“中國鋼鐵工業協會成立電爐鋼分會是我們電爐鋼行業的一件幸事
，在此提前表示熱烈祝賀！”從事電爐鋼研究40多年的北京科技大學碳中和研究院教授
、綠色低碳鋼鐵冶金全國重點實驗室主任朱榮
，聽到鋼協即將成立電爐鋼分會的消息
，在2月19日接受《中國冶金報》記者采訪時喜悅之情溢於言表。他認為
，電爐鋼分會的成立必將對引導和推動我國電爐鋼的健康有序高質量發展起到有力的促進作用。

　　在采訪中
，朱榮高度肯定了鋼協在推動電爐鋼研究和發展方麵所做出的努力。比如，鋼協黨委書記、執行會長何文波
，副書記兼秘書長薑維等親自帶隊到北科大實驗室，就電爐鋼發展進行調研、交流、探討和指導；朱榮團隊創新提出的近零碳排電弧爐煉鋼工藝，被中國鋼鐵工業協會確定為8項世界前沿重點低碳共性技術之一；等等。

　　針對《中國冶金報》記者提出的我國電爐鋼技術發展現狀和趨勢話題，朱榮如數家珍、侃侃而談——

　　我國電爐鋼發展現狀及麵臨的問題

　　談(tan)到(dao)我(wo)國(guo)電(dian)爐(lu)鋼(gang)的(de)發(fa)展(zhan)現(xian)狀(zhuang)時(shi)，朱(zhu)榮(rong)介(jie)紹(shao)，電(dian)爐(lu)煉(lian)鋼(gang)長(chang)期(qi)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)不(bu)如(ru)轉(zhuan)爐(lu)煉(lian)鋼(gang)，加(jia)上(shang)廢(fei)鋼(gang)資(zi)源(yuan)不(bu)足(zu)
，我(wo)國(guo)電(dian)爐(lu)鋼(gang)總(zong)體(ti)而(er)言(yan)發(fa)展(zhan)相(xiang)對(dui)緩(huan)慢(man)。目(mu)前(qian)，我(wo)國(guo)電(dian)爐(lu)鋼(gang)產(chan)能(neng)約(yue)2億噸，實際產量更低。據有關統計，2021年
，我國電爐鋼占比為10.7%，達到近10年峰值；2023年回落至9.7%。目前，我國電爐鋼占比在10%左右
，遠低於美國70%左右、歐洲50%左右、日本30%左右的電爐鋼占比，與“十四五”規劃的15%占比目標相比也存在一定的差距。

　　在裝備、技術方麵，他說，近年來，我國電爐鋼技術在低碳冶煉、高效生產和智能控製領域均取得顯著突破。在低碳冶煉技術方麵，他們團隊推出的“風光儲一體化”供電模式，結合氫能、生(sheng)物(wu)質(zhi)燃(ran)氣(qi)作(zuo)為(wei)集(ji)速(su)氧(yang)槍(qiang)燃(ran)料(liao)，探(tan)索(suo)零(ling)碳(tan)冶(ye)煉(lian)路(lu)徑(jing)，已(yi)在(zai)河(he)鋼(gang)集(ji)團(tuan)張(zhang)宣(xuan)科(ke)技(ji)和(he)中(zhong)信(xin)泰(tai)富(fu)特(te)鋼(gang)靖(jing)江(jiang)基(ji)地(di)試(shi)點(dian)進(jin)行(xing)工(gong)程(cheng)示(shi)範(fan)。在(zai)高(gao)效(xiao)冶(ye)煉(lian)技(ji)術(shu)方(fang)麵(mian)
，電(dian)爐(lu)冶(ye)煉(lian)周(zhou)期(qi)縮(suo)短(duan)至(zhi)30分鍾~35分鍾，噸鋼電耗降至300千瓦時~350千瓦時
，電極消耗低於1千克/噸鋼。在智能冶煉技術方麵，AI（人工智能）算法與大數據技術廣泛應用，爐況監控機器人、自動取樣係統等設備逐步應用。

　　不過，他也坦承，總體來講，國產電爐跟國外電爐是有一定差距的，因為國外電爐的技術裝備發展時間長、xiangduichengshu
，muqianwoguodianluzhuangbeihaishiyijinkouweizhu。qishi
，zhongyexiguoneishejiyuanzizhuyanfadexinxingdianlushejisiluyebucuo，xuyaocongguojiacengmiangeiyudalizhichi。jinguanwoguodianlugangshengchanjishujizhuangbeizhengtilaijiangyuguowaixianjindianluxiangbiyeyouyidingdechaju，danyixiedanyuanjishushixianlebingpaoshenzhilingpao。biru，dianludichuijishuzaiguoneiwailvxianshixianlegongchenghua
，gongdianjiyangqiangjishuchenggongtidailejinkou，shengchanjishuzhibiaoyidadaoguojilingxianshuiping。

　　對於我國電爐鋼發展緩慢的原因，朱榮認為有以下幾個方麵：

　　一是廢鋼資源問題。我國是發展中國家，目前整個社會廢鋼蓄積量有限，加上廢鋼回收體係不夠完善

，我國廢鋼年回收量也就在2.5億噸左右。另外
，轉爐鋼冶煉時也大量添加廢鋼
，每噸鋼添加達到200千克左右
，甚至更高
，與電爐鋼爭奪廢鋼資源。這樣
，完全依靠廢鋼冶煉的電爐鋼發展自然受限。

　　二是生產成本問題。由於電價相對偏高，為了降低成本，我國電爐鋼生產企業一般采用避峰就穀的生產模式
，即大多是白天不幹
、晚上生產。即便如此

，我國電爐鋼生產成本也高於轉爐鋼
，產能利用率長期在50%左右波動。

　　三是廢鋼質量問題。據朱榮介紹，上世紀90年代以前，我國電爐鋼曾以生產特鋼為主；之後因房地產市場鋼材需求旺盛轉向生產普鋼
，大多生產線材、螺紋鋼，對廢鋼質量要求相對不高；“十四五”以來
，房地產市場低迷，加上麵臨巨大的碳減壓力，電爐鋼又回歸到部分生產結構鋼和特鋼。這就遇到了廢鋼質量問題。廢鋼成分複雜、雜質多，全廢鋼冶煉高品質鋼材技術難度大，像高品質汽車板的銅含量要求低於0.08%。以前日本的廢鋼曾大量出口到我國，主要是銅含量達到0.3%的廢鋼，有的甚至達到0.6%，廢鋼中銅元素不好去除。“如何利用全廢鋼電爐流程生產高品質鋼，實現廢鋼的高質化利用，這是一項世界性難題，也是我們目前要解決的。”朱榮如此強調。

　　創新提出近零碳排電弧爐煉鋼工藝

　　鋼鐵工業碳排放占我國總碳排放量的16%左右
，是實現“雙碳”目標的關鍵。傳統電弧爐煉鋼碳排放量盡管隻有轉爐鋼的1/3（全廢鋼噸鋼坯二氧化碳排放在600千克左右），但相對碳中和目標仍較高，需進一步降低碳排放。為此，朱榮帶領科研團隊經過近10年的研究，創新提出了近零碳排電弧爐煉鋼工藝。接著，他從能量來源碳近零、冶煉過程碳近零
、原料生產碳近零3個方麵詳細介紹了如何進行工藝流程創新，實現電爐煉鋼全過程近零碳排放。

　　在能量來源碳近零方麵
，利用太陽能

、風feng能neng等deng不bu產chan生sheng碳tan排pai放fang的de綠lv色se能neng源yuan，將jiang其qi轉zhuan化hua為wei電dian能neng，如ru果guo將jiang這zhe部bu分fen綠lv色se電dian能neng高gao效xiao利li用yong於yu煉lian鋼gang過guo程cheng中zhong，即ji可ke從cong能neng量liang來lai源yuan上shang達da到dao碳tan近jin零ling的de目mu標biao。朱zhu榮rong認ren為wei，由you風feng光guang互hu補bu發fa電dian係xi統tong供gong能neng
、儲(chu)能(neng)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)調(tiao)節(jie)的(de)電(dian)弧(hu)爐(lu)微(wei)電(dian)網(wang)，可(ke)以(yi)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)風(feng)光(guang)的(de)互(hu)補(bu)優(you)勢(shi)
，在(zai)使(shi)用(yong)清(qing)潔(jie)能(neng)源(yuan)的(de)同(tong)時(shi)

，可(ke)獲(huo)得(de)更(geng)低(di)的(de)成(cheng)本(ben)
，保(bao)證(zheng)電(dian)弧(hu)爐(lu)平(ping)穩(wen)生(sheng)產(chan)。據(ju)測(ce)算(suan)，風(feng)光(guang)互(hu)補(bu)+穀電的平均供電成本為0.2元~0.3元/千瓦時，使得電弧爐生產的能源成本大幅下降，同時實現能量供給碳近零的目標。

　　在冶煉過程碳近零方麵
，核心就是非涉碳煉鋼冶煉工藝操作，即在不涉碳條件下

，完成煉鋼的冶金任務，包括熔池脫磷、鋼液脫氣、泡沫渣形成、輔助能源提高冶金效果等。目前，氫能燒嘴、生物質氣燒嘴、無碳發泡劑、quanfeigangjiejinghuayelianjishudengbufenyanjiuchengguoyijingzaishengchanzhongdedaoleshijianyanzheng，qudelejiaohaodeyejinxiaoguo。biru

，qingyangjishusheliuranshaowueryanghuatanpaifang，huoyanwendingxinghao，zhurongxiaolvgao；生物質粉劑
、二氧化碳氣體替代傳統碳粉造渣可以減少碳排放，再結合在線能效評價係統
，優化全程泡沫渣覆蓋效果
；采用二氧化碳噴吹控氮技術
，脫氮速率可提升至氬的9.6倍，終點氮含量可降至0.0043%；熔池內采用氧氣—氧化鈣噴吹技術快速降磷，磷含量可降至0.009%，能耗可降低10千瓦時/噸鋼；電能高效利用，中空電極噴吹、電弧長度調節等技術提高熱效率至85%以上。

　　在zai原yuan料liao生sheng產chan碳tan近jin零ling方fang麵mian，電dian弧hu爐lu冶ye煉lian需xu要yao使shi用yong各ge種zhong主zhu輔fu原yuan料liao，在zai冶ye煉lian消xiao耗hao過guo程cheng中zhong也ye會hui間jian接jie產chan生sheng碳tan排pai放fang。要yao實shi現xian近jin零ling碳tan排pai放fang，采cai用yong非fei涉she碳tan原yuan料liao生sheng產chan技ji術shu是shi降jiang低di原yuan料liao碳tan排pai的de關guan鍵jian之zhi一yi。目mu前qian主zhu要yao有you氫qing基ji直zhi接jie還hai原yuan煉lian鐵tie
、輔料生產綠電化、等離子熱風窯爐

、jiangdihantanyuanliaonengyuanxiaohaodengjishu。biru，caiyongqingjizhijiehaiyuanliantiejishujieheguangfuzhiqingdenglvqingshengchanjishu，keyizaizhijiehaiyuantieshengchanliuchengzhongdadaojinlingpaifangdemubiao；采用等離子熱風窯爐+碳捕集技術
，煆燒石灰/白雲石碳排放減少20%以上；低碳耐火材料：微波幹燥、等離子熱風煆燒降低生產能耗

，材料碳排放減少35%。

　　朱榮告訴《中國冶金報》記者，他們團隊采用近零碳排電爐煉鋼新工藝

，在新設計的近零碳排5噸中試電弧爐上驗證測算，煉鋼工序最終極限碳排放可降低到64千克／噸鋼。“若2060年中國鋼鐵產量8億噸中80%采用該工藝，碳排放可減少至現有水平的10%以內，為全球鋼鐵業碳中和提供重要的參考路徑。”他強調。

　　對於“十五五”電爐鋼技術的發展方向
，朱榮認為重點關注以下幾方麵技術：

　　一是要加強廢鋼快速處理、分選、檢測技術研發。朱榮指出，廢鋼分選與檢測是電爐煉鋼低碳化的基礎。需重點研發AI視覺識別技術，結合激光誘導擊穿光譜（LIBS）實現銅等殘餘元素的精準識別與分級。同時，推廣廢鋼預處理技術，如廢鋼破碎
、磁性分離及氯源去除工藝，可降低二[惡][口]英生成風險並提升鐵元素收得率。

　　二er是shi要yao加jia強qiang低di碳tan電dian爐lu冶ye煉lian技ji術shu創chuang新xin與yu能neng效xiao提ti升sheng。朱zhu榮rong認ren為wei

，低di碳tan冶ye煉lian技ji術shu需xu多duo路lu徑jing突tu破po，比bi如ru采cai用yong生sheng物wu質zhi炭tan粉fen噴pen吹chui技ji術shu可ke降jiang低di噸dun鋼gang碳tan排pai放fang60千克~70千克，氫基還原技術通過氫氣替代碳作為還原劑，有望實現噸鋼降碳150千克以上。同時
，開發二氧化碳底吹強化熔池技術，結合埋入式噴粉實現高效脫磷，可縮短冶煉時間至25分鍾/爐。

　　三是要推動電爐大型化與智能化升級。朱榮主張，推動大型電爐規模化應用
，采用數據孿生煉鋼技術
，實時優化溫度
、供氧量等參數來提高潔淨化水平。智能化改造需突破三大瓶頸：強化終點控製
，采用鋼液連續測溫與光譜分析技術，實現碳含量和溫度的精準預測；加強動態調度，基於AI算法協調電爐與連鑄工序，縮短等待時間5分鍾~8分鍾/爐；推進能效管理，集成電—氧匹配優化係統，通過分階段能效評價降低噸鋼電耗至280千瓦時以下。

　　四是要實現全廢鋼電爐冶煉高品質鋼技術突破。朱榮介紹
，中國工程院院士
、北科大教授毛新平承擔的國家自然科學基金重大項目——“變革性低碳鋼鐵製造流程理論與技術”，這是基金委近幾十年支持設立的鋼鐵行業唯一重大項目。其中有兩個子課題
，一個是廢鋼高質化利用技術
，即在原料端，從基於外形
、尺寸等的評級和分析，發展到從化學成分的角度進行分類分級，從而實現廢鋼高質化利用；另一個是潔淨化電爐煉鋼技術，由朱榮團隊承擔
，即在冶煉端要盡可能剔除氮
、硫
、銅等典型有害元素，實現潔淨化冶煉。

　　五是要強化源網荷儲微電網技術應用。朱榮建議，構建“電爐—儲能—可再生能源”耦合係統，比如通過智能負荷管理，將電爐功率調節納入電網輔助服務，獲取調峰補償收益；強化區域協同，即在廢鋼資源富集區建設微電網
，實現廢鋼—電力—熱能的梯級利用，提升綜合能效。

　　總之
，朱榮認為，隨著我國廢鋼蓄積量、產量的增多，采用全廢鋼電爐冶煉技術實現綠色高效低碳智能生產高品質鋼材是我國鋼鐵行業未來轉型發展的必由之路。