废钢的利用

　　北海诚德镍业有限公司-精炼分厂一炼钢

　　在人类发明炼铁之后不久，就学会了炼钢。由于钢较之最初的生铁有更好的物理、化学、机械性能，所以很快就得到大量的应用。但是由于技术条件的限制，人们对钢的应用一直受到钢的产量的限制，直到十八世纪工业革命之后，钢的应用才得到了突飞猛进的发展。钢铁是铁与C（碳）、Si（硅）、Mn（锰）、P（磷）、S（硫）以及少量的其他元素所组成的合金。其中除Fe（铁）外，C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用，故统称为铁碳合金。它是工程技术中最重要、也是最有最主要的，用量最大的金属材料。

　　废钢是在生产生活工程中淘汰或者损坏的作为回收利用的废旧钢铁；其含碳量一般小于2.0%，硫、磷含量均不大于0.05%。一般说，废钢铁按其来源可以分为类：返回废钢（自产废钢）、加工废钢、折旧废钢。钢铁厂内的“返回废钢”，又称“自产废钢”，它是在炼钢、轧钢和精整的生产过程中产生的，以各种切头和废品的形式存在。这类废钢没有混入其它元素，且形状较规则，几乎能立即装入炼钢炉。它的加工准备工作量一般很小，随着它的产生在炼钢厂内就可处理掉。这种废钢占总废钢比例各国不尽相同，一般在30－50%。但随着连铸、连轧、无头轧制等工艺技术的不断进步及工业化进程加快，使金属收得率与轧钢成材率不断提高，使得自产废钢量不断下降。钢铁制品的制造工业中产生的“加工废钢”，大多是冲压边角料、车屑、料头等。如滚珠轴承钢的钢材利用率一般只有50%左右，约有一半钢材在制造中成了废钢。除车屑外，加工废钢一般没混入其它元素，所以只要进行简单的打包、压块、相当快地就能送至钢厂使用。这种废钢约占废钢总量的20－25%。但随着钢铁产品近终型制造技术进展、表面质量的提高、尺寸公差的减小和机械加工工业的技术进步、这种废钢比例会逐渐减小。各种报废的设备、汽车、船只，建筑结构等所获得的废纲，称为“折旧废钢”。这种废钢约占废钢总量的20－25%。随着社会发展的进步，积累的增加，这种废钢的比例会不断增加。折旧废钢往往是要用几年甚至几十年的时间才能送回钢厂使用，它是最不干净的废钢，非但混入了许多其它元素和非金属杂质，而且形状和尺寸又是多种多样，极不规则，使处理工作更加困难。同时，城市垃圾中回收的废钢，其中主要是灌头、铁筒等。相关资料显示，短流程炼钢比长流程炼钢可减少废气86%、废水76%和废渣97%，与长流程炼钢相比，用废钢炼1吨钢可减少近1.6吨碳排放，因此废钢生产更加清洁和有利于节能减排，对炼钢发展无疑有利于环境保护。

　　中国废钢资源利用概况

　　从1949年新中国成立后，经过几代钢铁人的不断努力中国钢铁产业取得了举世瞩目的成就，进入新世纪以来，中国钢铁工业进一步加大投资的力度，整体实力明显增强，整体装备水平迅速提高，依托自身技术实力，在部分引进国外高端技术的基础上，实现了技术装备设计和制造的自主集成与创新，主要装备的国产化率进一步提高，有些先进技术装备已达到国际领先水平。中国钢铁工业在发展速度方面和发展规模方面均创造了世界钢铁发展史上的奇迹。到2008年粗钢产量超过5亿吨。钢产量年均增长率达到20%，占全球钢产量的比重从17.8%提高到38.2%。

　　中国钢铁工业经历了数十年的快速发展，废积蓄量不断增加，今后将有大量的废钢资源产生。如何有效利用、管理这些资源或将是未来中国钢铁工业需要解决的一个重大问题。

　　日本废钢管理经验

　　日本在钢铁行业无论是技术设备还是冶炼工艺在世界上都很先进的，那么他们对于废旧钢铁有何先进的管理经验值得我们学习和借鉴的吗？

　　加强对废钢业的宏观管理

　　为加强对废钢业的宏观管理，日本建立了高效的管理体制，在通产省基础产业局中设有专门机构负责制定有关的政策和法令，对废钢业和企业进行协调和综合管理，宏观方面的具体管理则由各民间团体负责。1975年，日本对原有的废钢民间组织进行了统一调整与合并，在此基础上成立了日本废钢铁工业会、废钢铁储备协会和回收铁源利用促进协会。1982年，日本政府又在通产省基础产业局内成立了废钢铁流通现代化推进协议会。1988年8月份，日本废钢铁储备协会更名为日本铁源协会，职能也有所调整，主要是为原料供需方提供交流与合作，调查、提供和研究原料信息，目标是稳定原料供需、提升原料质量。日本政府和上述民间组织都不直接插手废钢的流通和生产经营，让企业有充分的自主权，并在相互竞争中充分发挥活力。

　　合理化废钢流通渠道

　　废钢作为再生资源能否得到充分开发的关键还在于流通渠道是否合理和通畅。一开始，日本废钢流通管理比较混乱，产生废钢的企业和家庭、废钢商业企业、地方自治体、钢厂都直接插手废钢流通，导致流通环节既多又乱，速度缓慢且成本高昂。不过，上世纪60年代中期开始，日本废钢流通渠道逐步实现了合理化、高效化。具体来看，日本废钢的流通流程为：家庭产生废钢流通至指定点再到废弃站，然后进行筛选，事业单位产生废钢送至废钢集中站，船舶和桥梁等难拆废钢送至拆解企业，这3类废钢资源都要运送至加工处理企业，再送至零售商处；非钢企业和钢铁企业的废钢资源则分为需要加工和不需加工的废钢，部分经加工处理后送至零售商处。为加速废钢流通，日本政府除建立上述流通渠道外，还采取了以下措施：环境保护法规定，无论企业或个人都不得随意放置废弃物；把废钢买卖列入社会物资流通范畴，规定其正当的流通行为，其交易必须符合政府的政策法令，遏止黑市交易；制定统一的废钢规格标准，使买卖双方不因规格标准不一而不能成交；实行全国统一的废钢检斤验收和退货制度等。

　　冶金行业对废钢铁的技术要求

　　废钢铁是钢铁工业可持续发展的重要资源

　　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最好的冷却剂。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。

　　冶金工业对废钢提出了比较详细的技术要求

　　炼钢过程，主要是实现“五脱一化”，即脱碳、脱磷、脱硫、脱氧、脱气体夹杂和合金化。冶金工业对废钢提出了比较详细的技术要求。

　　废钢的硫、磷含量各不得大于0.08%。

　　废钢内不得混有铁合金、有色金属和其他杂质；非合金钢、低合金钢可混放一起，但其中不得混有合金废钢和生铁；合金废钢内不得混有非合金钢、低合金钢和废铁；废铁内不得混有废钢。

　　废钢铁表面不应存在泥块、水泥、黏砂、橡胶等。

　　废钢铁表面的油污应予以清除。

　　废钢中不允许有两端封闭的管状物、封闭器皿、易燃易爆物品、放射性及有毒物品。

　　废钢铁中不允许有成套的机器设备及结构件。

　　废旧武器必须做技术上的安全检查和处理。

　　需要指出的是，废钢的清洁度、外形尺寸等一般用目测检验，化学分析可在成批量交货时抽取试样进行。废钢铁成批量交货时，应根据其类别、钢组进行分类。尤其是合金废钢，应尽可能根据GB/T4223-1996规定，按照67个钢组的分类标准进行分类，这样不仅有利于台金废钢的熔炼，还可以回收其中的合金元素。

　　对于废生铁的技术要求：磷含量不允许大于0.85%；表面应洁净，如表面附有炉渣和砂粒，应清除掉，但允许附有石灰和石墨。

　　废钢的几种回收利用方法

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