宁波金田铜业(集团)股份有限公司 裘桂群
一、标准制定背景
经过几十年的发展,我国再生铜资源利用已逐步从简单拆解冶炼到粗铜加工,再到向深加工及新产品开发方向延伸;同时国外先进的技术、设备和管理经验的引进,也推动了我国再生铜行业的发展。据中国有色金属工业协会数据显示,2023年我国铜加工材产量为2085万吨,其中棒线材产量占60%;再生铜产量达到350万吨,“十四五”末期我国再生铜国内回收量力争达到400万吨。随着技术的进步和需求的增加,再生铜及铜合金产品的应用领域由传统的五金行业延伸至新能源、5G通讯等新兴高端领域,据不完全统计,国内高品质棒线材需求总量在1000万吨/年左右,普黄铜棒线材需求量30万吨左右,市场需求量大。
在“双碳”目标下,再生铜已成为铜产业绿色循环发展的重要方式和低碳转型的重要路径之一。使用再生铜原料可以缓解我国铜精矿原料资源保有量低、长期依赖进口的情况,有力保障我国资源需求。采用再循环(再生)材料来打造经久耐用的产品,可推动整个供应链转用100%再生清洁能源,逐步缩减整体碳足迹。如国内紫铜线碳足迹平均约为4.13 吨CO2eq./吨,采用50%再循环材料后碳足迹为2.63吨CO2eq./吨,下降36%。高铜和青铜产品采用50%的再循环材料,可降低产品碳足迹30%以上,具有明显降碳效果。较好地满足下游用户对碳足迹降碳的需求,提高标准技术水平和适用性,更好地与行业发展同步,保证产业链上下游企业的协同合作,推动整个产业的稳步发展。
随着再生铜产业的不断壮大,GB/T 26311-2010《再生铜及铜合金棒材》自2011年1月发布以来,标准所涵盖的产品牌号规格及技术要求已不能满足当前产品生产工艺技术和使用要求。因此,及时启动《再生铜及铜合金棒线材》标准的修订工作可以更好地引导企业采用更先进的工艺技术和管理手段,有助于提升产品质量和性能的一致性,规范市场,满足不同领域的应用需求,也符合再生铜材产品的绿色化、低碳化的发展趋势。
二、标准主要内容
本标准规定了再生铜及铜合金棒线材的分类和标记、再循环材料比例要求及核算方法、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存、随行文件及订货单内容。
1、适用范围:适用于横截面为圆形、方形、矩形、正六角形再生铜及铜合金棒材和线材(以下简称棒线材)的制造和检验。
2、术语和定义:与上一版标准相比,增加了再循环材料、消费前材料、消费后材料、再生铜原料、再生铜合金原料、再生阴极铜、再生锌锭、再生铅锭、再生循环材料比例等术语定义,便于理解和应用,还进一步夯实了再循环(再生)材料与再生产品之间的关联性。同时,为体现采用再循环材料生产铜及铜合金棒线材产品,且区别于其他铜棒线材产品,在标记中明确再循环(再生)材料比例以及表示方法(如再循环材料Recycled material以R表示,消费前材料Post-industry recycled material以PIR表示,消费后材料Post-consumer recycled material以PCR表示)。
3、分类与标记:根据目前再生铜及铜合金棒线材的实际生产情况,收录了涵盖纯铜、磷脱氧铜、锆铜、铬铜、普通黄铜、复杂黄铜、锡青铜等28个典型牌号。比原标准增加了TU1、TZr0.2、H70、H68、H65、H62、H59、HPb62-3、HPb61-3、HPb58-2.8等22个牌号及相应状态、规格。
4、再生循环材料核算比例与方法主要从再循环材料类别与标识、核算边界、再循环材料比例核算公式、核算数据获取要求及工作质量保证等方面进行明确。
a) 再循环材料类别与标识:参照GB/T 38471、GB/T 38470、GB/T 21651、GB/T 21181标准对再循环材料进行分类,即再生铜原料、再生铜合金原料、再生阴极铜、铜及铜合金废料、再生锌锭、再生铅锭及其可提供再循环使用证明的材料。
b)再循环材料比例要求:再循环(再生)材料使用比例是本标准的关键项,也是区别于铜及铜合金拉制棒、挤制棒、铸棒及线材等标准的重要指标。根据再循环材料的来源、生产实际投料、产品结构性能、市场应用场景和客户对于棒材线产品碳足迹降碳需求及认证等方面进行研究和分析,确定再循环材料比例要求,见下表。
分类 | 再循环材料比例 %,不小于 |
纯铜 | 50 |
高铜 | 50 |
黄铜 | 75 |
青铜 | 50 |
5、主要技术要求:①再生铜及铜合金棒线材的牌号及成分均按GB/T 5231要求执行,但考虑到产品应用领域和客户需求,保留原标准HPb58-1.8、HPb57-2.8、HPb56-4化学成分要求。②根据用户的不同需要,结合产品实际生产检测值、产品应用领域确定棒线材的外径尺寸允许偏差要求,应符合YS/T 759、YS/T 649、GB/T 4423、GB/T 21652的规定。③力学性能是衡量铜合金抗变形能力和断裂能力的指标。基于产品特性和生产实际情况及客户不同侧重点要求,本标准还规定了维氏硬度。④产品应用过程中,客户对产品内部质量提出了更高要求,明确高铜、黄铜和青铜类棒线材可进行断口试验,直径(或对边距)不小于10mm的棒材可进行超声检测,结果应符合GB/T 3310-2023质量等级II的要求。⑤经过拉伸冷变形的黄铜棒线材应进行消除残余应力处理。
6、为了能更直观反映出生产加工过程中资源利用的水平,有利于产品在市场上的差异化竞争,推动整个产业链绿色发展。本标准新增加了规范性附录A (再循环材料比例核算要求)、资料性附录B (数据记录表示例和资料)。其中附录B的数据记录表中体现了设备工艺、原料投入情况、产出情况以及最后得出产品的再循环材料比例,确保再循环材料的合理应用,保障产品质量和性能的稳定性。
本标准突出利用再循环(再生)材料生产高品质铜及铜合金棒线材,非常清晰的给出了再循环材料使用比例要求、再循环材料核算方法以及再循环材料使用标记等,对产品分类、状态、规格、力学性能、内部质量以及相应的检测方法做出详细规定。与国外标准ASTM B 249-2014《Standard Specification for General Requirements for Wrought Copper and Copper-Alloy Rod, Bar, Shapes and Forgings》、JISH 3250-2012《copper and copper-alloy rods and bars》、BS EN12420-2014《Copper and copper alloys —Forgings》和国内执行产品标准GB/T 4423《铜及铜合金拉制棒》、YS/T 759《铜及铜合金铸棒》、YS/T 649《铜及铜合金挤制棒》、GB/T 21652《铜及铜合金线材》以及与原标准GB/T 26311-2010相比,新增再生原料来源、再循环材料使用比例、核算方法、产品性能等内容,具有系统化、全面化、适用性广、实用性强等特点,整体水平较上一版标准有很大提高,达到国际先进水平。
三、标准实施意义
本标准强调了节能减排和资源节约集约循环利用的重要性,满足下游客户对于双碳管理的需求以及产品碳足迹核算要求,达到再循环材料投入到高品质再生铜及铜合金棒线材的产出,实现资源的循环利用,减少对原生铜资源的依赖,降低生产过程中的能源消耗和环境影响,对于推动再生铜行业的发展以及实现资源的高效利用和可持续发展具有重要意义。
本标准与ISO 14021:2016、国外回收认证、GB/T 24021、GB/T 38471等国内外标准体系相衔接,确定了再循环材料包括消费前材料和消费后材料;首次明确了再循环材料的使用比例,核算边界,核算方法与要求;全面、系统、科学合理的规定了再生铜及铜合金棒线材产品性能要求,为下游用户的产品碳足迹(碳排放)核算提供依据。本标准实施后将进一步夯实再生原料(再循环材料)与再生产品之间的关联性,规范“原生-再生”、“加工-再生”、“环保-再生”的技术协同,为构建再生铜产业格局提供标准样板,在社会经济效益方面将起到较深远的影响。
本标准符合《关于加快推进再生资源产业发展的指导意见》中规定的以生产量大、战略性强、易于回收利用的再生资源品种为重点,分类指导,实行分重点、分品种、分领域的定制化管理要求。也符合《关于加快构建废弃物循环利用体系》中规定的明确完善再生材料推广应用机制,即完善再生材料标准体系,结合落实生产者责任延伸制度,开展再生材料应用升级行动,引导汽车、电器电子产品等生产企业提高再生材料使用比例等要求。