葉千繪
近日，世界鋼鐵協(xié)會(huì)發(fā)布了一篇題為《廢鋼與鋼鐵行業(yè)》的鋼鐵博客。世界鋼鐵協(xié)會(huì)環(huán)境與氣候變化事務(wù)經(jīng)理菲利普·馬舍爾（Felipe Maciel）表示，廢鋼是整個(gè)鋼鐵行業(yè)的重要組成部分，在減少二氧化碳排放、節(jié)約資源和推動(dòng)行業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面，廢鋼的重要性正在逐漸提升，然而，各個(gè)廢鋼加工環(huán)節(jié)存在的難題給鋼企帶來(lái)了挑戰(zhàn)。隨著世界各國(guó)政府努力履行本國(guó)的“雙碳”承諾并引入更嚴(yán)格的回收法規(guī)，鋼鐵行業(yè)應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的壓力只會(huì)越來(lái)越大。
菲利普·馬舍爾表示，鋼鐵是世界上應(yīng)用最廣泛的材料之一，從建筑和橋梁到汽車和家用電器，鋼鐵無(wú)處不在。但鋼制品在所有這些應(yīng)用中到達(dá)使用壽命年限時(shí)會(huì)發(fā)生什么呢？事實(shí)上，到達(dá)使用年限并不意味著鋼鐵生命周期的結(jié)束。因?yàn)殇撹F在不降低品質(zhì)的情況下可以100%無(wú)限次循環(huán)。在廢鋼使用壽命結(jié)束時(shí)將其熔化，可以生產(chǎn)新的鋼材。這一過(guò)程涉及了回收、分類、破碎、熔化、精煉、鑄造和軋制幾個(gè)階段。
在回收階段，目前煉鋼過(guò)程中使用的大量廢鋼在進(jìn)入交易市場(chǎng)之前就已經(jīng)被回收，這些廢鋼也被稱為新生廢鋼，是大規(guī)模工業(yè)制造過(guò)程（生產(chǎn)家用電器、汽車和電子產(chǎn)品等）中產(chǎn)生的邊角料。這類廢鋼在某個(gè)地方集中回收，因此，其受到其他材料污染的程度較低，從而使得這類廢鋼更有價(jià)值，能夠得到廣泛和充分的利用。然而，提到廢鋼，消費(fèi)者往往最有可能想到的是到達(dá)使用年限的鋼材（或折舊廢鋼）。這是因?yàn)榧揖佑闷坊蚱渌a(chǎn)品在結(jié)束使用壽命后，會(huì)被送往專門的回收站。這類廢鋼還包括從人們不熟悉的渠道所收集的廢鋼，如拆除的船只和陳舊的工業(yè)設(shè)施。由于廢鋼資源和潛在污染物的種類繁多，如何通過(guò)環(huán)保和安全的方式收集折舊廢鋼，并將其運(yùn)輸?shù)戒搹S存在嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
在分類階段，鋼鐵企業(yè)需要根據(jù)產(chǎn)品的種類和品質(zhì)對(duì)廢鋼進(jìn)行分類和分揀。鋼是由各種合金和材料（如碳、鉻、錳、鎳等）混合制成，因此，待生產(chǎn)的鋼材等級(jí)需要與具備相應(yīng)屬性的廢鋼進(jìn)行匹配。導(dǎo)致生產(chǎn)工藝復(fù)雜化的，并不只是廢鋼中含有的合金種類，還包括每種合金的數(shù)量。鋼材中不同程度的碳含量會(huì)顯著影響最終產(chǎn)品的硬度、強(qiáng)度或焊接性能，因此，這些因素要加以考慮。廢鋼混合物中還包含許多完全不需要的元素，其中許多元素（如銅）很難分離出來(lái)。不同的分揀方法之間存在著較大的差異，有使用磁鐵將廢鋼與有色金屬相分離的，也有使用專門開(kāi)發(fā)的高精度分揀設(shè)備的。設(shè)備的初期成本和維護(hù)需求可能相當(dāng)大，因此，企業(yè)一直在尋找提高效率的可能性。另外，企業(yè)要通過(guò)安全和環(huán)保的方式對(duì)不需要的元素進(jìn)行管理，儲(chǔ)存和地點(diǎn)問(wèn)題也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的成本和風(fēng)險(xiǎn)。
在破碎階段，分揀過(guò)后，大塊廢鋼將被送入工業(yè)破碎機(jī)并被切割成小塊廢鋼，便于運(yùn)輸和進(jìn)一步加工。在熔化和精煉階段，企業(yè)將破碎后的廢鋼放入煉鋼爐中熔化，溫度升至1600攝氏度以上后變成鋼水，再通過(guò)添加石灰等助熔劑精煉鋼水，去除殘留的雜質(zhì)。在鑄造和軋制階段，企業(yè)將精煉后的鋼水注入鑄造設(shè)備，冷卻并軋制成新的鋼制品，如板材、棒材或型材。此時(shí)這些鋼制品既可原樣使用，又可進(jìn)一步加工成其他產(chǎn)品。
菲利普·馬舍爾表示，電爐流程產(chǎn)生的平均二氧化碳排放量明顯低于更成熟的高爐流程，電爐流程對(duì)能量的需求也低很多。世界鋼協(xié)預(yù)計(jì)，全球每年消耗約6.5億噸廢鋼，這樣每年可減少約9.75億噸二氧化碳排放，并大幅減少了鐵礦石、煤炭和石灰石等其他自然資源的使用量及相關(guān)的生產(chǎn)排放量。
為什么整個(gè)鋼鐵行業(yè)不能都以這種方式生產(chǎn)？菲利普·馬舍爾表示，目前廢鋼短缺，無(wú)法滿足鋼鐵生產(chǎn)的需求。從鋼制品的平均使用壽命期限來(lái)看，鋼制包裝材料的平均使用壽命為幾周，建筑物和基礎(chǔ)設(shè)施的平均使用壽命長(zhǎng)達(dá)百年，假設(shè)鋼制品的平均使用壽命為40年，這就意味著從鋼材的生產(chǎn)到可回收廢鋼的出現(xiàn)，二者之間存在很大的延遲。
“盡管近年來(lái)鋼鐵行業(yè)在廢鋼領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展，但以廢鋼為原料的流程生產(chǎn)某些類型的鋼種還存在挑戰(zhàn)。世界鋼協(xié)預(yù)計(jì)，全球折舊廢鋼的供應(yīng)量到2050年將達(dá)到約9億噸。主要原因是中國(guó)在21世紀(jì)前10年快速工業(yè)化過(guò)程中所消耗的鋼材將變?yōu)檎叟f廢鋼。然而，鑒于目前鋼鐵需求為17.5億噸，區(qū)區(qū)9億噸的供應(yīng)量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。”菲利普·馬舍爾最后強(qiáng)調(diào)。
《中國(guó)冶金報(bào)》（2024年12月13日 02版二版）
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