該重視發展全廢鋼電爐流程了！
“今天我不是要講電爐煉鋼，而是要講全廢鋼為源頭的電爐流程。”近日，原冶金部副部長、中國工程院院士、鋼鐵研究總院名譽院長殷瑞鈺在接受《中國冶金報》記者采訪時開門見山地說。
文章來源： 中國冶金報社 2018年10月11日
“今天我不是要講電爐煉鋼，而是要講全廢鋼為源頭的電爐流程。”近日，原冶金部副部長、中國工程院院士、鋼鐵研究總院名譽院長殷瑞鈺在接受《中國冶金報》記者采訪時開門見山地說。
近幾年國家對“地條鋼”等落后產能的徹底取締，給廢鋼資源騰挪出巨大的利用空間。與此同時，國家環保治理的力度日益加大，鋼鐵行業環保壓力不斷攀升。因此，以廢鋼為主要原料的電爐生產流程以其環保優勢而獲得業內廣泛關注。近2年，也有大量的電爐鋼產能投產，2023年我國電爐煉鋼產量達到7485萬噸，比2016年增加了46%。據悉，今年還有相當大的一部分新建電爐置換產能準備投產。
那么，在這種情況下，我國應該如何健康有序地發展電爐生產流程？圍繞這個問題，殷瑞鈺長期以來對我國電爐鋼的發展都給予了高度關注。和《中國冶金報》記者談起這個話題，殷瑞鈺首先分析了鋼鐵工業生產流程的發展規律，并結合實際國情，探討了我國發展電爐流程的意義和必備條件。他最后強調：“我國發展電爐生產流程要統籌規劃、合理布局、協調有序，切不可一哄而上。”
發展電爐生產流程要考慮國情、符合規律
“從煉鋼工藝的發展過程來看，在近代煉鋼工藝中，空氣底吹轉爐最先被應用。隨著廢鋼資源的增加，以及對鋼的質量要求提高，平爐煉鋼應運而生。隨著發電技術的發明，后來就出現了電爐煉鋼。之后，由于空氣分離技術的廉價高效、制氧技術的突破，氧氣轉爐興起。從資源源頭來看，鋼廠的鐵素資源主要就兩類，一類是天然鐵礦，一類是循環使用的廢鋼鐵。經過100多年的演變，平爐在大部分國家已基本被淘汰。美國因為擁有豐富的廢鋼資源和廉價、充足的電力資源，現在電爐鋼比達到62%~67%。除中國以外，現在全球鋼鐵工業的電爐鋼比已達42%左右。發展電爐生產流程，要考慮國情，符合發展規律，也就是要有充足的廢鋼資源和電力供應。”殷瑞鈺說。
“同時，我們還要明確，發展電爐要結合中國的國情。”殷瑞鈺告訴《中國冶金報》記者，“就當前中國的國情而言，鋼鐵工業不是要進一步增加鋼產量，而是要高質量發展；不是要繼續膨脹做大，而是要淘汰落后產能，甚至要降低鋼產量。總的發展方向是綠色化、智能化和產品質量品牌化。”
“新時期，鋼廠應該具有三大功能：一是高效率、低成本、高質量的鋼鐵產品制造功能，二是高效率能源轉換和能源及時回收利用的功能，三是大宗社會廢棄物的消納處理和再資源化功能。”
科學把握發展電爐流程的意義和條件
殷瑞鈺指出，發展電爐流程有4方面的意義。一是消納城市產生的大量廢棄物，特別是廢鋼，包括廢家電、廢汽車、落后的工業裝備等。二是充分利用電網谷電時期的電能。三是與城市和諧共存，提高生態環保效益，特別是在當前藍天保衛戰的大環境下，全廢鋼電爐流程的優勢充分顯現。因為電爐短流程沒有煉焦、燒結和煉鐵，有學者研究指出其噸鋼廢氣排放量較長流程煉鋼減少八成左右。四是發展電爐煉鋼可以減少鐵礦石進口量，從而有利于平抑國際礦價。
對于現在國內電爐煉鋼快速發展的勢頭，殷瑞鈺認為，發展電爐不能一哄而起。必須至少具備以下3個條件：
一是廢鋼資源的存量要滿足電爐煉鋼的需求。從現在來看，廢鋼越來越多。2023年，中國已經有2億噸左右的廢鋼產生量，到2030年中國將會產生3.2億噸~3.5億噸廢鋼。
二是廢鋼配送中心與電爐煉鋼企業的距離要合理。廢鋼配送中心與鋼廠的最佳距離是180公里以內。廢鋼要有合理的價格（其中也包括了物流費用），更不能比鐵水的價格高或相差不多。廢鋼資源的產生、回收、加工、分類、儲運也要連在一起。廢鋼要有嚴格的回收分類標準，通過對廢鋼分類、加工，可以有效地回收相應的合金成分。
三是電爐煉鋼企業要在區域環境能容納的負荷內生產，要符合環保政策。殷瑞鈺提到，有學者的研究指出：長流程鋼廠生產1噸鋼要排放出大約44噸左右的廢氣，而全廢鋼電爐流程每噸鋼僅排放出8.8噸左右的廢氣。對鋼鐵企業來說，藍天保衛戰首先是與鋼廠生產流程中的廢氣排放總量有關，鋼鐵工業無論是長流程還是短流程都會受到環境的約束。
用全廢鋼冶煉取代“鐵水+廢鋼”模式
“電爐發展不能僅關注電爐，一定要考慮電爐流程，這個概念很重要。”殷瑞鈺強調，“電爐煉鋼和電爐流程是兩個概念，現在有的企業偏向于只看電爐，眼光可能短了些，要把電爐放在整個鋼廠的生產流程中來考慮，需要高度重視全流程的整體協調銜接。”
目前，有的企業在電爐中兌入鐵水，以降低成本獲得較高的經濟效益。殷瑞鈺認為，長流程和電爐短流程有明顯的區別，在社會廢鋼供應越來越充裕的情況下，不應該繼續在電爐里兌鐵水煉鋼，企業如果僅增加電爐煉鋼設備，而煉焦、燒結和高爐流程不停產，就屬于增產，同時還會帶來更大的環境污染，所以一定要把握好這個原則。“我們要用全廢鋼電爐逐步取代兌入鐵水的電爐及跟它匹配的電爐煉鋼流程。”殷瑞鈺表示。
全廢鋼電爐流程一般是1個電爐、1個精煉爐、1個連鑄機、1個軋鋼機等工序/裝置前后銜接匹配的、協同連續的生產過程，這種鋼廠的規模不是取決于電爐的大小，而是取決于軋機的能力。例如，薄板坯連鑄連軋生產線的能力一般為180萬噸/年~240萬噸/年，其電爐容量不應小于150噸；螺紋鋼軋機能力應為80萬噸/年~100萬噸/年，其電爐能力一般應在100噸左右；無縫鋼管的電爐容量也應與軋機匹配。總之，要根據對應軋機的實際生產產品來考慮電爐容量及其上、下游匹配問題。
此外，電爐生產的產品也要有明確的定位。在美國，長流程煉鋼和短流程煉鋼有很明顯的分工，螺紋鋼、線材主要是電爐生產，高爐、轉爐長流程主要生產薄板和中厚板等產品，日本、德國也大體如此。
殷瑞鈺指出，在工程設計上，應該研發整個電爐流程示范的樣板。另外，電爐煉鋼在一些條件下不需要一天24小時連續生產，有些電爐鋼廠一天僅生產10小時左右，由于充分利用“谷電”，產生的效益反而較高，此外，還要考慮當地是否有相應的電網供電的能力以及谷電的負荷，因為各個地區的谷電負荷不一樣。
目前國內外全廢鋼電爐大部分是開蓋加料，這不符合環保要求，同時開蓋導致熱量流失，開蓋時電爐不能通電。“所以，新建的電爐，應該是密閉的電爐，‘平熔池’冶煉，這樣在節能、連續生產、噪音降低、環保上優勢明顯。”殷瑞鈺指出。
對于目前市場上存在的幾種電爐煉鋼技術，殷瑞鈺認為都不完善。“我覺得都有值得改進的余地。”他說。
殷瑞鈺認為，電爐流程內工序之間的銜接匹配也很重要。電爐、精煉爐、連鑄機、加熱爐、軋機之間都要重視連續、動態匹配。例如電爐產能是100萬噸，精煉爐產能也是100萬噸，連鑄產能也是100萬噸，這些放在一起不一定能高效生產，因為生產過程中存在時間、空間距離等因素，不能孤立地、碎片化地計算能力，而是要在動態的協同運行狀態下計算產能。因此，要從設計開始就注意這個問題。“鋼廠生產流程中，上游是輸入，下游是輸出，輸入和輸出要有效銜接、匹配起來，電爐流程才能高效率運轉。”殷瑞鈺強調。
殷瑞鈺表示，我國現在已經到了應該重視發展全廢鋼電爐流程的時候了，電爐流程對中國鋼鐵工業資源能源結構調整、布局結構的優化、排放過程和排放量的削減、環境/生態負荷的削減，以及鋼廠與城市的和諧共存等都具有積極意義，但要防止一知半解、一哄而起、盲目投資。發展電爐流程應該統籌規劃、合理布局、技術創新、協調有序地發展，這也是解決我國鋼鐵工業發展不充分、不平衡問題的重要切入口。
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