钢铁厂生产过程中产生的废钢称为“返回废钢”、“自产废钢”或“循环废钢”。其含碳量一般小于2.0%,硫、磷含量均不大于0.05%。废钢由于其产生的情况不同,而存在各种不同的形状,其性能与产生此种废钢的成材基本相同,但也受到时效有效性、疲劳性等因素的影响,而性能有所降低。普通钢厂自产废钢约为钢产量的15~25%;特殊钢厂达30~50%。
钢铁工业主要的铁源为铁矿石。每生产1 吨钢,大致需要各种原料(如铁矿石、煤炭、石灰石、耐火材料等)4~5吨,能源折合标准煤(指发热值为7000千卡/公斤的煤)0.7~1.0吨。而利用废钢作原料直接投入炼钢炉进行冶炼,每吨废钢可再炼成近1吨钢,可以省去采矿、选矿、炼焦、炼铁等过程,显然可以节省大量自然资源和能源。在炼钢金属料中,废钢已占总量的35%左右,由铁矿石炼得的生铁占总量的65%左右;因此,废钢的利用,引起社会的普遍重视,被称为“第二矿业”。许多国家缺乏铁矿或铁矿品位不断下降,对废钢更为重视。废钢的供销,已成为一个重要的国际市场。20世纪70年代以来,世界上以废钢作原料的电炉钢产量,有较大的发展,也说明废钢的利用范围日益扩大。由于废钢的大量应用,世界生铁产量仅为钢产量的72%。
转炉车间所使用废钢类型直接关系到车间的技术经济指标和所选择的废钢装料工艺,废钢的堆放应当是按照轻重类型和种类分类堆放,根据每炉所需废钢量控轻、重型废钢和不同种类废钢的比例装入料斗,并用轻型废钢填底。废钢的称量方式可采用电子轨道衡或加料吊车之吊钩的电子秤称量。
废钢间的尺寸和废钢间的布置方式有关,主要由废钢的贮量,堆放方法,运输废钢料斗平车线的数目,转炉昼夜所需废钢量等因素来决定。另外,应考虑废钢料斗的称量地点和贮存料斗数目所需要之作业面积等。
跨间长度根据废钢贮存面积和堆高来决定,同时考虑运输废钢料斗平车在车间内停放.调度等所需之长度。废钢间的起重机轨面标高由废钢平车,废钢料斗,磁盘或大钳以及大钩的极限高度,并加上一定活动余量来决定。
①设立单独的废钢间,用火车或汽车向料坑或料仓卸入本厂或外来之废钢,按照轻重类型不同分类堆放,用磁盘吊车或大钳向废钢料斗装入废钢,然后用热力或电力料斗平车运送废钢料斗到加料跨。
②在加料跨一端设立废钢间,跨间设有双层起重机,由火车或汽车向废钢间卸入废钢,由磁盘或大钳天车向废钢料斗装废钢,装满废钢的料斗运送到专门地点存放和称量,用加料跨天车吊运废钢料斗并加入转炉内。也可以用废钢加料机加废钢。
中国钢铁工业经历了数十年的快速发展,钢铁积蓄量不断增加,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。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排废减量化,鼓励能耗低、污染小的电炉炼钢发展无疑有利于环境保护。
日本钢铁业的发展与中国有很多类似之处,而且日本废钢产业已经非常成熟。深入分析研究日本废钢的产生、消费和管理模式,将为中国废钢行业的发展提供有益的启示和借鉴。
5月6日,日本财务省的数据显示,日本进口废钢总量为22.6万吨,同比大增近400%;出口废钢总量为150万吨,同比下降38.1%。此外,日本企业也积极进行废钢领域的海外投资,日本丰田通商株式会社(Toyota Tsusho)已参股德国黑色、有色金属废料回收商肖尔茨公司,前者将获得后者39.9%的股权。
一般而言,废钢的产生量与钢铁积蓄量成正比。在钢铁消费历史较长的欧美地区,由于钢铁积蓄量大,废钢产生量也大。日本对钢铁的大量使用比欧美地区晚50余年,从上世纪50年代后期开始,日本大量使用的钢铁在进入老旧废钢形成周期后成为废钢,在上世纪90年代左右,日本废钢平均回收率为2.5%-3%。近20年来,日本废钢发生量增速趋缓,回收率为2%-2.3%。但是,日本废钢发生量总体仍呈增长趋势。