精品鐵礦銳減,國外鐵礦巨頭已無資格擺臉色​,國內資源將成鋼鐵主要來源

我國每年都從國外大量進口鐵礦石,而且定價權並不完全掌握在國內手裡,國外鐵礦石不僅頻繁漲價,還要給中國臉色看。這讓每一箇中國人耿耿於懷。

鋼鐵是製造機械裝置的核心材料,由於使用過程中零配件的損耗和整體折舊報廢,社會每年都會產生一定數量的廢鋼鐵。鋼鐵還是重要的建築材料,建築物的拆解也會產生數量龐大的廢鋼鐵。具體的廢鋼產量和整個社會的鋼材總保有量有關,一般是佔鋼材總保有量的0.5%~0.8%。

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中國國內的鋼鐵總保有量大約在350億噸,每年產生的廢鋼大約在2.6億噸左右。2018年中國的鋼材產量超過了9億噸,由此可見,純粹用廢鋼作為鋼鐵的來源,這個缺口還是很大的。

相當長一段時間內,依靠廢鋼回收不能替代國外礦石進口。

鋼鐵的冶煉,從礦石到粗鋼,需要經過多個關鍵性的步驟。

很多人以為鐵礦石從礦山裡開採出來,直接丟到高爐裡面就可以冶煉,這是不對的。

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因為從鐵礦裡挖出來的原礦有大塊、小塊,顆粒的直徑都不一樣,如果直接倒進高爐裡面大塊之間就會留有很大的空隙,這些很大的空隙會被小塊填滿,而小塊之間的空隙會被更細小的粉狀顆粒填滿。這會造成熔鍊的火力不均勻。

這就好像我們日常用的煤爐裡面,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、煤餅那樣進行過一定的處理。

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這個過程一共分為三個步驟:

第1步,球團原料製備與混合。鐵礦、新增劑、無煙煤、白雲石、粘結劑按粒度和化學規格配製,給下一個步驟使用。

第2步,造球。嚴格控制溼度下,使用第1步的原料,在無熱處理的情況下軋製,獲得球形礦粉團(類似於溼煤球),生球直徑為8-16mm。

第3步,燒結。在控制加熱速率的高溫處理中硬化生球,以達到處理、運輸和最終應用的冶金要求。

這整個過程叫做鐵礦石的燒結。

●圖中這些圓形的、規則的鐵礦石燒結體,才是送入高爐的原料。

這些燒結好的球團鐵礦放到高爐裡,才能夠冶煉出鐵水,這只是最初級的鋼鐵生產原料。

團礦和燒結,是鋼鐵冶煉前的重要步驟,對於提高冶煉效率非常重要,在高校裡面有專門的專業。

鐵冶煉過程中形成的礦渣,主要成分是二氧化矽和金屬氧化物形成的矽酸鹽和矽鋁酸鹽,這些成分比較容易去除。

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比較難以去除的成分是少量的硫和磷,它們混在鋼鐵裡面,和鐵形成一種合金狀態。

除去鋼鐵裡的硫,需要往融化的鐵水裡面摻入鎂粉。除去磷需要用電渣重熔法,讓鐵水流過特殊的礦渣進行過濾。這兩種方法成本都非常高。

所以,控制鋼鐵品質的最佳手段,就是採用含硫和含磷比較低的精品鐵礦石品種。

目前,主要用來鍊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),這兩種礦石在中國國內都有。

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除了含鐵量較低以外,國產鐵礦與國外高品質鐵礦相比,最大的問題是磷和硫的含量高,這就造成了後繼冶煉的困難。

國內的一些鐵礦含硫可以高達2%,而國外的鐵礦通常含硫都在0.2%以下。

所以從冶煉成本上來說,國外進口的鐵礦石並不貴。

再過60年左右,也就是說到本世紀末的時候,國內鋼鐵的保有量可以達到1,000億噸左右,每年淘汰下來的廢鋼會達到8~9億噸,基本可以滿足國內鍊鐵的需要。

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如果純粹用回收的鋼鐵來進行冶煉生產,鐵礦石的燒結過程就要被廢棄。

如果燒結產業進行整體轉移,會涉及到企業停產、工人轉崗、高校的相關專業被廢棄,這是一個大的社會經濟問題,影響超出了整個鋼鐵工業的範圍。

實際上有些廢鋼也難以處理。廢鋼往往會和其他的有機雜質混在一起,比如說油漆,以及沒有經過完全分離的橡膠和塑膠,這些雜質在鋼鐵融化的時候又會混在鐵水裡,成為難以去除的有害成分。

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有一種很低劣的建築鋼材~地條鋼,就是回收雜質含量高的廢鋼冶煉出來的,地條鋼生產出來的螺紋鋼筋非常脆,與鑄鐵類似。

所以,用廢舊鋼材來冶煉鋼鐵,並不是所有的時候都能夠提高品質降低成本。

由於中國和印度等發展中國家對鋼鐵的需求不斷增加,鐵礦石產量大幅增長。含鐵量高的精品鐵礦石被迅速消耗,今後開採出來的鐵礦石,其中的含鐵量會越來越低。在這種情況下,鐵冶煉前的預處理燒結工藝就顯得格外重要。因此,球團廠的數量預計將在未來增加。

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廢鋼回收量增加要求減少球團廠的數量,而鐵礦石品質下降要增加球團廠的數量,這是一個矛盾。

在這種情況下,就算擁有足夠數量的廢鋼來冶煉鋼鐵,從採礦到鐵礦石的燒結,必須保留一個完整的高爐前產業鏈條。因為只有一個完整的鋼鐵冶煉過程,才能夠保證最終鋼產品的穩定數量和穩定品質。

像中國這樣一個體量極其龐大的工業化國家,在任何時候都不能完全依賴於廢鋼回收。

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澳大利亞和巴西等地的精品鐵礦石數量正在急劇減少,等到國外的鐵礦石和國內鐵礦石品位差不多的時候,國內進口鐵礦石的慾望就會降低。

靠鐵礦石賺中國錢的這幾個國家,發財的時間不會太久。若干年後,中國國內的鋼鐵原料基本上是自產的礦石,加上廢鋼回收就足夠用了。

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