钢铁行业电炉流程发展研讨会:废钢助力绿色转型与智能化技术探讨
9 月 26 日,钢铁研究总院有限公司与中国废钢铁应用协会共同主办,中国钢研科技集团有限公司钢铁绿色化智能化技术中心承办了“废钢助力钢铁行业电炉流程发展研讨会”,该研讨会在京召开。会议对《废钢助力钢铁行业电炉流程发展》课题的主要研究成果进行了汇报,并且围绕废钢产业以及电炉流程企业发展的相关措施与建议展开了深入的研讨,目的是为了进一步完善课题报告。
刘正东是中国工程院院士,他主持了会议。钢铁研究总院有限公司的总经理是梁剑雄,中国废钢铁应用协会的副秘书长是王方杰,他们分别进行了致辞。中国钢研科技集团有限公司钢铁绿色化智能化技术中心的上官钦教授代表研究团队,系统地汇报了《废钢助力钢铁行业电炉流程发展》研究报告。中国工程院院士殷瑞钰作了总结发言。来自唐山正丰的 40 余位专家出席会议并参与研讨。

研讨会现场
当前,电炉流程企业的发展迎来了黄金机遇。然而,我国电炉钢冶炼起步较晚,并且缺乏竞争力。多项因素对电炉流程企业的发展起到了制约作用。钢铁研究总院有限公司联合中国废钢铁应用协会组建了研究团队。该团队系统地分析了我国废钢产业的发展现状以及存在的问题,同时也分析了废钢资源的供给与需求情况。在此基础上,对废钢助力电炉流程企业的发展路径以及相关的政策建议进行了探讨。
《废钢助力钢铁行业电炉流程发展》研究报告表明,我国钢铁蓄积量在不断增加,这导致未来我国废钢资源量总体上会逐年提升。2030 年前,我国废钢资源量增长幅度较为有限,废钢资源紧缺的状况有了些许改善,但依然无法满足国内钢铁生产的需求,对进口铁矿石的依赖程度较高。2030 至 2050 年间,废钢资源量增长速度较快,预计在 2045 年前后会达到峰值。此时,我国废钢资源充足,铁矿石的对外依存度将大幅降低,电炉流程将得以快速发展,并且有成为钢铁生产主要流程的可能。2050 年后,我国废钢资源虽然相较于峰值有所下降,但总体上仍将处于较高水平。
报告对废钢在长流程和短流程中的使用展开了探讨。构建了在不同废钢比情况下的长流程碳排放量计算模型。设置了两种情景,一种是保证转炉出钢量不变,另一种是保证入炉铁水量不变。基于物料平衡以及热量平衡,分析了不同转炉废钢比所对应的钢铁生产流程中 CO2 排放总量以及 CO2 排放强度的变化。报告指出:
废钢本身是一种载能资源。在长流程中应用废钢生产钢铁可以大幅降低碳排放强度,在短流程中也是如此。
第二,转炉要提升废钢比需采取一些必要措施,像废钢预热以及配加补热剂(碳质或硅质)等。与电炉添加废钢相比,转炉提升废钢比需要额外投入相应设备,还会增加燃料、电力或补热剂的消耗,所以相对电炉配加废钢而言,会带来更多的投资以及更多的 CO2 排放。
第三,在保证入炉铁水量不变的模式下进行生产,实际上属于一种变相的增产模式。这种模式是当前长流程消耗废钢资源的动力来源,进而使得废钢价格一直处于高位,电炉流程的生产成本也有所增加。尽管在这种模式下,长流程的 CO2 排放强度在降低,然而企业总的碳排放量却在上升。
第四,在转炉出钢量保持不变的模式下进行生产组织。提高废钢比,这就必然要求铁前工序减产。这种情况有利于企业降碳,并且在不影响产品质量的前提下,也应该适度鼓励其发展。
第五,高废钢比冶炼对 CO2 排放强度的降低有好处。然而,企业外购的社会废钢通常含有较多杂质元素,像 Cr、Ni、Cu、P、S 等。在转炉冶炼过程中,如果使用过多这类废钢,就会极大地影响钢水质量。因此,在高废钢比冶炼时,尤其是生产高等级钢种时,需重视废钢的精细化分类,以保证入炉废钢的质量和稳定性;同时,要适度控制废钢比的范围,根据某钢厂实际生产经验,在现有废钢条件(外购社会废钢占比 60%以上)下冶炼高等级钢种,废钢比应控制在 20%以内,而此路线将是未来高炉 - 转炉长流程的发展方向。
总体而言,第六,我国钢铁工业要借助“双碳”的大背景,让废钢资源尽量流向电炉流程,接着逐步对全行业的铁素资源结构、产品结构和流程结构的布局进行调整,以此实现全行业的转型升级以及高质量发展。在现阶段,以全废钢电炉流程生产建筑用钢作为切入口,逐步替代中小高炉 - 转炉流程生产建筑用钢,这样钢铁产品质量能满足需求。现有大型高炉 - 转炉流程一直以铁矿石作为主要原料,逐渐转向生产高端产品,这样也无需增加额外的投资或研发投入,比如废钢预热、高废钢比的产品质量控制技术等。
对比国外各类钢铁企业的生产布局,再结合我国钢铁行业的发展现状以及未来的发展蓝图,研究团队提出了以“两链一流”系统(包括供应链、服务链和生产制造流程)为核心的“城市钢厂”的概念设想。同时参考行业低碳发展路线,初步提出了各阶段内电炉流程企业的发展趋势,分别是碳达峰峰值平台期(2024 - 2030 年)、碳排放稳步下降期(2031 - 2040 年)、深度脱碳期(2041 - 2050 年)、近零碳排期(2051 - 2060 年)。5. 优化废钢税收。
与会专家对该课题报告进行了充分研讨。他们一致认为,报告的体例是完整的,内容十分丰富,逻辑非常严谨,路径也很清晰。这份报告既能够满足钢铁行业当前高质量发展的需求,又将会对下一步电炉流程企业的发展起到重要的指导作用。
与会专家针对废钢助力钢铁行业电炉流程企业发展这一议题展开了热烈的讨论,并且讨论是务实的。他们提出了多项建议和措施。
一是钢铁行业的发展背景正经历巨大变化,从增量发展阶段迈入减量优化发展阶段。当前,国内房地产需求呈现回落态势,内需存在不足。在 2024 年,钢材直接出口的贸易摩擦明显增多,且直接出口与间接出口的不确定性都在提升。在这种背景之下,能够进一步把研究的焦点放在未来钢铁行业的发展趋势上,能够进一步去开展关于废钢资源的产生以及利用方面的预测,还能够深入地去探寻未来电炉流程企业的发展布局。
一是要从多个角度去思考未来废钢产业以及电炉流程企业的发展情况;二是要对产业指导目录进行优化;三是要疏通电炉钢发展过程中的堵点和难点;四是建议在国家大力推动清洁能源布局与发展的大环境下,给电炉流程企业施行优惠电价政策,以此来解决电炉流程企业用电成本高的问题;五是建议将电炉流程企业从“两高”名录中移除,以鼓励全废钢电炉流程企业的发展。
一是加大对废钢回收的支持力度,大型钢铁生产企业与废钢回收加工企业展开合作,建设一体化的大型废钢加工配送中心,提升废钢加工企业的集中度;二是推动解决废钢资源分类问题的研究,这对废钢资源的合理定价和高效利用有帮助;三是建立全国废钢资源分布和数量统计以及资源回收信息系统,基于此建立废钢电子化供需信息及交易平台。
一是深入研究新一轮大规模设备更新行动方案带来的政策机遇,二是深入研究消费品以旧换新行动方案带来的政策机遇,三是深入研究中国资源循环利用集团成立带来的废钢循环利用的政策机遇,加快构建覆盖各领域的废弃物循环利用体系,加快构建覆盖各环节的废弃物循环利用体系,持续畅通资源回收利用链条。
一是要合理引导废钢在长短流程的流向,这对钢铁行业未来的产业结构调整有着重要意义。二是应当看到,废钢在转炉中主要起到冷却作用。三是其合理范围应在 13%至 15%之间。四是如果废钢比过高,就会扰乱炉外精炼工序的节奏。五是同时也会对钢材质量产生影响。我国钢铁工业应借助“双碳”的大背景,让废钢资源尽量流向电炉流程企业。这样就能逐步调整全行业铁素资源结构、产品结构以及流程结构的布局,从而实现全行业的转型升级和高质量发展。
一是优化碳配额政策制度,二是从鼓励电炉钢发展的角度出发,三是建议有关部门考虑采取按吨钢碳配额进行匹配的方式。

殷瑞钰
殷瑞钰进行了总结发言。他高度肯定了该报告具有全面、客观、务实的战略性研究视角。他认为,基于我国钢铁工业减量发展以及流程结构调整的背景,从“双碳”目标和资源能源发展的战略角度来看,废钢已经成为铁素资源的重要组成部分,电炉流程企业在未来蓬勃发展是必然的趋势。所以该课题对电炉流程企业长远发展战略价值的考虑很有意义
殷瑞钰认为,在双碳背景下,未来钢铁行业会逐步形成三类典型的钢铁制造流程。其一,高炉 - 转炉长流程必然要逐渐减产,不过仍会在流程结构中占一定比例,它会逐步过渡到以生产平材产品为主,尤其生产高档薄板、中厚板等高端板材的大批量产品,主要布局在沿海深水港地区和大型矿山附近;其二,从落实双碳战略来看,螺纹钢、线材等大宗产品再用长流程生产,不利于“双碳”目标的实现。全废钢电炉流程首先从建筑用长材的生产流程变革开始,然后逐步替代用中、小高炉 - 转炉流程生产螺纹钢、线材等大宗产品,将布局在城市周边,其核心是以“两链一流(供应链、服务链、生产制造流程)”系统为核心的“城市钢厂”。而氢还原 - 电炉流程目前还处于探索和开发阶段,需要继续进行研究并且要谨慎投资。他提醒,三大流程的发展比例会持续变化。电炉流程企业的发展路径是正确的,应始终坚持战略思维。要依据钢铁行业发展的阶段性特征,从多个角度、以动态性和持续性开展废钢产业及废钢 - 电炉流程相关的战略研究。不断深入思考并调整认识,让其符合发展实际,从而真正推动钢铁行业高质量发展,契合国家战略的整体部署。

刘正东

骆铁军

白荣春
中钢集团金信咨询有限责任公司
中钢集团金信咨询有限责任公司,也就是中钢金信咨询公司,它是国内一家权威的工程咨询甲级机构,专门从事钢铁行业的评估咨询工作。2024 年,再次获得山西省发改委、河北省发改委认定的冶金行业的投资咨询评估资格。
中钢金信咨询公司从事建设项目后评价等。
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