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废钢铁是钢铁工业实现可持续发展的主要原材料

文章附图

循环经济的终目的是经济的可持续发展。钢铁工业走循环经济的道路,其终目的是实现钢铁工业的可持续发展。钢铁工业可持续发展的重要标志是:

①小化地消耗自然资源,即不可再生资源铁矿石等。

②小化地消耗由不可再生资源煤转化而来的能源的消耗。

③钢铁生产过程中有害气体和固体废弃物排放小化。

要实现这三个小化,无疑废钢铁是炼钢的佳原材料。

1.废钢铁是炼钢生产的主要原材料

目前炼钢生产的主要原材料有两大类。一类是源自于铁矿石。它从选矿、采矿、烧结、再到生铁或铁水后炼成钢坯,轧制成钢制品。这一类原材料主要有:

①热铁水。以前转炉使用,现在电炉也开始使用。

②生铁。用于电炉炼钢配料工艺。

③直接还原铁(DRI、HBI)。用于电炉炼钢,与废钢铁和生铁配合使用,价格较高。

④脱碳粒铁。一种新的原料,用于电炉,但未形成商品。

这类原材料来自于自然界,采自于矿山,它就像“人的肝脏不断地造出新鲜血液,供给人类社会使用,因此,我们把它类比于动脉造供血过程”。

另一类是废钢铁,它来自于人类社会,是人类社会使用过的废弃物,这些废弃物经过整理、分类、加工又回到人类社会,它就像“静脉血液回流再供血过程”,再次被人类社会所利用。

2.生铁和废钢铁比较

(1)前者有害残余元素含S较少,但其生产流程长,投资大,能耗高,消耗自然资源多。后者生产流程较短,基建投资少、建设周期短、综合能耗低、工艺灵活,消耗自然资源少,但其主要问题是残余元素在废钢循环中积累,影响产品的性能和质量。

(2)前者是有限资源,后者是无限资源。铁矿石从地下采出经过选矿、采矿、烧结,到铁水,再到钢水、轧制成钢制品,即耗完它的有用价值,进入人类社会,不会再回到自然界变成矿石。用废钢来代替铁矿石进行炼钢生产,是唯一的选择!

废钢是再生资源,可无限循环使用。用废钢铁炼钢,可节约2-3t铁矿石,可减少4-5t原生矿的开采。废钢铁是一种再生资源,从炼钢—轧钢—钢材—制品—使用—报废—回炉炼钢—轧钢,每8-30年左右一个周期轮回不断积蓄(一般钢铁制品的报废周期是8-30年),不断产生,无限循环使用,且自然耗损少,利用率高,特别是我国不但铁矿石资源数量少,而且,贫矿多,在已探明的储量中97%是贫矿,平均铁品位在30%左右,比世界平均铁品位低20个百分点;有些已探明的储量因条件复杂很难开采利用;再有有些铁矿的成分复杂,伴的有害元素多。但是,建国以后,随着钢铁工业发展,作为废弃物的废钢铁埋入地下和堆成渣山的约有几亿吨。而且,今后每年仍有相当数量的钢铁生产和加工工业的废弃物、报废设备、拆毁建筑物、家用电器和生活器皿等要更新,仍将继续产生废钢铁。同时,国外工业发达的国家每年都出口一定数量的废钢铁。发展我国自己的废钢铁产业,充分利用国内外废钢铁资源,是今后钢铁工业发展的方向。

(3)前者是高能耗高污染资源,后者是低能耗环保资源。钢铁工业是消耗能源的大户,我国的水、电、油等能源很紧张,因此,节能是我国的国策。废钢铁本身是载能体。钢铁生产从选矿、采矿、烧结、炼铁到炼钢、轧钢,70%以上的能源消耗主要集中在炼钢工序以前。用废钢铁炼钢,可以节省大量能源。每用1t废钢铁就可以节约1t标准煤。用废钢铁直接炼钢比用铁矿石炼铁后再炼钢可节约能源60%,节水40%。利用废钢铁炼钢不仅降低能耗,还可以节省大量的合金元素,降低成本,提高经济效益。

钢铁工业是重工业生产,从采矿到轧钢整个生产环节中可产生大量的废气、废水、废渣及其他废弃物。而废钢铁是一种环保资源,用废钢铁炼钢比用铁矿石炼铁后再炼钢可减少产生废气86%、废水76%和废渣70%,明显地有利于清洁生产,有利于减少“三废的产生”。另外,废渣及其他废弃物的排放要占用大面积土地,而且污染环境。再有废渣和废弃物中也含有大量废钢铁,用废钢铁炼钢既减少废渣的排放又能回收废渣中的废钢,变废为宝,减少占地,改善环境,增加社会效益。因此,要努力实现“少吃铁矿石,多吃废钢铁”,减少原生资源开采,增加再生资源利用,实现资源科学配置,这是实现钢铁工业可持续发展的重大战略决策。也是建设环境友好型,资源节约型社会的必由之路。

在钢铁工业发展方向上,电炉炼钢的比例会逐步超越转炉炼钢而成为主导地位,废钢铁炉料也将会逐步替代铁矿石而成为主要原材料,21世纪内废钢铁将成为钢铁工业的重要原料支撑,少量铁矿石的开采和应用将作为废钢铁资源消耗的补充或添加剂和稀释剂,使我们的钢铁工业真正成为自然和谐、绿色环保的生态工业,钢铁工业真正走向循环经济和可持续发展道路。