低碳经济给力废旧不锈钢回收利用产业

□文/罗礼培/

低碳经济给力废旧不锈钢回收利用产业

Low-carbon Economy to Encourage Scrap Stainless Steel Recycling Industry

Low-carbon Economy to

□文/罗礼培/

不锈钢是20世纪钢铁工业最伟大的发明之一，也是21世纪产能和需求持续上升的金属材料，它以其卓越的功能性和结构性集于一身的优良品性，广泛应用于国民经济建设和人类生活之中，作为钢铁业中具有较大市场潜力和发展前途的品种之一，其发展方兴未艾。把废旧不锈钢的回收利用纳入“十二五”钢铁或有色金属发展的规划之中，这是一件非常迫切的事情，它对于国内废旧不锈钢事业的长远、健康发展具有十分重要的意义。

随着不锈钢工业总体技术水平的进一步提高,不锈钢将会在汽车、家电、化工、电力、环保等领域获得更加广泛的应用。据不完全统计，未来中国不锈钢消费仍将以较快的速度增长，按世界不锈钢平均增长水平7%测算，2010年全国不锈钢需求量约为712万吨。人均消费达5公斤，低于目前世界不锈钢人均消费水平。由此可见，中国不锈钢市场有着很大的发展空间。21世纪世界制造业部门生产基地重心已转向亚洲地区，特别是中国大陆。亚洲地区至少在未来10年至15年里不锈钢扁平材产品消费量将依然保持住强劲增长势头。建筑领域也是我国不锈钢的主要消费领域之一。国家统计局的数据显示，在建筑领域中仅电梯制造业一项，不锈钢消费量就在10万吨/年左右。汽车工业是不锈钢的另一主要消费领域。2011年我国的汽车产量为1850万辆，如果按每辆轿车的不锈钢消耗量为30公斤的标准来计算的话，估计全年我国轿车工业的不锈钢消耗量大约为54万吨。此外，我国家电行业的不锈钢年消费量大约占我国不锈钢消费总量的10%～15%。

目前，我国不锈钢产业生产能力不足，不能完全满足国内市场的需求。中国不锈钢进口量逐年增加；国内企业普遍规模小，生产成本高，质量不稳定，国内不锈钢生产总量中，有相当一部分是由装备落后、生产效率低、质量不稳定的中小企业生产的；不锈钢产业集中度不高。最大四家不锈钢企业的产量占到全国不锈钢产量的53.3%，最大八家的产量占到全国产量的61.4%。从总体上看，未来几年里，中国不锈钢产业产能低于国内市场需求的格局不会改变，需要通过进口来弥补中国不锈钢市场的供需缺口。中国入世虽然加快了国内不锈钢市场对世界的开放步伐，但入世效应的完全释放还有一定的滞后，因此，在未来几年内，中国不锈钢产业还有较大的发展空间。

不锈钢废钢的产生有三种方式：一是内部废钢，即钢铁企业生产过程中的废料；二是工业废钢，即加工企业加工过程中的边角料等废料；三是社会回收废钢，即工业和民用不锈钢制品的周期性替换。三种方式，一个源头，这就是钢铁的生产过程，无论是“钢铁企业生产过程中的废料”，还是“加工企业加工过程中的边角料等废料”以及“社会回收废钢”，都是由钢铁企业生产出来的，无非是这些钢铁企业生产出来的产品在其生命的不同过程中产生出来的而已：第一种是在钢铁企业生产钢铁产品的同时产生的，第二种是钢铁企业生产出来的产品进入加工企业后产生的，第三种是钢铁企业生产出来的产品进入最终消费领域并完成其生命过程后产生的。由此可见，废钢铁的生产环节实质上就是钢铁产品的生产过程。

冶炼不锈钢一般采用“不氧化法”、“氧化法”和“返回吹氧法”冶炼工艺，采用“返回吹氧法”，用不锈钢废钢直接进行冶炼，则成本低，效益高。如今在国外一些发达国家，大多采用“返回吹氧法”冶炼不锈钢。但这种冶炼方法所用的不锈钢废钢约占原料总量的50%～80%，若没有不锈钢废钢资源，就成了“无米之炊”。

目前世界上不锈钢的冶炼有三种方法，即一步法，二步法，三步法。

一步法：即电炉一步冶炼不锈钢。由于一步法对原料要求苛刻(需返回不锈钢废钢、低碳铬铁和金属铬)，生产中原材料、能源介质消耗高，成本高，冶炼周期长，生产率低，产品品种少，质量差，炉衬寿命短，耐火材料消耗高，因此目前很少采用此法生产不锈钢。

二步法：1965年和1968年，VOD和AOD精炼装置相继产生，它们对不锈钢生产工艺的变革起了决定性作用。前者是真空吹氧脱碳，后者是用氩气和氮气稀释气体来脱碳。将这两种精炼设施的任何一种与电炉相配合，这就形成了不锈钢的二步法生产工艺。采用电炉与VOD二步法炼钢工艺比较适合小规模多品种的兼容厂的不锈钢生产。

采用电炉与AOD的二步法炼钢工艺生产不锈钢具有如下优点：AOD生产工艺对原材料要求较低，电炉出钢含C可达2%左右，因此可以采用廉价的高碳FeCr和20%的不锈钢废钢作为原料，降低了操作成本。不锈钢生产周期相对VOD较短，灵活性较好；生产系统设备总投资较VOD贵，但比三步法少。AOD炉生产一步成钢，人员少，设备少，所以综合成本较低。AOD能够采用含C1.5%以下的初炼钢水因此可以采用低价高碳FeCr、FeNi40以及35%的碳钢废钢进行配料，原料成本较低。其缺点是：炉衬使用寿命短；还原硅铁消耗大；目前还不能生产超低C、超低N、不锈钢，且钢中含气量较高；氩气消耗量大。目前世界上88%不锈钢采用二步法生产，其中76%是通过AOD炉生产。因此它比较适合大型不锈钢专业厂使用。

三步法：即电炉＋复吹转炉＋VOD三步冶炼不锈钢。其特点是电炉作为熔化设备，复吹转炉主要任务是吹氧快速脱碳，以达到最大回收Cr的目的。VOD真空吹氧负责进一步脱碳、脱气和成分微调。三步法比较适合氩气供应比较短缺的地区，并采用含碳量较高的铁水作原料，且生产低C、低N不锈钢比例较大的专业厂采用。

由于奥氏体不锈钢含有珍贵的镍金属，它的再生远远早于其他材料的再生。80%以上的不锈钢产品都是可再生的。用S30400不锈钢制造的不锈钢产品含有60%的再生材料，其他常用的材料达不到这个水平。加强不锈钢生产过程的废弃物回收，开发电炉、转炉和AOD除尘灰利用技术、电炉渣和转炉渣回收和利用技术、废酸回收利用技术等，以合理利用资源，减少环境污染，实现不锈钢生产过程的百分之百回收。加强不锈钢流通和加工过程的边角料等废弃物回收，做好废不锈钢的品种分类，实现同钢种废钢回收利用，防止废不锈钢的交叉污染。加强不锈钢消费生命周期结束后的废不锈钢回收，特别是废弃的不锈钢炊餐具、饰品等的回收。在江浙、广东等地区，一些小企业采用感应炉熔化废钢作为原料生产不锈钢管、棒材，一些企业以不锈钢材为原料进一步再加工生产不锈钢带、焊管、线、丝等产品，也有一些小加工厂以废不锈钢可利用的边角料生厂弯头、螺丝、螺杆、化工配件等。

不锈钢的生产能力和产品质量水平反映了一个国家钢铁工业的发展水平，也是国家综合国力的一种体现。我国是世界上不锈钢第一消费大国和进口大国，随着国民经济的快速发展和各行各业对不锈钢需求的迅速增长，我国终将成为世界上最大的不锈钢生产国。不锈钢的应用发展前景会越来越广，不锈钢废钢的回收利用也成为当代受益、惠及子孙的“绿色工程”而受到全社会的关注，因而在经济社会发展中起着越来越重要的作用。