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废钢在钢铁行业中的重要性与挑战:减少碳排放与资源节约的关键

近日,世界钢铁协会发表了题为“废钢与钢铁工业”的钢铁博客。世界钢铁协会环境与气候变化事务经理菲利普·马舍尔表示,废钢是整个钢铁行业的重要组成部分。废钢在减少二氧化碳排放、节约资源、促进行业经济发展方面的重要性逐渐增强。然而,废钢加工各环节存在的问题给钢铁企业带来了挑战。随着世界各国政府努力履行本国的“双碳”承诺并出台更严格的回收法规,钢铁行业应对这些挑战的压力只会越来越大。

表示,钢材是世界上使用最广泛的材料之一,从建筑物、桥梁到汽车和家用电器,其应用无处不在。但是,当钢铁产品在所有这些应用中达到使用寿命时,会发生什么情况呢?事实上,达到使用寿命并不意味着钢材生命周期的结束。因为钢材可以 100% 无限循环利用废钢回收设备,而不会损失质量。通过在其使用寿命结束时熔化废钢,可以生产新钢。这个过程涉及回收、分选、破碎、熔化、精炼、铸造和轧制等几个阶段。

在回收阶段,目前炼钢过程中使用的大量废钢在进入交易市场之前已经被回收。这种废钢也称为新废钢,是用于大规模工业制造过程(生产家用电器、汽车、电子产品等)所产生的边角料。这类废钢在一个地方集中回收,因此受其他物料污染较少,使得这类废钢更有价值,能够得到广泛、充分的利用。然而,说到废钢,消费者最有可能想到的是已经达到使用寿命的钢材(或已折旧的废钢)。这是因为家居用品或其他产品在达到使用寿命后会被送往专门的回收地点。此类废料还包括从不熟悉来源收集的废料,例如拆解的船舶和旧工业设施。由于废钢资源种类繁多,且存在潜在的污染物,如何收集折旧废钢并以环保、安全的方式将其运输至钢厂面临着严峻的挑战。

在分类阶段,钢铁企业需要根据产品的类型和质量对废钢进行分类和分选。钢是由各种合金和材料的混合物制成的,因此要生产的钢的牌号需要与具有适当性能的废钢相匹配。使生产过程变得复杂的不仅是废料中所含合金的类型,而且还在于每种合金的数量。钢中不同水平的碳含量会显着影响最终产品的硬度、强度或可焊性,因此需要考虑这些因素。废料混合物还含有许多完全不需要的元素,其中许多难以分离出来。不同的排序方法之间存在很大差异。有些使用磁铁将废钢与有色金属分离,而另一些则使用专门开发的高精度分选设备。设备的初始成本和维护要求可能相当大,因此企业总是在寻找提高效率的可能性。此外,企业必须以安全环保的方式管理不必要的元素,存储和位置问题也会产生相应的成本和风险。

在破碎阶段,经过分选后,大块废钢将被送入工业破碎机并切成较小的碎片以供运输和进一步加工。在熔化精炼阶段,公司将破碎后的废钢放入炼钢炉中熔化。温度升至1600摄氏度以上后,就成为钢水。然后通过添加石灰等助熔剂来精炼钢水以去除残留杂质。在铸造和轧制阶段,公司将精炼钢水注入铸造设备,冷却后轧制成新的钢铁产品,如板材、棒材或型材。此时,这些钢材产品可以直接使用,也可以进一步加工成其他产品。

介绍,电炉工艺产生的平均CO2排放量明显低于更成熟的高炉工艺,电炉工艺的能源需求也低得多。世界钢铁协会估计废钢回收设备,全球每年消耗约6.5亿吨废钢,每年可减少约9.75亿吨二氧化碳排放,并大幅减少铁矿石、煤炭和石灰石等其他自然资源的使用相关生产排放。

为什么整个钢铁行业不能这样生产呢? 表示,目前废钢短缺,无法满足钢铁生产的需求。从钢铁产品的平均使用寿命来看,钢质包装材料的平均使用寿命为几周,建筑物和基础设施的平均使用寿命长达一百年。假设钢铁产品的平均使用寿命为40年,这意味着钢铁的生产和可回收废料的出现之间存在很大的延迟。

“尽管近年来钢铁行业在废钢领域取得了重大进展,但利用废钢工艺生产某些类型的钢材仍然面临挑战。世界钢铁协会预测,到2050亿吨,全球贬值废钢供应量将达到9%左右。因为中国在21世纪前十年快速工业化过程中所消耗的钢材将成为贬值的废钢。但考虑到目前钢材需求量为17.5亿吨,仅9亿吨的供应量还远远不够。谢尔总结道。

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