废旧钢材如何冶炼？南钢高废钢比炼出绿色新钢材

为了积极去应对全球碳中和的目标，并且满足新能源汽车等行业对于绿色高端材料的那种迫切需求，南京钢铁股份有限公司，其所简称的是“南钢”，成立了绿色低碳发展领导小组，还制定了“双碳”实施纲要以及详细的技术路线图，重点推进极致能效、节能技改、CCUS，大力推进低碳绿钢产品的开发以及建立产业链、碳金融等。近些年来，南钢系统着手推进新能源汽车用高品质特殊钢的研发以及产业化，此研发与产业化以高废钢比冶炼作为核心，借助建立全流程技术体系来达成，该技术体系覆盖“电炉 +，高废钢比”工艺路径，还有精细化生产管控以及高纯净度冶炼等方面，最终成功达成棒线材产品高废钢比冶炼的规模化生产，棒线材产品包含帘线钢、传动轴钢、传动钢、齿轮钢、螺丝钉钢、非调质钢等系列。南钢不但达成了材料的绿色低碳转型，还构建起从冶炼、应用一直到回收再生的产业循环闭环，为我国高端特钢的可持续发展提供了能够被复制的技术方案。

南钢所生产的，基于高废钢比进行冶炼的，新能源汽车用的特殊钢棒线材，已通过了多家国际知名客户的认证，还通过了第三方权威机构的认证，成功地打造出了南钢绿钢品牌，为我国高端钢材的绿色转型发展，提供了切实可行的技术支撑。南钢帘线钢产品，率先通过南德ISO 14021可回收废钢比质量平衡认证，接着成功提升为受控混合等级，随后获得40%-100%六种梯度废钢比循环再生含量审定声明证书，还取得SGS产品碳足迹排放认证，这标志着南钢在绿色低碳特殊钢领域，实现了从原料到生产的全流程突破。

一、推动“电炉+高废钢比”生产，

赋能新能源汽车用钢低碳生产

钢铁生产流程里，碳排放主要集中于炼铁环节，电炉短流程跟传统高炉－转炉长流程比，具备显著的碳减排优势，针对新能源汽车对零部件的要求，即轻量化、高强度以及绿色属性的严格要求，南钢确立了生产工艺路线，是以“电炉+全废钢及多级废钢比 ”为核心的纯净钢低碳生产工艺路线，并且积极推进开发及生产，也就是“近零碳”和绿色新能源汽车用的高品质特殊钢的开发及生产。并且，利用优化电炉供能结构，运用热补偿技术，南钢成功解决了关键技术难题，解决了高比例废钢条件下的冶炼温度控制问题，解决了能耗平衡问题，为全废钢冶炼高品质特殊钢的稳定生产提供了可靠支撑，还为新能源汽车动力系统提供可复制的低碳材料解决方案，为悬挂系统提供可复制的低碳材料解决方案，为传动系统提供可复制的低碳材料解决方案，为行驶系统提供可复制的低碳材料解决方案。

二、创新高废钢比生产组织模式与流程管控

南钢凭借精细化生产组织，以及对多品种优质废钢的挑选，保障了全流程的稳定高效，采用“分层布料、多篮料”装料制度，把多种不同类型废钢进行合理搭配整合，以此缩短加料时间以及通电熔化所需时间，严格把控生产节奏，构建以连铸为核心的生产计划模型，对电炉出钢至LF、VD以及连铸的各工序时间节点实施动态调整，确保钢水温度与成分的稳定性，防止工艺等待情况出现。针对每一炉次当中的关键工艺参数，以及最终产品的组织性能，展开数据关联分析，构建闭环品控追溯系统，达成质量问题的快速溯源，以及工艺参数的持续优化。

三、攻克纯净度控制难题，实现

新能源汽车用特殊钢高品质生产

涉及高废钢比的那种冶炼，特别是采用外购社会废钢的情形，给钢水纯净度带来了严峻挑战，钢水中残余元素量与气体含量的控制成了技术关键所在，而南钢借助系列技术创新，切实有效地保障了高品质特殊钢的冶金质量，先是针对废钢原料实施精准分级以及预处理，接着建立起废钢源头分类与准入标准，随后对特殊料型的废钢实施筛分、压块预处理，以此降低硫含量和杂质引入风险。

南钢构建了电炉－精炼－连铸全流程纯净度协同控制技术体系，借此强化新能源汽车用高品质特殊钢的纯净度控制，创新研发复合冶炼工艺路线，达成了高废钢比，特别是在全废钢冶炼状况下，对钢液中低气体含量进行控制以及对纯净度加以控制，明显改良钢材的组织和综合服役性能，能更好地契合新能源汽车零部件对材料均质性与疲劳寿命的严格要求，达成高废钢比冶炼棒线材产品（帘线钢、传动轴钢、齿轮钢、紧固件钢、非调质钢等系列）的规模化生产。

四、构建产业链闭环，推动绿色生态共建

南钢的实践，所涉及的范围，并非仅仅局限于材料研发，而是更加着重于构建产业生态。南钢始终坚守绿色生态共建理念，大力强化全产业链内部绿色共生发展以及协同降碳，积极主动地推动建立一种生产绿色闭环，即“南钢冶炼生产-企业零部件制造-报废件回收-废钢返用于南钢”。这一模式达成了新能源汽车产业链废钢资源的循环再利用，从全生命周期层面使钢铁生产及应用的碳足迹得到显著降低，更有效地助力新能源汽车产业达成绿色供应链管理，以此来应对国内外日益严苛的碳约束和低碳产品要求。

南钢确立了科学的高废钢比冶炼降碳路径，创新了生产组织的模式，攻克了残余元素及纯净度控制的关键技术，成功开发出特殊钢产品系列，该系列具备国际竞争力，是高废钢比绿色低碳的，其涵盖了帘线钢、传动轴钢、齿轮钢、紧固件钢、非调质钢等多类新能源汽车零部件用高品质特殊钢棒线材，满足了下游客户对绿色低碳的特殊需求。这一系列技术成果，源于对现场生产实际的深刻理解，这一系列绿色发展实践，源于对现场生产实际的持续改进，它们具备高度的可行性，还具备高度的推广价值，能为我国钢铁工业实现低碳转型，能为我国钢铁工业实现绿色循环可持续发展，提供南钢方案。

五、结语

在历经长达三十年的专注不懈淬炼之后，南钢已然发展成为我国在高废钢比电炉基础上进行短流程冶炼高品质特殊钢棒线材领域的行业标杆。此种成功实践，不但为保障国家关键产业链供应链的安全稳定状况打造出了坚实无比的材料基础，更是摸索探寻出了一条有关特钢行业的绿色低碳以及循环发展的全新路径，成为了中国制造朝着高端化、智能化、绿色化迈进历程当中的生动形象注脚。

（李玉华 周云 李海洋 邵启明 冯阳）