为什么我国电炉炼钢生产发展缓慢

冶金管理2009年第8期□曾节胜为什么我国电炉炼钢生产发展缓慢？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—转炉炼钢为代表的常规流程而言，以废钢为主要原料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。

近年来，短流程特指那些电弧炉炼钢与连铸—连轧相结合的紧凑式生产流程。

经过30多年来在不同国家的成长经历以及工艺和装备上的一系列革新，电炉炼钢短流程已从最初的“小钢厂”生产规模发展成为世界上钢铁生产两大主要流程之一，全球约有1／3左右的粗钢是由电炉生产的。

由于短流程炼钢是以废钢为主要的原料来源，直接体现了金属材料的循环利用，发展电炉流程有利于降低整个钢铁工业的环境负荷，有利于推动循环经济，因而理应成为钢铁生产可持续发展的一种模式。

然而，电炉钢生产在我国的发展却与全球大趋势背离，在进入21世纪后一直维持下降态势。

电炉钢生产在我国为什么发展如此缓慢，在全球钢铁工业即将到来的新一轮调整期中，我国电炉钢生产能否获得突破？本文对此进行简要分析。

一、电炉炼钢和转炉炼钢的比较1.转炉炼钢的特点所用含铁主要原料为铁水，一般占70%以上，另外可以加入废钢、生铁、热压铁等。

转炉的生产效率高，冶炼周期一般约20多分钟。

转炉冶炼热效率高，基本上不需要外部热源，不少企业已实现负能炼钢。

但高炉—转炉流程长，工序复杂，投资大，环境污染大。

2.电炉炼钢的特点所用含铁原料主要为废钢，约占70%以上，另外可以加入铁水、生铁、直接还原铁、热压块等。

冶炼时间较长，一般至少是转炉冶炼时间的两倍。

电炉熔炼温度高且容易控制调节，电弧炉弧光区温度高达3000-6000℃，炉温高达2000℃以上，远高于冶炼一般钢种所需的温度，可以用于冶炼转炉不能冶炼的合金钢和不锈钢。

炉内气氛易于控制调节。

在冶炼的不同阶段，炉内不仅能造成氧化性气氛，还能造成还原性气氛，前者有利于脱碳和去磷，后者有利于脱氧、去硫、易氧化合金的加入、回收金属元素和控制钢液成分。

电炉设备比较简单，投资少，建厂快，占地少，且容易控制污染。

但由于所需能源由电极在短路时产生的高温来提供，耗电量较大，冶炼1吨钢所消耗的电能约350-600kWh ；成品钢中氢、氮含量偏高。

因为在电弧作用下，炉内空气的水汽大量离解，生成的氢和氮，如进入钢水，将影响钢的质量。

电弧是“点”热源，炉内温度分布不均匀，熔池平静时，各部分钢水温度相差较大。

炭质电极的存在会使钢液增碳，给冶炼低碳钢带来困难。

废钢铁是一种载能资源，用废钢铁炼钢可以节约大量能源。

在大型钢铁联合企业，从采矿、选矿、烧结、焦化、炼铁到炼钢、轧钢，能源消耗和污染排放主要集中在炼钢工序之前。

研究表明，用废钢直接炼钢和用矿36冶金管理2009年第8期石炼铁后再炼钢相比，可节约能源60%，节水40%。

废钢铁也是一种环保资源，用废钢直接炼钢和用矿石炼铁后再炼钢相比，可减少废气86%、废水76%和废渣97%，有利于清洁生产和排废减量化。

二、我国的电炉炼钢生产发展状况上世纪90年代以来，在淘汰平炉设备的同时，我国钢铁业界和政府大力倡导现代电炉流程，受此影响，上千台落后的“老三段”小电炉被快速淘汰，大量的模铸工艺被淘汰，大量的横列式小型棒材轧机被淘汰，电炉生产流程的结构得到优化。

在此之前，我国基本上都是“老三段”的小电炉，1995年全国共有1561台电炉，平均容量约为5t/台左右，到2000年全国电炉总数为179台，约1400台小电炉被淘汰。

2000年以后，我国电炉钢的产量以18%～28%的增幅快速增长，2003年全国电炉钢产量达到3906万t ，2004年超过了4300万t 。

在积极利用热铁水以及各项节电、节能等措施促进下，2000—2003年，我国出现了电炉钢的年递增速率略高于同期全国粗钢的递增速率。

在1983～1992年的10年间，我国电炉钢占总产钢量的比例一直徘徊在20%～22%之间。

随着平炉淘汰步伐的加快，我国电炉钢占粗钢的比例自1993年突破23％、达到历史最高水平以后，并没有像国外工业化国家那样靠提高电炉钢产量来弥补取消平炉后失去的产量，而是呈现下降趋势。

2008年，我国电炉钢产量约占全国粗钢产量的12%，而全球平均水平为30%以上。

（见图1）在我国，目前电炉基本上是用于生产合金钢或特殊质量的碳素钢，用于生产普碳钢的比例相对较小，而且不少电炉中加入铁水数量较大，有的超过钢铁料的50%，而在国外电炉炼钢中废钢占有绝对大的比例。

图1历年来我国电炉钢所占比例与全球平均水平比较三、为什么电炉炼钢在我国发展缓慢1.废钢资源跟不上需求的增长，废钢价格过高废钢是短流程炼钢的主要原料，充分和稳定的废钢供应是发展短流程炼钢的前提，否则电炉炼钢便成了“无米之炊”。

世界发达国家，如欧洲各国、美国、日本等国家和地区，钢铁蓄积量较大，废钢资源丰富，基本能够满足钢铁工业发展所需要的废钢原料。

而中国由于钢铁蓄积量相对较低，废钢资源缺乏，不能满足钢铁生产快速增长的需要。

同时，我国的钢材大部分用于工程和建筑，回收周期长，废钢的平均回收率远低于工业发达国家。

（见图2、图3）图2我国废钢来源及炼钢废钢消耗情况图3我国废钢积蓄量和每年的产出量随着中国钢铁生产技术经济指标不断提高，企业自产废钢比重有逐步下降的趋势。

钢铁企业连铸比由2000年的26.7%上升到2008年的98％左右，一火成材、小型连轧、高速线材工艺广泛采用，钢铁企业自产废钢数量明显下降；薄板类钢材连轧、薄板坯连铸连轧等一些新技术的应用，钢铁企业整个流程愈加简练，自动控制，操作熟练，管理水平提高，2008年钢材综合成材率达96％左右，使得钢铁制造过程中废钢产出量大大降低，只有在生产过程中，喷溅、包底、少量切头切尾、冶金渣中废钢铁回收以及企业淘汰的设备、零件等可以再利用，但数量已经很有限。

37冶金管理2009年第8期同时，我国缺乏行之有效的废钢回收系统，废钢的回收秩序相当混乱，同样造成废钢回收效率不高。

我国废钢铁行业在80年代中期就已进入市场经济，国家原来的物资和商业两大废钢加工和回收系统已萎缩，代之而起的是个人承包或个体经营，废钢铁的回收与加工处于极度分散的状态，缺乏严格管理。

国内废钢资源不足，回收效率不高，导致国内废钢供应量远远不能满足钢铁生产的需求，废钢采购自然紧俏，价格也随之攀升。

由于全球其它地区废钢资源相对较多，这就导致国内企业将眼光转向国际市场，然而，由于自2002年以来，全球经济快速增长，世界钢产量持续攀升，对废钢的需求相应大幅增长，国际废钢价格也在大幅度上升，导致我国对废钢的进口明显萎缩。

2.电费偏高和用电高峰的拉闸限电现象时常发生也限制了电炉钢的发展电能是发展短流程的另一重要条件，如果没有足够的电能，则电炉炼钢便成了“无火之炊”。

我国在发展短流程的进程中，拉闸限电和电价过高是困扰电炉钢厂的两大问题。

由于中国电力供给能力不足，拉闸限电现象时常发生，加上昼夜时段电费存在差价，多数电炉炼钢生产必须采用避峰生产，生产开工不足，电炉利用效率低，再加上电费昂贵等，电炉钢生产企业的平均效益往往明显低于联合钢铁企业的平均效益水平。

3.企业单纯追求生产效率和对能源环保的不重视是导致长流程盛行的重要因素由于长流程的生产效率远远大于短流程的生产效率，国内钢铁企业一直有把规模放在第一位的习惯性思维。

同时，由于钢铁企业均是其所落户地区税收大户，也是解决就业的渠道，地方政府对上马钢铁项目在环评上不够重视，而在开工后同样不予以关注，加上对钢铁企业上马长流程和短流程的选择上没有任何偏向，对上马高炉—转炉没有限制，对上马电炉也没有任何优惠性政策，甚至有偏向产量大的长流程的意愿，这也在一定程度上抑制了电炉钢生产的增长。

四、未来我国电炉炼钢的发展前景分析未来，我国电炉炼钢将会出现增长，但增速估计较慢。

原因在于:1.能源环保将越来越受到重视。

由于人们生活质量的提高和对健康的重视，环保意识也得到增强。

人们认识到：环境、能源与发展之间的矛盾是人类面临的巨大挑战，循环经济是可持续发展的必由之路。

在今后世界经济发展过程中不能再沿用发达国家曾经采用的“高消耗、高污染、低利用”的模式，也不能重蹈“先污染，后治理”的老路。

而应建立以物质、能量闭环流动为特征的生态经济，将清洁生产、生态工业、持续农业、绿色消费和废物处理等各个环节融为一体，形成企业内部循环、生产之间循环、社会整体循环、物质能量循环等四大循环，实现资源的节约(reduce)、回收(recycle)和再利用(reuse)的三大原则。

因此，“逐步减少铁矿石比例和增加废钢比重”，减少原生资源的开采，增加再生资源的利用，实现资源科学配置，这是实现钢铁工业可持续发展的重大战略决策。

因此，“少吃矿石，多吃废钢”是历史发展的必然，也是循环经济发展的必由之路。

2.废钢资源量将会增加。

我国的废钢积蓄量是在进入21世纪以后才得到大幅增加的。

按照常规测算，钢材使用后报废变成废钢是在8～30年之后。

预计我国在10年之后才能逐步进入废钢高产期，废钢供应紧缺的局面将有所改观。

3.铁矿石供大于求将减小钢铁企业的原料采购压力。

自2008年下半年来，全球经济已进入下行周期，我国经济也不例外，未来几年我国钢产量可能会保持低速增长甚至下降的态势，而全球的铁矿石资源丰富，前几年的矿山大规模投资形成的产能将逐步释放，铁矿石供应宽松，这将会制约电炉冶炼生产对长流程的替代。

我们认为以废钢为原料的短流程炼钢方式将会在我国得到较快的发展，在2020年电炉钢所占比例将会达到22%-24%。

（作者单位：我的钢铁网）38。