废钢专题一：废钢基础知识与应用.pdf

全球商品研究 煤焦钢 兴证期货 .研发产品系列 废钢专题一：废钢基础知识与应用 2019 年 2 月 26 日 星期 二 内容提要 自 2017 年打击 中频炉、取缔 “地条钢”以来 ，废钢受到了广泛 的关注 ， 2018 年 在钢厂高利润 又 受 环保限制生产 的情况下，废钢成为钢厂提高 产量 的首选原料，废钢再一次成为市场热点 。废钢 系列专题（ 一 ） 将从 废钢的定义、分类、废钢 加工 设备以及废钢在 长流程 、短流程钢厂中的应用 技术等 方面，详细 阐述 废钢的基础知识与 在钢厂中的应用。 兴证期货 .研发 中心 黑色研究团队 李文婧 从业资格编号： F3024409 投资咨询编号： Z0010649 韩倞 从业资格编号： F3010931 投资咨询编号： Z0012908 联系人 蒋馥蔚 021-68982745 jiangfwxzfutures 专题 报告 专题报告 1. 废钢的定义 与分类 1.1 定义 废钢是金属回收中对黑色金属废料的统称，包括废钢、废铁、冶金废渣、氧化废料等。简要来说以下都属于废钢：钢铁厂生产过程中不能成为产品的钢铁废料（如切边、切头等生产性废钢，又称自产废钢） 、下游 加工企业生产 过程中 产生的边角料（ 又称 加工废钢 ， 属于社会废钢） 以及 失去使用价值的报废设备、构件中的钢铁材料（ 又称折旧 废钢， 属于 社会废钢）。实际交易中材质成分为钢的叫废钢；成分为生铁的叫废铁。铁矿石和废钢是钢铁行业的两种主要原料，其中废钢属于可回收的再生资源。 1.2 分类 1.2.1 国家标准分类方法 GB4223/2017 废钢的材质与产生此种废钢的成材相同，总体来说 可 分为废铁和废钢两大类。 废铁 按照成分分类 ， 碳含量一般大于 2.0%。 I 类 废铁的硫含量和磷含量分别不大于 0.07%和 0.40%； II 类 废铁、合金废铁的硫含量和磷含量分别不大于 0.12%和 1.00%。高炉 添加料 的含铁量不小于 65.0%。 按照 用途分类， 分为 熔炼用废 铁 和非熔炼用废铁。熔炼用 废铁 按照尺寸可分为 I 类废铁、 II 类 废铁等具体细 向 ，而非熔炼用废铁则不 再 分类，由供需双方协议确定。 废钢 按照成分分类 ， 碳含量一般小于 2.0%。 硫含量、磷含量 一般不大于 0.050%。 废钢 按其用途分 可 分为熔炼用废钢和非熔炼用废钢 ， 其中非熔炼用废钢也不再做分类，由供需双方协议确定。 熔炼用废钢按其 化学成分分为非合金废钢、低合金废钢和合金废钢，其中非合金废钢中残余元素应符合以下要求 :镍的质量分数不大于 0.30%、铬的质量分数不大于 0.30%、铜的质量分数不大于 0.30%。除锰、硅以外 ,其他残余元素含量总和 (质量分数 )不大于 0.60%。 废钢新国标 GB4223/2017 增加了熔炼用废钢的分类，由5 类增加到 8 类 49 个 钢组 ，同时修改了废钢的外形尺寸要求，废钢分类更加明确，更贴近目前钢厂标准，并明确了打包块 及破碎料的质检方法。 熔炼用废 钢 是按照外形尺寸以及单件重量划分为十个 型号 ，如下 表 所示： 表 1：熔炼用废钢 分类 型号 类别 外形尺寸及重量要求 供应形状 典型举例 重型废钢 I 类 1200mmx600mm 以下，厚 度 12mm ，单重10kg2000kg 块、条、板、型 钢锭和钢坯、切头、切尾、中包铸余、冷包、重专题报告 机解体类、圆钢、板材、型材、钢轨头、铸钢件、扁状废钢等 II 类 800mmx400mm 以下，厚度 6mm，单重 3kg 块、条、板、型 圆钢、型钢、角钢、槽钢、板材等工业用料、螺纹钢余料、纯工业 用料边角料、满足厚度单重要求的批量废料 中型废钢 - 600mmx400mm 以下，厚度 4mm，单重 1kg 块、条、板、型 角钢、槽钢、板型钢等单一的工业余料，各种机器零部件、铆焊件、大车轮轴、拆船废、管切头、螺纹钢头/各种工业加工料边角料废钢 小型废钢 - 400mmx400mm 以下，厚度 2mm 块、条、板、型 螺栓、螺母、船板、型钢边角余料、机械零部件、农家具废钢等各种工业废钢、无严重锈蚀氧化废钢及其他符合尺寸要求的工业余料 轻薄料废钢 - 300mmx300mm 以下，厚度 2mm 块、条、板、型 薄板、机动车废钢板、冲压件边角余料、各种工业废钢、社会废钢边角料、但无严重锈蚀氧化 打包快 - 700mmx700mmx700mm以下，密度 1000kg/m 块 各类汽车外壳、工业薄料、工业扁丝、社会废钢专题报告 薄料、扁丝、镀锡板、镀锌板冷轧边料等加工（无锈蚀、无包芯、夹什）成型 破碎废钢 I 类 150mmx150mm 以下，堆比重 1000kg/m 各类汽车外壳、箱板、摩托车架、电动车架、大桶、电器柜壳等经破碎机加工而成 II 类 200mmx200mm 以下，堆比重 800kg/m 各种龙骨、各种小家电外壳、自行车架、白铁皮等经破碎机加工而成 渣钢 - 500mmx400mm 以下或单重 800kg/m 块 炼钢厂钢包、翻包、渣罐内含铁料等加工而成（含渣 10%） 钢屑 - 团状、碎切屑及粉状 数据来源： GB4223/2017， 兴证期货研发部 1.2.2 主流钢厂 采购 废钢 标准 以山东 日照 钢厂 废钢采购标准为例： 表 2：主流钢厂 采购废钢标准表 分类 厚度 （ mm） 尺寸 （ mm） 描述 工厂废料 厚度 8 长 500 宽 400 高 300 加工余料，无锈、无杂。为从坯料、原材加工后的余料。如报废的钢锭、钢坯、初轧坯、切头、切尾、铸造冲压料、边丝、钢筋头、钢绞线等。 6厚度 8 4厚度 6 2厚度 4 重型废钢 厚度 8 长 500 宽 400 切割的工角槽、结构件、车轴、重型机械零件；如拆解的废旧工业设备、厂房钢构件、6厚度 8 专题报告 4厚度 6 高 300 铸钢件等。不得有含锌料。 统料废钢 3厚度 4 切割的工角槽 、结构件、车轴、重型机械零件；如拆解的废旧工业设备、厂房钢构件、铸钢件、拆解的钢筋、钢绞线等。 2厚度 3 钢筋压块 直径 5 长 1500 宽、高： 400-800 以钢筋为原料生产的压块类。 直径 5 长 1000 宽、高： 400-800 统料压块 2厚度 4 长 1500 宽、高： 400-800 以角钢、方管、打包、 LED 灯基板钢片、旧电器外壳、旧电机外壳带等类统料废钢为原料生产的压块类。 2厚度 4 长 800 宽、高： 200-600 工厂压块 厚度 1 长 1200 宽、高： 400-800 以冷（热）轧板、花料等纯净的工厂余料为原料生产的压块类。 0.2厚度 1 厚度 1 长 800 宽、高： 200-400 0.2厚度 1 次新 压块 厚度 0.2 长 1200 宽、高： 400-800 以打包带、冷轧板包装物、未使用的报废管类、报废电器壳等次新料为原料压制成的压块，要求无锈。 长 800 宽、高： 200-400 破碎废钢 堆比重 1.2 - 钢模板、废旧汽车、车架等但不局限于以上料源。 堆比重 0.9 轻钢龙骨、油桶、油桶盖等但 不局限于以上料源。 堆比重 0.7 彩钢瓦、铁皮料等但不局限于以上料源。 冲 豆 厚度 6 长度、直径专题报告 4厚度 6 100 低碳钢、碳素钢、低合金钢等材质的工业加工料、冲片新料等。不得含有镀锌料。 2厚度 4 钢筋切头 直径 6 长度 100 以纯钢筋剪切加工的切头。 轻薄压块 厚度 1 长 1500 宽、高： 400-800 以彩钢瓦、废旧电器壳板等轻薄料废钢为原料生产的压块类。 厚度 1 厚度 1 长： 800 宽、高： 200-600 厚度 1 08 铝块 厚度 0.5 长 1200 宽、高： 400-800 以汽车板等 08 铝材质钢为原料生产的压块类。需整车为同一类型，不得与其他类型混装。 厚度 0.5 长 800 宽、高： 200-600 刨花 压块 密度 3.5 长 300 直径 300 以车、削、刨、铣碎钢屑为原料压制而成的密实压块。 硅钢片 组 - - 整体的电器转子芯硅钢片组材料、变压器芯硅钢片组材料等。 硅钢片 - 最大方向对角尺寸 300 硅钢加工产生的边角余料、冲子、冲片，外表无镀层、无锈蚀。 数据来源：兴证期货研发部 1.2.3 按 来源分类废钢 按照来源分类，废钢可以分为：折旧废钢铁（ 属于 “社会废钢”），生产性钢铁 (包括 “自产废钢” 和 “加工废钢 ”， 其中加工废钢同属于 “社会废钢 ”)和进口废钢。 折旧废钢指在钢铁使用过程中被淘汰更新的设备，包括农用器具等民用设备，也包括各建筑设施拆除中的废旧设备。具体可以分为以下 7 类： （ 1）工业废钢铁。大部分工业废钢铁来自于机械设备的报废和生产过程中的边角料等，这些废钢铁质量好，钢水回收率高，属于优质钢铁。但其中封闭性物质较多，类似于瓶、罐等，封闭内如有气体存在，遇热会膨胀发生爆炸。 （ 2）农业废钢铁。来源于报废的农业机械，农具等，但目前数量较少。 （ 3）基建废钢铁。主要来源于公路建设，铁路建设，市政建设等，一是建设过程中的下脚料，二是拆除过程中的废钢铁。其中，随着中国高铁事业发展，铁路建设更新换代，从旧车身、旧轨道替换下来的废钢铁，属于优质专题报告 钢铁， 从属 重废 类型 。 （ 4）矿山废钢铁。中国矿产资 源非常丰富，多种矿产如稀土，钨矿等储备量位列世界第一，矿山行业的钢铁设备较多，设备更新淘汰速度也比较快，比如各种采掘工具，运输设备等。 （ 5）民用废钢铁。民用废钢铁在废钢总量中占的比重至少占到 40%，来源于各类家电，家具，办公用具，健身器材等等，属于轻薄料和小型料。 （ 6）军用废钢铁。中国军事涉及保密条例，报废的军事设备必须有军事人员监管，由指定的钢铁工厂销毁，数量较少。 生产性 废钢包含两类，一类是 自产 废钢， 自产废钢是指在 钢厂 生产过程中产生的废钢铁 ，通过 钢铁冶炼和轧制中产生 ， 其中 小部分销售出去，大部分作为废 钢铁炉料再度被钢铁企业利用，这类废钢极好的炉料； 另一类 是加工废钢， 是制造机械设备过程中产生的车屑、切屑、边角料等（也称加工废钢），这些废钢铁质量较好，方便回收。 进口废钢。我国钢铁工业起步较晚，废钢量较少，每年需进口大量废钢。据海关统计数据显示，自 2015 年以来，我国每年平均进口废钢 227 万吨， 2018 年 1-12 月累计 进口废钢 134 万吨，较以往 大幅减少， 主要 是 由于我国国内废钢质量越来越高，并且国家政策对于进口废旧物的把控更加严格，进口废钢的阻力越来越大 。 值得注意的是， 2017 年是一个废钢进出口的特殊年份，往 年废钢年进口量远超出口量。 2017 年由于取缔地条钢政策，中频炉被关停，导致作为原材料的废钢大量囤积，出口增加消化过剩资源，根据钢协公布数据 2016 年废钢出口仅为 1000 吨，而 2017 年累计出口 220.3万吨，同比增加了数千倍。市场 普遍 认为废钢的井喷出口现象是短暂的，因为国家对于出口废钢征收 40%关税的政策并没有改变，但这种 井喷 现象会 更 有利于中国接轨国际废钢市场。 图 1： 废钢 来源分类 资料 来源： 废钢铁加工与设备，兴证期货研发部 一般来说，主要来源于百姓生活的折旧废钢，质量较差，一般归类到中废或以下等级；来源于钢厂生产中淘汰的自产废钢以及来自加工工厂生废钢自产废钢包括钢厂自产钢渣、炉料等。社会废钢来自于报废产品拆解折旧以及下游用钢企业产生的边角料（加工废钢）等进口废钢主要来自日本、美国等废钢生产大国。专题报告 产中淘汰的折旧废钢切边，质量优异 ，一般被划分到重废，精炉料、优质废钢、水洗废钢、特优、纯净废钢。 中国进口废钢主要来源于美国、日本，据海关统计数据显示， 2017 年中国 183 万吨进口废钢来自日本，占中国废钢进口总量的 79%， 还有 22.3 万吨进口废钢来自美国，占进口总量的 9.6%。美国主要提供 HMS#1 号废钢、破碎料、优质废钢，日本主要提供 HS 号废钢、 H1 号废钢、 H2 号废钢、 H1： H2（ 50:50）混合废钢。 1.2.4 常见 废钢外观 边角料：指加在生产制造产品的过程中，在原定计划、设计的生产原料内、加工过程中没有完全消耗掉的，且无法再用于加工该产品项下制成品的数量合理的剩余废、碎料及下脚料。 钢筋头：一般长指钢筋的切头，有时候一些废旧钢筋切段，也称之为钢筋头。 冲花料：冲花料就是冲压件的余料， 来自 冷轧板，热轧板 ， 一般是低碳和低合金钢，碳、硅含量比较低。有的地方把冲花料打包压块，因此价格略高于边角料。 机件生铁：机件生铁是报废的铸铁零件，碳、硅含量比较高。 专题报告 铁 屑：铁屑是生铁经过机床加工生产下来的末屑，一般我们称之为生铁屑。 废钢屑是圆钢或铸钢经过机床加工生产下来的弹簧形状的，（南方叫刨花）。 2. 废钢的加工方法 基于熔炼工艺的要求，生产生活中产生的废钢大都不能直接作为炉料入炉，必须经过不同的加工方法，使废钢达到一定的重量、粒度和堆比度要求，同时还要保证废钢本身洁净不含杂质，方可入炉。在加工的同时要把能够直接利用的型材、钢板等挑选出来，经过剪切、气割加工以后，作为直接生产用料。 废钢加工方法一般采用人工分选、机械加工（剪切、破碎和打包压块），火焰切割（氧气切割、等离子切割）等 方法， 因此必须要有相匹配的废钢加工设备对原料进行加工处理，使其变成合格的废钢产品。目前主要的废钢加工设备有废钢打包压块设备、废钢剪断设备及废钢破碎设备等，其中废钢破碎线是公认的最先进的废钢加工设备，对于废钢资源的循环利用起着至关重要的作用。 2.1 废钢加工设备介绍 2.1.1 打包压块设备 打包压块设备主要用来处理薄板、钢筋及机械加工过程中产生的切屑专题报告 等轻薄料，以方便运输和提高堆比重（堆比重 =堆存物的重量 /堆存物的体积）， 提高 堆比重能够使 废钢经过加工内部空隙减少，密度增加，缩短废钢装炉时间和冶炼时间。 表 3： 打包压块 设备 分类 打包机分类方式 类型举例 按动力方式分类 重力式、机械式、液压式打包机等 按挤压方式分类 单、 双向打包机、三项打包机 按挤压力大小分类 小型、中型、大型、巨型打包机等 按用途分类 轻薄废钢打包、报废轿车、专用打包 按工艺分类 冷打包机、热打包机 资料来源：废钢铁加工与设备，兴证期货研发部 打包机的工作原理是将需要打包的废钢加入打包机料箱内，经过初级预压，次级压缩，最后达到终极压缩并翻出包块，最终包块的大小取决于所加入的废钢铁的重量、材质和几何形状。 图 2：立式液压 打包机 资料来源：华宏科技官网，兴证期货研发部 2.1.2 剪断设备 剪断设备主要用来处理重型废钢和大型构件，使其达到国家或企业的入炉标准，便于入炉，其后也可配套相应的分拣磁选设备，达到剔除异物、净化产品的目的。剪断设备多种多样，包括鳄 口式、门式、铡刀式等。鳄口式剪切工作原理是首先通过液压油推动活塞运动完成压料动作，压料回程，而后液压油进入剪切油缸后腔，活塞杆带动刀架绕刀架轴完成剪切动作，