我國(guó)每年都從國(guó)外大量進(jìn)口鐵礦石,,而且定價(jià)權(quán)并不完全掌握在國(guó)內(nèi)手里,,國(guó)外鐵礦石不僅頻繁漲價(jià),還要給中國(guó)臉色看,。這讓每一個(gè)中國(guó)人耿耿于懷,。
鋼鐵是制造機(jī)械設(shè)備的核心材料,由于使用過(guò)程中零配件的損耗和整體折舊報(bào)廢,,社會(huì)每年都會(huì)產(chǎn)生一定數(shù)量的廢鋼鐵,。鋼鐵還是重要的建筑材料,建筑物的拆解也會(huì)產(chǎn)生數(shù)量龐大的廢鋼鐵,。具體的廢鋼產(chǎn)量和整個(gè)社會(huì)的鋼材總保有量有關(guān),,一般是占鋼材總保有量的0.5%~0.8%。
中國(guó)國(guó)內(nèi)的鋼鐵總保有量大約在350億噸,,每年產(chǎn)生的廢鋼大約在2.6億噸左右,。2018年中國(guó)的鋼材產(chǎn)量超過(guò)了9億噸,由此可見(jiàn),,純粹用廢鋼作為鋼鐵的來(lái)源,,這個(gè)缺口還是很大的。
相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),,依靠廢鋼回收不能替代國(guó)外礦石進(jìn)口,。
鋼鐵的冶煉,,從礦石到粗鋼,需要經(jīng)過(guò)多個(gè)關(guān)鍵性的步驟,。
很多人以為鐵礦石從礦山里開(kāi)采出來(lái),,直接丟到高爐里面就可以冶煉,,這是不對(duì)的,。
因?yàn)閺蔫F礦里挖出來(lái)的原礦有大塊、小塊,,顆粒的直徑都不一樣,,如果直接倒進(jìn)高爐里面大塊之間就會(huì)留有很大的空隙,這些很大的空隙會(huì)被小塊填滿(mǎn),,而小塊之間的空隙會(huì)被更細(xì)小的粉狀顆粒填滿(mǎn),。這會(huì)造成熔煉的火力不均勻。
這就好像我們?nèi)粘S玫拿籂t里面,,通常燒的都是煤球或者是煤餅,,而很少直接燒原煤。
鐵礦石在正式冶煉之前,,也要和煤球,、煤餅?zāi)菢舆M(jìn)行過(guò)一定的處理。
這個(gè)過(guò)程一共分為三個(gè)步驟:
第1步,,球團(tuán)原料制備與混合,。鐵礦、添加劑,、無(wú)煙煤,、白云石、粘結(jié)劑按粒度和化學(xué)規(guī)格配制,,給下一個(gè)步驟使用,。
第2步,造球,。嚴(yán)格控制濕度下,,使用第1步的原料,在無(wú)熱處理的情況下軋制,,獲得球形礦粉團(tuán)(類(lèi)似于濕煤球),,生球直徑為8-16mm。
第3步,,燒結(jié),。在控制加熱速率的高溫處理中硬化生球,以達(dá)到處理,、運(yùn)輸和最終應(yīng)用的冶金要求,。
這整個(gè)過(guò)程叫做鐵礦石的燒結(jié),。
這些燒結(jié)好的球團(tuán)鐵礦放到高爐里,才能夠冶煉出鐵水,,這只是最初級(jí)的鋼鐵生產(chǎn)原料,。
團(tuán)礦和燒結(jié),是鋼鐵冶煉前的重要步驟,,對(duì)于提高冶煉效率非常重要,,在高校里面有專(zhuān)門(mén)的專(zhuān)業(yè)。
鐵冶煉過(guò)程中形成的礦渣,,主要成分是二氧化硅和金屬氧化物形成的硅酸鹽和硅鋁酸鹽,,這些成分比較容易去除。
比較難以去除的成分是少量的硫和磷,,它們混在鋼鐵里面,,和鐵形成一種合金狀態(tài)。
除去鋼鐵里的硫,,需要往融化的鐵水里面摻入鎂粉,。除去磷需要用電渣重熔法,讓鐵水流過(guò)特殊的礦渣進(jìn)行過(guò)濾,。這兩種方法成本都非常高,。
所以,控制鋼鐵品質(zhì)的最佳手段,,就是采用含硫和含磷比較低的精品鐵礦石品種,。
目前,主要用來(lái)煉鐵的鐵礦有三氧化二鐵(黃鐵礦或者是褐鐵礦),,還有四氧化三鐵(磁鐵礦),,這兩種礦石在中國(guó)國(guó)內(nèi)都有。
除了含鐵量較低以外,,國(guó)產(chǎn)鐵礦與國(guó)外高品質(zhì)鐵礦相比,,最大的問(wèn)題是磷和硫的含量高,這就造成了后繼冶煉的困難,。
國(guó)內(nèi)的一些鐵礦含硫可以高達(dá)2%,,而國(guó)外的鐵礦通常含硫都在0.2%以下。
所以從冶煉成本上來(lái)說(shuō),,國(guó)外進(jìn)口的鐵礦石并不貴,。
再過(guò)60年左右,也就是說(shuō)到本世紀(jì)末的時(shí)候,,國(guó)內(nèi)鋼鐵的保有量可以達(dá)到1,000億噸左右,,每年淘汰下來(lái)的廢鋼會(huì)達(dá)到8~9億噸,基本可以滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)煉鐵的需要,。
如果純粹用回收的鋼鐵來(lái)進(jìn)行冶煉生產(chǎn),,鐵礦石的燒結(jié)過(guò)程就要被廢棄,。
如果燒結(jié)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行整體轉(zhuǎn)移,會(huì)涉及到企業(yè)停產(chǎn),、工人轉(zhuǎn)崗,、高校的相關(guān)專(zhuān)業(yè)被廢棄,這是一個(gè)大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題,,影響超出了整個(gè)鋼鐵工業(yè)的范圍,。
實(shí)際上有些廢鋼也難以處理。廢鋼往往會(huì)和其他的有機(jī)雜質(zhì)混在一起,,比如說(shuō)油漆,,以及沒(méi)有經(jīng)過(guò)完全分離的橡膠和塑料,,這些雜質(zhì)在鋼鐵融化的時(shí)候又會(huì)混在鐵水里,,成為難以去除的有害成分。
有一種很低劣的建筑鋼材~地條鋼,,就是回收雜質(zhì)含量高的廢鋼冶煉出來(lái)的,,地條鋼生產(chǎn)出來(lái)的螺紋鋼筋非常脆,與鑄鐵類(lèi)似,。
所以,,用廢舊鋼材來(lái)冶煉鋼鐵,并不是所有的時(shí)候都能夠提高品質(zhì)降低成本,。
由于中國(guó)和印度等發(fā)展中國(guó)家對(duì)鋼鐵的需求不斷增加,,鐵礦石產(chǎn)量大幅增長(zhǎng)。含鐵量高的精品鐵礦石被迅速消耗,,今后開(kāi)采出來(lái)的鐵礦石,,其中的含鐵量會(huì)越來(lái)越低。在這種情況下,,鐵冶煉前的預(yù)處理燒結(jié)工藝就顯得格外重要,。因此,球團(tuán)廠的數(shù)量預(yù)計(jì)將在未來(lái)增加,。
廢鋼回收量增加要求減少球團(tuán)廠的數(shù)量,,而鐵礦石品質(zhì)下降要增加球團(tuán)廠的數(shù)量,這是一個(gè)矛盾,。
在這種情況下,,就算擁有足夠數(shù)量的廢鋼來(lái)冶煉鋼鐵,從采礦到鐵礦石的燒結(jié),,必須保留一個(gè)完整的高爐前產(chǎn)業(yè)鏈條,。因?yàn)橹挥幸粋€(gè)完整的鋼鐵冶煉過(guò)程,才能夠保證最終鋼產(chǎn)品的穩(wěn)定數(shù)量和穩(wěn)定品質(zhì),。
像中國(guó)這樣一個(gè)體量極其龐大的工業(yè)化國(guó)家,,在任何時(shí)候都不能完全依賴(lài)于廢鋼回收,。
澳大利亞和巴西等地的精品鐵礦石數(shù)量正在急劇減少,等到國(guó)外的鐵礦石和國(guó)內(nèi)鐵礦石品位差不多的時(shí)候,,國(guó)內(nèi)進(jìn)口鐵礦石的欲望就會(huì)降低,。
靠鐵礦石賺中國(guó)錢(qián)的這幾個(gè)國(guó)家,發(fā)財(cái)?shù)臅r(shí)間不會(huì)太久,。若干年后,,中國(guó)國(guó)內(nèi)的鋼鐵原料基本上是自產(chǎn)的礦石,加上廢鋼回收就足夠用了,。
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