目前，行业内普遍认同的观点是，在我国钢铁行业迈向碳达峰和碳中和的目标过程中，高炉—转炉的长流程和电炉的短流程在两个阶段中扮演的角色以及其在减排方面的作用各有差异；在实现碳达峰的关键阶段，长流程起着至关重要的作用；而进入碳中和阶段，则需依靠短流程的有序科学发展。
8月25日，工信部联合其他六个部门共同发布的《钢铁行业稳增长工作方案》（该方案简称为《方案》）同样强调了电炉短流程，特别是全废钢电炉流程的重要性。《方案》中明确提出，要迅速推进电炉短流程炼钢的高质量发展工程，对全废钢电炉炼钢项目实施有针对性的产能置换和环保管理措施，并致力于打造全球领先的电炉钢产业集群。
图为殷瑞钰正接受《中国冶金报》记者专访。（记者 陈曦 摄）
推广全废钢电炉短流程，不仅能够简化生产步骤、促进能源节约和减排，更是钢铁行业迈向脱碳化的关键路径，同时，这也符合高质量发展的时代潮流。在9月11日，中国工程院院士殷瑞钰在接受《中国冶金报》记者的专访中，就推广全废钢电炉流程的相关问题，表达了自己的见解。
他分析指出，我国发展全废钢电炉工艺的潜力将逐步增强，预计到2045年前后，废钢的年产量将突破4亿吨，个别年份甚至可能达到5亿吨。与此同时，非化石能源的使用比例也将持续上升，电力资源将更加充足，成本也将逐步降低。
不完全的统计数据显示，我国目前拥有超过250家采用电炉短流程的企业，其中大约有近200家是采用全废钢电炉流程的。尽管数量颇为可观，但在推进全废钢电炉流程的发展过程中，仍需面对众多实际困难。
从经济性角度考虑，生产线材、型材所用电炉以70吨左右为宜
殷瑞钰向《中国冶金报》记者透露，电炉短流程涵盖了炼钢、精炼、连铸以及轧钢这四个关键环节。这些工序之间通过各自独特的界面技术相互衔接，共同构成了一个连贯的钢铁生产体系。
从流程的视角分析，电炉的吨位大小受到轧机性能的限制，而轧机的性能则因所制造钢材的种类各异以及市场需求的大小而呈现出不同的特点。殷瑞钰着重指出，在冶金的生产流程中，各个工序的设备能力必须相互协调，这样才能达到最佳效果。
他深入剖析指出，在全废钢电炉的生产流程中，制造各式钢材产品所需的轧机产量以及电炉的容量各不相同，大致可以分为以下几个类别：
首先，生产用于城市周边建筑的长材和型钢。其次，不同建筑用钢生产厂所使用的轧机产能水平各异。例如，生产螺纹钢的轧机产能大约为100万吨，而适合的电炉容量在100吨至120吨之间。再者，生产高线的轧机产能介于60万吨至70万吨，相应的电炉容量大约为70吨。最后，生产型钢的轧机产能范围在50万吨至70万吨，相应的电炉容量也约为70吨。
二是专注于生产合金钢型材。通常，单条生产线（处理直径在16毫米至90毫米之间的棒材）的年产量介于60万吨至70万吨之间，而适宜的电炉规模则在70吨至100吨之间。
第三种生产方式是与薄板坯连续铸造和连续轧制相结合，以生产热轧卷材或酸洗钢板。这类工厂通常年产量在180万吨至200万吨之间，一般采用两座电炉进行生产，而适宜的电炉容量则介于100吨至150吨。
第四项是生产常规的中厚型钢板。殷瑞钰指出，制造中厚板所需的轧制设备和电炉装置与钢板的宽度紧密相连，因此不能一概而论。
从经济效益的角度出发，生产螺纹钢及薄板坯连铸—连轧产品时，电炉的吨位不宜低于100吨；至于生产线材和型材，则建议使用约70吨的电炉。殷瑞钰总结并提出，参照国际先进经验，我国在发展全废钢电炉流程时，应将重点放在螺纹钢和线材的生产厂家，以替代中小型高炉—转炉流程来生产棒线材产品。
殷瑞钰特别强调，若规定所有企业必须从100吨规模起步，这将在一定程度上提高全废钢电炉流程的进入门槛，从而不利于各地根据自身情况推广这一流程。在流程结构方面，电炉、精炼、铸机和轧机之间的能力协调极为关键；70吨电炉与高线轧机相配合较为适宜，这有利于整个流程的协同运作和铸坯的高温热装；同时，这也有助于节能减排和降低碳排放；若不然，将会有部分冷坯无法使用。
电炉不是越大越先进，工序能力衔接匹配至关重要
殷瑞钰不断重申，电炉的体积并非决定其先进性的唯一标准，工序能力的相互衔接和匹配才是至关重要的。
近年来，主体装备大型化改造在钢铁行业成为趋势。不完全的统计数据显示，我国高炉的平均容积自2015年的770立方米增长至2021年的1400立方米以上；从2021年6月1日《钢铁行业产能置换实施办法》开始实施到2023年7月底，我国在用、新建或计划建设的电炉炼钢设备累计达到66座，每座的平均公称容量为97.4吨，几乎达到100吨，这一现象反映出我国电炉炼钢设备正朝着大型化方向迅速发展。
电炉炼钢技术的先进性不能仅以规模大小为衡量标准，实际上，还有诸多更为关键的考量因素。殷瑞钰指出，诸如不揭盖操作、废钢预热连续加料、平熔池冶炼、偏心炉底出钢、多炉连浇等关键技术，均值得行业和企业的高度重视并积极推广。这些技术不仅有助于降低能源消耗，而且对于企业未来的发展具有指导意义。殷瑞钰通过废钢预热连续加料工艺进行说明：“相较于传统技术或他种技术的电炉，废钢预热连续装料工艺在炼钢过程中无需开启炉盖，这不仅减少了料篮加料所需的时间，还防止了钢水熔池暴露在空气中导致的辐射损耗，从而降低了能耗，并缩短了通电所需的时间。”
殷瑞钰强调，根据目前国内电炉的运行数据，70吨级电炉的技术经济性能并不逊色于100吨电炉。若以100吨作为限制条件，可能会促使部分钢铁企业扩大产能，增加产量。
调研结果表明，70至80吨的预热连续加料电炉，其平均冶炼周期大约是32分钟，在满负荷生产状态下，日均能生产约45炉钢材，每吨钢水的平均电耗约为335千瓦时，电极的消耗量为每吨钢水0.75千克；而100至120吨的电炉设备，其平均冶炼周期大约为36分钟，在满负荷生产时，日均生产约40炉钢材，每吨钢水的平均电耗约为355千瓦时，电极的消耗量为每吨钢水0.8千克。
殷瑞钰指出，总体来看，70吨至80吨的电炉工序（主要采用废钢冶炼）能耗水平较低，冶炼周期较短。同时，从实际出发，确保炼钢、连铸以及线材、型钢轧机等工序之间能够实现合理的衔接与匹配，电炉的炉容设定在70吨至80吨之间是适宜的。
调研结果显示，目前我国电炉的平均容量只有68吨，其中限制类设备所占比例较高，100吨以下的电炉设备占比高达79%。殷瑞钰指出，目前国内100吨以下的电炉已成为主流设备。若企业在政策引导下进行扩容改造，由于指标稀缺，可能会间接引发扩产风险。这可能导致实际产能和产量总量上升，进而增加能耗和排放，从而不利于低碳发展。
此外，他指出，在机械设备和电控技术的层面，这款70吨的电炉在国产化方面取得了显著进展，并且其生产指标的平均水平也超过了同类进口电炉，这有助于减少投资成本，同时也有助于促进国内装备制造业的进步。
最后，殷瑞钰表示，上述观点为个人见解，仅供有关方面参考。
