澳大利亚|精品铁矿锐减,国外铁矿巨头风光不在,国内资源将成钢铁主要来源


我国每年都从国外大量进口铁矿石 , 而且定价权并不完全掌握在国内手里 , 国外铁矿石不仅频繁涨价 , 还要给中国脸色看 。 这让每一个中国人耿耿于怀 。
钢铁是制造机械设备的核心材料 , 由于使用过程中零配件的损耗和整体折旧报废 , 社会每年都会产生一定数量的废钢铁 。 钢铁还是重要的建筑材料 , 建筑物的拆解也会产生数量庞大的废钢铁 。 具体的废钢产量和整个社会的钢材总保有量有关 , 一般是占钢材总保有量的0.5%~0.8% 。

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中国国内的钢铁总保有量大约在350亿吨 , 每年产生的废钢大约在2.6亿吨左右 。 2018年中国的钢材产量超过了9亿吨 , 由此可见 , 纯粹用废钢作为钢铁的来源 , 这个缺口还是很大的 。
相当长一段时间内 , 依靠废钢回收不能替代国外矿石进口 。
钢铁的冶炼 , 从矿石到粗钢 , 需要经过多个关键性的步骤 。
很多人以为铁矿石从矿山里开采出来 , 直接丢到高炉里面就可以冶炼 , 这是不对的 。

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因为从铁矿里挖出来的原矿有大块、小块 , 颗粒的直径都不一样 , 如果直接倒进高炉里面大块之间就会留有很大的空隙 , 这些很大的空隙会被小块填满 , 而小块之间的空隙会被更细小的粉状颗粒填满 。 这会造成熔炼的火力不均匀 。
这就好像我们日常用的煤炉里面 , 通常烧的都是煤球或者是煤饼 , 而很少直接烧原煤 。
铁矿石在正式冶炼之前 , 也要和煤球、煤饼那样进行过一定的处理 。

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这个过程一共分为三个步骤:
第1步 , 球团原料制备与混合 。 铁矿、添加剂、无烟煤、白云石、粘结剂按粒度和化学规格配制 , 给下一个步骤使用 。
第2步 , 造球 。 严格控制湿度下 , 使用第1步的原料 , 在无热处理的情况下轧制 , 获得球形矿粉团(类似于湿煤球) , 生球直径为8-16mm 。
第3步 , 烧结 。 在控制加热速率的高温处理中硬化生球 , 以达到处理、运输和最终应用的冶金要求 。
这整个过程叫做铁矿石的烧结 。
●图中这些圆形的、规则的铁矿石烧结体 , 才是送入高炉的原料 。

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这些烧结好的球团铁矿放到高炉里 , 才能够冶炼出铁水 , 这只是最初级的钢铁生产原料 。
【澳大利亚|精品铁矿锐减,国外铁矿巨头风光不在,国内资源将成钢铁主要来源】团矿和烧结 , 是钢铁冶炼前的重要步骤 , 对于提高冶炼效率非常重要 , 在高校里面有专门的专业 。
铁冶炼过程中形成的矿渣 , 主要成分是二氧化硅和金属氧化物形成的硅酸盐和硅铝酸盐 , 这些成分比较容易去除 。

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比较难以去除的成分是少量的硫和磷 , 它们混在钢铁里面 , 和铁形成一种合金状态 。
除去钢铁里的硫 , 需要往融化的铁水里面掺入镁粉 。 除去磷需要用电渣重熔法 , 让铁水流过特殊的矿渣进行过滤 。 这两种方法成本都非常高 。
所以 , 控制钢铁品质的最佳手段 , 就是采用含硫和含磷比较低的精品铁矿石品种 。
目前 , 主要用来炼铁的铁矿有三氧化二铁(黄铁矿或者是褐铁矿) , 还有四氧化三铁(磁铁矿) , 这两种矿石在中国国内都有 。

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除了含铁量较低以外 , 国产铁矿与国外高品质铁矿相比 , 最大的问题是磷和硫的含量高 , 这就造成了后继冶炼的困难 。
国内的一些铁矿含硫可以高达2% , 而国外的铁矿通常含硫都在0.2%以下 。
所以从冶炼成本上来说 , 国外进口的铁矿石并不贵 。
再过60年左右 , 也就是说到本世纪末的时候 , 国内钢铁的保有量可以达到1,000亿吨左右 , 每年淘汰下来的废钢会达到8~9亿吨 , 基本可以满足国内炼铁的需要 。

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如果纯粹用回收的钢铁来进行冶炼生产 , 铁矿石的烧结过程就要被废弃 。
如果烧结产业进行整体转移 , 会涉及到企业停产、工人转岗、高校的相关专业被废弃 , 这是一个大的社会经济问题 , 影响超出了整个钢铁工业的范围 。
实际上有些废钢也难以处理 。 废钢往往会和其他的有机杂质混在一起 , 比如说油漆 , 以及没有经过完全分离的橡胶和塑料 , 这些杂质在钢铁融化的时候又会混在铁水里 , 成为难以去除的有害成分 。

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有一种很低劣的建筑钢材~地条钢 , 就是回收杂质含量高的废钢冶炼出来的 , 地条钢生产出来的螺纹钢筋非常脆 , 与铸铁类似 。
所以 , 用废旧钢材来冶炼钢铁 , 并不是所有的时候都能够提高品质降低成本 。
由于中国和印度等发展中国家对钢铁的需求不断增加 , 铁矿石产量大幅增长 。 含铁量高的精品铁矿石被迅速消耗 , 今后开采出来的铁矿石 , 其中的含铁量会越来越低 。 在这种情况下 , 铁冶炼前的预处理烧结工艺就显得格外重要 。 因此 , 球团厂的数量预计将在未来增加 。

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废钢回收量增加要求减少球团厂的数量 , 而铁矿石品质下降要增加球团厂的数量 , 这是一个矛盾 。
在这种情况下 , 就算拥有足够数量的废钢来冶炼钢铁 , 从采矿到铁矿石的烧结 , 必须保留一个完整的高炉前产业链条 。 因为只有一个完整的钢铁冶炼过程 , 才能够保证最终钢产品的稳定数量和稳定品质 。
像中国这样一个体量极其庞大的工业化国家 , 在任何时候都不能完全依赖于废钢回收 。

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澳大利亚和巴西等地的精品铁矿石数量正在急剧减少 , 等到国外的铁矿石和国内铁矿石品位差不多的时候 , 国内进口铁矿石的欲望就会降低 。
靠铁矿石赚中国钱的这几个国家 , 发财的时间不会太久 。 若干年后 , 中国国内的钢铁原料基本上是自产的矿石 , 加上废钢回收就足够用了 。