目前，世界鋼鐵制造普遍采用的煉鋼方式主要有轉(zhuǎn)爐煉鋼和電爐煉鋼兩種。相比轉(zhuǎn)爐煉鋼，電爐煉鋼具有工序短、投資省、建設(shè)快、節(jié)能減排效果突出等優(yōu)勢。據(jù)測算，煉鋼使用1噸廢鋼，可以減少1.7噸精礦的消耗，比使用生鐵節(jié)省60%能源、40%新水，可減少排放廢氣86%、廢水76%、廢渣72%、固體排放物（含礦山部分的廢石和尾礦）97%。

因此，世界各國普遍比較重視發(fā)展以廢鋼為主原料的電爐短流程煉鋼生產(chǎn)工藝。2015年世界電爐鋼產(chǎn)量比例為25.1%；同期，美國電爐鋼比例為62.7%，歐洲電爐鋼比例為39.4%，韓國電爐鋼比例為30.4%，日本電爐鋼比例為22.9%，而我國電爐鋼比例僅為6.1%。相比世界其他地區(qū)，我國發(fā)展電爐鋼任重道遠，尚須探索更加合適的路徑。

我國電爐鋼生產(chǎn)現(xiàn)狀

電爐鋼產(chǎn)量。根據(jù)世界鋼協(xié)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2015年，我國電爐鋼產(chǎn)量約為4903萬噸，占粗鋼產(chǎn)量的比例為6.1%?！笆濉逼陂g，我國電爐鋼比例在10%以下低位波動，與世界平均30%左右的電爐鋼比例相比，還有較大差距。2015年電爐鋼產(chǎn)量比例為6.1%，比2005年低5.6%，比1993年電爐鋼比例歷史最高點23.2%低17.1%，下降幅度十分明顯。

2005年~2015年我國電爐鋼產(chǎn)量和所占比例情況如圖1所示。由圖1可知，2000年以后，隨著我國粗鋼產(chǎn)量的迅猛增長，電爐鋼產(chǎn)量比例一直呈現(xiàn)下降趨勢。尤其是“十二五”期間，納入統(tǒng)計的電爐鋼產(chǎn)量不僅沒有增長，反而小幅下降。

電爐鋼裝備和能力

我國電爐鋼裝備大型化和現(xiàn)代化成果顯著。根據(jù)工業(yè)和信息化部相關(guān)信息整理，截至2015年底，全國符合規(guī)范條件鋼鐵企業(yè)共有電爐188座，生產(chǎn)能力為11400萬噸。其中，100噸及以上電爐生產(chǎn)能力為3510萬噸，占電爐煉鋼總能力的30.8%；75噸～99噸電爐生產(chǎn)能力為2940萬噸，占25.8%；60噸～74噸電爐生產(chǎn)能力為2450萬噸，占21.5%；60噸以下電爐生產(chǎn)能力為2500萬噸，占電爐煉鋼總能力的21.9%。2015年電爐分噸位生產(chǎn)能力及所占比例分別如圖2和圖3所示。

根據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會裝備等級劃分標準，100噸及以上電爐為領(lǐng)先水平，75噸～99噸電爐為先進水平，60噸～74噸電爐為一般水平，60噸以下電爐為落后水平。由圖3可見，我國100噸及以上領(lǐng)先水平電爐產(chǎn)能占電爐煉鋼總產(chǎn)能的30.8%，占比最高；75噸及以上先進水平電爐產(chǎn)能占電爐煉鋼總產(chǎn)能的56.6%，這說明我國電爐裝備大型化工作取得了明顯效果。但是，電爐煉鋼還有21.9%的落后產(chǎn)能不容忽視，未來我國電爐裝備還有較大提升空間。

電爐生產(chǎn)指標

金屬料消耗

電爐的金屬料消耗主要包括鋼鐵料和合金消耗。近10年來，我國大中型鋼鐵企業(yè)金屬料消耗保持在1130千克/噸左右，但其消費結(jié)構(gòu)變化明顯。其中，電爐鋼鐵料消耗量整體呈現(xiàn)大幅下降趨勢，2015年我國大中型鋼鐵企業(yè)鋼鐵料消耗量為974千克/噸，比2005年的1095千克/噸降低121千克/噸，下降11%；但是，合金消耗量卻從2005年的32千克/噸上漲到156千克/噸，上升487.5%。這與電爐煉鋼生產(chǎn)逐漸從合金消耗較低的普鋼為主向合金消耗較高的品種鋼為主的發(fā)展趨勢相吻合。

電爐鋼鐵料消費的結(jié)構(gòu)也在發(fā)生顯著變化

由于電爐配加熱鐵水工藝可替代部分廢鋼，并能提高生產(chǎn)效率、降低煉鋼工序能耗和生產(chǎn)成本，因此絕大多數(shù)電爐煉鋼企業(yè)均采用配加熱鐵水工藝，導致噸鋼生鐵消耗呈增加趨勢，而廢鋼消耗在不斷下降。近年來，重點大中型鋼鐵企業(yè)中電爐平均熱兌鐵水比為55%左右，部分碳鋼企業(yè)電爐的平均熱兌鐵水比達到80%以上。根據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2015年我國大中型鋼鐵企業(yè)電爐的鐵水消耗達到591千克/噸，電爐鋼鐵料中鐵水占比達到60.7%。同期，大中型鋼鐵企業(yè)電爐的廢鋼平均單耗不斷下降。2015年廢鋼單耗僅為351.7千克/噸，比2005年的650.4千克/噸累計下降45.9%。2005年~2015年，我國重點大中型鋼鐵企業(yè)電爐煉鋼的廢鋼、生鐵和合金等金屬料的消耗情況如圖4所示。

能源消耗

電力消耗是電爐煉鋼工序最主要的能源消耗。近10年來，我國大中型鋼鐵企業(yè)的電爐電耗水平總體呈現(xiàn)下降趨勢。究其原因，主要有兩點：一是我國電爐裝備水平在不斷提升，尤其是電爐大型化及其配套的爐壁燒嘴和噴槍、強化用氧、優(yōu)化供電等系列技術(shù)的應用，為電爐工序降低電耗提供了技術(shù)保障；二是在爐料結(jié)構(gòu)方面，隨著電爐冶煉鐵水比的不斷上升，電爐熱需求大幅減少，冶煉電耗不斷降低。極端情況下，有些企業(yè)的電爐鐵水比達80%以上，電極基本不用通電，甚至個別企業(yè)拆除電爐的電極，實現(xiàn)電爐轉(zhuǎn)爐化生產(chǎn)，電耗實現(xiàn)較大幅度下降。根據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，從圖5可以看到，2015年我國大中型鋼鐵企業(yè)電爐的平均冶煉電耗為224.7千瓦時/噸，比2005年的385.2千瓦時/噸下降了41.7%。

熱兌鐵水、強化用氧、優(yōu)化供電、煙氣余熱回收等措施的采用，極大地促進了電爐工序能耗的下降。由圖5可以看出，2015年我國大中型鋼鐵企業(yè)電爐工序能耗為60.4千克/噸，相比2005年的203.2千克/噸大幅下降70.3%。

值得注意的是，我國電爐冶煉鋼種以優(yōu)特鋼為主，與國外以普鋼為主明顯不同，因此在電爐冶煉中加入30%～50%的鐵水對于提高生產(chǎn)效率、降低電爐鋼水雜質(zhì)元素質(zhì)量分數(shù)是非常有益的。但是，大幅提高鐵水比，甚至追求電爐生產(chǎn)轉(zhuǎn)爐化，與充分發(fā)揮電爐節(jié)能減排優(yōu)勢的初衷是背道而馳的，不應該鼓勵和提倡。

生產(chǎn)效率。電爐的出鋼至出鋼時間是衡量電爐生產(chǎn)效率的典型指標之一。隨著鐵水兌入比例的提升，以及電爐裝備大型化，尤其是大功率燒嘴、集束氧槍和爐壁多功能槍等裝置的廣泛應用，電爐冶煉周期從全廢鋼冶煉時接近2小時的水平，逐漸過渡到接近1小時的水平。國內(nèi)先進企業(yè)在采用50%以下鐵水兌入比例時的冶煉周期也能控制在1小時以內(nèi)。根據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，從圖6可以看到，2015年大中型鋼鐵企業(yè)電爐的出鋼至出鋼平均時間為1.19小時/爐，相比2005年時的1.46小時/爐降低18.5%。

從業(yè)人員勞動生產(chǎn)率是衡量電爐勞動生產(chǎn)效率的典型指標。電爐裝備和技術(shù)的進步減輕了勞動從業(yè)人員的負擔，并助推電爐煉鋼勞動生產(chǎn)效率顯著提升。根據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2015年大中型企業(yè)電爐煉鋼從業(yè)人員平均勞動生產(chǎn)率為1238.4噸/（人·年），相比2005年的982.8噸/（人·年）累計提高26%，進步明顯，但與國外先進短流程鋼廠超過3000噸/（人·年）的勞動生產(chǎn)率相比，仍有較大差距。

我國電爐煉鋼發(fā)展面臨挑戰(zhàn)

電爐煉鋼成本競爭力不強

2000年以來，我國電爐鋼產(chǎn)量比例從2003年最高的17.6%下滑到2015年的6.1%，發(fā)展速度明顯落后于轉(zhuǎn)爐煉鋼。電爐煉鋼發(fā)展遇到的最大挑戰(zhàn)就是成本競爭力弱于轉(zhuǎn)爐煉鋼。目前電爐煉鋼成本比轉(zhuǎn)爐煉鋼成本高出10%～30%。影響電爐煉鋼成本的因素較多，而能源和資源消耗是最關(guān)鍵的因素。

一方面，國內(nèi)廢鋼資源的供應長期偏緊，廢鋼價格與螺紋鋼價格倒掛，廢鋼使用成本偏高；另一方面，我國的工業(yè)電價偏高，電價優(yōu)惠補貼力度難以支撐成本競爭力。因此，造成我國電爐煉鋼鐵水兌入比例持續(xù)升高，電爐轉(zhuǎn)爐化趨勢明顯。

電爐煉鋼的市場競爭力不足

從世界范圍來看，各國工業(yè)化程度不同，鋼鐵行業(yè)發(fā)展背景不同，導致電爐鋼競爭力水平體現(xiàn)不同。美國、歐洲、印度等地電爐鋼發(fā)展處于較好時期，其中，美國電爐鋼產(chǎn)量比例已超過60%，產(chǎn)品以普鋼為主。在我國，電爐鋼產(chǎn)品主要以特鋼為主，隨著爐外精煉技術(shù)的進步，轉(zhuǎn)爐品種鋼的生產(chǎn)能力逐漸增強，導致電爐煉鋼在特鋼領(lǐng)域的市場競爭力持續(xù)下降。目前，國內(nèi)軸承鋼、齒輪鋼以及不銹鋼等傳統(tǒng)特鋼產(chǎn)品基本都以轉(zhuǎn)爐鋼為主，電爐煉鋼的品種鋼生產(chǎn)優(yōu)勢已被壓縮到有限的高合金鋼生產(chǎn)領(lǐng)域，其市場競爭力明顯不足。

電爐鋼的政策支撐力度不夠

世界電爐鋼的快速發(fā)展，離不開各國政府配套政策的支持。例如，美國和歐洲對鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排政策要求的逐步提高，政府支持頁巖氣開發(fā)、薄板坯連鑄連軋和薄帶鑄軋等新能源和新工藝的研究和開發(fā)，客觀上為發(fā)展電爐鋼創(chuàng)造了條件；中東地區(qū)土耳其和伊朗等國家電爐鋼的迅速發(fā)展，與政府在廢鋼資源和能源配套政策上的大力支持也是密不可分的。當前，我國已經(jīng)對鋼鐵行業(yè)可持續(xù)發(fā)展和綠色發(fā)展日益重視，但是發(fā)展短流程電爐煉鋼在產(chǎn)能置換項目審批、資源和能源配套等具體扶持措施上面還缺乏實質(zhì)性支持，電爐鋼節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為市場競爭優(yōu)勢的效果不明顯。

延伸閱讀

鋼鐵“去產(chǎn)能”之下，中國廢鋼業(yè)如何轉(zhuǎn)型升級？

6月底“地條鋼”大限來臨。近期，從國家到地方以多種手段、輪番實施“地條鋼”清除行動，中國將徹底出清“地條鋼”等落后產(chǎn)能，并在6月30日前全部取締。分析人士認為，中頻爐取締將使得市場對廢鋼的需求再次降低。

當前，中國鋼鐵行業(yè)正處于“去產(chǎn)能”的大背景下，廢鋼產(chǎn)業(yè)如何抓住機遇，依托資源和技術(shù)優(yōu)勢實現(xiàn)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，成為擺在中小鋼鐵企業(yè)面前的頭等大事。

由于成本和回報的原因，20多年來，廢鋼在中國的使用比例一直都很低。一個殘酷的現(xiàn)實擺在面前：中國廢鋼煉鋼比僅為11%。而其他鋼鐵大國廢鋼煉鋼比，如美國為75.6%，土耳其更是高達90%，全世界的平均值也有51.6%。

與中國通常利用廢鋼生產(chǎn)“地條鋼”不同，美國的經(jīng)驗值得中國借鑒。今年3月正式投產(chǎn)的BRS大河特種鋼鐵廠的首席執(zhí)行官 Dave Stickler表示：“中國應該淘汰高爐技術(shù)，在美國100%的螺紋鋼和工字鋼都是廢鋼生產(chǎn)出來的，其中，55%到60%的平軋鋼都是電弧爐生產(chǎn)出來的?，F(xiàn)在開始的未來十多年，是中國發(fā)展智能短流程鋼鐵企業(yè)的機遇期，特別是在特鋼領(lǐng)域”。

大河特種鋼鐵廠位于美國阿肯色州，是目前世界上最先進的智能鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)。工廠一期人均鋼鐵產(chǎn)能3800噸/年，二期將達到5300噸/年，人均利潤更是達到驚人的105萬美元/年，遠超國內(nèi)鋼鐵企業(yè)。

鋼鐵產(chǎn)能升級下的轉(zhuǎn)型

當前中國經(jīng)濟正處于變化的節(jié)點，過去二三十年兩位數(shù)的高增長已經(jīng)不可持續(xù)。新華社撰文指出，中國經(jīng)濟正進入呈L型走勢的中高速增長時期，供給側(cè)改革則是當前形勢下深化改革的重點。而在供給側(cè)改革的五大任務中，去產(chǎn)能位列第一位，淘汰過剩、落后、污染嚴重的產(chǎn)能成為必然。

今年兩會上，本屆政府提出“要再壓減鋼鐵產(chǎn)能5000萬噸左右”，去產(chǎn)能任務和環(huán)境治理需求重疊共振，深刻影響著鋼鐵行業(yè)。

中國煉鋼方式主要以消耗鐵礦石的高爐-轉(zhuǎn)爐煉鋼為主，對鐵礦石原料的依賴度高達80%，而長期的轉(zhuǎn)爐煉鋼，帶來嚴重的環(huán)境污染；廢鋼是目前唯一可以逐步代替鐵礦石的優(yōu)質(zhì)清潔煉鋼原料。

在廢鋼產(chǎn)業(yè)，打擊“地條鋼”則成為治理的重中之重。據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會透露，今年中國將徹底出清“地條鋼”等落后產(chǎn)能，并在6月30日前全部取締。“‘地條鋼’必須‘歸零’，這是絕對不能容忍的?！眹野l(fā)展改革委副主任林念修表示。

所謂“地條鋼”，指的是以廢鋼鐵為原料，經(jīng)過感應爐、中頻爐等冶煉，不能有效地進行成分和質(zhì)量控制生產(chǎn)的鋼或者鋼材，主要為建筑用鋼，被認為存在著嚴重的質(zhì)量隱患。

Dave Stickler認為，全球來講，沒有哪個國家還在依靠鐵礦石煉鋼，因為污染太厲害，成本也非常高。中國應該淘汰高爐技術(shù)，轉(zhuǎn)而加大對電頻爐的支持。“通過廢鋼再加工成特種鋼或者是高質(zhì)量的鋼，具有成本控制、可循環(huán)利用和環(huán)保的效應?！?/p>

Dave Stickler介紹說，美國最后一個綜合鋼廠是在1962年建造的，之后的鋼廠全部都是綠色環(huán)保的電磁爐鋼廠。他認為，充足而有效的廢鋼市場、充裕的電力供應、成熟的交通運輸是環(huán)保型鋼廠的三大條件，中國在三十多年高速經(jīng)濟增長之后，這三方面都已經(jīng)具備了前提條件。

以廢鋼供應量為例，據(jù)測算，2015年末，中國鋼鐵積蓄量已達到80億噸，廢鋼資源產(chǎn)生量已超過1.6億噸。預計到2020年末，中國鋼鐵積蓄量將達到100多億噸，廢鋼資源產(chǎn)量可達到2億噸。如果“十三五”末中國粗鋼產(chǎn)量調(diào)整到7.5億噸，廢鋼比由現(xiàn)在的10%提高到20%，廢鋼需求量在1.5億噸，社會廢鋼鐵資源基本可以滿足供應。中國鋼鐵行業(yè)已經(jīng)到了升級的機遇期。

廢鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展長期落后

中國是世界上最大的鋼鐵生產(chǎn)國，粗鋼產(chǎn)量占全球總量的近一半，不過中國粗鋼產(chǎn)量的增長主要依靠消耗鐵礦石的高爐-轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝的發(fā)展，消耗廢鋼資源的電爐煉鋼僅占10%左右，遠低于30%的世界平均水平，與美國的60%有巨大的差距。而土耳其、東南亞大部分國家，基本上都是電爐煉鋼。理論上，電爐煉鋼具備節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢。

中國廢鋼鐵應用協(xié)會常務副會長兼秘書長李樹斌介紹，如果用電爐煉廢鋼其利用率可以達到90%以上，但中國因為鋼鐵產(chǎn)量基數(shù)較大，傳統(tǒng)鋼廠仍使用轉(zhuǎn)爐較多，導致廢鋼利用率長期徘徊在20%以下。“原因不外乎成本，電爐比轉(zhuǎn)爐平均高100元/噸~200元/噸?！绷硪粋€方面，用廢鋼煉鋼比用鐵礦石煉鐵再煉鋼，原料成本要高200/噸~300元/噸，這使得企業(yè)使用廢鋼的積極性不高。

廢鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展長期落后與鋼鐵工業(yè)的發(fā)展有關(guān)，既有企業(yè)由于成本不主動采用新技術(shù)的問題，也有國家鼓勵指導政策滯后的原因。

在中國，由于缺少扶持和推廣，廢鋼回收利用產(chǎn)業(yè)是一個低利潤、低回報的行業(yè)，融資、信貸比較困難，較重的稅費負擔也在一定程度上影響了再生資源企業(yè)的發(fā)展壯大。

李樹斌表示，國家應在財政、稅收及電價等方面給予經(jīng)濟補貼，鼓勵鋼廠“少用鐵水、多用廢鋼”。廢鋼產(chǎn)業(yè)本來就是利鋼鐵產(chǎn)業(yè)循環(huán)的行業(yè)，國家有關(guān)部委已經(jīng)重啟了廢鋼鼓勵政策的制定，“‘十三五’期間，根據(jù)規(guī)劃，中國煉鋼廢鋼比應達到20%，然而給鋼鐵企業(yè)的優(yōu)惠政策遲遲難落地?！?/p>

針對中國廢鋼產(chǎn)業(yè)還不健全的問題，Dave Stickler建議中國政府跟一些世界廢鋼的主要供應商來合作。他表示，大河鋼鐵也有意與國內(nèi)鋼鐵企業(yè)聯(lián)合建廠或者提供相關(guān)技術(shù)，利用廢鋼來加工特種鋼，滿足中國市場的高端用鋼缺口。

目前，一些企業(yè)已經(jīng)同廢鋼鐵回收加工企業(yè)強強聯(lián)合，在加工配送方面進行合作。早些時候，西王集團與中國再生資源公司在廢鋼領(lǐng)域建立戰(zhàn)略合作，將共同出資成立合資公司，建立廢鋼資源化回收和利用網(wǎng)絡平臺。

廢鋼回收的綠色環(huán)保賬

廢鋼是一種可無限循環(huán)使用的節(jié)能再生資源，多用一噸廢鋼鐵可節(jié)約0.4噸焦炭或一噸原煤，可減少1.7噸精礦粉的消耗，減少4.3噸原礦開采，可減少1.6噸二氧化碳的排放。

事實上，中國政府已經(jīng)認識到廢鋼循環(huán)利用的重要性。根據(jù)《鋼鐵產(chǎn)業(yè)調(diào)整政策》，到2025年中國煉鋼的廢鋼比要達到30%，為實現(xiàn)這個目標，中國廢鋼鐵應用協(xié)會在制定的《廢鋼鐵產(chǎn)業(yè)十三五發(fā)展規(guī)劃》中提出，到2020年，中國煉鋼的廢鋼比比“十二五”翻一番，要達到20%。

如何在廢鋼產(chǎn)業(yè)不成熟，電力成本高企，而補貼政策還未落實的現(xiàn)實情況下提高行業(yè)使用廢鋼的積極性，卻是擺在全行業(yè)面前的現(xiàn)實問題。

國內(nèi)鋼鐵企業(yè)一直在努力探索企業(yè)升級轉(zhuǎn)型之路，不少企業(yè)實現(xiàn)了轉(zhuǎn)型升級。以沙鋼和興澄特鋼為例，這兩個企業(yè)在2015年全行業(yè)大部分企業(yè)虧損的情況下，分別實現(xiàn)了15億和13億利潤。沙鋼走的是提高效率之路，2016年人均產(chǎn)量達到1400噸，是國內(nèi)鋼廠人均產(chǎn)能的兩倍，略低于世界第一的浦項制鐵。興澄特鋼則走的是提高產(chǎn)品附加值之路，多種特種鋼產(chǎn)品占據(jù)國內(nèi)領(lǐng)導地位。

在特鋼高附加值產(chǎn)品上，中國仍有較大的潛在市場需求和缺口。國內(nèi)特鋼消費中80-90%為中低端產(chǎn)品，高端產(chǎn)品不能滿足需求，90%中高端特鋼需要進口，軍工、航空航天、汽車鐵路、港口機械、電站油田等行業(yè)對特鋼需求較大。

Dave Stickler認為，在廢鋼再利用上，其經(jīng)濟效益并不低于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐煉鋼，其中的關(guān)鍵在新技術(shù)的應用帶來勞動力成本的下降和高附加值產(chǎn)品比例的提升。

以大河特鋼為例，這家位于阿肯色州密西西比郡的大河特種鋼鐵廠，以舊汽車及工業(yè)建筑鋼鐵沖壓廢料為主要原材料，生產(chǎn)包括管道鋼、汽車鋼、電工鋼等特種鋼材。作為全球首家使用AI人工智能進行生產(chǎn)的鋼鐵廠，大河特鋼是目前世界上唯一一個獲得LEED(綠色能源與環(huán)境設(shè)計)認證的鋼鐵企業(yè)，已建成的一期已實現(xiàn)430人年產(chǎn)量165萬噸(約人均接近4000噸/年);二期建設(shè)完工后，650人滿負荷可生產(chǎn)350萬噸鋼鐵(人均接近5500噸/年)，遠高于浦項制鐵。以二期的人均產(chǎn)能計，大河特鋼的人均貢獻利潤將達到驚人的100萬美元/年。

尤其是人工智能在鋼鐵制造流程中的應用，大大節(jié)約了勞動力成本。David強調(diào)說，“四十年前，鋼鐵生產(chǎn)中人工占整個投入的80%，技術(shù)占20%;現(xiàn)在完全變了，現(xiàn)在90%靠技術(shù)，10%靠人工?！?/p>