钢产量占比25.45%。据世界钢铁协会估计,2017年全球废钢供应量约为7.5亿吨,其中6.3亿吨由全球钢铁和铸造行业进行回收利用,预计到2030年全球废钢供应量将达到10亿吨左右,到2050年将达到13亿吨。 我国废钢主要来自钢厂自产废钢和社会废钢(包括加工废钢和老旧废钢),自产废钢近年每年大约4400万吨,加工废钢近年每年大约3400万吨,老旧废钢回收呈上升趋势,2016年大约5600万吨,2020年预计回收达7100万吨,老旧废钢将成为未来国内废钢的主要来源。预计2030年我国废钢供应量达到3亿吨,2050年将增至约4亿吨。 在废钢出口方面,欧盟、美国、日本、俄罗斯、英国、加拿大等国家为主要的废钢出口国,其中2017年欧盟废钢出口量为2005.5万吨,同比增长12.9%;美国废钢出口量为1501.6万吨,同比增长17.1%;日本废钢出口量为821.7万吨,同比下降5.5%。 在废钢的进口方面,土耳其、韩国、中国、中国台湾、印度等国家为主要的废钢进口国,其中2017年土耳其进口废钢2098万吨,同比增长18%;近年来我国废钢进口呈下降趋势,2017年进口废钢232万吨,大约是2011年的1/3。 废钢利用生产流程包括长流程工艺(高炉—转炉—连铸—轧制工艺流程)和短流程工艺(电炉—连铸—轧制工艺流程),长流程转炉炼钢的主要原料是铁矿石、焦煤、石灰石跟少量废钢,而短流程的主要原料则是废钢和少量生铁。国际上目前主要以短流程炼钢为主,而国内仍大量采用长流程炼钢法,和长流程炼钢法相比,短流程炼钢法优势明显,在发达国家短流程法普及度极高,因此对废钢的利用率也远高于国内。 国外废钢回收利用主要技术有竖式电炉(简称竖炉)技术、康斯迪(Consteel)技术、双炉壳电炉技术和共熔式电炉技术等,国内有EPC废钢预热技术系统等。相关技术具有两个共同特点:一是采用炉内或与炉体直接相连的预热方式,且系统全部密闭,在电炉作业区无废气外溢的现象;二是都带有炉内CO后燃烧技术,使废钢内可燃物质在预热过程中完全燃烧,减少因不完全燃烧而产生的有毒有害气体。国内外这些新技术克服了旧式废钢预热装置污染环境的问题。 通过对全球废钢回收利用相关专利的分析得知,废钢回收利用专利及核心专利主要集中在日本、美国、中国等国家,主要研发企业包括新日铁公司、JFE钢铁公司、浦项制铁等,中国的主要研发企业有宝武钢铁集团、中冶赛迪、鞍钢集团等。废钢回收利用主要研发方向包括电炉炼钢处理废钢技术、废钢中提取其他有色金属、废钢预热处理技术、废钢冶炼净化除杂技术、转炉炼钢处理废钢技术等。 废钢回收利用核心专利产出机构主要有奥钢联、JFE钢铁公司、曼内斯曼集团等公司,核心专利主要技术方向包括通过冶炼处理废钢、废钢预热焙烧、以及废钢的物理处理等。 近几年,我国出台了多项有关废钢产业发展的政策,相关规划指出,到2020年我国炼钢的废钢比达到20%,到2025年我国炼钢的废钢比达到30%,要加快废钢铁产业规范化发展,要基本建立废钢铁加工配送体系,提高废钢利用量,促进废钢铁“回收—加工—利用”产业链有效衔接,形成可推广的产业创新模式。随着钢铁积蓄量的不断增加,社会废钢铁资源量也逐步攀升,提高废钢铁应用比例是我国钢铁工业绿色发展的必然选择。 钢铁积蓄量与废钢产生量的比例通常为2%~3%,我国目前钢铁积蓄量已经达到80亿吨,以2%的折算比例,则每年产生的废钢量就达到1.6亿吨。以平均每年7~8亿吨粗钢产量计算,预计到2020年末,我国钢铁积蓄量将达到100亿吨左右,届时每年产生的废钢资源产量可达到2亿吨。 在环保重压下,一方面是废钢价格持续低位,另一方面是钢价不断上行,共同为电炉炼钢工艺带来显著的盈利,使电弧炉的发展迎来契机。目前,我国电炉钢比例远远低于全球(30%)、美国(67%)、欧盟28国(39%)、德国(30%)、韩国(30%)、日本(22%)、印度(57%)等国家和地区,我国电炉钢比例仅仅为7%左右。根据公开数据,2017年全国电炉钢新增及投产至少有3719万吨。 随着连铸、连轧技术的逐渐成熟和炉外精炼技术的推广应用,国际上面向高附加值产品、综合先进技术的电炉短流程钢厂的新扩建也越来越多,根据全球钢铁产能规划,2018-2019年全球短流程重点规划的国家是伊朗(占全球的65%),全球长流程重点规划的国家是印度(占全球的68%)。 全球废钢利用类企业主要包括设备商、回收企业、拆解企业、破碎企业、资源化企业、再制造企业等,大型废钢利用企业涉及到废钢回收利用的多个环节。汽车拆解是社会废钢的重要来源,中国汽车拆解企业主要分成三类,包括纵向延伸(全产业链)、空间延伸(跨区域)、横向延伸(跨领域)。 国外重点企业主要包括美国纽维尔破碎机有限公司、LKQ、ALBA、蒂森克虏伯集团、奥托昆普公司等公司,重点针对废钢处理设备、分解回收、自动分选、循环利用、价值链延升等开展业务。国内重点企业主要包括中再生、葛洲坝和怡球资源等公司,目前主要通过与国内外废钢公司合作开展相关业务。 近年来,国内外废钢企业均加强了废钢领域的业务工作,其中美国纽维尔生产的破碎机国内市场占有率超过70%;浦项公司加强了对其国内不锈钢废钢采购工作;新日铁不断增加废钢的使用量;LKQ 建立了欧洲、美洲报废汽车销售与服务网络,通过延伸回收拆解—零部件再造—自助业务—废旧金属回收产业链,纵向挖掘报废汽车最大经济价值;欧绿保(ALBA)采用的报废汽车绿色深度拆解、高效破碎以及自动化分选处理系统,解决了手工拆解所导致的环境污染和生产力低下等问题,能够生产出各类高纯度的再生金属原料并大幅度提高回收率。 我国废钢企业的发展模式主要分为两类:一类是美欧式综合性大型回收集团公司,有规划、有平台、有合作、有商业模式、有网络体系,代表企业有葛洲坝和中再生等公司。另一类是日本式稳定供货商型企业,代表企业有中节能和中钢集团等公司。 目前,甘肃省已基本在兰州、白银、酒泉、金昌、嘉峪关、临夏等市州形成了废钢铁、废有色金属的回收分拣利用集中区域。但是,全省大多数再生资源回收企业只局限于回收一个环节,缺少分拣、拆解、破碎、加工一体化产业发展的整体考虑,无法形成规模化、产业化发展,导致整个产业链的脱节。因此,与其他省份相比我省废钢回收利用水平差距较大,未来上升空间较大。
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