Т а б л и ц а 3 .3 4
Структура потребления ресурсов лома в некоторых странах на 1995 г., %
Вид металлолома |
США |
Япония |
Германия |
Россия |
Оборотный |
33 |
27 |
37 |
37 |
Металлообработки |
21 |
21 |
11 |
17 |
Амортизационный |
46 |
52 |
52 |
46 |
Т а б л и ц а 3 .3 5
Структура использования металлолома при производстве продукции из железа в 1998 г., млн т
|
|
Вид металлолома |
Металлургический передел |
|
|
|
оборотный |
амортизационный и металло |
|
|
обработки |
Доменное производство |
4 |
0 |
Чугунное литье |
13 |
27 |
Стальное литье |
0 |
10 |
Мартеновское производство |
5 |
10 |
Кислородно-конвертерное производство |
63 |
14 |
Производство электростали |
33 |
209 |
В с е г о |
118 |
270 |
1 0 0 кг скрапа/т проката) было достигнуто в результате активного внедрения в 1960-1980 гг. технологии непрерывного литья стальных заготовок для проката.
Лом металлообработки образуется в процессах переработки стального проката в продукт (потребительский товар). Объем образования этого вида лома также непрерывно снижается за счет совершенствования процессов
металлообработки.
Амортизационный лом состоит из стальных, чугунных, железных про дуктов, выработавших срок их использования (списанных после окончания срока службы). Спектр амортизационного лома чрезвычайно широк>он включает в себя металлические приборы, автомобили, металлическую та ру, электроприборы и т.д. Химический состав амортизационного лома силь но разнится в зависимости от его происхождения и способа обра отки. Средний срок службы стальных конструкций в развитых индустриальных странах оценивается в 15 лет, а автомобилей и электрооборудования
3-5 лет. Поэтому количество амортизационного лома непрерывно |
|
тает. Структура потребления ресурсов лома по состоянию на 1995 |
|
приведена в табл. 3.34, 3.35. |
VDOB- |
В 1998 г. в мире из лома было получено 334 млн т стали при обШеМ УР |
|
не ее производства 775,5 млн т. |
тоМ не |
Необходимо отметить, что мощности по переработке лома при э |
я |
были задействованы полностью. В настоящий момент они оцени |
|
Таблица 3 3 6
Объем заготовки лома в России, млн т/год
Объем заготовки лома |
1985 г. |
1991 г. |
1995 г. |
1997 г. |
1999 г. |
Общий |
30,0 |
22,5 |
12,0 |
8,9 |
15,1 |
В том числе амортизационный |
19,0 |
14,1 |
10,2 |
7,8 |
11,2 |
примерно в 420 млн т/год и сконцентрированы в основном в странах ЕЭС, США и Японии, которые в последние годы стабилизировали производство продукции из железа и имеют в связи с этим в черной металлургии значи тельный запас незадействованных мощностей.
В России объем заготовки железного лома после 1991 г. долгое время снижался, и лишь в 1998-1999 гг. эта негативная тенденция была преодоле на (табл. 3.36).
Однако значительная часть отечественного лома - до 40% общего объ ема заготовки - направляется на экспорт, главным образом в Италию, Гер манию, Турцию, Грецию, США, страны Скандинавии и Прибалтики. В ре зультате в последние годы расход чугуна на производство стали не только не уменьшился (как это имеет место в передовых индустриальных странах), а наоборот, значительно увеличился - с 615 кг/т стали в 1991 г. до 748 кг/т в 1998 г.
3.2.4.3. МЕТАЛЛОФОНД И ТЕХНОГЕННЫЕ РЕСУРСЫ ЖЕЛЕЗА
Под металлофондом понимается общее количество конкретного метал ла, накопленного на территории государства в виде изделий, машин, уст ройств, зданий, сооружений, коммуникаций и т.п. Совместно с металлом, на копленным в техногенных грунтах горно-металлургических регионов, металлофонд представляет собой техногенные ресурсы металла.
Основными причинами уменьшения металлофонда являются безвоз вратные потери металла в результате процессов коррозии (ржавления) и ис тирания металлических деталей в машинах и агрегатах в процессе эксплуа тации. Однако в целом как общие техногенные ресурсы металла, так и его общий металлофонд в настоящее время непрерывно возрастают. Об этом свидетельствует, в частности, мировой баланс железа, составленный нами по данным на 1996 г. (табл. 3.37).
Техногенные ресурсы железа можно подразделить на активную часть, которая может быть использована и используется с минимальными затрата ми на подготовку, и потенциальные ресурсы, использовать которые будет возможно только в будущем с применением новых технологий извлечения железа.
К активной части техногенных ресурсов железа следует относить (рис. 3.25):
-собственно металлоломом, накопленный в хранилищах и на поли гонах;
-машины, агрегаты, бытовые приборы и т.п.;
-легко демонтируемые железные строительные конструкции.
|
Металлофонд |
|
||
|
____ ^ ____ |
|
||
Собственно |
Ж елезосодерж ащ ие |
Ж елезны е конструкции |
Железосодержащие |
|
зданий и сооруж ений |
техногенные |
|||
м еталлолом |
машины, агрегаты , |
|||
|
грунты горноме |
|||
(в хранилищ ах, |
бы товы е приборы |
|
||
|
таллургических |
|||
на полигонах |
и т.п. |
легкодемон- сплош ны е |
||
регионов |
||||
и т.п.) |
|
|||
|
тируем ы е |
|
||
|
v |
Активные |
Потенциальные |
техногенные ресурсы |
техногенные ресурсы |
Рис. 3.25. Схема техногенны х ресурсов ж елеза
Потенциальные ресурсы железа включают:
—железные составляющие специальных строительных конструкций (на пример, железо в железобетонных конструкциях);
- техногенные железосодержащие грунты в горно-металлургических регионах, содержание железа в которых находится ниже уровня, позволяю щего в настоящее время производить его экономически целесообразное из
влечение.
Известно, что в среднем 70% произведенных стальных изделий возвра щаются в материальный цикл через 20 лет после их производства. Осталь ные 30% теряются в основном из-за ржавления стали. Например, мировой объем образования амортизационного лома в 1994 г. составил 272 млн т, что составляет 70% произведенных стальных товарных продуктов в 1974 г. Тем не менее существуют предметы потребления, которые перерабатываются очень скоро после их изготовления и таким образом снова возвращаются в производственный цикл.
Металлофонд железа США в настоящее время оценивается на уровне 3,5 млрд т, Японии - 1,3 млрд т. Выход ежегодно утилизируемого лома при этом составляет в США примерно 1,5%, а в Японии - 2,6-2,8 %. На рис. 3.26 показана динамика образования железного лома в Японии и перспективные оценочные значения.
Важнейшей проблемой, с которой сталкивается современная метал лургия, является проблема присутствия в амортизационном ломе примес ных микроэлементов. Последними исследованиями в индустриально раз витых странах установлена сложная взаимосвязь между количеством ми кропримесей в металлоломе, уровнем образования амортизационного ло ма и жизненным циклом стальных товаров народного потребления. Япон скими учеными была обработана статистическая информация за период 1967-1997 гг.
Ими было установлено, что при современном уровне загрязнения метал лолома примесными микроэлементами к 2015 г. будет накоплено до 300 млн т амортизационного стального лома, который нельзя будет переработать в товарную продукцию при сохранении существующего уровня требований к качеству изделий из железа. Такой металлолом придется выбрасывать как
Таблица 3.37
Мировой баланс добычи и производства железа (по данным на 1996 г.)
Статья баланса |
Количество железа, млн т |
Затрачено ресурсов: |
|
Природных минеральных (извлечено из недр с железной рудой, |
1005,0* |
коксующимися углями и флюсами, а также со вскрышной |
|
породой) |
|
Техногенных (лом амортизационный и металлообработки) |
245,0 |
И т о г о |
1250,0 |
Рециклинг оборотного лома (внутри металлургических |
125,0 |
предприятий - производственный рециклинг) |
|
Расход ресурсов: |
|
Товарная стальная продукция (прокат и метизы) |
750,8** |
Литые изделия из чугуна и стали |
88,3 |
Металлургические шлаки |
8,2 |
Вскрышная порода (на закладку выработанных пространств и в |
200,0* |
отвалы в местах добычи руды) |
|
Техногенные грунты (хвостохранилища обогатительных |
176,0* |
фабрик и золошламонакопители в металлургических регионах) |
|
Выбросы в виде пыли (при добыче, транспортировке, |
26,7* |
обогащении, подготовке сырья, производстве полупродуктов и |
|
продуктов из железа) |
|
*Оценочные показатели.
**В том числе 101,25 млн т стали произведено в электропечах, что составляет 33% всего переработанного металлолома.
отходы (точнее, он перейдет в категорию потенциальных техногенных ре сурсов). Для предотвращения образования и аккумулирования перерабаты ваемого металлолома необходимо довести к 2 0 1 0 г. степень извлечения из стального лома (за счет внедрения новых технологий его выработки): меди до 55% и олова до 30%, или разработать новые технологии производства ка чественной продукции из железа с высоким содержанием примесных микро элементов.
Металлофонд России по состоянию на 1998 г. оценивается в 1,55 млрд т железа. Из них 47% находится в виде конструкций зданий, сооружений и коммуникаций (в значительной степени в виде различных трубопроводов), 53% приходится на оборудование, машины, бытовые приборы и другую тех нику. Средний срок службы оборудования в тяжелой индустрии превышает 28 лет (в 2,3 раза выше нормативного), а уровень износа достигает 45%. Почти 50% наличных основных фондов выведены из эксплуатации и прак тически представляют собой склады металлолома на рабочих местах. В свя зи с этим годовые ресурсы амортизационного лома в России оцениваются:
-для условий 2001-2005 гг. в 40-45 млн т (ежегодно);
-для условий 2006-2010 гг. в 50-60 млн т (ежегодно).
Вдальнейшем потенциальные ресурсы амортизационного лома в стране
должны стабилизироваться на уровне около 30 млн т/год, что обеспечит простое воспроизводство накопленного металлофонда.
П 2 ffl3 S 4
Рис. 3.26. Динамика образования железного лома в Японии и ее перспективная оценка
1 - оборотный лом; 2 - отходы металлообработки; 3 - амортизационный лом; 4 - импортировании лом
По оценкам отечественных исследователей, ежегодные безвозвратные потери железа от коррозии составляют 0,6% металлофонда, еще 0,4% теря ется в результате истирания трущихся стальных поверхностей в машинах и агрегатах.
3.2.4.4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ ЖЕЛЕЗНОГО ЛОМА (НА ПРИМЕРЕ ЯПОНИИ)
Оборотное использование стальных банок. Как показано на рис. 3.27, коэффициент оборотного использования стальных банок значительно по высился за последние несколько лет и в 1997 г. достиг примерно 80%. Одним из факторов, которые способствовали этому, послужила система раздельно го сбора отходов, принятая в интересах эффективного оборотного исполь зования природных ресурсов. В 1995 г. был принят закон о рециркуляции емкостей, который также стимулировал введение селективного сбора стальных банок, но определяющую роль в этом сыграла деятельность спе циально созданного Центра по рециркуляции при финансовой поддержке Ассоциации по переработке порожних банок, а также активное приобрете ние и использование лома металлургическими фирмами.
Стальные банки составляют значительную (порядка 1,1 млн т) часть всей массы лома, и их отдельное использование позволяет контролиро вать поступление олова, которое не поддается удалению в сталеплавиль ном переделе.
В настоящее время основная масса стальных банок изготовляется из бе лой луженой жести, однако благодаря успешным разработкам не содержа щей олова “безоловянной” жести этот продукт уже составляет существен ную часть всего материала для банок. Жесть обладает высокими эксплуата ционными свойствами, но с учетом необходимости оборотного использова ния материала несомненна целесообразность применения для банок в основ ном сталей без металлопокрытий.
Оборотное использование автомобильного лома. Отслужившие свой срок автомобили обычно перерабатываются по схеме, показанной на
%
Годы
Рис. 3.27. Динамика оборотного использования стальных банок