2022—2060年中国废钢资源量分析预测

中国钢铁工业已到了转型升级的关键时期,废钢回收利用具备较大的降碳潜力,是钢铁行业绿色发展以及实现“双碳”目标的重要抓手,科学合理地预测未来废钢资源量对钢铁行业有序开展双碳工作、优化生产流程结构具有重要指导意义。结合近年来国家陆续颁布的相关政策及未来钢铁行业的发展形势,分3种情景讨论了中国未来粗钢产量、进出口钢材量、各类废钢收得率及钢铁产品的使用寿命,并在此基础上,利用钢铁产品生命周期法对2022—2060年中国废钢资源量进行计算预测。研究结果表明,未来22年内,中国废钢资源量呈现快速增长的趋势,预计到2030年,中国废钢资源量将超过3亿t/年,2035年超过4亿t/年,2045年达到峰值5亿t/年,届时中国废钢资源充足,甚至略有剩余,当前短缺的局面将彻底改变;此后至2060年,中国废钢资源量将逐年缓慢下降,并趋于稳定。据此推断,未来充足的废钢资源将促使中国钢铁行业铁素资源构成发生改变,对国际铁矿石资源的需求量将大幅下降;同时废钢资源也将为全废钢电炉短流程的发展提供资源保障,以“城市钢厂”为代表的新型钢铁企业布局模式将成为未来的主流发展趋势,并为钢铁工业低碳高质量发展提供有力支撑。     

中国废钢资源发展战略研究

 为提高中国钢铁工业的废钢比,推动钢铁工业的绿色发展,分析了中国废钢资源的概况、废钢行业技术发展现状和钢铁工业废钢利用的现状,并对中国未来废钢资源量进行预测。在此基础上,针对中国废钢资源的发展提出了3条战略判断和6条政策建议。     

中国钢铁工业流程结构、能耗和排放长期情景预测

为了准确预报我国钢铁工业未来生产结构、能耗和排放情况,构建了钢铁生产、加工、消费、折旧的全生命周期模型和基于人均钢铁存储量的产量预测模型,结合工序能耗和排放特征,针对基准、折旧寿命延长、废钢回收率提升、能源效率提高及综合等五种情景进行了情景预测.中国钢铁产量、能耗和排放会历经一个峰值后下降,电炉短流程会逐渐替代高炉长流程成为主流.流程结构转变是未来中国钢铁行业节能减排的关键"红利",而节能技术的作用在后期越发凸显.中国钢铁行业要达到2050年减排一半的目标,需结合综合情景实施生产结构调整、废钢回收、节能减排技术推广等相应措施.      

废钢作为可持续发展资源在钢铁工业中的应用

结合钢铁工业在降耗,节能,环保等方面的要求,分析了世界废钢和中国废钢的资源分布情况,对未来10－15年废钢资源形成及需求进行了预测,建立了废钢的产业地位：废钢是钢铁工业可持续发展的重要资源,特别是电炉炼钢重要的,必不可少的原料。     

中国废旧镀锌钢板中的锌资源量

 为了研究与钢铁最为密切的有色金属锌在废钢中的资源蓄积量情况,以镀锌钢铁产品中产量最大的镀锌钢板为例研究了锌随钢铁的物质流循环路径,根据镀锌钢板在不同环境下使用过程中的腐蚀规律,建立起了镀锌钢板回收报废以及报废回收时携带锌的量的数学模型,并计算了不同使用寿命下中国镀锌钢板的报废回收资源蓄积量。计算结果表明,镀锌钢板报废回收的年限对中国镀锌钢板中蓄积的锌的资源量影响最大,报废回收期越长,当前锌资源蓄积量越少。到2010年中国镀锌钢板报废携带锌的累计蓄积量最大可以达到80万t。     

中国废钢资源供需状况分析及应对措施

电炉短流程钢厂在占地、投资、节能、环保等方面都优于转炉长流程钢厂,提高电炉钢比是冶金工业发展趋势.中国废钢资源不足,电炉钢比一直徘徊在较低水平,与西方主要产钢国存在较大差距.通过对中国废钢现状分析和未来供需状况预测,表明国内废钢资源供需矛盾将在很长一段时间内存在,并从国内角度提出了5项保障中国废钢资源供给的措施和建议.     

解决废钢短缺是特钢业发展的关键

随着短流程炼钢的迅速兴起，废钢消耗量急剧增加，世界范围内废钢供应已经出现了严重缺口，我国每年须从国际市场进口大量废钢才能满足钢铁生产的供需平衡，在我国废钢已成为紧缺资源，影响着我国特钢业的发展。分析了这一形势，并初步探讨了解决这一问题的方法，建立合理的废钢储备及使用体系，使废钢资源合理化流动，同时积极探寻优质的废钢代用品，以便从根本上解决我国废钢短缺问题。     

撬全球废钢市场,促钢铁产能输出与经济效益

目前,处在转型期的中国钢铁工业面临反倾销围堵、铁矿石对外依存度过高(且无定价权)、去产能、能源和环保等多方面的压力。在此情况下,提出通过撬动国际废钢市场缓解这些压力的思路,即参与国际废钢贸易,通过积极主动地在国际市场上采购甚至抢购废钢资源,提升中国钢铁产能输出和经济环境效益,实现压低国外粗钢保有量,确保中国钢铁产能对外输出或置换,而不是简单的去产能;另外,推升国际市场钢材价格,从而提高中国钢材出口的竞争力,缓解面临的反倾销压力;除此以外,利用进口废钢替代铁矿石生产,降低铁矿石对外依存度,争夺铁矿石定价话语权;最后,提高钢铁生产的废钢比,降低生产能耗和排放。以2018年数据为例,采购0.86亿t国际废钢(占主要钢铁生产国废钢消耗量的18%)可使中国废钢比达到30%,使中国电炉钢比例达到约20%,降低中国至少10%的铁矿石进口量,并节约0.3亿t标煤;此外,中国还可通过提高钢材出口量和价格获得经济效益。     

美国钢铁行业反对废钢过度出口

近期美国国内钢铁行业组织如美国钢铁协会和锻造工业联合会等都对美国政府有关废钢出口的控制措施表示关心,此前美国政府根据出口管理法案曾在1 973年和1 974年对废钢的出口进行了限制。美国业内认为国内废钢的缺乏和废钢价格的高涨是由于目前向东亚国家废钢出口过多造成的。数据显示2 0 0 3年美国出口废钢总量估计达1 2 0 0万t,此前2 0 0 2年的出口总量为890万t,2 0 0 1年出口总量是740万t。目前为止美国大约5 0 %的废钢出口到了中国和韩国,在2 0 0 2年,出口中国的普通废钢为2 2 8.6万t,出口韩国的为2 30万t。由于中国等亚洲各国的粗钢产量…     

论铁资源效率、环境效率和废钢指数间的关系

提出了衡量钢铁生产过程中资源利用效率、环境状况和废钢充足程度的三项重要指标——铁资源效率、铁环境效率和废钢指数。以质量守恒定律为基础,建立了钢铁生产流程中铁资源效率、铁环境效率和废钢指数之间的关系式。当废钢指数一定时,流程的铁环境效率愈高,铁资源效率也愈高;且流程铁资源效率的最大值也随之确定,它不受铁环境效率的影响。结合生产实际,分析了铁资源效率和铁环境效率的关系曲线随废钢指数的增加而整体上移的原因,并指出由于受转炉炼钢工艺条件的限制,高炉 转炉流程的废钢指数不可能有较大程度地提高,且流程铁资源效率和铁环境效率也不会有很大程度地改善。要想改变这一局面,只有发展电炉流程。     

中国现代电弧炉炼钢废钢快速熔化技术进展

在钢铁行业结构转型关键时期,提高电弧炉短流程工艺比例是降低钢铁行业温室气体排放、脱碳化的有效措施。为了推动短流程炼钢工艺发展,近年来电弧炼钢在废钢快速熔化方面取得明显进展。在回顾前人对废钢熔化速率研究的基础上,全面概述了废钢熔化机理以及影响因素,并结合近年来国内电弧炉炼钢在装备、工艺以及技术上就废钢快速熔化方面取得的进展,探讨了制约电弧炉废钢快速熔化的限制性环节,为废钢快速熔化在电弧炉炼钢装备、工艺、技术方面未来发展提供可行方向。     

钢铁行业碳减排技术应用与展望

论述了中国钢铁行业推行碳减排技术的重要意义,从多角度阐述了钢铁行业各类高效碳减排技术在国内外的应用情况及效果。首先分析了短流程炼钢工艺电弧炉炉容大型化趋势、烟气余热回收技术、废钢预热工艺和废钢供应情况;然后分别剖析了高炉富氢冶炼、富氢-气基竖炉和纯氢-气基竖炉工艺3个主要的氢冶炼工艺;之后介绍了碳捕集、利用与封存技术。最后,结合中国钢铁企业现状,展望了钢铁行业在大力推进直接还原铁技术和短流程炼钢生产工艺的情况下,未来高品质钢材低碳化、绿色化冶炼的发展之路。     

中国钢铁工业生产能耗的发展与现状

过去十几年里,中国钢铁工业在保证产量快速增长的同时,也非常重视节能工作。2006—2018年间中国重点钢铁企业吨钢综合能耗下降14.0%,吨钢可比能耗下降21.0%。目前,中国钢铁工业产量快速增长阶段基本结束,处于转型升级阶段的钢铁工业未来如何进一步降低能耗是中国节能工作的重点。全面分析了目前处于转型期内中国钢铁企业能源利用情况,研究了过去多因素影响下各类能耗指标变化的原因,说明了目前中国钢铁企业的实际能源利用水平,并通过比较分析建议了中国钢铁工业未来的主要节能发展方向。此外,预测未来中国钢铁生产废钢比的上升将使企业间流程结构差异性逐渐加大,能耗数据将仅能提供有限的参考价值,研究科学、合理的钢铁企业能源利用水平评价方法应该引起重视。     

21世纪炼铁发展趋势及对中国高炉炼铁的挑战

20世纪钢铁工业得到极大的发展,世界钢产量从1900年2850万t增长至2000年8.43亿t。第一个快速增长时期出现在上世纪50年代到70年代中期,第二个快速增长时期从上世纪90年代开始至今。经济快速发展对钢铁产品需求的增长是钢铁生产的拉动力,技术进步是钢铁工业发展的推动力。预计21世纪世界钢产量将达到20亿t/年,铁产量可能超过13亿t/年。基于国内市场需求,中国钢铁工业产量保持在4～4.5亿t/年,2015年后铁的年产量有可能下降。中国炼铁将面临资源短缺、炼铁高炉结构不合理、能源过度消费和环境压力的挑战。中国钢铁工业必须是以国内需求为导向型的。中国炼铁工业健康发展取决于我们是否能够应对挑战。     

中国废钢铁的应用现状及发展趋势

 介绍分析了中国废钢铁资源和钢铁工业废钢铁消耗现状,行业管理、产业改革发展、规范建设的历程,废钢铁的循环利用对发展绿色钢铁和节能减排的重要意义,国家对废钢铁产业发展的扶助和支持,近年来国际、国内经济环境对废钢铁产业发展的影响,行业发展遇到的主要问题,“十三五”时期面临的机遇和挑战,废钢铁产业“十三五”发展思路和目标。     

中国钢铁产品全生命周期评价理论与实践

阐述了全生命周期评价的基本原理和内涵，分析了全生命周期评价在国内外钢铁行业的应用现状、差距及研究进展情况，论述了钢铁企业开展全生命周期评价的重要意义，研究了中国政府、行业协会、钢铁企业、咨询机构等在推进绿色设计产品评价技术规范系列标准等方面开展的相关工作。提出钢铁行业全生命周期评价推广与应用的具体建议，探讨了发展方向，对钢铁企业开展生命周期评价具有一定的指导意义。     

缩短AOD炉处理0Cr13C不锈钢的冶炼周期

针对邢钢在铁水预处理＋AOD炉＋LF炉＋连铸机生产0Cr13C不锈钢过程中AOD炉的冶炼周期远大于连铸机浇钢和脱磷站的处理时间,导致整个不锈钢生产线的生产效率受到限制这个问题进行研究。研究入炉冷钢比例、高碳铬铁硅质量分数对AOD炉提枪碳质量分数、提枪温度以及冶炼周期的影响。研究得出,降低AOD炉0Cr13C冶炼周期的思路主要是控制提枪碳质量分数;包含成本在内,当入炉高碳铬铁硅质量分数不小于3.0%、废钢加入量为3.0~3.5t时,可以缩短AOD炉0Cr13C的冶炼周期到77min附近,提枪温度和提枪碳质量分数分别为1682℃和0.49%,并且炉龄和物料消耗等综合指标较好。     

论中国发展全废钢电炉流程的战略意义

 在分析国内外电炉钢发展概况的基础上,从废钢资源保障、电力资源保障、钢铁工业脱碳化发展、钢厂与城市的和谐共存、钢厂智能化5个方面系统论述了中国发展全废钢电炉流程的战略意义和价值。指出未来充足的废钢资源和丰富的电力资源将为全废钢电炉流程的发展提供资源和能源保障;发展全废钢电炉流程是当前最易实现的钢铁工业脱碳化发展的途径,可以更好地实现钢厂与城市的和谐共存,并将成为实现钢厂智能化的突破口。