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中国废钢铁产业改革开放40年发展情况

1978年,党的十一届三中全会确立了中国进入改革开放和社会主义现代化建设的新时期。40年来改革开放的快速发展,在我国各行各业创造了一系列举世瞩目的奇迹。钢铁工业更是在其中起到了中流砥柱的作用。废钢铁作为钢铁生产的主要铁素原料,为钢铁工业的绿色和可持续发展提供了可靠的保障。

废钢铁为可无限循环利用的绿色资源,在钢铁工业快速发展的过程中,以其节能减排的特殊属性,为钢铁工业绿色和可持续发展做出不可或缺的积极贡献,其产业发展有着广阔的前景和巨大的潜力。

从建国后经济恢复时期到“八五”末期45年期间,我国粗钢年产量一直在1亿吨一下徘徊。进入“九五”时期,中国钢铁工业有了突飞猛进的发展。粗钢产量在1996年首次突破1亿吨,2003年跨越2亿吨,超过“六五”时期的粗钢总量。“十五”末期2005年又以3.6亿吨的产量,超过“七五”时期的粗钢总量。截止2017年底我国累计粗钢产量约112亿吨。

钢铁工业的蓬勃发展,对废钢铁资源的需求量也大幅增长。按中国废钢铁应用协会从1994年到2017年的24年统计,全国炼钢共消耗废钢铁资源总量约14.5亿吨。“十五”末期我国钢铁工业持续快速发展,粗钢产量年平均增长28.9%。由于废钢铁资源的产生量跟不上粗钢产量的增长速度,“十五”以来废钢铁消耗“总量增加,单耗下降”的态势一直在延续。“十一五”期间的废钢比年平均为14.4%。“十二五”期间的废钢比年平均为11.3%。进入“十三五”,由于我国钢铁蓄积量的增长,废钢比开始增加,2017年全国废钢铁资源消耗总量约1.47亿吨,废钢比达到了17%。标志着我国大批量应用废钢铁时代已经到来。

一、废钢铁的管理及协调机构概况

从上个世纪的1976年,国家正式批准冶金部成立废钢铁的管理机构,到1994年成立中国废钢铁应用协会,废钢铁从计划分配过渡到市场运作,至今已历经40多年。

20世纪80年代末90年代初,党中央国务院确立了我国社会主义市场经济目标,废钢铁行业从1986年率先退出国家统配,经过几年过渡后实现市场化运作,充分发挥市场对废钢铁资源的配置和调节作用。在大中型国有钢铁企业和业内专家倡导下,中国废钢铁应用协会于1993年由冶金部批准,1994年经民政部注册成立。其目的是促进废钢铁资源的合理利用,致力于废钢铁行业走产业化发展道路。协会的宗旨是服务于行业、服务于企业、服务于会员、服务于政府;协会的发展方向是全面推进废钢铁资源的合理利用,实现废钢铁产业化发展,做到与钢铁工业发展同步,促进钢铁工业绿色发展。

二、生产经营情况

废钢铁是钢铁工业唯一可以替代铁矿石炼钢的载能绿色资源。铁矿石作为原生资源,2012年,世界已探明铁矿石储量约1700多亿吨,中国已探明铁矿石储量约780多亿吨,按目前的开采速度,仅够使用60余年。因此,废钢铁肩负了逐渐替代铁矿石主导原料的作用。

用废钢铁生产一吨钢,与用铁矿石生产一吨钢相比:可减少1.3吨铁矿石的消耗,减少350公斤标准煤的消耗,减少1.6吨二氧化碳及4.3吨固体废物的排放。

从1994年到2017年的24年间,我国钢铁工业生产共消耗利用废钢铁资源14.9亿吨,相当于少开采国内铁矿石19.4亿吨、减少原煤消耗5.2亿吨、减少23.8亿吨二氧化碳排放、减少59.6亿吨固体废物的排放。

总结我国钢铁工业发展的历程可以看出,铁矿石一直作为我国钢铁工业生产的主要原料。长期以来其原料结构和生产工艺还是以铁矿石-烧结-炼铁-炼钢的长流程为主。

2017年全国共生产生铁71075.9万吨,同比增加1277.84万吨,增幅1.83%。全国粗钢产量83172.8万吨,同比增加了4459.65万吨,增幅5.67%。

2017年全国消耗废钢铁总量14791万吨,同比增加5781万吨,增幅64.2%。废钢综合单耗178KG/T,同比增加66KG/T,增幅59.4%,废钢比17.8%,同比提高6.6个百分点。

转炉钢产量75424万吨,同比增加了431万吨,增幅0.5%。转炉炼钢消耗废钢铁9672万吨,占钢铁料消耗总量的65.4%,转炉炼钢废钢单耗128.2kg/T,同比提高56.1KG/T。电炉钢产量7749万吨,同比增加了1905万吨,增幅32.5%.电炉炼钢消耗废钢铁5119万吨,占钢铁料消耗总量的34.6%,电炉炼钢废钢单耗660.6KG/T,同比提高44.1KG/T。电炉钢比9.3%,同比提高2.1个百分点(世界电炉钢比42.1%)。

2017年全国废钢铁消耗总量达到1.47亿吨,表明我国废钢铁产业发展已进入重大转折期,钢铁企业炼钢生产已经将大批量应用废钢铁作为“提产增效”的主要措施。

2018年1-10月份,我国生铁产量6.45亿吨,同比增长1.7%,相当于全年7.7亿吨水平。

粗钢产量7.82亿吨,同比增长6.4%,相当于全年9.3亿吨水平;

2018年前10个月,废钢铁消耗总量1.57亿吨,同比增加4326万吨,增幅37.8%,全年预计1.85亿吨;废钢单耗201.6kg/t,同比增加40.2kg/t,增幅24.9%,其中转炉废钢单耗150.6kg/t,同比提高25.6kt/t,增幅20.5%;电炉废钢单耗662kg/t,同比提高41.4kg/t,增幅6.7%;废钢比20.2%,同比增加4个百分点。电炉钢比9.8%,同比提高2.5个百分点。

从以上数据表明,我国废钢铁资源利用水平实现了新的突破,提前两年三个月完成了“废钢铁产业十三五规划”提出的20%的目标,废钢铁产业发展已进入重要转折期,钢铁工业大批量应用废钢铁已进入新的时代。

表1全国粗钢(转炉钢/电炉钢)产量及废钢铁消耗情况

1、废钢铁资源是钢铁生产的唯一绿色资源

我国废钢铁资源由三部分构成:钢铁企业自产、社会采购、国外进口。钢铁产品的增长和钢铁积蓄量的快速增加,使钢铁企业自产废钢铁的数量和社会废钢铁的资源量逐年增长。

我国废钢铁资源总量,从1994年产生总量2000万吨,发展到2017年产生总量约2亿吨,24年间增长了10倍。

2017年全国废钢铁资源产生总量为2亿吨,同比增加8000万吨,增幅67%。钢铁企业自产废钢4216万吨,占资源总量的21%;社会采购废钢11030万吨,占资源总量的55%;库存1000万吨,占资源总量的5%;国外进口232万吨,占资源总量的1%。铸造企业消耗1500万吨,占资源总量的7.5%;还有2000多万吨的废钢铁资源没有统计在内,占资源总量的10%左右。

1994年我国钢铁积蓄量约8亿吨,到2017年我国钢铁积蓄量达到100亿吨,增长了12.5倍。废钢铁的产生量接近3亿吨。随着我国钢铁产量峰值后的平稳回落,钢铁企业通过不断提高废钢比、降低铁钢比,无论是对减轻我国钢铁生产对进口铁矿石的依存度,还是越来越严峻的节能减排和不断升级的环保压力,发展废钢铁产业将是钢铁产业绿色可持续发展的必然选择。

2、我国废钢铁进出口情况

自1984年我国开始进口废钢,截止2017年共进口废钢铁约2亿吨。近年来由于国际市场废钢铁价格居高不下,国内钢铁企业因成本压力进口量逐年下降。

2017年全国进口废钢铁232.57万吨,同比增加了16.39万吨,增幅7.58%;出口废钢铁223.55万吨,同比增加了223.45万吨,增幅2234.5%。

废钢铁出口的数量是从2017年取缔“地条钢”短时间释放出大量废钢,造成一时废钢局部积存,从而出现出口增加的不正常现象。一直以来,我国废钢铁出口数量较少,这是由于国家废钢铁出口征收40%关税政策没有改变,而且我国废钢铁资源在很长一段时间不能满足国内钢铁生产的需求。因此应鼓励废钢铁进口,限制废钢铁出口。

3、2017年全球粗钢产量及废钢铁消耗情况

据国际回收局(BIR)公布的数据,2017年世界66个主要国家和地区生产粗钢16.73亿吨,同比增长4.36%。其中:转炉钢产量12.28亿吨,占总产量73.4%;电炉钢产量4.45亿吨,占总产量26.6%。

表2 2011-2017年世界钢铁产量与金属原料消耗情况表

表3 2006-2015年主要国家和地区粗钢产量和废钢比(单位:万吨%)

“十二五”期间,世界主要国家和地区的废钢比呈下降趋势。“十二五”欧盟、美国、日本、俄罗斯、土耳其平均废钢比分别为55.1%、70.7%、33.2%、27.7%、86.8%,前四国和地区比“十一五”时期分别平均下降1.2%、0.5%、2.7%、0.5%,土耳其则增长0.5%。中国“十二五”平均废钢比为11.4%,比“十一五”下降3.1个百分点。

4、全国废钢铁资源综合利用突出企业

(1)江苏沙钢集团:系国内最大的民营钢铁企业,国内最大的电炉钢生产基地。一直以来,高度重视废钢铁资源的开发利用,废钢铁采购总量连续多年居全国钢铁企业首位。

2017年,沙钢集团有限公司使用废钢646万吨,综合废钢比达到了27%,其中电炉钢产量约500万吨。

在提废增产过程中,一方面通过提高铁包、钢包周转效率,应用铁包、钢包加盖技术和少渣冶炼技术,减少铁水、钢水温降损失;另一方面通过铁包废钢预热技术,转炉添加煤、焦丁和含碳发热剂,氧枪喷头设计优化等措施增加热源,实现高废钢比冶炼条件下热量平衡。

2018年炼钢废钢比得到快速提升,转炉铁水单耗稳步下降。平均废钢比达到20.6%,较2017年17.7%提高了2.9%,铁水单耗平均881.2 Kg/t,较2017年902.3Kg/t降低了21.1Kg/t,电炉炼钢厂废钢比达到68.5%。

(2)葛洲坝兴业再生资源有限公司成立于2016年6月,依托葛洲坝集团的品牌优势迅速成长为我国废钢铁加工配送行业的龙头企业。公司现设立了8个全资子公司、4个分公司、1个综合加工中心,全面托管湖北兴业钢铁炉料有限责任公司10余家子公司。公司现有直接从业人员1000余人。公司以废钢铁收购、加工、配送为主营业务,同时拓展废塑料、废纸、废有色金属、汽车拆解等业务。拥有专用加工场地近2000亩,专用设备800余台(套)。工信部《废钢铁加工行业准入条件》企业,中国废钢铁应用协会副会长单位。公司废钢铁年经营能力达500万吨以上。

2017年公司完成销售收入92.1亿元,实现利润总额2.47亿元,是湖北省首批支柱产业细分领域隐形冠军示范企业,在黄冈市工业企业百强中位列第2位。

(3)鞍钢集团朝阳钢铁有限公司:转炉优化废钢料型结构,强化配槽管理,废钢单槽重量保持15吨以上;强化转炉均衡生产管控,采取一炉兑双槽废钢生产模式组织生产,“一炉兑双槽废钢比例”基本实现100%,部分炉次实现一炉兑三槽废钢,确保废钢装入量;在转炉系统试验预熔废钢入炉,试验期间生产运行平稳,废钢单耗指标明显提高。转炉废钢单耗完成200Kg/t以上,单日最高值达到309Kg/t,达到同行业先进水平。

(4)朝阳议通金属再生资源有限公司:作为行业最早的规范企业之一,公司按照“回收-集中-分选-加工-配送”的循环经济模式流程规范化运作,现已形成年加工处理废钢铁100万吨的加工配送能力。

2013年被中国废钢铁应用协会命名为“废钢铁加工配送中心示范基地”,被工信部确定为全国首批符合《废钢铁加工准入条件》企业。

(5)安徽诚兴金属材料集团有限公司:公司利用移动信息平台和互联网的优势,搭建起废钢供应商基本信息台帐和移动信息平台。工信部《废钢铁加工行业准入条件》企业,2018年4月23日被中国废钢铁应用协会授予“全国废钢铁加工配送中心示范基地”,2018年国家级两化融合管理体系贯标试点企业。

该公司与马鞍山马钢废钢有限公司签订了长期合作经营协议,共同开发、购销、管理产品,开启了马钢诚兴基地“混合经营”的新模式,实现了商业模式的“转型升级”,将民营企业经营管理的“灵活性”与国有企业的“规范性”充分结合,是民营企业与国有企业合作的典范。

(6)广州万绿达集团:主要从事于工业固体废弃物回收、资源化分类、再生加工和循环利用为一体化的综合性服务,回收和再生利用废弃物覆盖废钢铁、废塑料、废木材、废纸、报废汽车等500多个品种。属下拥有10多家分公司,生产经营基地近500亩,员工2000多人,运营资产规模达30亿元,业务遍布珠三角、京津冀和华东等地区,与超过半数世界500强企业建立合作伙伴关系,诸如:丰田、本田、富士康、联众等。2017年12月,工业固体废弃物处理能力达150万吨,其中废钢铁处理能力达100万吨。现为废钢铁加工配送中心示范基地、工信部《废钢铁加工行业准入条件》企业。

(7)天津城矿再生资源回收有限公司:倾力打造再生资源行业的科技型企业,运用互联网技术,创新商业模式,通过建设线上-线下综合业务管理系统,逐步形成以大宗再生资源回收、加工、配送为主线,以物流、金融、信息、人才为支撑的再生资源商业综合体。现为工信部《废钢铁加工行业准入条件》企业。

三、冶金渣综合利用达到国际先进水平

中国废钢铁应用协会于2000年12月在上海筹建成立了钢渣综合治理专业委员会。2002年11月更名为冶金渣开发利用工作委员会。我国对冶金渣的开发经历了三个阶段:50-70年代属丢弃阶段;80-90年代中期属初期开发阶段;90年代末-21世纪属综合利用阶段。现在全国的老钢渣山已被基本开采处理完毕。

从1994年到2017年,我国钢铁工业共产生冶金渣约42.8亿吨。其中:2/3为高炉渣、1/3为钢渣。

我国钢铁工业每年产生的钢铁渣已超过3亿吨。对钢铁渣的开发利用,是钢铁企业落实国家发展循环经济,实现钢铁工业绿色发展的重要任务。经过多年的科技研发和探索,我国钢铁渣综合利用技术呈多样化发展趋势。目前,钢渣的加工处理主要有有压热闷技术、滚筒技术、风吹水淬技术等;钢渣制粉工艺较为常见有立磨、辊压加球磨和卧辊磨三种工艺。这些工艺在钢渣的开发利用中发挥了重要作用。

(1)中冶建筑研究总院有限公司:从事固体废物处理利用的科研、设计、技术开发和工程承包已有50余年历史,是国家科技部、环保部、发改委“工业渣处理与利用”科研成果推广的技术依托单位。

1992年研究成功第一代钢渣热闷处理技术,实现400℃钢渣进行热闷;2001年研究成功第二代钢渣热闷处理技术,实现800℃钢渣进行热闷;2007年研究成功第三代钢渣热闷处理技术,实现1600℃熔融钢渣直接热闷处理;2012年研究成功第四代钢渣热闷处理技术既钢渣辊压破碎-有压热闷工艺技术及装备,实现了钢渣处理过程的高效化、装备化和环境洁净化,属国内外首创。提升我国钢渣处理利用技术水平,相关成果荣获国家科技进步二等奖等国家及省部级奖励10项,获批专利50余项,建立了专有自主知识产权体系。

钢渣热闷技术成功应用于宝钢湛江、首钢曹妃甸、鞍钢鲅鱼圈等50余家国内大中型钢铁企业,近年来,在一带一路政策的指导下,钢渣热闷技术更是走出国门,在台塑越南河静、马来西亚关丹进行钢渣处理项目总包,业内影响力日益显著。

为推进钢渣处理及综合利用,中冶建筑研究总院制定钢渣热闷、钢渣粉、矿渣粉等国家及行业标准33项,形成了钢铁渣处理和综合利用相关标准体系。目前采用中冶建筑研究总院技术处理钢渣总量超过4500万吨,大力促进了钢渣的规范化处理和资源化利用水平。

(2)鞍钢矿渣开发公司:1988年从德国引进一条240万吨/年的钢渣磁选生产线,是国内生产能力最大、磁选能力最强的钢渣磁选生产线。目前,有8条钢渣加工处理生产线,已建成300万吨规模优质低耗先进的钢渣加工处理基地。

2014年5月17日鞍钢冶金渣综合利用项目荣获中国工业大奖表彰奖。该公司共申报专利64项,授权41项,其中发明专利19项;获得国家、省、行业、市及鞍钢科学技术进步奖8项;制订国家标准12项,其中主编6项,参与6项;制订行业标准8项,其中主编7项,参与1项。

(3)上海宝钢新型建材科技有限公司:主要从事水渣、钢渣、粉煤灰等冶金固废资源综合利用业务,处置能力850多万吨/年,已建成上海宝山、广东湛江、南京梅山三个产业基地。

宝钢建材于2000年引进了全套大型立磨设备,建成了国内第一条年产50万吨矿渣微粉生产线,随后相继建成了8条大型立磨生产线,矿渣微粉年生产能力400万吨。

宝钢建材的“宝田牌”矿渣微粉荣获“上海市名牌”称号,应用于上海中心、环球金融中心等重点工程。

宝钢建材在上海宝山和广东湛江分别建设钢渣分选生产线,钢渣尾渣处置量200万吨/年,利用率达到100%,钢渣尾渣产品化率达到100%,并建成有20万吨钢渣微粉生产线和30万吨矿渣复合粉生产线,提升钢渣资源的附加值。

(4)宝武金资公司:是华中地区最大的矿渣粉生产基地、磁性材料生产基地以及国家重点粉末冶金生产企业。

1988年引进美国国际钢铁服务公司(IMS),投资700万美元建设两条年处理100万吨钢渣加工线。1986年引进德国克莱默钢带式精还原炉建成5000吨还原铁粉生产线,产品质量得到了大幅提升。

武钢金资公司以资源产品化、产品产业化、效益最大化为发展原则,建成了5条年产60万吨的矿渣粉生产线,“武钢牌矿粉”获湖北省名牌产品称号。扩建了1万吨二次还原铁粉生产线和2万吨90铁粉生产线,形成了年产3.5万吨还原铁粉、5万吨90铁粉的生产规模。2012年“武钢牌还原铁粉”、“铁氧体预烧料”获湖北省名牌产品。十二五期间,获国家专利70余项,获冶金科学技术二等奖1项、湖北省科技进步二等奖2项,湖北省技术发明奖二等奖1项。

(5)宁波宝丰冶金渣环保工程有限责任公司:历经10年努力,2017年底在国内外钢厂中率先实现钢渣处理低成本高效率零排放。

2017年9月,由宁钢和宝丰公司合资设立的宁波紫恒建材科技有限公司第一期90万吨冶金渣综合利用生产线竣工投产,其中有年产30万吨钢渣磨细粉的生产能力和年产60万吨的矿渣磨细粉的生产能力。

在钢渣处理过程中,每年可从钢渣中回收废钢铁11.25万吨,使宁钢降低成本5700万元。

通过大量试验证明:把钢渣磨到合适的细度,使混凝土起到了整体均匀性的“微膨胀”作用。不仅带来常规混凝土没有的一系列的综合性能,而且使混凝土的寿命,从平均60年跃升到100年以上。

(6)镔鑫钢铁:利用钢渣余热自解热闷技术建设钢铁渣资源化综合利用项目。钢渣经热闷粉化后可使钢渣中的废钢全部回收,并消除了钢渣的不稳定性,可实现钢渣的100%综合利用。

项目运行不仅可以实现钢渣“零排放”,同时,副产品钢铁渣粉可以等量代替水泥,从而减少生产等量水泥时二氧化碳的排放量以及煤炭使用量。镔鑫钢铁每年可节约电能1亿kWh,节约20万吨标煤,少排放190万吨二氧化碳。

(7)本钢冶金渣公司:1998年投资1000万元建设了钢渣磁选加工生产线,避免了钢渣中含铁料的流失。

2008年投资1.1亿元建设了60万吨钢渣热闷生产线和120万吨钢渣加工生产线,该生产线的建成实现了渣铁彻底分离,提高了含铁料回收的数量和质量,提升了钢渣尾渣的综合利用率。

2009年本钢冶金渣公司与辽宁中北水泥共同投资1.95亿元,建设了年产120万吨水渣微粉厂,水渣微粉被广泛用于水泥和混凝土生产的活性掺合料,极大提升了高炉水渣的附加值,为本钢带来巨大经济效益。

2014年投资0.65亿元建设了钢渣热闷二期生产线,使本钢产生的钢渣全部实现热闷工艺处理,为钢渣的广泛应用创造了条件。

四、废钢铁加工设备技术装备水平不断提高

把废钢铁由原料加工成合格的产品,离不开废钢加工设备。目前,我国已形成打包、剪切、拆解、破碎、磁选等多种类配套的废钢铁加工设备体系,基本实现了国产化,同时伴随着辐射检测、装载运输等相关设备的发展,共同服务于钢铁企业和废钢铁加工企业。

二十世纪70年代前,我国废钢加工工艺主要以落锤、爆破、氧割、人工拆解为主。现场环境差,劳动效率低,原料耗损大,烟气粉尘危害工人健康,安全风险因素多。

在国家的支持下,通过引进、研发、创新,我国废钢铁加工设备逐步形成了剪切、打包、压块、剥离等系列上百个定型产品。特别是中小型废钢设备,达到了国际先进水平,除满足国内需求外,还打入了国际市场。

目前,我国废钢加工设备已形成系列化。主要有Y81系列液压金属打包机,Q43/Q43Y系列鳄鱼式剪切机,Q91/Q91Y液压龙门剪,PSX系列废钢破碎线,约有近70个规格型号。废钢铁装卸设备主要有WZY、WZY(D)、WZYS、JY、JYL等系列。这些装备是废钢铁加工配送体系建设重要的组成部分,助力我国废钢铁产业的发展。

废钢加工设备产业在不断发展,设备产品标准化体系化建设逐步完善。目前,已有三类5个行业标准。其中废钢打包类的金属打包液压机执行中华人民共和国机械行业标准(JB/T8494.2-2012);重型液压废金属打包机执行中华人民共和国机械行业标准(JB/T11394-2013)。废钢剪切类的鳄鱼式剪断机执行中华人民共和国机械行业标准(JB/T9956.2-2012);Q91Y型废钢剪断机执行中华人民共和国冶金行业标准(YB/T015-1992)。废钢破碎生产线执行中华人民共和国机械行业标准(JB/T10672-2006)。标准体系建设是保证废钢加工产业持续健康发展的根基,是规范行业发展必不可少的条件

“十二五”时期,废钢铁加工准入企业的发展壮大,增加了对废钢铁加工设备的需求,为设备制造企业带来快速发展的时机。湖北力帝机床股份有限公司和江阴华宏科技股份有限公司等抓住市场机遇,同科研院校所合作,研发生产系列化多种型号的废钢铁加工设备。目前,废钢铁加工企业已形成以湖北力帝机床股份有限公司和江阴华宏科技股份有限公司等企业的装备为主,部分进口设备为辅的多元化的格局。同时全球废钢设备制造商也看好中国的市场,加大开发力度。美国纽维尔、德国林德曼、中国台湾正合兴等企业的废钢铁加工设备也应用在部分中国废钢铁加工企业。

到2017年底,装备了1000马力功率以上的废钢铁破碎生产线16余条,大中型液压门式剪切机27余台,年加工能力超过5000万吨。优良的装备为生产优质废钢提供了保障。

我国废钢铁加工设备近十年国产化的飞跃发展,完全可以满足国内废钢铁企业的需要,部分产品还走出国门,打入国际市场。

废钢铁产业的发展也为废钢铁的装卸设备、检测设备、磁选设备等相关制造企业带来发展生机。四川邦立和贵州詹阳的抓钢机在国内占有很大份额,无论是屹立在废钢码头的固定式抓钢机,还是往返于货场的移动式抓钢机,都是废钢铁加工配送体系中不可缺少的装备。废钢铁防辐射检测设备不仅有加拿大依合斯的产品,江西贝谷科技等企业的产品正在不断扩大市场区域。沈阳隆基的系列磁选设备获国家多项专利,在废钢铁加工和钢铁渣开发利用上担当了重要的角色,并出口到美国、日本、印度和东南亚的一些国家。

废钢铁加工设备企业的快速发展,使我国废钢铁加工企业的面貌焕然一新,实现了传统的小型、个体回收向工厂化转型的历史过度。企业的规模,经营管理模式,产品的加工手段及加工现场的环境发生了根本的变化。

废钢铁破碎生产线生产的产品,是电炉炼钢的优质原料,具有收得率高、化学成分稳定、加料次数少、冶炼耗电低等优点。大型门式剪切机的技术功能,提高了工作效率,减轻了员工劳动负荷和安全风险,并降低了加工过程中的金属损耗。

机械加工技术,不仅是效率的提高,也提升了生产过程中的环保治理和再生资源的分类回收。废钢铁破碎生产线配置的除尘设备和非铁分选设备,降低了加工过程中粉尘的排放,把有色金属、废橡胶、废塑料等物资分类选出,提高了再生资源的综合利用水平。机械加工解决了废钢铁氧割加工气体污染问题,废钢铁加工企业现场环境得到很大改善,废钢铁加工设备在清洁生产保护环境方面发挥了重要的作用。

2017年废钢铁加工设备制造企业,在废钢铁市场持续向好的形势下得到了快速发展。各品种、各系列的产品供不应求。国内废钢铁加工设备制造企业,注重科技创新的投入,不断开发新产品,扩展其他领域产品的研发和生产。如湖北力帝机床股份有限公司:已经开发研制废钢加工、汽车拆解、有色金属加工分选、再生资源、环保节能等五大板块系列,年生产废钢加工设备能力达到10000台(套)。产品远销美国、日本、俄罗斯、东南亚等国,2017年销售各种废钢加工设备500多台(套),生产的大、中型废钢加工设备在全国的占有率近70%。并且是国内唯一起草制定《金属液压打包机》、《废钢剪断机》、《重型金属液压打包机》等四项国家及行业产品标准的企业;江苏华宏科技股份有限公司:2016年列中国制造业500强第274位,年生产废钢铁加工设备能力达5000台(套)。可生产10大系列,200多个产品,产品远销30多个国家,2017年共销售生产各类废钢铁加工设备4000台(套)。

目前,我国废钢铁加工设备制造业已实现了废钢加工生产装备的国产化为主,部分进口设备部件为辅的多元化格局。完全可以满足国内废钢铁回收加工企业的需要,部分产品还走出国门,打入国际市场。

五、废钢铁产业不断发展壮大

废钢铁产业是以废钢铁回收—拆解—加工—配送—应用构成产业链的主体。

1、为改变废钢铁回收加工贸易配送供应体系普遍存在的小、散、乱不规范现象,废钢协会从“十一五”时期开始,就在全国废钢铁加工配送行业,开展“废钢铁加工配送中心”和“废钢铁加工示范基地”的创建活动。截止2017年底,已为64家废钢铁加工配送企业授予了“废钢铁加工配送中心”和“废钢铁加工示范基地”的称号,在行业起到了引领和示范作用。

国家从“十二五”开始把废钢铁加工配送体系建设纳入钢铁工业发展之中,意在使长期不规范的、落后的废钢铁小型商业化体系,提升到与高质量发展的钢铁工业相配套的工业体系。

工信部2012年发布了《废钢铁加工行业准入条件》,对废钢铁加工配送企业实行准入公告制度。截止2017年底为止,已进入准入公告企业达到180家,分布在除青海、西藏以外的27个省、自治区和直辖市,初步建立起了全国废钢铁加工配送工业化体系。

图1全国废钢铁加工准入企业分布情况

目前的180家准入企业,已有160家纳入工信部委托废钢协会建立的废钢铁加工行业准入信息平台管理。协会在工信部节能与综合利用司的指导下,信息平台管理体系现已全面投入使用并不断升级完善。

2、在国家相关部委、部分钢铁企业、废钢铁加工配送企业和相关单位的提议下,“全国废钢铁产业联盟”和“全国冶金渣产业联盟”在2017年4月中国废钢铁应用协会六届二次会员大会上正式成立。“两个联盟”的成立,将促进废钢铁产业一体化发展及深度处理、高效利用并达到零排放的进程。

3、随着上亿吨“地条钢”产能的快速退出,社会废钢铁资源大量释放,促进了钢铁企业多用废钢。国家发改委、工信部、钢铁工业协会的领导对此问题高度重视。多次通过听取协会汇报,现场调研及召开各种形式座谈会。

(1)、先后在湖北、辽宁、广东、山东等20个省市召开座谈会,有近百家企业参加讨论,广泛征求企业意见。协会抓住“座谈会”反映这些实际问题,向废钢铁加工回收企业提出多生产破碎料,轻型变重型,提高废钢铁的堆比重的合理化建议,为钢铁企业多吃废钢铁创造条件。经过我们的不懈努力,呈现出生产制造废钢铁加工设备企业订单满满,供不应求。废钢破碎料由原来不愿意采购变成现在积极采购的局面,卸车慢还款难等情况也得到了缓解。

(2)、为钢铁企业和废钢铁加工准入企业建立诚信稳定的供货渠道多做行业疏导工作,牵线搭桥,积极热情的为会员企业服好务。

(3)、培植废钢铁回收加工配送领军企业,加强行业自律,依法经营。提高废钢铁加工质量,增强企业集中度。

(4)、大力推广多用废钢铁,搞好产供需衔接典型经验和好的做法。

实践证明,只要钢铁企业和废钢加工配送企业共同努力,把废钢铁应用比例搞上去,利用现有条件采取有效措施,完全可以充分应用现有的废钢铁资源。

4、编制《炼钢废钢铁炉料》行业标准,促进废钢产业规范化发展

为配合财税2015{78}号文件,协会从2015年7月份着手组织制定《废钢铁炼钢炉料级产品行业标准》,这项工作从2015年7月份开始到现在,共召开8次修订会议。此项工作在上海期货交易所、钢铁标准化院大力支持下,经过马钢、宝钢、沙钢、鞍钢、首钢、苏钢等企业专家的共同努力,行业标准修订工作已接近尾声。现正在走上报评审程序。

5、加强国际交流与合作,促进废钢铁资源国家化发展

2017年在天津成功举办的第十届中国金属循环应用国际研讨会,国际回收局(BIR)、美国回收协会(ISRI)、日本钢铁再生工业协会(JISRI)及韩国企业等相关国家同行都派代表参加了会议。全球的同行已把废钢铁市场的目光投向了中国。

近些年,我国废钢行业企业加强了与国际同行的交流,多次参与了美国回收学会主办的回收大会和会议展览、世界回收局主办的BIR世界回收大会及会议展览,并与国际组织的同行进行了交流与研讨。还实地考察了当地的废钢铁回收加工企业。中国作为废钢铁产生量和消耗量全球最多的国家,应该参与国际交流与合作,积极争取在这一领域的话语权。

6、我国直接还原铁产业发展情况

2012年11月15日,中国废钢铁应用协会直接还原铁工作委员会在东北大学知行楼成立。

新成立的组织领导机构成员们表示,将以中国废钢铁应用协会直接还原铁工作委员会成立为契机,进一步加强与中国金属学会非高炉炼铁学术委员会沟通交流,共享信息,紧密配合,依靠会员企业,共同推进直接还原铁产业在我国持续健康发展。

我国非高炉炼铁技术状况及市场前景。新环保法的实施和环保督察力度的不断加大,以及全国各地碳排放交易系统的建立都为非高炉炼铁产业的发展创造了条件。钢铁行业要朝着创新、绿色的方向发展,品质和效率是重点。提高短流程电炉炼钢的比例,积极发展非高炉炼铁技术,可以有效降低钢铁流程的产品综合能耗,促进钢铁工业可持续发展。

(1)非高炉炼铁技术简介

非高炉冶炼包括直接还原和熔融还原两大类,非高炉炼铁技术分为直接还原炼铁工艺和熔融还原炼铁工艺两种。直接还原炼铁使用煤、气体或液态燃料为能源和还原剂,在铁矿石软化温度以下,不熔化即将矿石中的氧化铁还原获得固态直接还原铁(DRI、HBI、HDRI)的生产工艺。熔融还原是指非高炉炼铁方法中采用焦煤冶炼液态热铁水的一种工艺过程,普遍采用两步法:即将整个熔炼过程分为固态预还原和熔态终还原两步,分别在两个反应器内完成。

非高炉炼铁技术的优点在于摆脱了焦煤资源短缺对钢铁工业发展的羁绊、适应日益提高的环境保护要求、降低钢铁生产能耗、改善钢铁产品结构和提高质量和品质、解决了废钢短缺及质量不断恶化的问题并实现了资源的综合利用。目前直接还原已成为世界炼铁工业不可或缺的组成部分,熔融还原实现工业化生产的环境优越性也已经得以公认。非高炉冶炼技术是钢铁工业发展的前沿技术之一。

(2)我国非高炉炼铁行业现状

我国天然气资源短缺,因而直接还原开发研究主要集中在煤基直接还原铁工艺(回转窑、隧道窑、转底炉、煤基竖炉等)。近年来,我国钢铁和化工工作者对煤制气、竖炉直接还原进行了大量调查和研究工作,取得了大量的数据,为我国采用煤制气—竖炉直接还原技术奠定了良好的基础。并且在宝钢C-3000型和墨龙HISMELT熔融还原装置引进国内并投入运行之后,熔融还原工艺在我国也有了生产应用实践案例,引发行业的关注。

1)隧道窑工艺

隧道窑工艺的工艺实用性强,前期投资小,工艺稳定,适合小规模生产,并且技术含量低,原料、还原剂、燃料容易解决,因此被很多小企业选择采用。但是隧道窑法单机产能小、能耗高、环境污染大,且由于规模小、原料外购为主、得不到稳定供应保证,产品质量波动大,发展空间受压制。

2)回转窑工艺

采用氧化球团或高品位块矿加入回转窑还原的“二步法”还原工艺是一种技术成熟的工艺,国外应用普遍。

3)转底炉工艺

转底炉具有原燃料适应性广的优点:可以使用低等级燃料煤,廉价的低品质难选矿、多金属复合矿(含钒钛海砂)、贫镍红土矿、有色金属冶炼含铁废渣、钢铁厂含铁尘泥等。我国现已建成用于复合矿的综合利用(四川龙蟒、攀研院)、含铁粉尘利用(马钢、沙钢、日钢、燕钢、宝钢湛江)、生产预还原炉料(山西翼城、莱钢、天津荣程)转底炉10余座。

4)煤基竖炉工艺

近年来煤基竖炉因其产量可以扩大、具备规模优势,一些试验工厂的指标可以达到炼钢标准、甚至粉末冶金行业标准而得到企业关注重视。

5)气基竖炉

气基竖炉直接还原法的单套设备产量大、不消耗焦煤,节能、环境友好、低能耗、低CO2排放,是主流直接还原炼铁技术。气基还原工艺因其产品质量优良、并因节能减排、低碳环保方面的作用受到政策层面支持。低成本气源问题一直是制约我国气基还原竖炉发展的瓶颈,由于我国缺乏廉价的天然气资源,因此煤制气技术备受关注。

6)熔融还原工艺

宝钢2007年引进了两套年产150万吨的COREX-3000熔融还原炼铁生产装置,实现了连续4年顺行生产,对我国非高炉炼铁技术的发展及人才培养,熔融还原生产和设备制造、维护经验的积累,起到了重大推动作用。因成本原因,停产后其中一座COREX-3000熔融还原炼铁装置转迁到新疆八一钢铁厂,2015年6月30日点火开炉。2017年3月,经过近19个月长周期检修的欧冶炉并入生产序列。

熔融还原和大型煤制气竖炉直接还原工艺等非高炉冶炼技术为钢铁企业实现绿色生产提供了选择方案。

六、废钢铁产业化发展中

存在的问题

1、我国废钢铁循环利用率与全球平均水平相比还比较低。2017年我国的废钢比达到17.8%。与实现“十三五”规划目标还有差距,与国际平均水平和发达国家相比还有很大提升空间。

2、目前国家对利用废钢铁炼钢和短流程炼钢的政策措施有待进一步强化。

3、财税【2015】78号文件对废钢铁准入企业即征即退的优惠政策没有完全兑现,由于实施细则没有出台,各地出现不协调的情况。

4、部分钢铁企业多用废钢铁、少用铁矿石的理念还没有完全转变。钢铁企业之间废钢铁应用水平差距较大,好的钢铁企业废钢比达到20%以上,最高的达到35%,但也有个别企业低于10%。

七、废钢铁产业发展前景的预测

废钢铁产业是一个新兴战略性的朝阳产业,有着广阔的发展空间和巨大的发展潜力。据业内专家预测,“十三五”将是我国废钢铁产业发展的重大转折期,随着钢铁积蓄量的不断增加,也是社会废钢铁资源量的重要攀升期,更是提高废钢铁应用比例助力我国钢铁工业绿色发展的关键期。

1、随着国家供给侧改革去产能的不断深入,钢铁企业特别是废钢铁加工企业迎来了自身发展的大好时机。工信部发布的《工业绿色发展规划(2016-2020年》中提出“到2020年废钢铁回收利用量达到1.5亿吨”的目标。工信部在《钢铁产业调整政策》中提出,到2025年,我国炼钢的废钢比要达到30%这个目标经过专家的预测也有望实现。为实现这两个目标,中国废钢铁应用协会制定的《废钢铁产业十三五发展规划》中提出,到2020年,我国废钢比要比“十二五”翻一番,即达到20%。这一目标预计到2018年末可以实现。

2、环保法实施和环境督查力度的不断加大,全国各地碳排放交易系统的建立都为废钢铁产业的发展创造了条件。

3、从行业协会的角度要助力钢铁企业,特别是电炉钢企业,多用废钢铁少用铁水。不仅能节约能源减少二氧化碳及固体废物的排放,又为钢铁工业节能降耗,改善生态环境和打赢蓝天保卫战,多尽一份力多担一份责。

4、随着全球经济复苏和国内经济内需的拉动,也会促进废钢铁产业的快速发展,我国近年来废钢铁加工配送体系建设,是供给侧改革的一项重要举措。也会带动我国废钢铁产业一体化规模化发展。

5、加强各种专业培训提高各岗位人员素质,使废钢铁加工配送队伍的管理人员、技术人员和操作工人都能形成一支适应产业化发展的高素质人才队伍。

6、搞好冶金渣综合利用,实现“零排放”目标

我国冶金渣的综合利用,全国钢铁企业花费了大量精力但至今还没形成一个成熟的生产工艺流程。协会通过对大型钢铁企业的调研结果来看,目前有鞍钢、宝武、首钢、马钢、太钢、本钢和宁波钢厂等企业投资共建钢渣微粉生产线和加工建材铺路基础材料,应用比例在30-40%。还有很多企业采取对钢渣经过简单的磁选加工将部分铁素资源选出来后以低价卖向社会。这部分钢尾渣离开钢厂后没有得到有效的综合利用。到2017年末,全国钢尾渣累计堆存量约近20亿吨,占地20多万亩,即污染环境又浪费资源。

进入“十三五”以来,国家发改委和工信部都把冶金渣的综合利用做为重点,把大宗固体废物的开发利用所涉及新的工程项目、支持资金等,都在向冶金渣开发利用产业倾斜。

只要把当前影响冶金渣综合利用的突出问题解决好,冶金渣变废为宝的春天就会到来。

一是打破行业壁垒,钢渣微粉和钢渣水泥在建材行业应用不够理想。国家标准虽已出台,但没得到建材行业的认可。

二是国家财税2015[78]号文件关于冶金渣综合利用产品的增值税优惠70%即征即退的政策没有落地。

三是生产加工钢渣微粉的成本高,多数企业面临停产和转产。生产加工钢渣微粉设备急需国产化,降低成本发挥国内绿色制造功能,同时要钢尾渣加工产品多样化。

四是需要依靠科技创新突破多种难题。国家应投放专项资金予以支持。

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