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干货 | 什么是废钢?有什么用途?

来源:五矿期货 2022-11-24 15:02:00
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(原标题:干货 | 什么是废钢?有什么用途?)

本文为关于废钢的介绍性文章,主体部分分为废钢的分类、供应以及需求。主旨是为了帮助交易者了解废钢。

01

废钢铁的分类

在钢厂生产过程中产生的废料,以及报废的设备、构件中的材料,其成分为钢或生铁的,被统称为废钢。

根据产出来源的区别,废钢/铁品类可大致分为“自产废钢”、“加工废钢”、“折旧废钢”以及“社会废钢”等。

1) 自产废钢:也被称为“返回废钢”或“循环废钢”,主要来源于黑色金属冶炼延压时,炼钢及铸钢生产过程中产生的边角料。自产废钢的产量取决于钢铁产量以及钢材成材率,即粗钢产量越高、成材率越高,自产废钢产量越多。根据2020年数据,我国粗钢成材率约为96%。自产废钢通常只在钢厂本厂内部循环利用,较少流向市面。近年来,自产废钢供应量随我国粗钢产量上涨而逐年上升。2021年我国自产废钢产量约为6000万吨,占我国废钢总供应量的比重约为24%。

2) 加工废钢:也被称为“短期废钢”,主要来源于黑色金属冶炼延压时的冷热以及机械加工环节,大多是冲压边角料、切屑以及料头等。因质量较高、品质平均,加工废钢通常在较短时间内就能返炉。加工废钢的产量取决于钢材消费量及加工收得率,即钢材消费量越大、加工收得率越低,加工废钢产量越多。2021年我国加工废钢产量约为5000万吨,占我国废钢总供应量的比重约为17%。

3) 折旧废钢:也被称为“长期废钢”,主要来源于各种金属制品、设备、建筑结构等使用一定年限后报废形成的废钢。典型的来源包括报废的汽车、机器设备、飞机、轮船、集装箱、钢结构建筑等。折旧废钢的产量取决于钢铁积蓄量以及钢材回收周期,例如传统的汽车报废周期约为15年左右,而钢结构工程建筑的正常使用年限则为50年左右。2017年以来我国折旧废钢供应量快速上升,在历史5年区间实现了接近翻倍的增长。2021年我国折旧废钢产量约为1.7亿吨,占我国废钢总供应量的比重约为60%。

4) 社会废钢:也被称为“垃圾废钢”,主要来源于生活用品中产生的废旧钢铁,如罐头盒、家具和用具等,此外也包括积存的废钢块,打捞的沉船等,来源颇为复杂。因回收难度较高,且质量难以掌控(废钢内包含的化学成分过于复杂),社会废钢产量占废钢总供应量比重较小。

综上,自产废钢以及加工废钢的特征是:在炼钢及钢材加工技术相对稳定的情况下,供给锁定钢材产量以及需求,所以供应相对平稳;并且因品质可控性较强,可实现内循环或快速作为原材料回炉。折旧废钢每年的产量较大,品质把控难度高于自产废钢以及加工废钢,但因回收源较佳所以质量远高于社会废钢,预期是我国废钢供应的主要增长点。社会废钢则相对鸡肋,在回收难度、质量把控等方面均存在较大缺陷。

根据废钢国标《废钢铁 GB/T 4223-2017》,废钢被细分为废铁与废钢两大类。其中不能按原用途使用且可以作为熔炼回收使用的钢铁碎料及钢铁制品为熔炼用废钢铁;不能按原用途使用又不作为熔炼回收和轧制钢材使用而改作他用的钢铁制品为非熔炼用废钢铁。其中国标仅对熔炼用废钢铁做出详细分类。

1) 熔炼用废铁:废铁的碳含量一般大于2%。I类废铁的硫含量和磷含量分别不大于0.07%以及0.4%;II类废铁、合金废铁的硫含量和磷含量分别不大于0.12%以及1%。高炉添加料的含铁量不小于65%。按照重量及形状分类,如表1规定。

2) 熔炼用废钢:废钢的碳含量一般小于2%,含硫量、含磷量一般不大于0.05%。非合金废钢中残余元素应符合以下要求:镍不大于0.3%、铬不大于0.3%、铜不大于0.3%。除锰、硅以外,其他残余元素含量总和不大于0.6%。按外形尺寸和单件重量分类,废钢则可被分为重型废钢、中型废钢、轻薄料废钢等10种型号,如表2规定。

除大致分类外,国标还对废钢铁的其他技术要求做出了规范。包括但不限于废钢锈蚀情况、合金元素含量、废钢铁成分构成、有毒害物控制等。因此废钢质量的检验项目包括单件的外形尺寸、重量、厚度;夹杂物及清洁度;有害物及放射性物质;化学元素抽检;破碎料堆比重计算等。

作为《废钢铁》的补充与改进,国家于2020年发布《再生钢铁原料 GB/T 39733-2020》,详细的划分了7大类18种不同牌号的再生钢铁原料,并且对每个牌号的加工方式进行了明确规定。与废钢铁需要经过二次加工才能满足入炉需求不同,根据国家规定,再生钢铁原料必须是可以直接入炉使用的炉料产品。目前我国国内废钢铁回收依然依据《废钢铁》施行,但在废钢进口标准已全面转向《再生钢铁原料》。

02

废钢的供应与成本

废钢在初步回收时,因种类形态各异、轻重混搭、尺寸不整齐等因素,大部分是无法被钢厂直接回收利用的。因此废钢供应部门需要通过拆解分类、净化处理以及产品加工等流程,把不同种类和不同规格的废钢铁,按照炼钢生产要求(国标 GB/T 4223-2017为推荐性标准,目前我国钢铁企业普遍采用企业级标准),加工成相应规格的炉料。钢厂企业与废钢经销商是废钢加工的主体,加工手段包括人工分选、氧气切割、剪切、破碎和打包压块等方法。

废钢铁回收产业链上游,依据工序前后,可分为固体废物产生单位、回收企业以及加工基地。固体废物产生单位是废钢毛料的供应主体,主要涉及拆迁企业、汽车回收企业以及拆船企业等。由于废钢来源具有多样性,上游主体呈现出较为分散的特点。固体废物产生单位一般不涉及废钢的加工。回收企业主要负责回收分类废钢毛料并销售至加工基地。废钢毛料将首先被运送至倒驳场地(因废钢毛料的主要运输方式为汽运,运输范围一般小于500公里)。进行简单分选和堆放后,使用地磅进行计量。通过放射检测后毛料进入加工环节,成为废钢合格料。加工基地则负责对废钢毛料进行加工。加工工艺主要可以分为粉碎(包括切割、破碎、落槌等)与打包(压饼或压块)。

我国废钢铁资源产生的地域分布并不均衡,全国80%以上的废钢资源分布在北京、天津、河北、辽宁、黑龙江、山西、江苏、山东、上海、湖北、四川、广东等12个工业或矿业发展较集中的省市。其它地区则因交通便利度不高、人口分布稀疏等因素,导致生成的废钢铁资源较少。

进口是我国废钢的来源之一,2019年以前我国一直是废钢净进口国,2013-2018年年均进口量约为200万吨上下。2019年7月1日起,废钢铁从《非限制进口类可用作原料的固体废物目录》调入《限制进口类可用作原料的固体废物目录》,废钢进口量急剧下降。2021年1月1日起,依据《关于全面禁止进口固体废物有关事项的公告》,包括废钢在内的固体废物全面禁止进口。同日,我国《再生钢铁原料》国家标准正式实施,经过筛选加工后的再生钢铁原料可以通过进口进入国内。2022年1-6月份我国进口再生钢铁原料约为12万吨,较2019年以前大幅下降。但从全国废钢消费基数来讲,对我国废钢总供给影响不大。

综上,废钢铁从产生至入炉,中间产生的主要成本为:回收、运输、分拣、加工、打包成本等。

03

消费与下游

废钢是铁矿石的直接替代品,下游是黑色金属冶炼延压业。约85%-90%的废钢被用于炼钢,其余10%-15%用于铸造、炼铁和再生钢材等。相较于铁矿石炼钢(长流程炼钢),废钢的投入产出比接近1:1,且可以作为原材料直接投入炼钢炉,期间省却了采矿、洗选、炼焦、炼铁等流程,极大的减少了有害物质的排放以及能源的需求。熔炼用废钢铁的消费终端是黑色金属冶炼延压业,实际流向可分为转炉和电炉。转炉是长流程高炉炼铁、转炉炼钢的最后一步。历史我国废钢添加量(粗钢产量/生铁产量-1)普遍在10-20%左右,但历史极高值曾达到过接近30%的水准。短流程电炉的原材料主要是废钢,添加比接近100%。2021年我国铁水产量约为8.7亿吨,粗钢产量约为10.3亿吨,其中1.6亿吨的差距就来自废钢添加+电炉钢。换算废钢添加比约为18.4%。总体而言,黑色金属冶炼延压是废钢的唯一消费终端。

根据冶金工业规划研究院2021年数据,全国257座电弧炉总产能共约1.8亿吨。其中华东、华南、华中和西南地区产能较为集中,占比合计86%,分别占到37%、20%、16%和13%。从省份来看,江苏、广东、山东、四川、湖北等地电弧炉产能较多。其中江苏产能2405万吨、广东2088.5万吨、湖北1462万吨。总体而言,电弧炉主要分布在废钢以及电力资源禀赋较丰富的区域(相对其余省市在成本端存在比较优势)。

04

总结

废钢是我国完成铁元素内循环的重要一环。目前预计至2025年我国钢铁积蓄量将接近140亿吨。参考钢铁的积蓄量(指每年用掉的钢材在没报废之前的累加)和废钢的产生量比例(指钢材到报废年限后回收再利用),按照国际上2%-3%进行计算,届时我国每年可产生2.8亿-4.2亿吨废钢,能够极大缓解我国目前黑色金属冶炼原材料极度依赖进口的尴尬处境。除此之外,因电炉在排放与环保方面相对高炉存在极大优势,废钢及电炉冶金将是未来支持我国黑色系绿色发展战略的方向。

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