当前，绿色低碳发展已然成为全球战略竞争的关键制高点，与借助铁矿石当成原料的高炉 - 转炉长流程相比较而言，凭借废钢作为原料的电炉短流程能够明显降低能源的消耗以及二氧化碳的排放，由此可见，合理且高效地回收利用废钢资源，推进电炉短流程炼钢的发展，是推动我国钢铁行业实现绿色低碳转型的重要途径。基于此，《世界金属导报》同达涅利冶金设备（中国）有限公司一道推出“废钢利用与电炉短流程炼钢发展”专题，针对我国废钢资源供给以及需求情况展开探讨，对电炉短流程钢厂的时空布局予以研讨，就废钢助力短电炉流程的发展路径进行探究，还涉及政策建议等诸多话题。

国民经济里，钢铁工业属于重要基础产业，并且还是能源消耗、碳排放的重点领域。“双碳”目标背景下，推动钢铁工业绿色低碳转型成了国家重大战略需求。长久以来，我国钢铁生产里，高炉 - 转炉长流程占据绝对主导地位，然而以废钢作为主要原料的电炉短流程发展缓慢，比例明显低于世界平均水平。这种结构不但致使对进口铁矿石高度依赖，还带来了巨大环境负荷。开展针对全废钢电炉工艺的进步，这不单单是化解资源环境限制、保障产业链安全的必然抉择，更是钢铁工业达成脱碳化、智能化进步的关键通道。此篇文章的目的在于剖析我国电炉流程发展所面临的挑战事情，讲述其具备的战略重要意义废钢回收招标，并且探究未来能够行得通的发展样式与路径，从而为中国钢铁工业的高质量发展给予参考依据。

我国电炉流程发展面临的主要挑战

电炉钢生产成本是比较高的，电炉炼钢生产成本主要会受到废钢、电力、电极等价格波动带来的影响，现在我国电炉炼钢的平均生产成本相比转炉炼钢成本要高出400至600元每吨，只有当废钢价格低于铁水成本300至500元每吨的时候，电炉炼钢生产成本才能够低于转炉炼钢。

电炉钢比例呈现较低的状况。往前推近20年的时间里，我国电炉钢比例始终在10%这个数值上下出现波动。和当下世界平均水平大概25%、美国超过60%、欧洲约40%、韩国约30%、日本约20%这样的电炉钢比例相比较而言，其间存在着明显的差距。深入探究其原因是这样的：粗钢产量的数量非常大，粗钢产量增长的速度远远高于电炉钢产量增长的速度。

3）废钢资源的流向并不合理。近年来，我国废钢资源量是逐年在升高的，然而因为粗钢产量的基数特别巨大，致使钢铁行业当中的废钢比，也就是大约20%，处于较低的水平，和世界主要产钢国40% - 70%的废钢比存在着一定的差距。另外，钢铁行业里可用的废钢资源，大部分都流向了高炉 - 转炉长流程，长流程的废钢消耗量大概占到钢铁工业废钢消耗总量的70%，而短流程仅仅占到大约30%，如此一来，电炉流程所需要的废钢资源就没办法保证供给，这进一步对电炉流程的发展形成了限制。

我国发展全废钢电炉流程的

战略意义和价值

随着我国钢铁蓄积量以及废钢资源量的增加，未来我国废钢资源短缺情形将彻底改变，预计2030年我国废钢资源量有望超过3亿吨，2035年突破4亿吨，2045年有望达到5亿吨随后会有小幅波动，总体仍将保持在5亿吨/年以上，届时国内废钢资源与自产铁矿石基本能满足粗钢生产需求，大大降低铁矿石对外依存度，实现铁素资源保障 。国家以及行业，还需要在顶层设计方面，出台相应的政策，以此来保证废钢资源能够稳定地产出，并且能够合理地利用。

2）钢铁工业进入脱碳化发展阶段，其脱碳化发展拥有诸多策略，具体涵盖了提高能源使用效率，提升全废钢电炉流程比例，转向清洁能源利用，变革工艺流程以直接减少碳排放，提高下游钢铁产品使用效率，降低钢材消费需求，促使钢厂与其他行业构建产业生态链，涉及碳捕集、利用与封存（CCSU）。经分析可知，有策略地推进并提高全废钢电炉流程的比例是当下钢铁工业脱碳发展进程中最容易达成的途径。此外，钢铁行业已被纳入碳交易市场，未来存在以下情况，有可能仍是碳税开征的主要目标，并且还是核心参与者，碳排放权交易市场的建设，以及合理的碳税制度，在增加钢铁行业碳排放成本之际，也会促进全废钢电炉流程的发展。

第一，存在钢厂跟城市的和谐共生情况。第二，为了去满足用户用电高峰需求，供电厂得按照高峰时段来设计生产规模，进而致使部分设备会在夜间低谷期处于闲置状态或者降负荷运作。第三，在近些年，非化石能源发电是快速增长的，火电机组负荷起伏十分频繁，利用小时数逐年呈现下降趋势。第四，深度调峰让电力系统效率降低了，使得发电煤耗以及成本都上升了。第五，据估算，当火电机组负荷率是80%的时候，比起100%负荷率的时候供电煤耗会增加2至7g/kWh。基于此情形，应当推行峰谷分时电价举措，以此发挥电价所具备的杠杆作用，进而引导用户达成“削峰填谷”之目的废钢回收招标，最终实现提高低谷时段用电量的结果。对于高炉 - 转炉长流程钢厂来讲，鉴于其生产具备连续性、不可中断的特性，要是通过在高峰期进行减产或者停产操作，那么将会致使效率降低、最终所获利益难以抵偿损失。该钢厂实施“削峰填谷”主要是依靠在高峰期更多地使用副产煤气进行自发电、在低谷期多使用电网电的方式，然而受到煤气柜容量的限制情况，降低成本的效果较为有限。而全废钢电炉短流程企业是以电力作为主要能源的，其操作具有灵活性，能够充分利用低谷电价的优势，避开高峰时段进行运行，进而能够显著地降低用电成本。

4）钢厂智能化的突破口所在。钢厂智能化的关键核心之处是构建起一个信息物理融合系统，也就是CPS。全废钢电炉流程有着成为达成钢厂智能化突破口的可能性 。从物理系统角度而言，电炉 - 精炼 - 连铸 - 轧钢，这种“四位一体”的全废钢电炉流程，达成全流程动态 - 有序、协同 - 、连续运行，相当容易，借助采取工程设计动态优化，针对流程里某些工序 / 装置实施优化或改进，以及“界面”技术优化等举措，进而推动物质流网络以及能量流网络的协同优化。如此便可为智能化钢厂奠定“物理”基础，并且让物理系统的架构有益于信息流的导入与贯通。 而在信息系统方面，因全废钢电炉流程所消耗的能量主要是电力，从而比较容易实现信息调控，可以借助制造流程中关键信息要素的实时检测感知，构建工业互联网平台，完善从不同层次（PCS、MES、EMS直到ERP），不同过程（像废钢料场系统、炼钢系统、轧钢系统、钢材库系统）的信息流网络结构与模型，贯通物理系统与生产管控系统之间的信息流，促使物质流、能量流、信息流“三流”关联、协同起来 。

我国电炉流程的发展路径探讨

1）“两链一流”系统为核心的“城市钢厂”

照依我国废钢这类资源布局所具有的强地区性，还有电炉流程自身具备的生产特点，参考美国电炉钢发展历程当中积累起来的经验，以“两链一流”系统当作核心的那种“城市钢厂”，是最为契合我国电炉流程发展情形的模式 。