钢铁厂生产过程中产生的废钢称为“返回废钢”、“自产废钢”或“循环废钢”。其含碳量一般小于2.0%,硫、磷含量均不大于0.05%。废钢由于其产生的情况不同,而存在各种不同的形状,其性能与产生此种废钢的成材基本相同,但也受到时效有效性、疲劳性等因素的影响,而性能有所降低。普通钢厂自产废钢约为钢产量的15~25%;特殊钢厂达30~50%。
废钢主要产生于炼钢车间、铸钢车间和钢的冷加工和热加工车间。随着钢铁生产技术的发展,钢材收得率增加,自产废钢占钢产量的比例有下降趋势。钢铁产品和工制造过程中产生的废钢,约占废钢总量的20~25%,主要为钢料的切头、切尾、切屑、边角料等。各种废旧设备,钢结构件,“报废”的机车、车辆、钢轨、汽车、船舶、工具、用具等,也产生大量“折旧废钢”。它在工业发达国家约占废钢总量的25~30%,占社会上钢材总投放量的1~1.5%。中国当前每年产生的折旧废钢约 300万吨。生活用品废旧钢铁如罐头盒、家具和用具等,称为“社会废钢”或“垃圾废钢”,数量有时高达钢材投放量的1%。此外,还有从渣中回收的废钢,积存的废钢块,打捞的沉船等,来源颇为复杂。
在中国,钢材市场供需两旺,钢铁工业继续加快发展,对废钢铁资源的需求量大幅增加。2008年,中国粗钢积累量为5.02亿吨,大部分为近些年生产的,废钢积蓄量为??亿吨。2007年中国实际用于炼钢的废钢消耗总量为6850万吨,其中钢铁企业自产废钢2700万吨,社会采购废钢4310万吨,用炼钢的进口废钢120万吨,废次材外销及增加库存280万吨。
随着世界文明的进步,全球未来的钢铁工业,电炉将会逐步替代转炉,废钢将会逐步替代铁矿石,而少量的铁矿石应用将作为资源自然消耗的补充,真正成为与自然和谐的生态工业。由于国际市场铁矿石市场价格的不断上升,国内电力供给能力的增强,以及国内废钢产出量的增长,预计今后中国电炉生产能力将会出现较快的增长,市场需求也将有所上升。新电炉钢产能的建设效益与传统流程相比,差距将会大大减小。因而,可以预计钢铁行业对废钢的需求也会出现快速增长。
另外,随着国家重点工程的建设和城镇化建设的实施等,对钢铁的需求量增长较快,而中国铁矿石资源短缺且世界铁矿石资源有限,钢铁企业趋向发展循环经济,因此废钢的需求将会出现快速增长,开发前景广阔。
冶金行业对废钢铁的技术要求(1)
废钢铁是钢铁工业可持续发展的重要资源,尤其是电炉炼钢重要的、必不可少的原料,同时也是转炉钢中效果的冷却剂。为了不影响炼钢工艺流程的正常进行、确保成品钢件的质量,必须选用优质的废钢铁原料加入钢炉;亦即废钢铁必须满足一定的技术要求方可可作为原料使用。这是因为废钢铁在收集过程中,常夹带或沾染一些杂质成分,如防蚀处理所镀上的锌、铝、镍、铜等有色金属,这些金属在电弧炉炼钢过程中会因电弧产生的高温及吹氧助熔,导致钢液沸腾,并造成钢液中锌、铅、镉等危害环境的有毒元素大量挥发。又如,民间收集的废钢铁中,除其自身所含杂质环外,还常夹杂一些塑料、油脂等有机物,在拆船废铁及汽车废料表面常有一层很厚的油漆涂装层,这些有机物在高达1000多摄氏度的高温下,将形成一氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等有毒物质,不仅会造成环境污染,并且会使得钢材的孔洞类缺陷大大增加。因此,在废钢铁入炉前,必须进行彻底分选、清洗等前期处理,使之符台不同用途对于废钢铁原料的技术标准。