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如何支持和引导电炉炼钢的有序发展?

8月25日,包括工业和信息化部在内的七个部门正式发布了《钢铁工业稳定发展工作计划》(以下简称“计划”),再次强调钢铁工业是国民经济的基础性支柱产业,是关系到产业稳定发展和经济平稳运行的重要领域。同时,该计划提出了12项工作措施,其中包括支持和引导电炉钢有序发展,简称“钢铁12项”。(点击查看详情:钢铁工业发展重磅!七个部门联合发布《钢铁工业稳定发展工作计划》)

目前,电炉炼钢产量约占我国粗钢产量的10%。据不完全统计,我国有250多家短工艺电炉炼钢企业,其中近200家为全废钢电炉炼钢企业。随着《工业碳峰值实施计划》提出“到2025年,短工艺炼钢比例达到15%以上;到2030年,短工艺炼钢比例达到20%以上”的目标要求,各省、直辖市也在《碳峰值实施计划》、《工业领域碳峰值实施计划》和《节能减排综合工作计划》等文件中提出,短工艺炼钢比例应达到5%至20%。

我国钢铁工业“双碳”转型后半段,需要在碳峰值后依靠大力发展电炉炼钢来实现碳中和。大比例绿色电炉炼钢和氢基直接还原铁,从某种意义上说,就是“绿色钢铁”生产的代名词。

今年5月,工业和信息化部、生态环境部、四川省人民政府在四川省泸州市联合召开全国电炉短流程炼钢推进大会,进一步聚焦落实《电炉短流程炼钢高质量发展引领工程实施方案》。为支持和引导电炉炼钢有序发展,包括工业和信息化部在内的七个部委联合发布的新方案强调加快推进电炉短流程炼钢高质量发展引领工程,再次明确了全废钢电炉炼钢项目差异化产能置换、环境管理等政策的实施,力争打造世界领先的电炉炼钢产业集群。

电炉炼钢产业集群的建立和发展,离不开采用全废钢电炉冶炼工艺的电炉炼钢企业。短流程炼钢比例能否按计划达标,电炉炼钢企业将发挥至关重要的作用。电炉炼钢企业有能力打造标杆企业,也必须肩负起打造能够复制推广模式的电炉炼钢标杆企业的重大历史使命。电炉炼钢企业的高质量发展,也将成为钢铁行业高质量发展的推动力和稳定器。有效提升电炉钢质量、合理提高电炉钢产量,离不开电炉炼钢企业,它们将在“钢铁十二条例”的实施中发挥关键的引领和示范作用,并成为“两个坚定”原则的深入体现。

从工艺角度看我国电炉炼钢的发展现状

据不完全统计,我国电炉炼钢产能约为2亿吨,但2022年电炉炼钢产量不足1亿吨,产能利用率约为50%。今年1-7月,我国所有废钢电炉平均开工率超过75%,平均产能利用率仍维持在50%左右,电炉炼钢企业在微薄的利润和亏损之间徘徊。一方面,今年夏季电炉炼钢企业未遭遇高温导致的大规模、长期停电,电炉平均开工率保持在较高水平;另一方面,电炉平均产能利用率一直处于较低水平,主要原因是钢材下游市场价格形势不佳,废钢资源价格高企且供应不足,能源价格高企等诸多因素。从工艺角度来看,通过产能替代实现“长流程改短流程”的电炉炼钢设备建设非常容易,这意味着到2025年短流程炼钢占比达到15%以上的目标完全不成问题。然而,这并不意味着我国15%的粗钢产量将由电炉生产,因为电炉炼钢所需的废钢供应和价格等原材料因素,以及电力等能源价格上涨等因素,导致电炉炼钢的成本高于转炉炼钢,几乎没有成本优势。制约电炉炼钢发展的“瓶颈”因素难以有效改善,短期内难以在电炉炼钢工艺比例方面取得重大突破。

从设备角度看我国电炉炼钢的发展现状

2023年7月14日,国家发展和改革委员会发布了关于《产业结构调整指导目录(2023年版,征求意见稿)》(以下简称“目录”)的公众咨询公告。目录规定,限制使用的电炉炼钢设备为“额定容量30吨以上且100吨以下(合金钢50吨以下)的电弧炉”。该政策自2011年实施以来一直未作调整。

据不完全统计,自2021年6月1日实施《钢铁行业产能更新改造实施办法》以来,截至2023年7月底,通过产能更新改造,已建成、新建和在建的电炉炼钢设备共计66套,总额定产能为6430吨,单台设备平均额定产能为97.4吨,已接近100吨。这表明我国电炉炼钢设备正快速迈向规模化发展,并已很好地落实了《目录》的要求。但需要指出的是,并非所有新建设备的额定产能都超过100吨,部分设备由于产能限制等原因仍用于生产合金钢,规避了额定产能不低于100吨的限制。

自2017年以来,借助1.4亿吨“底钢”的清理,我国新建了大量电炉炼钢设备,但100吨及以上的电炉设备主要依赖进口。据不完全统计,目前已建成、在建或计划建设的此类额定容量的进口电炉累计达51台,其中达涅利23台,特诺瓦14台,普莱姆12台,SMS 2台等。国内企业在这一级别的电炉设备领域难以与国外厂商竞争。国内长春电炉、无锡东雄等电炉设备企业主要集中于100吨以下卧式电炉,特别是70-80吨卧式连续给料电炉。该部分电炉的国产化率超过95%。

经调查发现,70-80吨全废钢卧式连续给料电炉的平均冶炼周期约为32分钟,平均冶炼能耗为335千瓦时/吨钢,电极耗量为0.75公斤/吨钢,各项技术经济指标均可达到百吨级及以上电炉水平,碳排放强度仅为0.4吨/吨钢左右。若该水平电炉设备按要求完成超低排放改造,则完全能够满足国家超低排放实施标准的要求。“建议”提出加快推进技术装备高端化升级、先进电炉、特种冶炼、高端检测等高端设备的研发,并加强“产学研结合”的上下游协同研究。从以上调查数据可以看出,70-80吨全废钢卧式连续给料电炉满足“先进电炉”的要求,体现了钢铁企业的创新和发展能力。

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据不完全统计,我国共有418台电炉(包括现有、新建和拟建),其中额定容量50吨及以下的电炉181台,容量51吨至99吨的电炉116台(70吨至99吨有87台),100吨及以上的电炉121台。按照《目录》的要求,即使剔除一些以合金钢名义新建的50吨至100吨电炉设备,我国受限电炉设备的比例仍然很高。值得思考和讨论的是,是继续扩大电炉产能,“一刀切”、“蜂拥而至”地强行“由小到大”,还是有针对性地降低所有废钢冶炼电炉炼钢设备的额定容量限制标准。建议将“产品目录”中“额定容量30吨以上100吨(合金钢50吨)以下的电弧炉”修改为“额定容量30吨以上100吨(合金钢50吨,所有废钢70吨)的电弧炉”,以便更好地发挥现有70-99吨电弧炉设备的优势,减轻拥有此类电弧炉设备的企业的“束缚”。

从产品结构角度探讨我国电炉炼钢企业的转型升级。

我国电炉炼钢企业生产的钢铁产品中,普通碳钢产量占80%以上,建筑用钢占60%以上。随着钢筋等建筑用钢需求疲软,生产大规模、多品种钢铁产品的电炉炼钢企业亟需调整产品结构,完成转型升级。

随着我国高质量经济的不断深化,个人对钢铁产品的需求日益增长,“订单式”生产模式也日益普及。一般来说,对于产能100吨以上的电炉炼钢企业而言,其产能指标较高,配套建设轧钢生产线需要大量资金投入,且受场地面积、新增固定资产投资额等因素的限制,难以全面完成产品结构调整。

对于生产批次多、小批量、高附加值的合金钢和特种钢,应优先采用“小型电炉”生产,这不仅可以有效降低生产成本,还能降低设备维护成本。这也符合《规划》中提出的打造先进钢铁产业集群的倡议。电炉炼钢企业应优先发展成为创新型中小企业、专业化和特色型新型中小企业、专业化和特色型新型“小巨人”企业以及制造领域的个体冠军企业。例如,安徽某国家级专业化和特色型新型“小巨人”企业采用一台35吨电炉,配套多台精炼炉、感应炉和自燃炉等,年产15万吨高级特种合金材料。产品广泛应用于航空、航天、船舶、石油化工、核电等领域,并可根据客户对新材料的需求,组织新材料的研发和生产;江苏一家上市公司利用一台60吨电炉配套多台精炼炉、感应炉和自燃炉等设备,生产合金材料和合金制品。产品广泛应用于新能源风电、轨道交通、航空航天、军工装备、核电、半导体芯片设备等高端装备制造行业。

70吨左右的全废钢电炉能够很好地满足“多批次、多品种、小批量”的特点,减少钢铁企业代工生产造成的剩余缺货问题。70吨左右的全废钢电炉的原材料及辅助材料采购量和产品销售量均低于100吨及以上的电炉,因此对当地环境的污染物和温室气体排放总量也更低。

此外,一台70吨的电炉与一条60万吨的轧钢生产线配套使用,对于半径200公里范围内的城市钢厂而言,是一种合理、经济、高效的炉机配套方式,可用于废钢供应和产品销售。针对不同额定容量的电炉产品发展方向,建议采用以下三种分类方法:第一,电炉容量为30吨至50吨,适用于小批量生产特种钢和合金钢;第二,电炉容量为150吨及以上,适用于生产板材、带材、高附加值汽车用钢和不锈钢等;第三,电炉容量在50吨至150吨之间,主要为70吨至100吨,适用于城市周边小型钢厂生产建筑用钢和生活垃圾处理用钢。

关于我国电炉短程炼钢工艺发展的一些建议

首先,应鼓励因地制宜,积极稳步推进电炉炼钢的发展。不宜一味地快速增加电炉炼钢设备的数​​量和电炉炼钢的产量比例,也不鼓励在全国所有地区一味地提高电炉短流程炼钢的产能和产量比例。相比之下,电炉炼钢发展的首要条件是企业所在地拥有充足的废钢等铁素体资源,其次是水电等资源相对廉价,第三是环境保护、能源和未来碳排放资源相对紧张稀缺。如果某个地区不具备资源和能源优势,环境承载力和净化能力也相对较强,却“蜂拥”盲目地安装电炉炼钢设备,最终可能导致某些地区出现大量“电炉炼钢厂”。一些无法与长流程炼钢企业竞争的电炉炼钢企业,由于缺乏市场竞争力,被迫长期停产。

第二,要分类别实施政策,做好现有库存电炉的生产和管理。不要贪图国外电炉炼钢设备,要规划完善的电炉炼钢设备配套机制,建议不要仅仅以炉容量大小作为衡量设备先进程度的唯一指标,也不要鼓励全国各地继续沿用“由小到大”等“一刀切”的政策,以免限制具有竞争力的“小型电炉”企业的发展。

该“建议”在强化要素保障方面提出,各地应建立钢铁行业长期稳定发展的机制,清除对钢铁行业的歧视性政策,满足A级环保绩效、先进节能的高质量电炉炼钢发展方向。钢铁项目不纳入“两高一金”项目管理。在当前钢铁行业宏观形势下,企业应优先保障“生存”,避免因购置新型电炉设备而背负沉重的企业债务,以免成为压垮企业的最后一根稻草。

第三,加快推进电炉炼钢产业高质量发展。建议电炉炼钢企业尽早寻求转型升级,完成产品结构的优化调整,在“洁净”车间生产具有竞争力的高附加值产品,树立品牌意识,重视对外宣传沟通,力争打造“品牌溢价”。无论是否受限,电炉设备都能生产出满足客户质量要求的建筑用钢。如果“大型电炉”无法持续获得优质、高纯度的铁素体资源,例如废钢或直接还原铁,就难以生产出高附加值钢材产品。以生产建筑用钢为主的电炉炼钢企业应尽快通过专业的并购、国际产能合作等方式完成转型升级。而那些属于“小巨人”、“单一冠军”和“隐形冠军”的电炉炼钢企业,则应通过增加研发投入、加强技术合作、引进成熟技术等多种措施,全面实现产品结构调整,力争“创新溢价”。


发布时间:2023年9月11日