我國電爐短流程煉鋼面臨的問題與發展展望

摘要：針對我國電爐煉鋼發展緩慢的情況，從廢鋼供給、電力保障、技術和裝備水平三個方面，介紹了我國電爐煉鋼發展目前面臨的主要問題，并結合這些影響因素，展望其未來發展前景。

關鍵詞：電爐煉鋼;短流程;發展展望

0 引言

實現碳達峰、碳中和目標是我國政府做出的重大戰略決策，是我國向世界作出的莊嚴承諾，是事關全局的系統性深層次變革。我國鋼鐵工業碳排放量大，占全國碳排放總量的15%左右，是國內31個制造業門類中碳排放量最大的行業。因此，有效降低鋼鐵生產過程中的碳排放已成為鋼鐵行業乃至國家亟待解決的重大問題。電爐煉鋼占比較低是造成我國鋼鐵行業碳排放量大、能耗高、污染重的重要原因之一。近年來，我國電爐鋼產量占比約10%，遠低于全球電爐鋼占比28%左右的平均值，我國電爐短流程煉鋼發展緩慢。本文將重點剖析制約我國電爐短流程煉鋼快速發展的重要因素，并展望其未來發展前景。

1 面臨的主要問題

1.1 廢鋼資源供給能力不足

我國廢鋼產量居全球首位，但供應一直處于緊缺狀態。我國短流程煉鋼原料成本占總成本的87%左右，其中廢鋼約占68%。近年來我國社會廢鋼資源總量基本保持在2.6億噸左右，并沒有明顯的增長，而且呈現出小幅下降的趨勢。按照目前每年2.6億噸廢鋼供應量計算，假設轉爐廢鋼比為20%，全年粗鋼產量按照10億噸計算，其中9億噸轉爐鋼要消耗1.8億噸廢鋼，電爐用廢鋼量只剩下0.8億噸，根本無法滿足1億噸電爐鋼的廢鋼需求，由此可見，國內大量的廢鋼資源主要流向轉爐煉鋼。

1.2 電力能源保障能力不足

在電爐煉鋼成本占比中，電價成本占到電爐煉鋼成本的6%左右。比較國內外的電價，國外的總體電價要低于我國，而國內由于電力供應相對緊張，工業用電優惠補貼力度較低，如果按照我國電爐煉鋼每噸需要消耗300度電來計算，電力成本就達到200元/噸左右。從成本上來說，我國短流程煉鋼相對長流程煉鋼噸鋼成本要高200-300元，生產成本相對較高，經濟效益相對較差是我國短流程煉鋼發展緩慢的主要原因之一。

1.3 電爐煉鋼技術和裝備水平有待進一步提高

在過去的半個多世紀，國內外電爐煉鋼技術都有了顯著的進步，有效促進了電爐短流程煉鋼的發展。但是，電爐煉鋼裝備和生產工藝并沒有質的突破，仍存在明顯缺點和短板，主要表現在以下幾個方面：一是污染物處理方式及固（危）廢協同處理難度較大，特別是電爐灰、二噁英等環保問題的治理成本很高；二是爐齡低是電爐最常見的問題之一，它直接影響到生產進程及生產安全性；三是電極、耐材等原輔材料消耗過快，導致生產成本高；四是國內電爐裝備在爐容大型化、電爐與輔助設備集成化等方面取得長足進步，但在裝備自動化及智能檢測等方面仍存在短板。

2 未來發展展望

2.1 提升廢鋼資源供給能力

針對國內廢鋼資源供應偏緊，回收、加工和配送體系還不夠完善的問題。建議從以下幾個方面提升廢鋼資源供給能力：一是逐步健全廢鋼循環利用體系，形成回收、拆解、加工、配送、應用一體化產業鏈；二是行業稅負依舊偏高，需要進一步完善稅收政策；三是規范企業加工能力相對不足，需要進一步規范一些企業生產和經營活動；四是廢鋼回收加工企業集中度不高，小而散問題仍然突出，需要進一步提高廢鋼回收加工行業的產業集中度；五是進一步完善再生鋼鐵原料進口標準，逐步增加國外優質廢鋼的進口量。

2.2 拓寬電爐煉鋼原料品種

直接還原鐵（DRI）、熱壓鐵塊（HBI）等鐵素資源都是目前可以替代廢鋼的高品質鋼鐵原料。中國富煤缺油少氣，天然氣價格高，以天然氣為供氫原料生產直接還原鐵不具經濟性。近年來，結合中國能源現狀，對氣基豎爐直接還原煉鐵流程進行重構優化，將焦爐煤氣作為氣基豎爐直接還原的還原氣，不僅實現了焦爐煤氣的高值利用，也有效推動了氣基豎爐直接還原煉鐵的發展。同時，鼓勵我國相關企業走出去，在天然氣和鐵礦資源相對豐富的地區和國家投資建廠，并將這些優質產品進口到我國作為電爐煉鋼的原料。

2.3 加強電力能源保障

鼓勵短流程電爐企業因地制宜建設工業綠色微電網能源管控系統，加大光伏、風能、水電和核電等可再生能源建設；鼓勵企業根據峰谷電價政策，靈活制定生產計劃，實施錯峰用電策略，降低生產用電成本。

未來，鼓勵短流程電爐企業優先使用綠色電力，將綠電溢價傳導到鋼材價格上，提高行業電力能源發展的技術經濟性。此外，鼓勵企業主動參與電力市場交易購買綠電，降低跨省綠電交易門檻，簡化企業綠電購買流程，推動企業與綠電供應商簽訂穩定的中長期購電合同鎖定未來電價，降低電價波動風險對企業生產成本的影響。

2.4 以科技創新提升電爐煉鋼競爭力

一是進一步推動超高功率電爐煉鋼，以提高生產效率。這不僅縮短廢鋼熔化時間、提高功率、縮短冶煉周期、降低電耗，而且易于與爐外精煉、連鑄等工序相配合，實現高產低耗的目的；二是推廣廢鋼預熱技術。廢鋼預熱技術能有效節約電能，促進廢鋼的熔化。廢鋼預熱的技術主要有四種：傳統料籃式廢鋼預熱、雙爐殼電爐、豎井式電爐及康斯迪電爐。目前，以豎井式電爐和康斯迪電爐的技術應用較為廣泛；三是降低電極消耗。電極的正常消耗主要為尖端消耗和側面消耗。通過平熔池操作、提高密閉性、提高廢鋼預熱溫度、燒嘴助熔等舉措有效地降低電極消耗；四是提高電爐煉鋼智能化水平。通過開發一系列先進的監測模型和控制模型，結合數據信息交流和過程優化，可進一步促進在煉鋼終點溫度控制、煙氣分析技術、測溫取樣技術、碳氧槍、出鋼、泡沫渣、智能加料技術、余熱回收技術等方面的電爐智能煉鋼發展。

3 結論

我國電爐短流程煉鋼發展雖然目前面臨著諸多制約因素，但隨著我國新型工業化、新型城鎮化持續推進，廢鋼供應量將持續增加，短流程煉鋼的原料成本會逐步降低；隨著新能源行業快速發展、各地差別化電價政策不斷完善、綠電資源越發豐富，電爐煉鋼的用電成本將持續降低；隨著全球市場對碳排放約束日趨增強，具有綠色低碳屬性的電爐鋼產品也會更受歡迎；隨著在產能置換、環保、土地等方面對低碳發展政策支撐的逐步完善；隨著短流程電爐冶煉裝備和技術的不斷進步等；未來，電爐短流程煉鋼將迎來更好的發展機遇，競爭力將逐步得到提升，也將為推動鋼鐵行業綠色低碳轉型做出更大的貢獻。

參考文獻

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