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本文轉(zhuǎn)自“冶金傳媒”

目前，世界鋼鐵制造普遍采用的煉鋼方式主要有轉(zhuǎn)爐煉鋼和電爐煉鋼兩種。相比轉(zhuǎn)爐煉鋼，電爐煉鋼具有工序短、投資省、建設(shè)快、節(jié)能減排效果突出等優(yōu)勢(shì)。據(jù)測(cè)算，煉鋼使用1噸廢鋼，可以減少1.7噸精礦的消耗，比使用生鐵節(jié)省60%能源、40%新水，可減少排放廢氣86%、廢水76%、廢渣72%、固體排放物(含礦山部分的廢石和尾礦)97%。

因此，世界各國(guó)普遍比較重視發(fā)展以廢鋼為主原料的電爐短流程煉鋼生產(chǎn)工藝。2015年世界電爐鋼產(chǎn)量比例為25.1%;同期，美國(guó)電爐鋼比例為62.7%，歐洲電爐鋼比例為39.4%，韓國(guó)電爐鋼比例為30.4%，日本電爐鋼比例為22.9%，而我國(guó)電爐鋼比例僅為6.1%。相比世界其他地區(qū)，我國(guó)發(fā)展電爐鋼任重道遠(yuǎn)，尚須探索更加合適的路徑。

我國(guó)電爐鋼生產(chǎn)現(xiàn)狀

電爐鋼產(chǎn)量。根據(jù)世界鋼協(xié)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2015年，我國(guó)電爐鋼產(chǎn)量約為4903萬(wàn)噸，占粗鋼產(chǎn)量的比例為6.1%。“十二五”期間，我國(guó)電爐鋼比例在10%以下低位波動(dòng)，與世界平均30%左右的電爐鋼比例相比，還有較大差距。2015年電爐鋼產(chǎn)量比例為6.1%，比2005年低5.6%，比1993年電爐鋼比例歷史最高點(diǎn)23.2%低17.1%，下降幅度十分明顯。

2005年~2015年我國(guó)電爐鋼產(chǎn)量和所占比例情況如圖1所示。由圖1可知，2000年以后，隨著我國(guó)粗鋼產(chǎn)量的迅猛增長(zhǎng)，電爐鋼產(chǎn)量比例一直呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。尤其是“十二五”期間，納入統(tǒng)計(jì)的電爐鋼產(chǎn)量不僅沒(méi)有增長(zhǎng)，反而小幅下降。

電爐鋼裝備和能力

我國(guó)電爐鋼裝備大型化和現(xiàn)代化成果顯著。根據(jù)工業(yè)和信息化部相關(guān)信息整理，截至2015年底，全國(guó)符合規(guī)范條件鋼鐵企業(yè)共有電爐188座，生產(chǎn)能力為11400萬(wàn)噸。其中，100噸及以上電爐生產(chǎn)能力為3510萬(wàn)噸，占電爐煉鋼總能力的30.8%;75噸～99噸電爐生產(chǎn)能力為2940萬(wàn)噸，占25.8%;60噸～74噸電爐生產(chǎn)能力為2450萬(wàn)噸，占21.5%;60噸以下電爐生產(chǎn)能力為2500萬(wàn)噸，占電爐煉鋼總能力的21.9%。2015年電爐分噸位生產(chǎn)能力及所占比例分別如圖2和圖3所示。

根據(jù)中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)裝備等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，100噸及以上電爐為領(lǐng)先水平，75噸～99噸電爐為先進(jìn)水平，60噸～74噸電爐為一般水平，60噸以下電爐為落后水平。由圖3可見(jiàn)，我國(guó)100噸及以上領(lǐng)先水平電爐產(chǎn)能占電爐煉鋼總產(chǎn)能的30.8%，占比最高;75噸及以上先進(jìn)水平電爐產(chǎn)能占電爐煉鋼總產(chǎn)能的56.6%，這說(shuō)明我國(guó)電爐裝備大型化工作取得了明顯效果。但是，電爐煉鋼還有21.9%的落后產(chǎn)能不容忽視，未來(lái)我國(guó)電爐裝備還有較大提升空間。

電爐生產(chǎn)指標(biāo)

1.金屬料消耗

電爐的金屬料消耗主要包括鋼鐵料和合金消耗。近10年來(lái)，我國(guó)大中型鋼鐵企業(yè)金屬料消耗保持在1130千克/噸左右，但其消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化明顯。其中，電爐鋼鐵料消耗量整體呈現(xiàn)大幅下降趨勢(shì)，2015年我國(guó)大中型鋼鐵企業(yè)鋼鐵料消耗量為974千克/噸，比2005年的1095千克/噸降低121千克/噸，下降11%;但是，合金消耗量卻從2005年的32千克/噸上漲到156千克/噸，上升487.5%。這與電爐煉鋼生產(chǎn)逐漸從合金消耗較低的普鋼為主向合金消耗較高的品種鋼為主的發(fā)展趨勢(shì)相吻合。

電爐鋼鐵料消費(fèi)的結(jié)構(gòu)也在發(fā)生顯著變化

由于電爐配加熱鐵水工藝可替代部分廢鋼，并能提高生產(chǎn)效率、降低煉鋼工序能耗和生產(chǎn)成本，因此絕大多數(shù)電爐煉鋼企業(yè)均采用配加熱鐵水工藝，導(dǎo)致噸鋼生鐵消耗呈增加趨勢(shì)，而廢鋼消耗在不斷下降。近年來(lái)，重點(diǎn)大中型鋼鐵企業(yè)中電爐平均熱兌鐵水比為55%左右，部分碳鋼企業(yè)電爐的平均熱兌鐵水比達(dá)到80%以上。根據(jù)中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2015年我國(guó)大中型鋼鐵企業(yè)電爐的鐵水消耗達(dá)到591千克/噸，電爐鋼鐵料中鐵水占比達(dá)到60.7%。同期，大中型鋼鐵企業(yè)電爐的廢鋼平均單耗不斷下降。2015年廢鋼單耗僅為351.7千克/噸，比2005年的650.4千克/噸累計(jì)下降45.9%。2005年~2015年，我國(guó)重點(diǎn)大中型鋼鐵企業(yè)電爐煉鋼的廢鋼、生鐵和合金等金屬料的消耗情況如圖4所示。

2.能源消耗

電力消耗是電爐煉鋼工序最主要的能源消耗。近10年來(lái)，我國(guó)大中型鋼鐵企業(yè)的電爐電耗水平總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。究其原因，主要有兩點(diǎn)：一是我國(guó)電爐裝備水平在不斷提升，尤其是電爐大型化及其配套的爐壁燒嘴和噴槍、強(qiáng)化用氧、優(yōu)化供電等系列技術(shù)的應(yīng)用，為電爐工序降低電耗提供了技術(shù)保障;二是在爐料結(jié)構(gòu)方面，隨著電爐冶煉鐵水比的不斷上升，電爐熱需求大幅減少，冶煉電耗不斷降低。極端情況下，有些企業(yè)的電爐鐵水比達(dá)80%以上，電極基本不用通電，甚至個(gè)別企業(yè)拆除電爐的電極，實(shí)現(xiàn)電爐轉(zhuǎn)爐化生產(chǎn)，電耗實(shí)現(xiàn)較大幅度下降。根據(jù)中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，從圖5可以看到，2015年我國(guó)大中型鋼鐵企業(yè)電爐的平均冶煉電耗為224.7千瓦時(shí)/噸，比2005年的385.2千瓦時(shí)/噸下降了41.7%。

熱兌鐵水、強(qiáng)化用氧、優(yōu)化供電、煙氣余熱回收等措施的采用，極大地促進(jìn)了電爐工序能耗的下降。由圖5可以看出，2015年我國(guó)大中型鋼鐵企業(yè)電爐工序能耗為60.4千克/噸，相比2005年的203.2千克/噸大幅下降70.3%。

值得注意的是，我國(guó)電爐冶煉鋼種以優(yōu)特鋼為主，與國(guó)外以普鋼為主明顯不同，因此在電爐冶煉中加入30%～50%的鐵水對(duì)于提高生產(chǎn)效率、降低電爐鋼水雜質(zhì)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)是非常有益的。但是，大幅提高鐵水比，甚至追求電爐生產(chǎn)轉(zhuǎn)爐化，與充分發(fā)揮電爐節(jié)能減排優(yōu)勢(shì)的初衷是背道而馳的，不應(yīng)該鼓勵(lì)和提倡。

生產(chǎn)效率。電爐的出鋼至出鋼時(shí)間是衡量電爐生產(chǎn)效率的典型指標(biāo)之一。隨著鐵水兌入比例的提升，以及電爐裝備大型化，尤其是大功率燒嘴、集束氧槍和爐壁多功能槍等裝置的廣泛應(yīng)用，電爐冶煉周期從全廢鋼冶煉時(shí)接近2小時(shí)的水平，逐漸過(guò)渡到接近1小時(shí)的水平。國(guó)內(nèi)先進(jìn)企業(yè)在采用50%以下鐵水兌入比例時(shí)的冶煉周期也能控制在1小時(shí)以內(nèi)。根據(jù)中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，從圖6可以看到，2015年大中型鋼鐵企業(yè)電爐的出鋼至出鋼平均時(shí)間為1.19小時(shí)/爐，相比2005年時(shí)的1.46小時(shí)/爐降低18.5%。

從業(yè)人員勞動(dòng)生產(chǎn)率是衡量電爐勞動(dòng)生產(chǎn)效率的典型指標(biāo)。電爐裝備和技術(shù)的進(jìn)步減輕了勞動(dòng)從業(yè)人員的負(fù)擔(dān)，并助推電爐煉鋼勞動(dòng)生產(chǎn)效率顯著提升。根據(jù)中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2015年大中型企業(yè)電爐煉鋼從業(yè)人員平均勞動(dòng)生產(chǎn)率為1238.4噸/(人·年)，相比2005年的982.8噸/(人·年)累計(jì)提高26%，進(jìn)步明顯，但與國(guó)外先進(jìn)短流程鋼廠超過(guò)3000噸/(人·年)的勞動(dòng)生產(chǎn)率相比，仍有較大差距。

我國(guó)電爐煉鋼發(fā)展面臨挑戰(zhàn)

1.電爐煉鋼成本競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)

2000年以來(lái)，我國(guó)電爐鋼產(chǎn)量比例從2003年最高的17.6%下滑到2015年的6.1%，發(fā)展速度明顯落后于轉(zhuǎn)爐煉鋼。電爐煉鋼發(fā)展遇到的最大挑戰(zhàn)就是成本競(jìng)爭(zhēng)力弱于轉(zhuǎn)爐煉鋼。目前電爐煉鋼成本比轉(zhuǎn)爐煉鋼成本高出10%～30%。影響電爐煉鋼成本的因素較多，而能源和資源消耗是最關(guān)鍵的因素。

一方面，國(guó)內(nèi)廢鋼資源的供應(yīng)長(zhǎng)期偏緊，廢鋼價(jià)格與螺紋鋼價(jià)格倒掛，廢鋼使用成本偏高;另一方面，我國(guó)的工業(yè)電價(jià)偏高，電價(jià)優(yōu)惠補(bǔ)貼力度難以支撐成本競(jìng)爭(zhēng)力。因此，造成我國(guó)電爐煉鋼鐵水兌入比例持續(xù)升高，電爐轉(zhuǎn)爐化趨勢(shì)明顯。

2.電爐煉鋼的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不足

從世界范圍來(lái)看，各國(guó)工業(yè)化程度不同，鋼鐵行業(yè)發(fā)展背景不同，導(dǎo)致電爐鋼競(jìng)爭(zhēng)力水平體現(xiàn)不同。美國(guó)、歐洲、印度等地電爐鋼發(fā)展處于較好時(shí)期，其中，美國(guó)電爐鋼產(chǎn)量比例已超過(guò)60%，產(chǎn)品以普鋼為主。在我國(guó)，電爐鋼產(chǎn)品主要以特鋼為主，隨著爐外精煉技術(shù)的進(jìn)步，轉(zhuǎn)爐品種鋼的生產(chǎn)能力逐漸增強(qiáng)，導(dǎo)致電爐煉鋼在特鋼領(lǐng)域的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力持續(xù)下降。目前，國(guó)內(nèi)軸承鋼、齒輪鋼以及不銹鋼等傳統(tǒng)特鋼產(chǎn)品基本都以轉(zhuǎn)爐鋼為主，電爐煉鋼的品種鋼生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)已被壓縮到有限的高合金鋼生產(chǎn)領(lǐng)域，其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力明顯不足。

3.電爐鋼的政策支撐力度不夠

世界電爐鋼的快速發(fā)展，離不開(kāi)各國(guó)政府配套政策的支持。例如，美國(guó)和歐洲對(duì)鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排政策要求的逐步提高，政府支持頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)、薄板坯連鑄連軋和薄帶鑄軋等新能源和新工藝的研究和開(kāi)發(fā)，客觀上為發(fā)展電爐鋼創(chuàng)造了條件;中東地區(qū)土耳其和伊朗等國(guó)家電爐鋼的迅速發(fā)展，與政府在廢鋼資源和能源配套政策上的大力支持也是密不可分的。當(dāng)前，我國(guó)已經(jīng)對(duì)鋼鐵行業(yè)可持續(xù)發(fā)展和綠色發(fā)展日益重視，但是發(fā)展短流程電爐煉鋼在產(chǎn)能置換項(xiàng)目審批、資源和能源配套等具體扶持措施上面還缺乏實(shí)質(zhì)性支持，電爐鋼節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的效果不明顯。