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王国栋:利用废钢炼出好钢

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发表时间:2023-05-17 13:05


王国栋:利用废钢炼出好钢


“逐步实现低比例废钢—高比例废钢—全废钢的平稳过渡,终达到基于全废钢高质循环利用的洁净钢冶炼,利用废钢炼出好钢。”

“进入全废钢时代,谁掌握了废钢资源,谁就掌握了未来。”

“解决废钢问题必须立即从现在做起。”

“构建产品全生命周期标识解析体系,实现全产业链废钢高质循环利用。”

“一定要探索出一条有中国特色的道路!”

……

4月25日,中国工程院2023年度战略研究与咨询重点项目——“‘双碳’背景下我国钢铁行业绿色高质量发展战略研究”启动会上,中国工程院院士、东北大学教授王国栋关于废钢资源高质循环利用的技术方案和前瞻性观点语“惊”四座,得到了现场多方代表的响应。会议间隙,《中国冶金报》记者对王国栋进行了专访,围绕该项目的规划设计、关键策略、组织实施等话题进行了深入交流。

形成中国特色废钢资源利用建议,并创造条件落地实施

“我们的项目目标是围绕废钢循环利用开展一系列研究,形成具有我国特色的废钢资源科学、合理利用建议,上报国家,争取各级政府相关政策支持。如何实现目标,国家应采取哪些措施、出台哪些政策,如何实现全产业链高效协同、统一管理等内容是我们研究的核心。”王国栋告诉《中国冶金报》记者,该项目前期已经开展了一年多的调研,初步计划再利用半年时间对前期调研结果进行梳理,同时掌握市场新情况,形成较为科学完备的咨询报告,上报国家政府部门。

虽然目标是提出建议,但王国栋显然有着更高的追求和期待。“在形成建议的过程中,我们将创造条件,促进建议落地实施。我们请中国信息通信研究院(简称信通院)、工业互联网研究院、中科院新松机器人研究院参与进来,就是想要形成一个整体的设计思维,将整个产业链上的各行各业串起来,待国家政策落地后,组织各环节相互配合、有序联动。”

王国栋透露,当前兴澄特钢就在研究布局相关事宜。“有行业样板企业在着手落地,我们的信心就足了。如果我们真能使项目完美落地,等到废钢量超过钢铁需求量的时候,相当于进入全废钢时代。届时,谁掌握了废钢资源,谁就掌握了未来。”王国栋感慨道。

王国栋指出,传统观点认为,按照国际上的发展惯例,废钢只能冶炼低端钢材,必须保留20%的“高炉—转炉”产能用于生产高端产品。这就意味着无法摆脱“高炉—转炉”流程的碳排放。对此,他指出,这些难题既是挑战,又是机遇。今后几十年间,我们要抓住机遇,直面挑战,自立自强,自主创新,走出我们中国特色的废钢资源循环利用的道路来。要加强高比例废钢情况下低碳节能冶炼与精炼工艺和装备的研发,逐步实现低比例废钢—高比例废钢—全废钢的平稳过渡,终实现基于全废钢高质循环利用的洁净钢冶炼,脱离“高炉—转炉”生产工序,摆脱对铁矿石的进口依赖,利用我国特色的废钢资源冶炼出满足国家需要的各类钢材。

王国栋坦言,这将是一个艰难、复杂的过程,但这对我国加强环境与资源保护、实现“双碳”目标意义重大,解决废钢问题必须立即从现在做起。他还提到,在此过程中,无论是钢铁行业,还是下游制造业,抑或是废钢回收利用行业,都会相应地提高收益,给国家创造财富。

“今天的会议,是项目启动会,也是项目调研会。产业链上各行业协会和企业的代表聚集在一起,围绕绿色低碳高质量发展主题建言献策,心中都有千言万语。制作名册、收录联系方式、合影留念,就是为了给大家创造相互联系和合作的机会,为产业链各行业企业交叉融合、相生共赢提供便利。我们会对会上提出的问题和一些未达成共识的关键点进行进一步讨论,研究形成协同机制,后一定要探索出一条有中国特色的道路!”王国栋目光坚毅,话语掷地有声。

标识解析技术,意义在于互联互通基础上的数据流转

作为该项目的重要组成部分和未来工业互联网的关键技术,科技感极强的标识解析技术引起了大家的关注和好奇。

“标识解析技术,简单来讲,就像我们平常用的二维码。对准附在钢铁产品上的二维码扫一扫,所有参数一目了然,包括钢是怎么炼的,连铸是怎么铸的,轧钢是怎么轧的,产品的等级、牌号、成分分别是什么,产品的排放是多少,都有记录。”王国栋向《中国冶金报》记者举例道,“就拿一卷钢板来说,把它运到汽车零件厂做成零件,给它附上二维码,这个信息就跟着零件了;零件又做成部件,各个零件的二维码汇在一起,成为部件的二维码;部件再组装成汽车。汽车的各个部件、部件的各个零件,都有各自的二维码,制造汽车所用的所有产品信息一应俱全。这样的话,这些产品流通到哪个地方,哪个地方就能拿到这些信息。我们只需跟踪二维码,就可以对这些产品进行比较准确、细致的分类。”

他同时强调,必须保证二维码在全产业链上的统一性。“不能在你这里代表一个意思,到其他环节又不一样,必须统一。”王国栋介绍,“所以我们邀请信通院、中国工业互联网研究院参与进来,由信通院作为二维码的牵头单位,帮助我们把产业链上各个行业,特别是钢铁行业的标识解析系统建立起来。届时,产业链上各环节的生产者不仅要考虑其生产过程中对环境和资源产生的影响,还要从全生命周期的角度进行综合考量,对产品的整个生命周期负责,这是社会进步的一个表现。”

“标识的价值不在于标识自身,而在于标识背后连接的数据信息,在于构建互联互通渠道,在于互联互通基础上的数据流转,在于数据流转中的数字价值,在于未来更开放、更柔性的生产体系与价值网络。”王国栋这样看待标识解析技术的意义。他指出,标识解析技术是国家2016年出台的《生产者责任延伸制度推行方案》(把生产者对其产品承担的资源环境责任从生产环节延伸到产品设计、流通消费、回收利用、废物处置等全生命周期)的核心内容,也是实现全球供应链系统和企业生产系统精准对接、产品全生命周期管理和智能化服务的前提和基础,将为实现全产业链、全场景数据共享和追溯,推进供给侧结构性改革和制造业转型升级提供有力支撑。

“关于标识解析技术及体系,工信部已经在几个行业里进行了推广,其中与钢铁行业相关的是家电行业。目前汽车行业也正在布局。”王国栋举例表示,“现在有一些钢铁企业已被列为二维码(标识)的二级节点。在新冠疫情防控常态化的背景下,我们利用二维码实现了全国各地甚至全世界的‘一码通行’。在工业生产中建立起标识解析体系,就相当于赋予工业生产中的机器和物品唯一的‘身份证’,实现唯一性的定位和信息查询。有了它,就可以打通企业产品、机器、车间、工厂甚至行业间的‘信息孤岛’,完成工业大数据汇聚,实现信息系统间的数据共享,进行数据挖掘和分析应用。钢铁材料在其全生命周期中会经历许多不同的领域、部门、场景,有了二维码这个‘身份证’,通过数据解析就可以准确地识别它、分析它,真正体现出数据的价值所在。”

两大挑战当前,亟须建立全产业链协同平台

“当前,我国推进废钢资源管理、循环和再利用面临哪些挑战?”面对《中国冶金报》记者的这一问题,王国栋从废钢回收本身和全产业链协同两个方面进行了分析,并给出了解决方案。

一是废钢成分复杂,高效回收难度大。

“行业从业人员有近1000万人,而社会废钢的占比达到了50%~60%,成分复杂、种类繁多,一个一个地扫描二维码,显然不现实。怎么办?”王国栋停顿了一下,随即给出答案,“我们可以把废钢分成两类,一类是社会废钢,另一类是高端废钢。对于社会废钢,要进行分拣,剔除其中的各种有害物质,剩余部分主要是普碳钢。经过分拣后的废钢在摄像头全过程监控下压制成大块,并运用二维码技术进行标识以追溯责任,实现高效管理。从更进一步、长期发展的角度来看,我们还可以在冶炼过程中对废钢进行成分调整,通过洁净化冶炼,使低端废钢逐渐向高端化发展。”

“对于高端废钢,即有着‘高炉—转炉’流程‘出身’的优质废钢,要通过数字化、智能化技术进行合理分类、定向回收和循环利用。比如汽车面板,我们费了很大的劲儿,花费资源和能源,把它生产出来。等到报废的时候,如果和其他废品混在一起处理,那就全变成低端废钢了;但如果实现了合理分类、定向回收,在熔化后直接回收至精炼炉冶炼,即可保持其高端价值,实现循环利用。这不就省了很多成本和能源消耗吗?”王国栋说。

二是废钢回收利用尚未实现全产业链的规范化、集约化运行。

“要想实现废钢在全产业链的高效回收、加工、流通和利用,建立通用的规范标准体系非常重要。比如,钢厂和制造厂建立联系相对容易,但要实现钢材生产厂、制造厂、下游用户、废钢企业全产业链的绿色低碳生产和科学规范管理,难度很大,需要国家政策上的支持,也需要行业层面、全产业链层面的积极行动。尤其是钢厂,它是废钢的源头与归宿,处于废钢资源回收体系中心,应主动探索产业链废钢回收体系的运行机制与管理模式,确保各个环节都在这个过程中有所收益,有积极性和驱动力。”

“当前存在的这些问题,主要的症结在于废钢加工与回收行业分散度高、缺乏全产业链协同平台。”王国栋话锋一转,“所以我们一定要建立起这样的平台,上下游打好配合,实现废钢有效利用的‘四全’和‘四化’,即针对未来全废钢时代,从钢铁材料全生命周期、全生产流程、全产业链协同,实现废钢资源的管理、循环和再利用,加强全流程生产管理的数字化、信息化、标识化,以及优质废钢拆解回收的机器人化,进行产业重构和经营模式创新。”

“成本会不会是一个挑战?”《中国冶金报》记者追问道。“该项目将产生非常可观的经济和环境效益,远超其成本。”王国栋透露,当前已有特钢厂通过高端废钢精选优用收获了较高的效益。他进一步解释道,对于特钢厂来说,加入合金的成本很高,但如果实现了高端废钢的精选优用,“边角废料”也能变成“真金白银”。与此同时,作为“边角废料”的来源地,机械厂也可用高端废钢换取一定收益。

“另外,现在国际上也对碳足迹有所要求,构建产品全生命周期标识解析体系,实现全产业链废钢高质循环利用,将意味着我们的产品可以大踏步出口,走向更广阔的市场。”王国栋目光炯炯。目光所及,一张全废钢冶炼的绿色低碳蓝图好像正在徐徐铺开。



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