国内电炉钢发展现状与应用前景

陆明希，张浩

（上海富宝资讯，上海 200333）

当今钢铁生产可分为“从矿石到钢材”和“从废钢到钢材”两大流程。相对于钢铁联合企业中以高炉-转炉为代表的常规流程而言，以废钢为主要的电弧炉炼钢生产线具有工序少、投资低和建设周期短的特点，因而被称为短流程[1]。

1 电炉钢能耗

电弧炉炼钢是钢铁工业的主要炼钢方法之一，近年由于电弧炉炼钢应用了一系列新技术、新工艺、新装备，开发并生产了许多新产品，使之形成了最有竞争力的钢铁生产方式，特别是全球范围兴起的低碳经济热潮，使电炉钢的发展迎来了新的机遇。

世界钢协公布的转炉流程的吨钢能耗应在24 GJ/t钢左右，折算成标准煤为820 kg标煤/t钢；电炉流程能耗约为12.4 GJ/t钢，折合400～420 kg标煤/t钢。表1，2为转炉炼钢和电炉炼钢吨钢输入物料和能耗对比。按照《美国能源部能源信息署》给出的吨钢标准煤排放系数0.69计算，转炉流程二氧化碳排放量为2.07 t/t钢，电炉流程二氧化碳排放量为1.037 t/t钢，二氧化碳排放加权平均值为1.76 t/t钢。在大型钢铁联合企业，从铁矿石进厂到焦化、烧结、炼铁和炼钢，整个工艺过程中能源消耗和污染排放主要集中在炼铁及铁前工序，这段能耗一般为综合能耗的60％。废钢作为铁矿石的可替代原料，采用废钢直接炼钢可大致节约能源60％，据相关数据显示，每多用1 t废钢、少用1 t生铁可节约0.4 t焦炭或1 t左右的原煤。因此大力发展电炉钢生产是今后钢铁工业的主流。

表1 转炉炼钢和电炉炼钢输入物料对比

表2 转炉炼钢和电炉炼钢能耗对比

2 国内外电炉钢发展现状

近年来，世界电炉钢产量占钢总产量的比重约为32％～35％，欧盟电炉钢的比重已达到50％。随着我国钢铁工业的迅猛发展，在转炉钢产量急剧增长的背景下，我国电炉钢产量也逐年增加，但是由于电力资源不足以及废钢资源的短缺，电炉钢的比重仍较低。

我国电弧炉炼钢工艺装备是以冶炼合金钢为主而发展起来的，一般炉容量小于50 t。从20世纪90年代起，大容量、超高功率电弧炉在我国获得了较快发展，电弧炉总座数有所减少，炉容趋向大型化，在淘汰落后电弧炉工艺装备和设备大型化方面已取得较大进步。据不完全统计，2007年50 t及以上电弧炉产能约占电弧炉钢总产能的83.5％，成为我国电弧炉钢生产的主体设备，100 t及以上电弧炉产能占电弧炉钢总产能的比例也接近了45％。

近年来我国电弧炉炼钢生产的主要特点是大量配加铁水作为原料，电弧炉冶炼的生产节奏大幅度加快，冶炼电耗降至200 kW·h/t钢，钢中有害残余元素平均含量降低，取得明显的经济效益。应该说，电弧炉生产配加铁水是我国废钢资源短缺的暂时现象、权宜之计[2]。

从表3，4来看，世界电炉钢产量在经历了前期稳步增长后，近几年基本稳定在4亿t的水平，另外从世界范围来看，电炉钢产量占比呈现的是先上升后逐步下降的态势，2001年时达到峰值，占比35.1％，之后逐年降低，2010年电炉钢产量占比降至28.8％，主要原因是近几年转炉钢产量增速快于电炉钢产量增速。从世界主要产钢国的电炉钢比例来看，美国电炉钢占比在2010年达到了61.3％，位列世界第一，值得注意的是，印度这一比例从2000年的32.1％上升到2010年的60.5％，大有一举取代美国成为电炉钢应用最多的国家。

表3 近年来世界电弧炉钢产量

表4 近年来世界主要产钢国的电炉钢比例 ％

从东亚邻国来看，日本的电炉钢占比也较小，2010年占比在21.8％，且呈现逐年降低的趋势。另外，韩国的电炉钢产量占比较高，保持在40％以上，但近年来韩国这一比例也在降低。而国内电炉钢占比则明显偏低，近几年长期处于10％以下，在2009年降到8.5％最低点后，2010年反弹至9.8％，国内电炉钢应用有望进一步扩大。

3 结语

目前国内电炉钢应用比例还非常低，主要原因是废钢资源有限，电力消耗较大，电费成本支出较高，以及高企的废钢价格，导致电炉钢难以快速发展。针对我国废钢和电力资源在相当长的时间内仍将紧缺的局面，电炉钢生产要进一步发展，仍然要依靠技术进步，生产高附加值钢，以缩短冶炼周期为核心降低成本[3]。随着社会工业化进程的发展，钢铁积蓄量的不断增加，电炉炼钢技术的不断完善和发展，加之电炉钢能耗的优势，都会促使电炉炼钢市场竞争力不断增强。同时，随着国家对低碳经济、节能环保等管理制度的不断加强，电炉炼钢综合优势也会不断显现。因此，未来电炉炼钢面临广阔的发展前景。

[1] 徐匡迪，洪新.电炉短流程回顾和发展中的若干问题[C]//中国电炉流程与工程技术文集，北京：冶金工业出版社，2005，1.

[2] 吴建常.电弧炉炼钢的发展与技术进步[C]//2009特钢年会论文集，2009.

[3] 傅杰，兰德年.现代电弧炉炼钢技术的发展及我国电炉钢生产的前景[C]//中国电炉流程与工程技术研讨会论文集，2005.