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废钢资源利用受到前所未有重视,废钢加工设备迎来重大发展机遇期

方路 2021-07-23 1347 0

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在碳中和背景下,钢铁行业充分利用废钢资源将有效降低碳排放和能源消耗。短流程相比长流程炼钢工艺可减少70%-80%碳排放,80%以上的能源消耗,并大幅减少铁矿石、焦炭等资源需求。随着废钢进口政策放开和国内废钢产量逐年增加,我国废钢供应量将稳步提升。国内废钢加工设备市场将迎来重要发展机遇期,但高端设备如龙门剪切机与国外仍存在较大技术差距。

工信部在2020年12月发布的《关于推动钢铁工业高质量发展的指导意见(征求意见稿)》中提出,到2025年,我国电炉钢产量占粗钢总产量比例提升至15%以上(目前为10%),力争达到20%,废钢比达到30%(目前为20%)。除此之外,《意见》明确提出2025年(即“十四五”结束时)钢铁行业率先碳达峰。根据中国钢铁应用协会研究预测,2025年、2030年和2035年三个时间节点上我国废钢供应量将分别达到2.9亿吨、3.4亿吨和3.9亿吨,相关设备需求潜力巨大。

短流程炼钢工艺可大幅降低能源和资源消耗,节能减排效果明显

炼钢工艺分为长流程和短流程:长流程是以铁矿石为铁元素来源,添加焦炭、石灰石等材料,以高炉和转炉为主要设备生产粗钢的工艺流程;短流程则是以废钢为主要铁元素原料,以电炉(电弧炉)为主要设备,对废钢进行重熔、精炼的工艺流程。短流程相比长流程减少了“还原”这一能耗最高的部分,碳排放也相应大幅减少。

图1 长流程与短流程工艺对比

(资料来源:五度易链行业研究中心)

2020年,我国粗钢产量90%依靠长流程,而美国等发达国家钢铁生产中长流程只占30%。根据冶金工业信息标准研究院数据,如果使用废钢生产1吨粗钢,相比长流程可分别节约铁矿石1.6吨左右,减少能耗约0.35吨标准煤,减少碳排放约1.6吨,减少固废产生约3吨。根据中国钢铁协会数据,2020年我国废钢消耗总量为2.3亿吨,但电炉粗钢产量只有1亿吨。说明我国大量废钢资源流向了长流程,这一定程度上制约了可实现更高节能减排水平的电炉短流程炼钢工艺的发展,但目前在成本效益方面相比电炉要更经济,因此应通过产能置换等政策层面要求提高短流程电炉比例。

国内废钢产量稳步上升,废钢进口逐渐放开

废钢分类有多种,按照来源分类可分为进口废钢和国产废钢,国产废钢包括自产废钢、加工废钢及折旧废钢。

图2 废钢按照来源分类

(资料来源:五度易链行业研究中心)

国产废钢方面,由于近二十年中国经济快速发展,我国在城市基础设施和耐用品消费上积蓄了大量钢铁资源,并且随着汽车、家电等大件耐用品更新换代速度加快,废钢资源储备充足。根据中国工程院数据,目前我国钢铁积蓄量已经达到100亿吨,2020年预计达到120亿吨,2030年达到135亿吨,年废钢产量预计从2020年的2.5亿吨左右增长至2030年的3.5亿吨左右。

进口废钢方面,国务院自2021年5月1日起将再生钢铁进口税率调整至零,以鼓励废钢粗料进口缓解铁矿石供应压力,保证国内钢铁原材料供应。除此之外,工信部发布的《关于推动钢铁工业高质量发展的指导意见(征求意见稿)》中也提到,要提高资源保障能力,推进再生钢铁原料进口和资源利用。

国内废钢加工设备性能与国外先进企业尚存差距,相关企业迎来重要发展机遇期

废钢处理方式包括以下几种:拆解、打包、剪切、破碎、压块等,不同类型的废钢对应处理设备不同。一般直径小于5毫米的线性废钢和厚度在3毫米至5毫米的板型废钢可用破碎机进行破碎处理。厚度超过5毫米就需要用到剪切机进行剪切。另外剪切频率也是剪切机的关键参数之一,在高效率处理要求下,大型剪切机的作用就显得格外重要。剪切机也是废钢处理设备中最关键设备。

废钢加工设备国外起步较早,产品类型齐全且性能指标较高。知名企业包括德国林德曼、亨希尔、美国哈里斯、美卓、日本森田等。目前由于国内缺乏大型处理厂,国内市场对国外企业有优势的大型设备需求较少。国内企业主要有江苏华宏科技、湖北力帝、安阳锻压、台湾正合兴等。由于废钢处理设备规格大、工况恶劣,设备生产工艺需要长期技术和经验积累,行业具有较高的进入门槛。

目前,在国内废钢用龙门剪切机的市场中华宏科技处于主导地位,其在6MN、8MN龙门剪切机级别上已经形成系列产品,其Q91Y-2000W龙门剪切机剪切油缸推力已经达到10MN水平,目前正在攻关10MN以上更大型龙门剪切机。

图3 华宏科技Q91Y-2000W龙门剪切机

(资料来源:五度易链行业研究中心)

虽然我国废钢加工设备行业整体上已经取得了一定进展,在仿制的基础上进行了多年自主创新,但在关键设备剪切机方面较国外高端产品性能指标上还有一定差距,另外在多缸同步动作以及插装阀的组合应用方面也有不足。重点技术突破方向在液压同步、剪切频率、节约能源、液压系统缓冲、液压流量和液压系统控制等方向。

结语

中国废钢比低于世界平均水平约20%,降低铁钢比、提高废钢比是钢铁行业绿色发展的必然路径。随着我国废钢供应增加、节能环保措施的持续推进以及短流程炼钢工艺推广,以国内大型钢企为主要的废钢处理厂投资方对大型高端废钢加工设备的需求将持续增加,但是以华宏科技为代表的国产设备供应商在技术指标和加工范围等方面与国外企业如林德曼等仍然有一定差距。短期内可利用产品性价比优势、服务优势加速进口替代,但长期还是要通过技术研发才能进入高端产品领域。


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