WorldSteel: роль стального лома в металлургии

Стальной лом является важной частью всей сталелитейной промышленности, и его значение в сокращении выбросов CO2, сохранении ресурсов и стимулировании экономики отрасли только растет, но трудности на каждом этапе переработки лома создают проблемы для сталелитейщиков.

Давление на отрасль в связи с необходимостью решения этих проблем будет только возрастать, поскольку правительства по всему миру стремятся выполнять обязательства своих стран по нулевому уровню выбросов и вводить более строгие правила переработки.

Сталь является одним из наиболее широко используемых материалов в мире, ее можно найти во всем: от зданий и мостов до автомобилей и бытовой техники.

Но что происходит, когда стальные изделия достигают конца своего жизненного цикла во всех этих областях применения? На самом деле, это не конец. Действительно, для стали нет конца, поскольку сталь на 100% и бесконечно перерабатывается без потери качества. Сталь в отслуживших свой срок изделиях можно переплавить для повторного использования в производстве новой стали.

Это включает в себя несколько этапов:

Сбор металлолома

Значительное количество лома, который в настоящее время используется в сталелитейных процессах, приобретается до того, как он попадет на рынок. Известный как срочный лом, это остатки крупномасштабных промышленных производственных процессов, остатки от производства бытовой техники, автомобилей и электроники, среди прочего. Концентрированный объем, образующийся в одном месте с низким уровнем загрязнения другими материалами, делает этот тип лома более ценным и широко используемым в полной мере.

Однако, мы, как потребители, скорее всего, думаем о ломе с истекшим сроком службы (или устаревшем). Это товары для дома и другие продукты, которые выполнили свои цели использования и попали в пункт сбора вторичной переработки. Эта категория также включает сбор лома из источников, о которых часто не думают, таких как разобранные суда и устаревшие промышленные установки. Из-за огромного разнообразия источников и потенциальных загрязнителей существуют значительные проблемы со сбором и транспортировкой лома с истекшим сроком службы на сталелитейные предприятия экологически безопасным и безопасным способом.

Сортировка стального лома

Лом необходимо сортировать и разделять по типу и качеству. Поскольку сталь изготавливается из смеси различных сплавов и материалов, таких как углерод, хром, марганец, никель и другие, необходимо подобрать сорт стали, который нужно производить, с ломом, соответствующим его свойствам. Процесс усложняется не только количеством сплавов, но и количеством каждого из сплавов в ломе. Различные уровни содержания углерода в стали могут очень существенно влиять на твердость, прочность или свариваемость конечного продукта, поэтому это необходимо учитывать.

Конечно, существует также проблема множества совершенно нежелательных элементов в смеси лома, многие из которых, как медь, чрезвычайно трудно отделить от железа в стали. Методы, используемые для сортировки лома, могут сильно различаться: от использования магнитов для отделения лома от цветных металлов до использования разнообразного специально разработанного высокоточного сортировочного оборудования, иногда разрабатываемого и запатентованного компанией по переработке или самими сталелитейными компаниями. Первоначальные затраты и требования к обслуживанию такого оборудования могут быть весьма значительными, и компании всегда ищут возможности для повышения его эффективности.

Также существуют затраты и риски, связанные с хранением и назначением нежелательных элементов, с которыми необходимо обращаться безопасно и экологически приемлемым образом.

Измельчение металлолома

После сортировки крупные куски металлолома подаются в промышленные измельчители, которые измельчают их на более мелкие куски. Это облегчает транспортировку и обработку материала.

Плавка и очистка металлолома

Затем измельченный стальной лом помещают в печи и плавят при температурах, которые могут превышать 1600 °C (2900 °F), превращая сталь в расплавленный металл. Расплавленная сталь очищается путем добавления флюсов, таких как известь, для удаления любых остаточных примесей.

Литье и прокатка

Затем очищенную сталь разливают в формы, охлаждают и прокатывают в новые стальные изделия, такие как листы, прутки или балки, готовые к использованию в том виде, в котором они есть, или для дальнейшей переработки в другие изделия.

Хотя кислородные конвертеры (КК) также могут быть загружены примерно на 30% ломом, лом чаще всего переплавляют в электродуговых печах (ЭДП), в которые можно загрузить 100% лом.

Выбросы CO2 при производстве стали

Согласно WorldSteel, средние выбросы CO2 при производстве стали в  EAF значительно ниже, чем при более устоявшемся производстве в доменных печах. Энергозатраты также намного ниже.

Worldsteel оценивает, что ежегодно образуется около 650 Мт лома с истекшим сроком эксплуатации, что позволяет избежать выбросов около 975 Мт CO2 в год и значительно сокращает использование и связанные с этим выбросы при производстве других природных ресурсов, таких как железная руда, уголь и известняк.

Это часто заставляет людей задаваться вопросом, почему вся сталелитейная промышленность не может работать таким образом. В настоящее время лома просто недостаточно для удовлетворения спроса на сталь. Поскольку средний срок службы стальных изделий составляет от нескольких недель для стальной упаковки до 100 лет для зданий и инфраструктуры, мы оцениваем, что средний срок службы стального изделия составляет 40 лет, что означает, что существует значительная задержка между производством стали и ее ломом, доступным для переработки.

Также существуют проблемы с производством определенных видов стали через лом, хотя в этой области в последние годы был достигнут значительный прогресс.

Мы оцениваем, что количество лома, доступного для переработки, увеличится примерно до 900 млн тонн к 2050 году, в основном за счет стали, используемой в быстрой индустриализации Китая в первом десятилетии 21-го века. Однако, при текущем спросе на сталь в 1,75 млрд тонн, даже 900 млн тонн недостаточно.