低碳經(jīng)濟給力廢舊不銹鋼回收利用產(chǎn)業(yè)

□文/羅禮培/

低碳經(jīng)濟給力廢舊不銹鋼回收利用產(chǎn)業(yè)

Low-carbon Economy to Encourage Scrap Stainless Steel Recycling Industry

Low-carbon Economy to

□文/羅禮培/

不銹鋼是20世紀(jì)鋼鐵工業(yè)最偉大的發(fā)明之一，也是21世紀(jì)產(chǎn)能和需求持續(xù)上升的金屬材料，它以其卓越的功能性和結(jié)構(gòu)性集于一身的優(yōu)良品性，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟建設(shè)和人類生活之中，作為鋼鐵業(yè)中具有較大市場潛力和發(fā)展前途的品種之一，其發(fā)展方興未艾。把廢舊不銹鋼的回收利用納入“十二五”鋼鐵或有色金屬發(fā)展的規(guī)劃之中，這是一件非常迫切的事情，它對于國內(nèi)廢舊不銹鋼事業(yè)的長遠、健康發(fā)展具有十分重要的意義。

隨著不銹鋼工業(yè)總體技術(shù)水平的進一步提高,不銹鋼將會在汽車、家電、化工、電力、環(huán)保等領(lǐng)域獲得更加廣泛的應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計，未來中國不銹鋼消費仍將以較快的速度增長，按世界不銹鋼平均增長水平7%測算，2010年全國不銹鋼需求量約為712萬噸。人均消費達5公斤，低于目前世界不銹鋼人均消費水平。由此可見，中國不銹鋼市場有著很大的發(fā)展空間。21世紀(jì)世界制造業(yè)部門生產(chǎn)基地重心已轉(zhuǎn)向亞洲地區(qū)，特別是中國大陸。亞洲地區(qū)至少在未來10年至15年里不銹鋼扁平材產(chǎn)品消費量將依然保持住強勁增長勢頭。建筑領(lǐng)域也是我國不銹鋼的主要消費領(lǐng)域之一。國家統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)顯示，在建筑領(lǐng)域中僅電梯制造業(yè)一項，不銹鋼消費量就在10萬噸/年左右。汽車工業(yè)是不銹鋼的另一主要消費領(lǐng)域。2011年我國的汽車產(chǎn)量為1850萬輛，如果按每輛轎車的不銹鋼消耗量為30公斤的標(biāo)準(zhǔn)來計算的話，估計全年我國轎車工業(yè)的不銹鋼消耗量大約為54萬噸。此外，我國家電行業(yè)的不銹鋼年消費量大約占我國不銹鋼消費總量的10%～15%。

目前，我國不銹鋼產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)能力不足，不能完全滿足國內(nèi)市場的需求。中國不銹鋼進口量逐年增加；國內(nèi)企業(yè)普遍規(guī)模小，生產(chǎn)成本高，質(zhì)量不穩(wěn)定，國內(nèi)不銹鋼生產(chǎn)總量中，有相當(dāng)一部分是由裝備落后、生產(chǎn)效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定的中小企業(yè)生產(chǎn)的；不銹鋼產(chǎn)業(yè)集中度不高。最大四家不銹鋼企業(yè)的產(chǎn)量占到全國不銹鋼產(chǎn)量的53.3%，最大八家的產(chǎn)量占到全國產(chǎn)量的61.4%。從總體上看，未來幾年里，中國不銹鋼產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能低于國內(nèi)市場需求的格局不會改變，需要通過進口來彌補中國不銹鋼市場的供需缺口。中國入世雖然加快了國內(nèi)不銹鋼市場對世界的開放步伐，但入世效應(yīng)的完全釋放還有一定的滯后，因此，在未來幾年內(nèi)，中國不銹鋼產(chǎn)業(yè)還有較大的發(fā)展空間。

不銹鋼廢鋼的產(chǎn)生有三種方式：一是內(nèi)部廢鋼，即鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過程中的廢料；二是工業(yè)廢鋼，即加工企業(yè)加工過程中的邊角料等廢料；三是社會回收廢鋼，即工業(yè)和民用不銹鋼制品的周期性替換。三種方式，一個源頭，這就是鋼鐵的生產(chǎn)過程，無論是“鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過程中的廢料”，還是“加工企業(yè)加工過程中的邊角料等廢料”以及“社會回收廢鋼”，都是由鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)出來的，無非是這些鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品在其生命的不同過程中產(chǎn)生出來的而已：第一種是在鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)鋼鐵產(chǎn)品的同時產(chǎn)生的，第二種是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品進入加工企業(yè)后產(chǎn)生的，第三種是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品進入最終消費領(lǐng)域并完成其生命過程后產(chǎn)生的。由此可見，廢鋼鐵的生產(chǎn)環(huán)節(jié)實質(zhì)上就是鋼鐵產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。

冶煉不銹鋼一般采用“不氧化法”、“氧化法”和“返回吹氧法”冶煉工藝，采用“返回吹氧法”，用不銹鋼廢鋼直接進行冶煉，則成本低，效益高。如今在國外一些發(fā)達國家，大多采用“返回吹氧法”冶煉不銹鋼。但這種冶煉方法所用的不銹鋼廢鋼約占原料總量的50%～80%，若沒有不銹鋼廢鋼資源，就成了“無米之炊”。

目前世界上不銹鋼的冶煉有三種方法，即一步法，二步法，三步法。

一步法：即電爐一步冶煉不銹鋼。由于一步法對原料要求苛刻(需返回不銹鋼廢鋼、低碳鉻鐵和金屬鉻)，生產(chǎn)中原材料、能源介質(zhì)消耗高，成本高，冶煉周期長，生產(chǎn)率低，產(chǎn)品品種少，質(zhì)量差，爐襯壽命短，耐火材料消耗高，因此目前很少采用此法生產(chǎn)不銹鋼。

二步法：1965年和1968年，VOD和AOD精煉裝置相繼產(chǎn)生，它們對不銹鋼生產(chǎn)工藝的變革起了決定性作用。前者是真空吹氧脫碳，后者是用氬氣和氮氣稀釋氣體來脫碳。將這兩種精煉設(shè)施的任何一種與電爐相配合，這就形成了不銹鋼的二步法生產(chǎn)工藝。采用電爐與VOD二步法煉鋼工藝比較適合小規(guī)模多品種的兼容廠的不銹鋼生產(chǎn)。

采用電爐與AOD的二步法煉鋼工藝生產(chǎn)不銹鋼具有如下優(yōu)點：AOD生產(chǎn)工藝對原材料要求較低，電爐出鋼含C可達2%左右，因此可以采用廉價的高碳FeCr和20%的不銹鋼廢鋼作為原料，降低了操作成本。不銹鋼生產(chǎn)周期相對VOD較短，靈活性較好；生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備總投資較VOD貴，但比三步法少。AOD爐生產(chǎn)一步成鋼，人員少，設(shè)備少，所以綜合成本較低。AOD能夠采用含C1.5%以下的初煉鋼水因此可以采用低價高碳FeCr、FeNi40以及35%的碳鋼廢鋼進行配料，原料成本較低。其缺點是：爐襯使用壽命短；還原硅鐵消耗大；目前還不能生產(chǎn)超低C、超低N、不銹鋼，且鋼中含氣量較高；氬氣消耗量大。目前世界上88%不銹鋼采用二步法生產(chǎn)，其中76%是通過AOD爐生產(chǎn)。因此它比較適合大型不銹鋼專業(yè)廠使用。

三步法：即電爐＋復(fù)吹轉(zhuǎn)爐＋VOD三步冶煉不銹鋼。其特點是電爐作為熔化設(shè)備，復(fù)吹轉(zhuǎn)爐主要任務(wù)是吹氧快速脫碳，以達到最大回收Cr的目的。VOD真空吹氧負責(zé)進一步脫碳、脫氣和成分微調(diào)。三步法比較適合氬氣供應(yīng)比較短缺的地區(qū)，并采用含碳量較高的鐵水作原料，且生產(chǎn)低C、低N不銹鋼比例較大的專業(yè)廠采用。

由于奧氏體不銹鋼含有珍貴的鎳金屬，它的再生遠遠早于其他材料的再生。80%以上的不銹鋼產(chǎn)品都是可再生的。用S30400不銹鋼制造的不銹鋼產(chǎn)品含有60%的再生材料，其他常用的材料達不到這個水平。加強不銹鋼生產(chǎn)過程的廢棄物回收，開發(fā)電爐、轉(zhuǎn)爐和AOD除塵灰利用技術(shù)、電爐渣和轉(zhuǎn)爐渣回收和利用技術(shù)、廢酸回收利用技術(shù)等，以合理利用資源，減少環(huán)境污染，實現(xiàn)不銹鋼生產(chǎn)過程的百分之百回收。加強不銹鋼流通和加工過程的邊角料等廢棄物回收，做好廢不銹鋼的品種分類，實現(xiàn)同鋼種廢鋼回收利用，防止廢不銹鋼的交叉污染。加強不銹鋼消費生命周期結(jié)束后的廢不銹鋼回收，特別是廢棄的不銹鋼炊餐具、飾品等的回收。在江浙、廣東等地區(qū)，一些小企業(yè)采用感應(yīng)爐熔化廢鋼作為原料生產(chǎn)不銹鋼管、棒材，一些企業(yè)以不銹鋼材為原料進一步再加工生產(chǎn)不銹鋼帶、焊管、線、絲等產(chǎn)品，也有一些小加工廠以廢不銹鋼可利用的邊角料生廠彎頭、螺絲、螺桿、化工配件等。

不銹鋼的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量水平反映了一個國家鋼鐵工業(yè)的發(fā)展水平，也是國家綜合國力的一種體現(xiàn)。我國是世界上不銹鋼第一消費大國和進口大國，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和各行各業(yè)對不銹鋼需求的迅速增長，我國終將成為世界上最大的不銹鋼生產(chǎn)國。不銹鋼的應(yīng)用發(fā)展前景會越來越廣，不銹鋼廢鋼的回收利用也成為當(dāng)代受益、惠及子孫的“綠色工程”而受到全社會的關(guān)注，因而在經(jīng)濟社會發(fā)展中起著越來越重要的作用。