我国废钢铁产业现状及发展趋势

中国废钢铁应用协会

前言

废钢铁资源的循环利用水平，体现了一个国家的工业化程度。提高废钢铁资源的应用比例，不仅能减少铁矿石的使用量，还能减少二氧化碳的排放。因此，做好废钢铁资源的循环利用，是实现“双碳”目标的重要途径，也是钢铁工业落实“双碳”工作的有效措施之一。

废钢铁资源是唯一可以代替铁矿石炼钢的再生资源，我国每年回收利用废钢铁资源量约占国内再生资源总量的2/3。钢铁行业是制造业31个门类中碳排放量最大的行业，占全国碳排放总量15%左右，钢铁工业是实现“双碳”目标的重要责任主体。

大家知道，用废钢铁炼钢与用铁矿石炼一吨钢相比，可减少1.6吨原矿的开采、减少3吨固体废物的排放，可节约350kg标准煤、减少1.7吨新水的消耗，减少1.6吨碳排放。据国际回收局数据显示，近50年来，全球生产的粗钢有40%是由废钢铁炼成的。因此，提高废钢铁的应用比例，是对钢铁工业绿色发展的最大贡献。

全球直接还原工艺起源于20世纪50年代，随着天然气的大量开采和利用，推动了气基竖炉直接还原技术的发展，相继出现了以气基竖炉为还原反应器的工艺。国际上主流的直接还原工艺为气基竖炉，主要包括米德雷克思工艺和HYL工艺两类。

进入21世纪，直接还原技术发展迅猛，美国、伊朗、印度、埃及和阿联酋等国，相继建成多座气基竖炉直接还原生产装置。单套竖炉生产装置设计规模最高可达275万t/a。印度和伊朗的直接还原铁产量占全球的50%以上。 

从生产工艺来看，60.9%的直接还原铁由米德雷克斯工艺生产，24%由回转窑工艺生产，13.2%由希尔和Energiron工艺生产。

我国直接还原技术是从20世纪70年代开始的，直到1996年天津钢管公司直接还原建成投产，我国直接还原铁生产才实现了零的突破。 

与传统的高炉炼铁方式相比，直接还原炼铁工艺具有投资小、能耗低、流程短、环保等特点，但因我国天然气等能源价格偏高，直接还原炼铁工艺成本优势不足，直接还原在我国发展缓慢。

表1 我国现阶段已建成投产的转底炉生产线情况

目前，我国尚有多家钢铁企业正在筹建转底炉项目，包括鞍钢25万吨/年转底炉项目、八钢15万吨/年转底炉项目、大冶特钢25万吨/年转底炉项目、安阳钢铁25万吨/年转底炉项目等，预计“十四五”期间将有超过10条新建的转底炉项目投产。

回转窑：回转窑装置是常用的冶金装备，回转窑直接还原工艺技术被广泛应用于钢厂尘泥处理、含锌渣生产氧化锌等固废综合利用，以及钛铁矿还原、铬铁矿还原、红土镍矿直接还原生产镍铁，国内已经投产的回转窑项目有数百条之多。

煤基竖炉工艺：有不少企业在进行煤基竖炉方面的工业试验。武汉科思瑞迪公司（COSRED）在湖北宜昌建有一座年产1万吨中试生产线，总体装备运行良好。“十四五”期间，科思瑞迪拟建设30万吨示范生产线。

氢冶金发展：我国在氢冶金领域发展严重滞后，主要原因是我国长期以煤炭资源为能源。目前成熟的技术是富氢冶金，即氢气含量在50-70%的还原气体作为还原剂。也符合我国的能源结构和未来发展方向。

1 我国废钢铁资源的利用情况 

1.1我国废钢铁资源利用情况 

2021年我国粗钢产量10.33亿吨，同比降低3%；废钢铁消耗总量2.26亿吨，同比减少641万吨，降幅2.8%；综合废钢单耗219.03公斤/吨，同比增加0.53公斤/吨，增幅0.2%，其中转炉废钢单耗166.9公斤/吨，同比增加2公斤/吨，增幅1.2%，电炉废钢单耗 654公斤/吨，同比减少27.5公斤/吨，降幅4%；废钢比21.9%，同比增加0.05个百分点；电炉钢比10.7%，同比增加0.33个百分点。

2022年1-6月我国生铁产量43893万吨，同比下降4.7%；粗钢产量52688万吨，同比下降6.5%;全国废钢铁消耗总量11956万吨，同比减少1839万吨，降幅13.3%; 综合废钢单耗226.9公斤/吨，同比减少18公斤/吨，降幅7.3%，其中转炉废钢单耗178.9公斤/吨，同比减少11.3公斤/吨，降幅5.9%;电炉废钢单耗634.8公斤/吨，同比减少45.8公斤/吨，降幅6.7%； 废钢比22.69%，同比减少1.8个百分点；电炉钢比10.53%，同比减少0.62个百分点。

1.2 我国历年粗钢产量及废钢铁消耗情况  
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