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.     

中国电炉炼钢的技术进步

 总结了建国70年来中国电炉炼钢的发展历程,特别是改革开放40年来电炉工艺技术的进展,分析了电炉钢比例先升后降的原因。阐述了废钢和电力对电炉钢成本的影响以及电炉短流程对钢铁工业结构调整和高质量发展的影响等,对世界主流电炉炉型在中国的应用进行了归纳,同时总结了电炉炼钢工艺技术的创新和装备发展情况,指出了电炉炼钢未来的发展趋势。     

气候变化与钢铁工业脱碳化发展

 中国政府高度重视气候变化问题,积极主动地做出了减排承诺。钢铁行业作为工业的重要领域,是能源消费大户,同时也是CO₂排放大户。对中国钢铁工业CO₂排放现状分析表明,中国钢铁工业吨钢CO₂排放量下降明显,CO₂排放总量在2014年已经达到峰值,随后呈下降趋势,但由于粗钢产量巨大,钢铁工业的CO₂排放量占全国CO₂排放总量仍然较高,必须走脱碳化发展的道路。通过对钢铁工业脱碳化发展策略和技术的分析,表明有策略地推进并提高全废钢电炉流程的比例是当前最为实际的钢铁工业脱碳化发展途径。     

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。     

废钢-电弧炉炼钢流程和循环经济

分析了世界和中国电炉钢的发展以及废钢-电弧炉炼钢流程的资源和能源特征,得出该流程是有利于循环经济和环境保护的生产流程。2003年世界电炉钢比达33.1%,我国电炉钢比仅为17.6%,根据我国的资源和能源条件,随着能源结构的改善和废钢积累量的增加,我国废钢-电弧炉炼钢流程有较大的长远发展空间。     

加快废钢利用促进钢铁工业节能减排

分析了我国废钢资源的需求及利用状况,以及未来废钢资源的应用前景。为适应当今钢铁工业节能、降耗、环保等方面的发展要求,应该大力发展废钢加工产业,加快废钢资源利用,实现我国钢铁工业的可持续发展战略。     

论钢铁工业的废钢资源

说明了废钢指数（S）是衡量钢铁工业废钢资源充足程度的判据。简明地分析了钢产量变化与S值之间的关系。根据统计资料，估算了1988-1997年间中、日、美三国的S值。在此基础上讨论了这三国钢铁工业的流程结构及今后可能发生的变化。     

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。     

用现代工艺流程建设和改造钢铁厂

1 钢铁生产现代工艺流程的基本特征和目标1.1 基本特征 (1)流程紧凑化 生产工序尽可能减少,生产流程尽可能缩短,如在废钢、电力条件适宜情况下发展起来的电炉短流程钢厂(电炉-连铸-轧钢);采用COREX熔融     

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。     

电炉炼钢钢铁原料的现状分析与展望

 电炉炼钢作为短流程的核心工艺,具有铁元素循环利用率高、能源消耗低及环境效益良好的特点,推动电炉炼钢健康发展符合中国实现“碳达峰”、“碳中和”目标对钢铁绿色发展的要求。电炉炼钢入炉的钢铁原料种类较转炉多且结构灵活,并且对电炉冶炼的工艺过程控制有直接的影响。为创造充分挖掘和发挥电炉炼钢优势的良好起始条件,针对目前电炉炼钢的主要入炉钢铁原料的情况和特点,从其生产储备、工艺过程操作、能源消耗、环境保护等方面入手,分析了废钢、铁水和直接还原铁作为主要原料的使用现状及优缺点,并着重对比分析了直接还原球团特点和技术指标,为探究和优化合理的电炉炼钢入炉钢铁原料结构提供了理论依据。从资源消耗、环境保护等方面考虑,废钢和直接还原球团将成为今后短流程炼钢的主要原料。结合钢铁循环利用技术和产业专业化的逐渐成熟,以及更加绿色环保的氢冶金技术的发展,废钢综合回收利用技术、高品位洁净球团生产技术、氢气竖炉直接还原技术将会是未来电炉入炉钢铁原料生产技术的发展方向,配套新型高效智能电弧炉冶炼技术将会是未来短流程炼钢的发展方向。     

一种新型优质电炉炉料

对粒铁脱碳机理进行了分析,并对粒铁脱碳工艺流程和脱碳粒铁进行了技术评价。结果表明,在脱碳粒铁质量、建设投资、生产成本、生产规模可变性、操作难易程度、生产效率和对原材料的要求等方面,粒铁脱碳技术都比用直接还原法生产海绵铁或用其它途径更为合理和容易实现。脱碳粒铁可作为电炉的常规炉料,而且是一种可代替海绵铁和重废钢的纯净优质炉料。