Assessment ofthe Impact of Rising Levels of Residuals in Scrap — Part II: Future Projections
废钢残余元素上升的影响——第2部分：未来展望
钢是世界上使用最为广泛的工业原材料，钢铁具有很高强度和较低的制造成本。在全球范围内，我们每年可以回收6.3亿吨钢铁料，钢铁材料反复循环利用是它的一个独特的优点。然而，就是因为废钢的不断回收，有害的残余元素在废钢中不断积累上升，造成废钢的降级使用。在有些场合下，由于要控制废弃钢铁材料中的残余元素，不能够经济地回收废钢。本文将量化描述、跟踪和控制废钢残余元素，面对残余元素带来的挑战，使得废钢回收能够长期持续进行。
本世纪头十年，中国钢铁工业迅速崛起，成为世界最大的钢铁生产国。与此同时，中国多年来一直是全球最大的钢铁消费国，钢铁储量一直在迅速增加，但这一水平仍远低于高度工业化和已经城市化国家的水平。
2010年的一篇论文称，中国的崛起成为世界上最大的钢铁生产国和消费国，这是从1990年代末可以很大程度上归功于城市化的结果，约有20%的中国钢铁产量用于居民住宅，约50%钢铁用于建筑钢材使用。本文扩展了以前的动态物质流分析(MFA)模型，该模型动态系统分析中国农村和城市住房情况，这个模型被扩展到具体分析住房的钢铁需求，以及房屋部门产生废钢的可用性。从1900年到2100年，模拟了中国住房存量和相关钢材需求的演变，考虑了几乎所有的情况，模拟结果表明，由于期望的住宅建筑使用寿命延长(当前的房屋使用寿命很短。)，未来几十年，新建住宅的钢铁需求将大幅下降。对更遥远的未来的计算表明，对钢铁的需求将会振荡：建筑物的寿命越长，振荡越加强烈。[1]
2013年的一项研究显示了1998-2010年钢铁产量和表观消费量的变化，中国的钢铁消费主要是建筑、机械、汽车、造船、铁路、石油、家用电器和集装箱，这九个工业部门分别使用基于存量的模型单独进行分析。研究显示，中国钢铁总需求将从2010年的6亿吨上升到2025年的峰值7.53亿吨，然后逐渐下降到2050年的5.1亿吨。尽管其在钢铁总需求中所占的份额预计未来将会下降，建筑业仍是最大的钢铁消费行业。相比之下，汽车制造业的钢铁需求预计将在2035年之前迅速增长，从2010年的6.0%增至2050年的19.0%。四个主要敏感性分析因素是饱和水平、寿命分布、国内生产总值(GDP)和城市化率。不同的产品饱和程度极大地影响长期和短期的钢铁需求，而GDP和钢铁产品的寿命分布，特别是建筑物的寿命分布，分别影响短期和长期的钢铁需求。[2]
2015年的一份报告对2000年和2010年中国城市和农村使用的钢铁存量进行了自下而上的评估，包括250多个产品和部件的子类别，并将它们分为五个主要的最终用途类别(即：建筑物、公共设施、家电、机械及运输设备)。通过多种方法，包括样本分析，探讨了每一种存量中钢含量的不确定度范围，这是存量核算准确性和有用性的决定因素。发现要点是：(1) 2010年中国人均钢铁存量从2000年的0.9吨上升到2010年的2.4吨。钢筋混凝土在城市建筑环境建设中的应用是存量增长的主要驱动力；(2) 发现了城乡差异，2010年农村人均钢铁存量约为1.1吨，城市约为3.7吨，这两个数字都远低于高度工业化和城市化国家所观察到的10至16吨/人均量。因此，随着城市化和工业化的进程和生活质量的提高，可以预见这个人均钢铁存量将进一步增加。(3) 近一半的钢材存量埋设在混凝土结构中，23%的建筑混凝土结构位于乡村。目前，这些在混凝土中的钢铁存量中只有一小部分在使用寿命到期后能够回收使用。[3]
过去10年，中国一直在进口废钢，年进口总量约为200万吨/年。同期，中国的废钢出口几乎为零。然而，在2017年，中国的废钢出口量突然飙升至230万吨，人们认为这是由于大量使用100%废钢作原料的老式感应电炉关闭造成的局面。[4]
从中长期来看,中国国内废钢将迅速增加，这是由于中国钢铁消费的快速增长造成的。图2显示了过去的二十年废钢增长数据。在几年之内，中国国内废钢就有可能够完全满足钢铁生产的需求，废钢供应过剩可能在15年之后。
近20年来，电力供应一直是中国电弧炉生产的瓶颈。然而，最近的三年内，电力已经变得充裕，甚至在一些省份出现了供过于求的局面。中国钢铁工业在是否用电炉来代替转炉的选择上进入两难境地，中国当前大多数钢铁企业的高炉和高炉都是现代化的，生产效率高，成本低，其中一半以上的设备是在过去10至15年里新建的，这意味着，如果用电炉替代转炉将给钢铁企业带来非常高的财务负担，其经济回报也值得怀疑。
中国的环境监管越来越严格，此外，中国碳排放交易体系于2018年1月正式启动，这表明，与采用电弧炉炼钢法的工厂相比，使用铁矿石的高炉-转炉炼钢法将招致越来越高的环境税。
使用电炉代替一些转炉钢厂，以应对不断增加积累的废钢，这是迟早要发生的事件。不同地区的钢铁企业应根据其所在地区的废钢和电力供应情况，制定不同的战略。从长远来看，有必要开发一种突破性的技术，可以灵活地在铁矿石和废钢之间切换，以应对不同原材料供应的波动性和不断变化的环境法规。目前，中国联合钢铁企业的废钢利用率较低，低于15%，因此现有的转炉也有消化一定量废钢的空间。
图2显示了世界钢铁协会(World Steel)对2000年到2030年中国可用废钢的预测。目前还不清楚中国钢铁产品的生命周期如何演变，以及长流程联合钢铁企业如何长期使用废钢。然而，在2020年至2050年期间，会产生越来越多可用废钢。也很明显，如果采取措施，中国的废钢质量高，潜力巨大，可以供全球钢铁企业使用。中国政府可能会出台相关法规，阻止这些高质量的废钢出口，而让国内钢铁企业消化这些废钢。然而，到目前为止，废钢市场和废钢加工业的发展非常缓慢，所以预测仅仅是猜测。
各种钢铁产品的生命周期和化学成分是影响废钢“贮存”的主要因素，钢铁产品的生命周期因地理区域的不同而有很大的差异。互联网搜索提供了北美的钢铁产品生命周期数据：
(1) 汽车：8年或行驶15万英里。
(2) 冰箱：使用14-17年。
(3) 炉子：使用11-15年。
(4) 洗衣机：使用10年。
(5) 商业建筑：使用50-70年。
(6) 公共基础设施：使用30-75年。
(7) 船舶：使用60年。
表1引用2008年从日本发表的论文，显示了日本、韩国和台湾对几种钢铁产品使用寿命和回收率。[6]显然在这相同地域的三个发达经济体中，各种钢铁产品的生命周期就已经有了很大差别。也可以对比看出，这些钢铁产品的生命周期与典型的北美钢铁产品生命周期有相当大的偏离。
钢铁产品的回收率变化也是很大的，表2摘自2010年的出版物的内容，显示了按几个地理区域最新的钢铁产品生命周期数据。[7] 同样，从这些数据来看，各地区的数字差别很大。
图3按最终用途和地理区域列出的人均使用钢材存量，可以看出，在所有地区，使用钢材最多的两个地方是土木工程和建筑业，其他钢铁用途，例如车辆、家电、机械和包装，因地区而异。
图4所示为1980-2005年各种钢铁产品到期报废形成的废钢量，这一数字表明，在此期间，来自家电、机械和汽车的钢材有所增长。这可能与1970-1985年期间经济增长和对这些商品的需求有关(即，与这些钢铁产品的生命周期一致的)。
一辆汽车包含33-60磅的铜和大约一吨的钢铁材料。自1990年以来，一辆汽车中使用的钢材重量平均数下降了，而铜的重量却增加了。在2007年，每辆车的平均使用2400磅钢铁产品，而到2015年，平均每辆车使用2000磅钢铁产品。随着社会进一步发展混合动力和电动汽车，铜在汽车使用量已大大增加。
传统汽车使用18-49磅铜的器件，混动汽车(HEV)使用约85磅的铜件，插电式混动汽车(PHEV)使用132磅的铜件，纯电动汽车(BEVs)铜件为183磅，一辆混动公交车铜件为196磅，而一辆纯电动巴士的铜件为814磅，大部分铜都被用于制造电池。[8]
目前，美国的剪切料废钢铜含量约为0.25-0.3 wt.%，其实废钢内实际溶解铜的含量为0.06-0.10 wt.%，另外的铜含量来自汽车部件的“自由”铜，比钢本体溶解的铜量要多，这些铜部件实际上没有进行拆卸分离。铜材料用于电气设备、线束和电池，铜件也遍布于汽车的安全系统、收音机、行车电脑、启动电机和交流发电机中。汽车剪切粉碎后，碎铜可以通过重复剪切粉碎和磁选方法从废钢分离去除，但是这种方法必须考虑经济成本是否能够承受。汽车行业向电动汽车的过渡将面临汽车废钢回收问题，电动汽车使用铜件量是普通汽车使用的铜量的三倍，在目前的回收方法中，这些汽车废钢将无法使用。显然，在设计钢铁产品时必须通盘考虑，以确保这些产品在使用寿命结束后，能够便利地去除铜和相应的残余元素，必须付出更大的努力来分离铜件，以此来保持废钢的质量。
最近的一项由剑桥大学的KatrinE. Daehn，Andre Cabrera Serrenho和Julian M.Allwood广泛地分析研究铜含量水平的上升对废钢回收的影响，总结为：“最乐观的估计表明，到2050年，废钢中的铜含量能够在全球范围内得到有效的控制，这是建立在完美的贸易法规和采用低残余元素含铁金属料来稀释钢中的铜含量，但这种想法可能难以符合实际。”
该研究涉及铜在全球钢铁体系中的完整表征，2008年钢铁供应链中的铜含量水平(图5)是通过对文献数据的调查估算出来的，并与钢铁产品中可承受的最大铜含量估计数进行了比较，根据全球钢铁存量饱和模型对最终钢铁需求和废钢供应进行估计，以确定钢铁回收使用的循环中铜含量何时将超过可承受的水平。
（图5从左到右表示钢铁生产流程，分别是铁矿石和废钢→炼铁工序产生生铁和直接还原铁→转炉和电炉炼钢→连铸板坯、大小方坯和模铸→轧制包括热轧板带、线棒材和型材；冷轧各种产品；锻造→制造业根据不同产品对应钢中的铜含量→几个大类：运输业（小汽车，卡车和船舶）；工业设备（机器和电器）；建筑业（住宅和公共设施）；金属材料（包装和集装箱，电器）。右下角用颜色表示的是预测的铜含量。）
论文还承认，由于在制定预测时根据出现的种种因素必须做出各种假设，因此很难作出准确的预测。考虑的一些因素包括预测内容为：废钢供应、钢铁需求、废钢铜含量、使用矿基原料稀释废钢铜含量，以及长流程/电弧炉工艺路线生产的钢材比例。
该报告指出，“铜含量过高限制了废钢回收这个特殊市场定位的行业，…对于铜含量苛刻要求的钢铁产品很容易受到废钢的污染。”然而，使用假设饱和的全球钢铁存量未来预测，有一个明显的趋势，即铜对钢铁的污染给废钢回收使用带来困难，废钢中的铜件分拣的效率低下。在这种全球环境下，以战略眼光分析废钢交易，充足的废钢的供应是有限度的，最乐观的估计显示，假设铜的含量在全球钢铁体系中的分布理想完美，到2050年前，理论上可以控制铜对钢铁的污染。然而，就是在这种情况下，到2030年之前，需要在全球范围内电弧炉冶炼废钢也是需要纯净铁水等含铁原料进行稀释，并且仔细谨慎地分配各种废钢。
“不能确定何时由于铜对钢铁的污染将造成不能正常使用寿命终了的钢铁产品，需要对将来钢的需求量及其成分作出假定预测，这些不确性的数据来源于SI的第S4.2节中进行了甄别和讨论。然而，从物理基础上来描述当前和未来钢铁流向的工作，定性地理解未来最有可能发生的事情，提供一个可靠的假定。结果必须从整体角度上、高层次水平上进行解释，揭示出重点长期趋势。铜在冶炼过程中溶解于钢水中，生产的钢铁产品中含有铜元素，铜也是也会继续存在于钢铁循环冶炼使用中，很多钢铁产品具有很长的使用寿命，因此当前的钢中的铜的行为将产生长期的不利后果。从钢铁生产大背景看，钢铁行业对铜含量过高的容忍度相对较低，铜含量越来越高将导致回收废钢效率低下。到2030年，全球范围内钢铁企业可能都要努力稀释废钢铜含量，生产中小心分配不同来源的废钢。钢铁企业的发展和流程考虑必须考虑废钢中铜含量管理，给出相应的政策，对此必须要有前瞻性，投资要谨慎，避免出现不能使用的废钢。铜含量过高形成的废钢污染的制约点取决于高炉转炉长流程生产与电弧炉用废钢生产之间量的平衡。
影响废钢中的残余元素含量水平因素有很多，最初，几乎所有的炼钢都是使用铁矿石原料，因此，钢中残余元素水平极低。随着时间的推移，出现了从高炉到转炉联合钢铁企业向EAF电炉生产的转变，但是，钢材使用到报废有一段时间，废钢中残余元素的增长是滞后的。最初，电弧炉生产主要产品是长材，渐渐地，电炉钢开始冲击扁平材领域，高质量的钢材不再是长流程钢厂的专属领域了。20年前，大多数板材和结构废钢中的残余元素含量非常低，因为这些废钢当初是长流程钢厂30-50年前生产的钢铁产品，随着电炉生产越来越多进入到传统的长流程钢厂的产品领域，废钢中残余元素含量水平就有所上升。
近年来，废钢贸易日益全球化。与此同时，由于地理和文化因素，世界各地钢铁产品的预期寿命各不相同。废弃物形成的废钢占整个废钢生产的百分比正在增长，此外，一些国家地区的废钢产量即将超过需求，在未来的10到20年里，大量的中国废钢将开始进入市场。以中国钢铁市场为例，大量的废钢的质量是非常高的，因为它们是由过去的长流程工艺路线生产的，尽管这些报废的钢铁产品被废钢行业进行回收，由于它们是长流程钢厂生产的产品，因此残余元素含量实际上很低。同时，也会有一些废弃钢铁材料形成的废钢，由于是电炉或感应炉产生的钢铁材料，所以会有较高的残余元素含量。废料分类主要依靠肉眼观察，我们面临的挑战将是如何按照铜含量水平来分离这些报废的废钢，不能将它们混合在一起，从而使低残余元素的废钢得到较高的价值。中国目前废钢市场主流废钢残余元素水平与30至50年前北美废钢市场的铜含量水平相似。
另一个显著影响废弃废钢残余元素含量上升的因素是，在一些国家和地区，废钢加工混合了各种类型的废钢，因此，废钢废碎料中铜含量的水平在0.17到0.33 wt.%。废钢中的铜含量是汽车、白色家电、1号重废、2号重废及钢筋料在粉碎料中的比例的函数关系，电炉选择废钢剪切料最为经济，剪切粉碎废钢价格在一定程度上取决于当地的可用废料类型和当地对粉碎废钢的需求。当废铜价格上涨时，废钢回收加工企业会更加努力地回收铜件，废钢的质量通常也会提高。
废料规格在不断变化，同时，最终产品所需的钢材数量也在变化。每辆汽车使用的钢材重量有下降的趋势。然而，与此同时，电动汽车的来到导致车辆中铜件使用重量的增加，很明显，汽车的设计者必须进行重新设计修改，考虑到报废车辆中能够便利地将铜件分离出来，从目前看，汽车制造商还没有这样做。然而，如果汽车制造商开始重视汽车回收废钢，钢铁行业利用废钢再生产汽车用钢，这样来确保汽车制造业的可持续性发展，情况可能会改变。显然，汽车制造商和钢铁制造商之间需要更好地沟通交流。
目前，不同国家地区的废钢分类差异很大。在北美使用的废钢分类最为发达合理，尽管大多数废钢是人工肉眼的观察方式进行分类的，判定废钢中铜含量差异很大。通常每家钢厂通常对废钢指定化学成分，供应商将提供所需的废钢，达到钢厂的要求。通常，对每种类型的废钢有一个铜含量上限指标，下限指标没有限制。北美之所以有完善的废钢标准，是因为钢铁生产的主力是电弧炉，在电炉钢产量很低地区，废钢标准没有得到良好的发展，世界钢铁协会正在制定一项全球废钢标准，但遭到了废钢回收加工企业的抵制。
国际钢铁金属协会对废钢中由于铜含量高而降低的销售价格进行了详细的分析，该研究分析了10年的废钢价格数据，并比较了类似的废钢不同铜含量水平的价格差异。结论是，废钢中铜含量提高0.01wt.%，废钢吨钢价格降低介于1美元和2美元之间，具体也是取决于钢厂所生产的产品。为了激励废钢加工者分离钢中的铜件来生产低铜含量的废钢，需要有一个更高的废钢定价机制来激励回收铜件。钢铁生产商和废钢加工商需要携手合作，达成双赢局面，从而激励废钢加工商分离铜件，生产质量更好的废钢。
在一个特定的地方经济中，对钢铁的需求高度依赖于该地区经济发展水平，可以对当地经济的增长作出预测，但这些预测都是模型来进行推测的，与此同时，技术也是在不断的发展中，即使该地区经济已经发达成熟，很难预测未来的钢铁需求，最终用途的钢材需求也很难预测。
长流程炼钢与电弧炉炼钢的比例对废钢需求有很大影响，目前，中国的钢铁生产占统治地位是长流程钢厂，短期内这种情况不太可能发生重大变化，因为这些长流程钢厂大部分是在过去10-15年里建设起来的，偿还长流程钢厂建设的巨额资金需要相当长的时间，而且在未来10年内，长流程钢厂的统治地位不大可能被新的电弧炉所取代。然而，新建设的大容量电弧炉将取代效率低下的感应炉和老旧的电弧炉。中国长流程联合钢铁公司的废钢利用率较低，因此，在未来10至20年内，中国废钢可能过剩。此外，这些废钢将是低铜含量高质量废钢，因为不管这些报废的钢铁产品最终用途是什么，它们中的绝大多数都是通过长流程工艺生产出来的。最大的问题是，中国是将这些废钢出口到全球市场，还是将其作为钢铁料进行储备，为炼钢从长流程向电弧炉的转变做好准备。
在经济十分发达的地理区域，钢铁产品服役时间长，形成的废钢中平均铜含量不断增高。在世界不同的地理区域内，类似的最终用途钢铁产品而产生的废钢，其铜的含量很可能差异很大，这在之前的研究中已经讨论过，该研究发现中国和日本的类似到使用寿命末期钢铁产品的铜含量存在很大差异，将铜含量较低的废钢分离出来，卖出较高的废钢价格，这将是值得做的事情。
最后一个可能对废钢市场产生重大影响的因素是直接还原铁(DRI)/热压铁(HBI)产量的增长，在过去的10-20年里，DRI/HBI的生产和利用有了很大的发展，DRI的生产不再仅仅局限于缺乏废钢的地区，目前，DRI和HBI的生产与成熟的废钢市场相关，并被用来补充废钢不足。由于DRI和HBI中的铜含量极低，和生铁在内、DRI和HBI在内的矿基材料(OBM)可以用来稀释废钢中的铜含量，从而使钢铁产品中的铜含量达到可接受的水平，而成品钢材铜含量水平低于废钢本身的铜含量，铁矿石为基础的这些含铁原料也很容易给电炉操作中使用。从环保角度看，DRI和HBI生产的温室气体（GHG）排放量低于生铁生产，因此，随着社会对炼钢企业施加压力以减少温室气体排放，DRI和HBI生产将会不断地增长。
面对废钢中铜含量的上升，对废钢回收产生重大影响是开发新的技术，将废钢中的铜件去除，Daehn等人对此进行了调查，图6显示了其中几个选项。
（图6中图形从上到下英文翻译为：Sulfide slagging=流化渣；Vacuum distillation=真空蒸馏处理；Cryogenicshredding=深冷破碎；Automated sorting/disassembly=自动分拣/拆卸；Manual disassembly=人工拆卸；Rip and shred=锯切破碎；Reiteratemagnetic separation=再次磁选分离；High density shredding=高度破碎；Hand picking=人工分拣；O2/CI2 gas=O2/Cl2气体吹扫；Shred and magnetic separation=破碎磁选）
毫无疑问，改进目前的废钢粉碎操作，达到较低的铜含量的粉碎废钢料，升级版的废钢粉碎技术已在实验室规模上得到验证，像撕锯和高度粉碎等技术都是可行的方案。
提供经济分选废钢并不排除更好地去除铜件的方法，人工拆解汽车和从废钢中拾取铜件是控制剪切料废钢中铜含量的有效方法。在世界上一些地区使用自动化系统和在线废钢化学分析，得到很好的回报(设备回收期不到2年)。
低温破碎是一种利用液氮将废钢冷却到钢的转变温度以下，然后将其粉碎到10毫米左右粒度的技术，该技术不仅可以粉碎废钢，而且可以将铜、其他有色金属和非金属材料中分离出来，使磁选机实现完全分离。在报废汽车上的实际测试结果表明，报废汽车的废钢铜含量有下降到0.06%以下的趋势。然而，10mm的废料尺寸与现有电炉冶炼不相适应，处理损耗将呈指数增长。
其他化学方法，如真空蒸馏和硫化物除渣，要么成本过高，要么会产生大量的废料(炉渣)。采用空气—氯气吹扫废钢等技术只会去除废钢表面的铜，不会影响钢铁基体中所含的铜。
不过，最终需要有一个经济激励机制，促使废钢处理企业更好地去除钢中的铜，或者汽车制造商需要设计出使得报废汽车更加容易去除铜件的车辆。当废铜价格高时，即使当前的粉碎废钢技术也能很好地去除钢中的铜件。加强废钢加工商与钢铁企业之间的协调与沟通，将是朝着正确方向迈出的一步。不过，经济激励机制是必须的，促使废钢加工者生产更高质量的废钢。与此同时，任何不能在当地市场销售的过剩的低级废钢料，都倾向于将这些废料混合在其它废钢一起进行粉碎加工。在过去的几年里，钢筋和2号重废混合成废钢粉碎料的数量显著增加，导致废钢中的铜含量大大增加。
由于废钢化学成分的多变性，电炉炼钢企业主动制定废钢分类使用制度，以满足最终产品的需求。电炉钢厂利用OBMs来降低钢中的溶解气体含量，并稀释了废钢中的残余元素来确保他们的产品达到用户的要求。众所周知，OBMs的化学成分稳定，对于炼钢操作的一致性非常有益。此外，使用生铁还能提高生产率，但是通常情况下，生铁的售价是高于DRI/HBI的。近年来，在使用低煤矸石、高碳的条件下，生产出高质量的DRI/HBI，特别能够连续通过电炉炉盖加入到炉内时候，这些铁基原料生产效率也很高的。IIMA的一项研究评估了将DRI/HBI与高残元素废钢混合使用，以生产残余元素较低的产品，根据10年期间的北美市场价格数据，发现将DRI/HBI混合到废钢中，可以节省大量成本，而且对生产率几乎没有影响。
值得注意的是，使用“零残余元素”OBMs对于继续回收低等级废钢至关重要，目前，OBMs是使用这些低质废钢原料实现循环经济的唯一途径。
因此，至少在短期内，钢铁制造商已经发现，控制废钢残余元素水平的解决方案是稀释，考虑到DRI/HBI相对于温室气体的友好环境效益，预计用于炼钢的DRI/HBI的生产和利用只会继续增长。然而，随着回收废钢的残余元素含量水平继续上升，将产生一个平衡点，必须使用OBMs原料；来利用低等级废钢，问题是这种做法是否经济。
预测未来50年全球废钢市场如何演变是一件非常困难的事，然而，很明显，以下几点需要解决，并将影响全球废钢市场：
（1）在一些地区，如日本，报废钢铁产品废钢中残余元素水平较高，目前给废钢回收形成了障碍，造成了废钢回收利用的问题。北美和欧洲正迅速地面临与日本类似的情况，但是他们对这一问题的关注很少。
（2）很明显，钢铁行业需要研究这个问题，并开始制定一个可持续的战略来应对这种废钢残余元素不断上升的现实情况，迄今为止，北美对此开展的工作很少。
（3）钢铁产品的利用及其寿命周期因地理区域的不同而存在较大差异，难以准确预测钢铁产品部件何时重新进入循环使用。因此，从2030年到2100年，对废钢中残余元素数值何时达到危机水平的预测变化很大，预测是以2050年为中值进行估算的。从现在开始，未来的10至20年期间，钢铁行业的选择流程工艺影响极大。
（4）作为高残余元素废钢数量的增加，这是由于一些废钢加工商开始在低残余元素废钢混合剪切料和1号重废，这导致这类废钢残余元素含量加速上升。
（5）随着电动汽车等新技术逐渐主导汽车行业，汽车废钢中铜含量迅速上升已经成为人们主要关注的问题，未来电动汽车的铜使用量可能达到目前汽车铜使用量的三倍，汽车工业必须与其钢铁供应商密切合作，以确保汽车结束使用寿命后能够被有效回收，这需要在设计中考虑到铜件的可回收性，采用集中式线束，这样可以很容易地在粉碎报废车辆之前拆除。
（6）钢铁制造商还必须与废钢加工企业更紧密地合作，将残余元素含量低价值高的废钢分离出来，并减少将低等级的废钢料混入“更清洁”的废钢中，这可能意味着各种废钢类型的定价与残余元素含量相关，从本质上讲，钢铁生产商将不得不支付更高的价格，以保持获得清洁优良的废钢。
（7）可以这样说，在每一个废钢分类中，都将有基于残余元素含量水平的子分类。例如，一家钢铁制造商可能会根据废钢的实际铜含量进行价格调整，其依据是废钢中铜含量基准点，高于这个基准点相应降低废钢价格，同样，低于基准点的废钢提高价格。其他质量调整可以根据废钢中非金属含量、表面锈蚀等进行。
（8）将开发新技术，以减少回收钢中的残余元素含量水平。目前还不清楚这些措施将在多大程度上可以扩大回收废钢的能力。
（9）在北美，短期的解决办法是稀释。从大量使用矿基材料(生铁、DRI和HBI)和废钢混合使用，稀释回收废钢中的残余元素水平可以得到证明，DRI和HBI对温室气体减少排放的额外益处也将是导致使用量增加的一个因素。
（10）目前，电炉使用部分OBMs原料，就可以回收较高残余元素的废钢。如果没有OBMs，大量的废弃钢铁产品不会被回收，而是会被送到垃圾场所填埋。
（11）在许多工业化经济体中，随着制造商提高生产效率，减少内部高等级废钢量，产生的废料是低等级的废钢。此外，随着钢铁技术的发展(如先进的高强度钢)，钢材的使用量也在减少。
（12）中国的废钢产量预计在未来10年内将再次翻番。因为大部分钢铁产品都是通过长流程工艺路线生产的，得到的废钢的残余元素含量很低。中国废钢储备的演变将类似于美国大约50至60年前的经历，但规模要大得多。
（13）从2020年至2040年，中国大部分废钢的残余元素含量极低(Cu <0.1 wt.%)。目前还不清楚这些废料是否会出口，也不清楚中国是否会选择在国内使用这些废料。在2018年度，中国电炉设备的新订单呈指数级增长。
（14）很明显，需要制定战略来尽早解决潜在的废钢残余元素危机。这将需要废钢加工商、钢铁生产制造商和钢铁最终用户之间更密切的协调。
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Jeremy A.T. Jones Continuous Improvement Experts Inc. (CIX), Clinton, Pa.,USA; and International Iron Metallics Association (IIMA) jeremy.jones@cixllc.com
唐杰民2020年3月底在上海翻译自美国《钢铁技术》2020年4月期刊，水平有限，翻译不妥之处请指正。
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