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加强国内不锈钢产业废钢开发的若干思考

2011-12-27 09:48 来源:[ 我的不锈钢网 ]

郝培钢

一、关于国内外不锈钢废钢的几个基本概念的讨论

五年前,我曾做过一个题为《重视并积极回收和开发利用不锈钢废钢》的研究,明确提出,过去常听人说,我国是不锈钢废钢很少的国家。我们最近的研究表明,这种说法需要更正了。最大的不锈钢消费国家,最大的不锈钢生产国家,也应当是最大的不锈钢废钢的回收国家之一,预计2010年,我国不锈钢废钢产生数量将超过美国不锈钢产量。能否重视并正确回收和利用好不锈钢废钢,对于国内不锈钢事业的健康发展具有十分重要的意义。因此,应当转变观念,充分认识我国不锈钢废钢资源丰富的特点。

五年来,国内研究不锈钢废钢回收的人越来越多了。但是,从现有报道看,国内外不同机构对不锈钢废钢应用数量存在较大差异。如下图。

 

深入研究各机构有关国内不锈钢废钢应用的报道,可以发现不仅存在数量的差异,而且存在一些基本概念的差异,这些基本概念的差异与数量的差异常常又存在一定联系。所以,本文首先讨论不锈钢废钢的几个基本概念。

国际镍研究协会使用的是“新废钢”和“老废钢”的概念,分别指例如“生产和制造返回的材料”和“工业设备等寿命结束的产品”,并明确提出“新废钢”、“老废钢”分别占不锈钢粗钢产量的35%和25%。如下图。

 

另外一些国内外机构则使用“内部废钢”、“外部废钢”的概念,即不锈钢生产企业“内部”形成的不锈钢废钢和不锈钢生产企业“外部”形成的不锈钢废钢;在“外部废钢”中又进一步细分为“加工废钢”、“回收废钢”等概念,即“不锈钢制品企业加工过程中形成的废钢”和“不锈钢制品最终使用后回收的废钢”。并明确提出了这些不同概念废钢的回收期限。如下图。

 

这些分别按照时间和空间范围划分提出的概念,各有其科学道理,也均为不锈钢废钢开发研究做出有益的贡献。但客观上存在其外延范围相互交叉的问题;主观上也存在其概念内涵容易混淆的问题。针对这些问题,本文统一按照国内不锈钢废钢来源重新划分并提出相对不容易混淆的相关基本概念,且与上述这类分别按照时间和空间范围划分的基本概念一一对照,以方便讨论。

不锈钢生产过程废钢,属于国际镍研究协会的“新废钢”和其它国内外机构的“内部废钢”;

不锈钢制品制造过程废钢,属于国际镍研究协会的“新废钢”,属于其它国内外机构的“外部废钢”中的“加工废钢”;

不锈钢生命周期回收废钢,属于国际镍研究协会的“老废钢”和其它国内外机构的“外部废钢”中的“回收废钢”;

不锈钢炼钢钢渣等(除尘粉、酸洗泥)回收废钢,这部分从本质上也可以归属于国际镍研究协会的“新废钢”和其它国内外机构的“内部废钢”,但与上面所说的不锈钢生产过程形成的废钢不同,应当属于新近开发利用的废钢;

进口废钢,即从国外进口的不锈钢废钢,属于其它国内外机构的“外部废钢”,但难以进一步区分其属于“新废钢”还是“老废钢”,即“加工废钢”还是“回收废钢”;

进口洋金属垃圾回收废不锈钢,属于“老废钢”,即“外部废钢”中的“回收废钢”。

二、国内各种不同不锈钢来源废钢的数量测算

1、不锈钢生产过程废钢。如下图。

 

这种废钢属于不锈钢生产企业生产过程中产生的废钢,即钢水浇注过程中和注余,以及轧制过程中的切头、切边等。大体相当于不锈钢粗钢产量与可供销售的不锈钢材之间差的数量。通常可以按照综合成材率计算:按照国内不锈钢生产企业综合成材率(成品钢材量/粗钢产量)多数85%~88%,不锈钢生产过程废钢数量=粗钢产量—成品钢材量或粗钢产量×[1-(85%~88%)]。

2、不锈钢制品制造过程废钢,即不锈钢制品企业购买不锈钢材制造各种不锈钢制品过程中产生的边角料等类废钢。如下图。

由于不锈钢制品各类相当多,各种不同制品的边角料相差很大。如制管行业,不锈钢材的利用率可以达到90%甚至更高,而一些复杂制品的不锈钢材的利用率甚至难以达到60%。根据对不同制品行业的实际调研结果,不锈钢材和综合平均利用率约为80%,所以,通常按照当年表观消费的20%测算。

3、不锈钢生命周期回收废钢,即包括不锈钢机械设备、建筑装饰、各类器皿等所有使用不锈钢材的用品,使用寿命结束之后回收的废钢。各种不同类型的不锈钢材料制作的用品的生命周期相差也很大。由于许多不锈钢材制作的医疗器械属于一次性用品,其生命回收周期可能短至几天,甚至几分钟,如注射针头,这类用品加上其制造、流通过程一般也不会超过一年。而一些重要的建筑用材,其生命回收周期可能几十年甚至上百年。如美国克莱斯勒大楼,至今已经有80多年历史还在使用。目前,国内外机构普遍认可的是,根据经验数据,按照平均使用周期15~20年测算。这样,生命周期回收废钢=15~20年前国内表观消费量—当年废钢回收量。

4、不锈钢炼钢钢渣等(除尘粉、酸洗泥)回收废钢。不锈钢炼钢钢渣、除尘粉(灰)、酸洗泥等不锈钢生产的副产品回收,曾经是世界性难题。上世纪80年代,太钢曾经出过一个李双良,就是因为通过从废钢渣中拣废钢、将废渣用作制砖材料等方法处理钢渣,被联合国环保机构命名为世界500佳。本世纪初,作者参观一些世界著名不锈钢企业时,也曾经听到正在研究从不锈钢钢渣、除尘粉(灰)、酸洗泥等不锈钢生产的副产品提取回收镍铬等金属元素的课题的说法。作者最早见到从不锈钢钢渣、除尘粉(灰)、酸洗泥等不锈钢生产的副产品回收镍铬等金属元素是2006年在温州的不锈钢民营企业中,如下图。

上述组图是当地许多农民出身的民营不锈钢企业从LME镍价开始上涨时,就使用相对原始的方法从不锈钢钢渣、除尘粉(灰)、酸洗泥等不锈钢生产的副产品中回收不锈钢废钢的纪录。

随后,一些大型不锈钢企业也逐步重视,并从更高层次研究开发不锈钢钢渣、除尘粉(灰)、酸洗泥中金属元素的回收。今年7月16日,太钢冶金除尘灰资源化工程A炉成功出铁,这是国内首套可同时处理不锈钢除尘灰和碳钢除尘灰的全功能冶金除尘灰资源化装置,标志着太钢循环经济取得重大突破,不仅实现了废弃物全部回收再利用,而且实现了废水、废气和废弃物全部循环再利用。

这部分回收与传统的不锈钢生产过程中废钢回收不同,其回收后的产品从形态上看,不是传统意义上的不锈钢废钢,但确实是含有镍铬铁等不锈钢基本元素的金属产品。这部分回收数量,虽然可以考虑按照生产每吨不锈钢粗钢的金属投入量减去不可回收部分,如二氧化碳,或者各种金属加入量与金属收得率的差来测算,但由于其处于新开发初期,还难以达到理论测算水平。目前,可以考虑按照相关企业实际经验数据,即不锈钢粗钢产量的3%左右测算。

5、进口废钢,按照海关统计计算。

6、进口洋金属垃圾中回收的不锈钢废钢。这部分很少有人关注,但确实是实际存在的。如下图。

 

这部分数量最难测算。据相关人士估算,每年约10~15万吨。

通过对上述六类国内不锈钢废钢来源的综合测算。目前我国的不锈钢废钢可供给数量应当说是相当可观。远不是我五年前研究报告中所说的可以超过美国的不锈钢粗钢产量,而是完全可以超过相当于美国不锈钢粗钢产量约两倍的日本的不锈钢粗钢产量。如下图。

 

上图中,各年度中的A和B,分别系按照国内不锈钢机构对当年不锈钢粗钢产量统计的不同口径,以及由此造成的国内不锈钢表观消费量的不同口径中的最大数量和最小数量测算。占到当年国内不锈钢粗钢产量的39%~48%,如下图。

 

高于国际镍研究协会“新废钢”的35%,低于其“新废钢”与“老废钢”之和的60%。这是由于我国不锈钢消费历史较短,生命周期废钢,即“老废钢”较少造成的。因此,应当是可信的,具有重要参考价值的。

随着时间的推移,国内不锈钢废钢的可供给数量将逐步达到甚至超过国际镍研究协会的60%的合计数据。

预计,2015年,中国不锈钢材需求约1500万吨,不锈钢粗钢产量1700万吨。此时,国内不锈钢废钢供给数量理论测算可以达到850万吨,相当于国内粗钢产量的50%,相当于国内不锈钢材需求的56%以上。

2020年,中国不锈钢材需求约2000万吨,不锈钢粗钢产量2200~2250万吨。此时,国内不锈钢废钢供给数量理论测算可以达到1200万吨以上,相当于国内粗钢产量的54%,相当于国内不锈钢材需求的60%以上。

2030年,中国不锈钢材需求约仍保持2000万吨,不锈钢粗钢产量2200~2250万吨。此时,国内不锈钢废钢供给数量理论测算可以达到1800万吨以上,相当于国内粗钢产量的70%以上,相当于国内不锈钢材需求的90%。

届时,中国就可能像目前美国这样,一方面大量出口不锈钢废钢,一方面自身的废钢返回率达到70%左右。

还有一种可能,世界其它不锈钢重要生产国家和地区的废钢回收率比我国还要高,因此出口很难实现,因此国内不锈钢生产的废钢返回率达到70%以上。

三、国内不锈钢废钢回收现状以及与国际先进水平的差距

1、回收并应用的数量与理论测算数量存在较大差距。

如前所述,按照理论测算,2009年~2010年,国内不锈钢废钢资源应当占到不锈钢粗钢产量的39%~48%;但有关机构关于国内不锈钢粗钢实际应用的不锈钢的相关报道则为20%~29%。二者差距将近占国内年不锈钢粗钢产量的20%,按照2009年的不锈钢粗钢产量计算,则有166~274万吨的差距(分别按照当年国内不锈钢粗钢产量统计不同口径中的最小数量和最大数量测算)。如下图。

 

特别引人注目的是,即使同一机构理论测算与实际调研不锈钢企业生产过程作为原料的废钢利用比例,也存在较大差距。如下图。

 

深入分析出现这么大差距的原因。首先是测算口径的因素。理论测算包括了全部不锈钢废钢资源,而国内外机构报道多数为不锈钢生产企业从外部采购的不锈钢废钢。但是,仅仅是不锈钢生产企业的内部废钢资源不应当有不锈钢粗钢产量的20%甚至更多。

根据我们的实际调研结果,有两个因素值得特别关注。

第一个因素是,200系废钢的回收利用还存在相当大的差距。由于国内生产的所谓200系多数是含锰高达10%的非标准产品,且因为不锈钢废钢中的锰是无法在不锈钢生产过程中回收利用的,这就造成了两方面的问题,一方面是因为生产过程中要全部氧化掉这将近10%的锰,大大延长了冶炼时间,降低了生产效率;另一方面是这类非标准的所谓200系废钢的收得率比300系和400系废钢至少要低8%。因而,不锈钢生产企业对于回收利用这类非标准200系废钢存在相当大的阻力。

第二个因素是,国内有许多被称为“地条钢”的不锈钢生产企业消费了大量的不锈钢废钢,但由于其产品多数属于假冒伪劣产品而不被认可从而未统计入全国不锈钢粗钢产量之中,相应地多数机构在调研不锈钢废钢应用时也未将这些企业消费的不锈钢废钢统计入全国不锈钢生产的废钢原料中。据2011年9月宁波市政府公布的94家应淘汰落后产能和已淘汰22家落后产能企业,有347台冶炼炉(绝大多数为国家早已多次明令淘汰的“工频炉”、“中频炉”等“地条钢”设备),总容量高达875吨位,按照50%开工率计算,其产能达250多万吨,产品多为不符合标准的假冒伪劣产品,未统计在相关数据中。这些设施2009年消费了多少不锈钢废钢?有人粗略估算,至少100多万吨。

2、不锈钢废钢进口数量“大起大落”。如下图。

 

从上图我们可以看到,2007年,国内进口不锈钢废钢比上年度增长75%,而2010年则比上年度减少75%。造成这种现象的表面原因是国内不锈钢废钢价格与欧美等不锈钢废钢出口国家和地区存在较大差距。如下图。

 

深层次的原因是国内不锈钢废钢市场价格形成体制与欧美等传统不锈钢废钢主要来源地区存在根本差距。国外不锈钢废钢市场已经形成供求双方认可的,按照有关金属成份的代表性价格为基础,按照一定比例和批量定价机制。如,以混合料(304)方式供应,计价公式为A+B+C,即,A.镍价(LME)×折扣×含量(8%)、B.铬价(CRU)×折扣×含量(17%或17.5%)、C.铁价(荷兰或韩国生铁交易价,或美国1号废钢价格)×折扣×含量(74%或75%)。国内通常以分钢种牌号(如304、316、430等)供应,没有形成供求双方公认的定价方式,多是根据实际购销双方现场讨价还价,协商定价,不同地区,不同谈判双方完全可能出现不同的结果,存在较大的随意性或不可预见性。

3、国内小生产式的、原始状态的分散回收与国际现代化的、大生产回收存在本质差距。

如总部设在德国的ELG公司,在全球7个国家设立了20多个不锈钢废钢的回收和处理料场,通过分选、加工和混合,按照用户需要特定质量的金属成份和形状,为全球不锈钢工业提供再生原料,年供应不锈钢废钢数量可达160万吨。

同样总部设在德国的CRONIMET公司,在全球8个国家设立了近30个回收和处理料场,年供应不锈钢废钢数量可达120万吨。同样可以对回收原始废钢进行分选混合加工,按照用户需要成份供应。

我国不锈钢废钢回收大多数依靠人工分拣,基本属于分散回收、简单打包、大体分钢种原样供应。最大的不锈钢废钢供应商年供应量也不足10万吨。

四、加强不锈钢废钢开发的几点建议

1、从“节能减排”的高度,充分重视不锈钢废钢回收的意义。

根据2008年相关国际研究机构的报告,全部使用不锈钢废钢比全部使用原生镍、铬、铁生产304,减少碳排放74%。如下图。

 

前面所说的,国内首套可同时处理不锈钢除尘灰和碳钢除尘灰的全功能冶金除尘灰资源化装置在太钢正式投产后,每年可生产含金属镍的铁水16万吨(镍金属量5000吨)、普通铁水16万吨,全部回收的冶金除尘灰、红泥、废钢、废渣等可作为富氧竖炉生产原料,相当于太钢每年可少采购精矿粉53.3万吨或266.5万吨矿粉(贫矿)。用通俗的话说,太钢找到了一座年产200万吨铁矿石和50万吨红土镍矿的“经济循环矿山”。

由此可见,不锈钢废钢回收既有“节能减排”的重大成效,又有“资源节约与再生”的重大意义。因此,国家机关、行业组织、相关行业都应当高度重视不锈钢废钢的开发利用。

2、国家应通过明确立法等措施,强制推进不锈钢废钢开发利用。

2011年9月21日,国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议,部署建立完整、先进的废旧商品回收体系。指出,我国废旧商品回收体系很不完善,不仅影响废物利用,而且极易造成环境污染,建立完整、先进的回收、运输、处理、利用废旧商品回收体系已刻不容缓。一要完善回收处理网络;二要强化科技支撑;三要培育大型废旧商品回收企业,促进废旧商品回收、分拣和处理集约化、规模化发展;四要加强对回收企业站点、回收加工经营行为和市场秩序的监管,依法查处违法犯罪行为;五要明确政府部门和生产、流通企业及使用者责任,修订完善相关制度标准,加快将废旧商品回收处理纳入法制化轨道;六要广泛开展宣传教育,倡导环保健康、循环利用的生产生活方式。

工信部日前印发的《钢铁工业“十二五”发展规划》,明确提出“加大废钢回收利用体系建设,重点建设一批废钢加工示范基地,完善加工回收配送产业链。”

国家如此高度重视废旧商品回收,特别把废钢回收列入《钢铁工业“十二五”发展规划》,可以说是史无前例的,也是具有一定的政策法规意义的。

但仍然不够。十分重要的因素是,上述政策法规,更多是原则性、宣传倡导型的,缺乏操作性和强制性。

如果能够象这两年实施的家电“以旧换新”政策一样,制订一系列具体可行的法规,就会收到十分明显的效果。顺便说一句,家电“以旧换新”原定今年年底结束,到目前为止尚未见到进一步延续的法规,其实这一法规应当是常态化的,永远执行下去的。

日本就有明确的“家电、汽车、建筑等循环法”以及“城市矿山法”,日本的这类法规对于一个资源极度贫乏的岛国经济发展发挥了重要的作用。我国如果能够象日本这样,加强规划指导、财税金融等政策支持,完善包括不锈钢废钢回收在内的一系列废旧商品的回收的法律法规,实行生产者责任延伸制度,推进生产、流通、消费各环节循环经济发展,将对“可持续发展”产生重大意义和社会效益。

3、转变不锈钢粗钢产能高速扩张的发展方式。

鉴于随着国内不锈钢粗钢已经建成装备设计产能1900多万吨到2015年逐步达产,完全可能满足届时国内1500万吨不锈钢材的粗钢需求。随着目前在建不锈钢粗钢项目到2015年逐步建成和2020年逐步达产(截止2011年一季度末,国内不锈钢粗钢产能已经达到2100万吨,所有在建项目2015全部完成后,约2500万吨),仍然完全可以满足届时国内2000万吨不锈钢材的粗钢需求。目前不建议再开发建设粗钢产能。

因此,应当转变国内不锈钢粗钢产能高速扩张的发展方式,重点建设包括提升不锈钢废钢回收在内整个价值链。

要高度重视目前实际存在的,相当数量不符合国家产业政策,需要淘汰的落后产能,甚至包括少数“地条钢”产能的加速淘汰,以避免对国内不锈钢废钢市场造成破坏。

4、强化可百分之百回收的300系和400系品种开发,加强200系中锰回收研发,在之前节制200系发展。

300系和400系不锈钢中的铁、铬、镍、钼等基本元素都是几乎可以100%回收的。所以近百年来,不锈钢业内都以“100%可回收”,不会造成任何环境问题而感荣耀。

但是,200系是不锈钢中的另类。200系中的基本元素之一的锰是几乎“100%不可以回收”的。所幸,10年以前,全球不锈钢中的200系也仅有2%左右,且锰含量为5%左右。

然而,最近10多年来,首先是在印度,随后是在我国,200系出现了不可控制的“泛滥”,特别是含锰10%左右的非标准200系。这种潮流与“节能减排”、“循环经济”是严重背离的。尤其是本世纪初,从印度大量进口和引进印度企业标准生产的含磷甚至超过国家废钢标准的高磷200系将逐步进入寿命末期,这部分高磷200系的不锈钢生命周期回收,将会对整个不锈钢废钢质量带来极大的干扰。这是需要高度重视的。

总之,鉴于200系的废钢回收问题目前尚无更好的解决办法,因此对于200系的开发,需要保持十分审慎的态度。

5、大力发展现代化大生产式的不锈钢废钢回收企业。

国内目前原始分散小型为主的不锈钢废钢回收模式已经极不适应,且难以可持续发展。

建立ELG式的现代化大型不锈钢废钢回收企业已经刻不容缓。

国内大型不锈钢企业应当像前几年重视镍铬原料开发建设那样,高度重视这类“完善回收处理网络、强化科技支撑、促进废旧商品回收、分拣和处理集约化、规模化发展”的大型不锈钢废钢回收企业的开发建设。甚至有必要把关注的重点,由重视镍铬原料开发逐步转移到这类不锈钢废钢回收方面来。

现有不锈钢废钢回收企业,应当逐步向这类“完善回收处理网络、强化科技支撑、促进废旧商品回收、分拣和处理集约化、规模化发展”的大型不锈钢废钢回收企业的开发建设转型。并建立与大型不锈钢生产企业相互依托的产业链。

参考文献:

国际镍研究协会报告,张立诚

《废不锈钢研究》,陈淑芳

《2010年全球废不锈钢市场分析》,李诚




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