2018年中国粗钢产量达9.28亿吨，全球半壁江山，钢铁工业发展与国际合作深入

广 告

中国钢铁工业从其他国家和地区钢铁行业发展中吸取经验。近日，世界金属导报记者针对美国钢铁工业以及薄板坯连铸技术的发展这一情况，对安赛乐米塔尔公司的首席研究员蔡焕堂教授进行了专访。

记者

请您介绍下美国钢铁工业的发展历程及现状。

蔡焕堂称：从美国钢铁工业的发展历程来看，自十九世纪末卡耐基时代起，美国钢铁工业始终是由集成式长流程产线的钢厂所统治的。在 20 世纪 60 年代，转炉炼钢替代了平炉炼钢工艺，进而成为炼钢的主导。到了 20 世纪 70 年代，美国的高炉数量为 53 座。然而，随着 20 世纪 80 至 90 年代电弧炉炼钢技术逐步发展并达到高峰，许多高炉被迫停止运行并关停。2005 年时，美国电弧炉炼钢产量的占比达到了 55%。在之后的几年里，这一占比一直保持着稳定上升的态势。到 2018 年，该比例达到了 67%左右。早期的短流程钢厂规模不大，主要是生产长材产品，尤其针对小批量的合金产品。后来，通过升级改造，开始生产具有更高附加值的扁平材。

2018 年美国粗钢产量为 8670 万吨，从现在的发展状况来看，其占世界粗钢产量的 4.8%。在炼钢方式中，转炉炼钢占比约为 33%，电弧炉炼钢占比约 67%。目前美国仅有三家钢铁公司同时具备高炉和转炉，这三家公司分别是 AK 钢铁公司、安赛乐米塔尔和美国联合钢铁公司。2018 年的统计数据显示，这三家公司拥有 19 座高炉，这些高炉的尺寸普遍较小。2018 年，这三家公司生产了 2600 万吨铁水。其中，AK 钢铁公司较为先进且敢于冒险，它关注产量，其高炉的利用系数能够达到 3t/(m3·d)以上，富氧率能达到 10%。三家公司的转炉数量为 29 座。这些转炉大部分是在 20 世纪 60 年代前后建成并投产的，年代较为久远。它们的吨位普遍在 200 吨左右。2018 年，这 29 座转炉生产了 2860 万吨粗钢。铁水单耗处于 70%至 80%之间。废钢比相对较高。目前，美国电弧炉的年产能约为 7100 万吨。其中，薄板坯连铸产能为 2000 万吨，线棒材产能为 4000 万吨，扁平材产能为 1000 万吨。

记者

传统长流程钢厂与短流程钢厂的主要区别是什么呢？两种不同流程的产品质量存在怎样的差异呢？

蔡焕堂称：长短流程炼钢的转变能够从多个方面来解释。在资金方面，传统长流程钢铁生产涵盖了烧结、炼焦、高炉炼铁、转炉炼钢、连铸、热轧以及冷轧等环节。新建一个年产吨钢的传统长流程钢铁厂，其投资在 750 到 1000 美元之间，且各不相同。而短流程炼钢的投资可能低至 350 美元，这使得资金投入大幅减少。在劳动力方面，传统长流程钢铁生产需要大量的劳动力，这就导致运营成本非常高。短流程炼钢的劳动力数量明显减少，像一座年产能 200 万吨的短流程钢厂，只需约 500 个员工，这并不奇怪。所以，劳动力运营成本有可能从通常的 25%降低到小于 10%。这两方面成本的降低，是长流程炼钢向短流程炼钢转变的有力推动因素。短流程钢厂专注于物料、物流和管理。其中物料方面涵盖原料和能源。短流程钢厂重点要解决的是废钢这种原料的来源问题。美国的废钢来源较为充足，且废钢供应链配套完善。短流程钢厂通常有一定比例的人员从事废钢供应工作，拥有固定的废钢采购点，采购后对废钢进行分类、切割、压块等加工处理，接着将其运送到钢厂。在物流方面，美国的钢铁厂通常建在河边，运输较为便利，并且还会考虑市场需求，有些钢厂会建在下游企业的周边。管理方面，新兴的短流程钢铁企业管理者具有勇于冒险的特质，能够迅速做出决策，还富有创新精神。他们积极营造出安全的工作环境，并且制定了奖励制度，以促进非工会员工参与工作。这样就摆脱了工会与企业管理层对立的旧有模式，对公司的发展是有利的。

长流程炼钢和短流程炼钢所获得的产品质量存在一定差异，但差异不是很大。主要有两个区别：其一，短流程炼钢的残余元素，像 Cu、Sn 等比较高，这会对钢材的冲击性能产生影响；其二，短流程炼钢的含氮量较高，长流程炼钢的含氮量在 30 - 40ppm 之间，而短流程炼钢的含氮量很难控制在 80ppm 以下，所以短流程炼钢不适合炼制某些钢种。这个问题能够通过在原料里加入直接还原铁（DRI）或者热压块铁（HBI）的方式来加以改善。墨西哥有一家钢铁公司直接运用 100%的直接还原铁进行生产，所得到的钢当中的残余元素以及含氮量与长流程炼钢的情况基本相同。

记者

薄板坯连铸技术在美国是如何发展起来的？

20 世纪 80 年代，德国西马克（SMS）集团开展了几年试点规模的薄板坯连铸机试验。美国纽柯钢铁公司进行参观后，于 1989 年引进了世界第一条商业紧凑式带钢产线（CSP 产线）。这条产线对薄板坯连铸技术在美国的发展有着重要意义。当时，该产线安装在 Crawfordsville。纽柯经过几年的摸索后，这条产线开始盈利。纽柯开始在其他地区引入 CSP 产线，并且在这个时候，其他钢铁企业也都纷纷开始效仿，于是薄板坯连铸技术在美国逐步发展起来了。目前，美国有五家钢铁公司拥有薄板坯连铸产线。其中一家是安赛乐米塔尔的 Riverdale。纽柯拥有 Crawfordsville、Hickman、Berkeley、Ghent、Decatur 等产线。还有 North Star BlueScope 以及钢动态公司和大河钢铁。这五家公司拥有薄板坯连铸产线，其产线共有 16 流，每年的产能大约为 2000 万吨。

记者

推动美国薄板坯连铸技术发展的这些公司有哪些经验值得借鉴？

蔡焕堂称：纽柯钢铁公司在 1989 年引入了第一条 CSP 产线。在投产初期，漏钢这一现象极为严重，有大约 6%至 7%的产品不合格。经过 2 到 3 年的不断摸索，漏钢率得以控制，产品质量有了大幅的提升与改善，并且从那时起开始盈利。从产品结构方面来看，依据 2017 年的相关数据，纽柯的年产能为 2420 万吨。其中包含 1100 万吨的薄板，770 万吨的棒材，300 万吨的结构钢以及 250 万吨的中厚板。在能源环保领域，依据世界钢铁协会的算法，纽柯的吨钢二氧化碳排放量为 0.86 吨。这一数值低于世界平均水平 1.9 吨的一半。同时，纽柯的吨钢耗能约为 5 千兆焦耳，接近世界平均水平 19.1 千兆焦耳的四分之一。当然，这与纽柯的短流程炼钢模式有关，并且也得益于纽柯人性化的管理理念。纽柯秉持“客户优先”的理念，强调要通过成为世界上在安全、质量、成本、生产效率和利润等方面都处于顶尖水平的钢铁公司，来满足客户的要求。管理层主动为员工争取资源，给予员工自由，促使员工能够发挥出最大的价值。

钢动态公司的创建者源自纽柯钢铁公司，之后通过收购组建了 Butler 和 Columbus 两个分公司。这两家公司的年产能均在 290 万吨上下，然而公司员工数量极少。值得关注的是，人均钢产量分别达到了 3636 吨和 3973 吨，这与它们采用相应的生产和质量激励计划等管理举措有着直接关联，并且也是其盈利较高的主要原因。

North Star BlueScope（NSBS）是一家由澳大利亚的 Cargill 和 Blue Scope Steel 以 50%-50%的比例合资成立的公司。该公司年产能接近 200 万吨，员工仅有 400 多名，自动化程度较高。其工艺流程的特点在于，废钢和生铁通过预热竖炉被加入到电炉内，并且能够连续加料，这样做是为了减少能源消耗，这与其他企业的情况有所不同。

它是美国首家获得能源环境设计（LEED）环保认证的绿色先进钢铁企业。它排放的二氧化碳比传统长流程钢厂少 65%，它使用的水比其他 CSP 厂少 30%，它节约的能源比同规格设备多 18%。

安赛乐米塔尔 Riverdale 公司仅有一条 CSP 产线，此产线建于 1996 年，年产能为 100 万吨。该公司的最大优势在于特色鲜明，主要进行中高碳钢的生产，其含碳量在 0.15%之上，最高能达到 1%，这种钢主要用于生产农具。另外，该公司对产品质量极为关注，一旦发现严重缺陷，便能够立刻关停连铸机并纠正缺陷问题。这也是其在产量不高的情况下仍能保持盈利的关键。