“今天我不是要讲电炉炼钢，而是要讲全废钢为源头的电炉流程。”近日，原冶金部副部长、中国工程院院士、钢铁研究总院名誉院长殷瑞钰在接受《中国冶金报》记者采访时开门见山地说。
“今天我不是要讲电炉炼钢，而是要讲全废钢为源头的电炉流程。”近日，原冶金部副部长、中国工程院院士、钢铁研究总院名誉院长殷瑞钰在接受《中国冶金报》记者采访时开门见山地说。
近几年国家对“地条钢”等落后产能的彻底取缔，给废钢资源腾挪出巨大的利用空间。与此同时，国家环保治理的力度日益加大，钢铁行业环保压力不断攀升。因此，以废钢为主要原料的电炉生产流程以其环保优势而获得业内广泛关注。近2年，也有大量的电炉钢产能投产，2017年我国电炉炼钢产量达到7485万吨，比2016年增加了46%。据悉，今年还有相当大的一部分新建电炉置换产能准备投产。
那么，在这种情况下，我国应该如何健康有序地发展电炉生产流程？围绕这个问题，殷瑞钰长期以来对我国电炉钢的发展都给予了高度关注。和《中国冶金报》记者谈起这个话题，殷瑞钰首先分析了钢铁工业生产流程的发展规律，并结合实际国情，探讨了我国发展电炉流程的意义和必备条件。他最后强调：“我国发展电炉生产流程要统筹规划、合理布局、协调有序，切不可一哄而上。”
发展电炉生产流程要考虑国情、符合规律
“从炼钢工艺的发展过程来看，在近代炼钢工艺中，空气底吹转炉最先被应用。随着废钢资源的增加，以及对钢的质量要求提高，平炉炼钢应运而生。随着发电技术的发明，后来就出现了电炉炼钢。之后，由于空气分离技术的廉价高效、制氧技术的突破，氧气转炉兴起。从资源源头来看，钢厂的铁素资源主要就两类，一类是天然铁矿，一类是循环使用的废钢铁。经过100多年的演变，平炉在大部分国家已基本被淘汰。美国因为拥有丰富的废钢资源和廉价、充足的电力资源，现在电炉钢比达到62%~67%。除中国以外，现在全球钢铁工业的电炉钢比已达42%左右。发展电炉生产流程，要考虑国情，符合发展规律，也就是要有充足的废钢资源和电力供应。”殷瑞钰说。
“同时，我们还要明确，发展电炉要结合中国的国情。”殷瑞钰告诉《中国冶金报》记者，“就当前中国的国情而言，钢铁工业不是要进一步增加钢产量，而是要高质量发展；不是要继续膨胀做大，而是要淘汰落后产能，甚至要降低钢产量。总的发展方向是绿色化、智能化和产品质量品牌化。”
“新时期，钢厂应该具有三大功能：一是高效率、低成本、高质量的钢铁产品制造功能，二是高效率能源转换和能源及时回收利用的功能，三是大宗社会废弃物的消纳处理和再资源化功能。”
科学把握发展电炉流程的意义和条件
殷瑞钰指出，发展电炉流程有4方面的意义。一是消纳城市产生的大量废弃物，特别是废钢，包括废家电、废汽车、落后的工业装备等。二是充分利用电网谷电时期的电能。三是与城市和谐共存，提高生态环保效益，特别是在当前蓝天保卫战的大环境下，全废钢电炉流程的优势充分显现。因为电炉短流程没有炼焦、烧结和炼铁，有学者研究指出其吨钢废气排放量较长流程炼钢减少八成左右。四是发展电炉炼钢可以减少铁矿石进口量，从而有利于平抑国际矿价。
对于现在国内电炉炼钢快速发展的势头，殷瑞钰认为，发展电炉不能一哄而起。必须至少具备以下3个条件：
一是废钢资源的存量要满足电炉炼钢的需求。从现在来看，废钢越来越多。2017年，中国已经有2亿吨左右的废钢产生量，到2030年中国将会产生3.2亿吨~3.5亿吨废钢。
二是废钢配送中心与电炉炼钢企业的距离要合理。废钢配送中心与钢厂的最佳距离是180公里以内。废钢要有合理的价格（其中也包括了物流费用），更不能比铁水的价格高或相差不多。废钢资源的产生、回收、加工、分类、储运也要连在一起。废钢要有严格的回收分类标准，通过对废钢分类、加工，可以有效地回收相应的合金成分。
三是电炉炼钢企业要在区域环境能容纳的负荷内生产，要符合环保政策。殷瑞钰提到，有学者的研究指出：长流程钢厂生产1吨钢要排放出大约44吨左右的废气，而全废钢电炉流程每吨钢仅排放出8.8吨左右的废气。对钢铁企业来说，蓝天保卫战首先是与钢厂生产流程中的废气排放总量有关，钢铁工业无论是长流程还是短流程都会受到环境的约束。
用全废钢冶炼取代“铁水+废钢”模式
“电炉发展不能仅关注电炉，一定要考虑电炉流程，这个概念很重要。”殷瑞钰强调，“电炉炼钢和电炉流程是两个概念，现在有的企业偏向于只看电炉，眼光可能短了些，要把电炉放在整个钢厂的生产流程中来考虑，需要高度重视全流程的整体协调衔接。”
目前，有的企业在电炉中兑入铁水，以降低成本获得较高的经济效益。殷瑞钰认为，长流程和电炉短流程有明显的区别，在社会废钢供应越来越充裕的情况下，不应该继续在电炉里兑铁水炼钢，企业如果仅增加电炉炼钢设备，而炼焦、烧结和高炉流程不停产，就属于增产，同时还会带来更大的环境污染，所以一定要把握好这个原则。“我们要用全废钢电炉逐步取代兑入铁水的电炉及跟它匹配的电炉炼钢流程。”殷瑞钰表示。
全废钢电炉流程一般是1个电炉、1个精炼炉、1个连铸机、1个轧钢机等工序/装置前后衔接匹配的、协同连续的生产过程，这种钢厂的规模不是取决于电炉的大小，而是取决于轧机的能力。例如，薄板坯连铸连轧生产线的能力一般为180万吨/年~240万吨/年，其电炉容量不应小于150吨；螺纹钢轧机能力应为80万吨/年~100万吨/年，其电炉能力一般应在100吨左右；无缝钢管的电炉容量也应与轧机匹配。总之，要根据对应轧机的实际生产产品来考虑电炉容量及其上、下游匹配问题。
此外，电炉生产的产品也要有明确的定位。在美国，长流程炼钢和短流程炼钢有很明显的分工，螺纹钢、线材主要是电炉生产，高炉、转炉长流程主要生产薄板和中厚板等产品，日本、德国也大体如此。
殷瑞钰指出，在工程设计上，应该研发整个电炉流程示范的样板。另外，电炉炼钢在一些条件下不需要一天24小时连续生产，有些电炉钢厂一天仅生产10小时左右，由于充分利用“谷电”，产生的效益反而较高，此外，还要考虑当地是否有相应的电网供电的能力以及谷电的负荷，因为各个地区的谷电负荷不一样。
目前国内外全废钢电炉大部分是开盖加料，这不符合环保要求，同时开盖导致热量流失，开盖时电炉不能通电。“所以，新建的电炉，应该是密闭的电炉，‘平熔池’冶炼，这样在节能、连续生产、噪音降低、环保上优势明显。”殷瑞钰指出。
对于目前市场上存在的几种电炉炼钢技术，殷瑞钰认为都不完善。“我觉得都有值得改进的余地。”他说。
殷瑞钰认为，电炉流程内工序之间的衔接匹配也很重要。电炉、精炼炉、连铸机、加热炉、轧机之间都要重视连续、动态匹配。例如电炉产能是100万吨，精炼炉产能也是100万吨，连铸产能也是100万吨，这些放在一起不一定能高效生产，因为生产过程中存在时间、空间距离等因素，不能孤立地、碎片化地计算能力，而是要在动态的协同运行状态下计算产能。因此，要从设计开始就注意这个问题。“钢厂生产流程中，上游是输入，下游是输出，输入和输出要有效衔接、匹配起来，电炉流程才能高效率运转。”殷瑞钰强调。
殷瑞钰表示，我国现在已经到了应该重视发展全废钢电炉流程的时候了，电炉流程对中国钢铁工业资源能源结构调整、布局结构的优化、排放过程和排放量的削减、环境/生态负荷的削减，以及钢厂与城市的和谐共存等都具有积极意义，但要防止一知半解、一哄而起、盲目投资。发展电炉流程应该统筹规划、合理布局、技术创新、协调有序地发展，这也是解决我国钢铁工业发展不充分、不平衡问题的重要切入口。
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