摘要：全球粗鋼產量中，長流程工藝占70%。主要產鋼國中，中國、日本、俄羅斯、韓國、德國以轉爐鋼為主，印度、美國、土耳其以電爐鋼為主。我國電爐鋼產量超過1億噸，占全球的近20%，但不同于美國、土耳其等國家，廢鋼在我國電爐鋼原料中的占比不足50%，其余為鐵水或鐵塊。未來一段時期，我國粗鋼產量將處于較高水平，雖然電爐鋼產量呈增長趨勢，但轉爐鋼仍占據優勢地位。建議加強廢鋼資源回收利用、避免電爐工藝“大躍進”、增加轉爐廢鋼使用量。

關鍵詞：鋼鐵；工藝結構；轉爐鋼；電爐鋼

鋼鐵生產工藝主要有2種，即以鐵礦石為主要原料的高爐-轉爐長流程工藝和以廢鋼為主要原料的電爐短流程工藝。長期以來，憑借原料易獲得等優勢，長流程工藝始終占據主導地位。短流程工藝工序少、投資小、能耗低、排放少，在廢鋼資源豐富、電價較低的地區具有更好的發展優勢，未來發展空間較大。分析國內外鋼鐵生產工藝結構變化情況，對研究我國鋼鐵工業生產工藝發展方向具有重要意義。

 一、全球鋼鐵生產工藝結構

1.長流程始終占主導地位，短流程基本保持在30%左右

自1990年以來，轉爐鋼占全球鋼產量的比重從57%左右增長到70%左右，始終占據主導地位。電爐鋼產量占比從27%增長到2000年的34%，之后降至29%，基本保持在30%左右。以平爐裝備為代表的其他工藝鋼產量占比從16%持續下降至不足0.5%。1990年以來全球粗鋼生產工藝結構見圖1。

數據來源：世界鋼鐵協會。

圖1 1990年以來全球粗鋼生產工藝結構

2.世界主要產鋼國中，長流程鋼產量占絕對優勢

2021年，世界鋼產量超過5000萬噸的國家有6個，其中中國、日本、俄羅斯、韓國均以轉爐鋼為主，僅印度、美國以電爐鋼為主。全球前十大產鋼國2021年鋼產量16.23億噸。其中，轉爐鋼產量12.35億噸，占76.1%；電爐鋼產量3.86億噸，占23.8%；其他工藝鋼產量0.02億噸，占0.1%。2021年全球前十大產鋼國工藝結構見圖2。

數據來源：世界鋼鐵協會。

圖2 2021年全球前十大產鋼國工藝結構

3.中國鋼產量大幅增長，對全球鋼鐵生產工藝結構影響巨大

2000年-2021年，以長流程為主的中國鋼產量大幅增長，是全球電爐鋼產量占比下降的主要原因。中國鋼產量從1.3億噸快速增長至10.3億噸，占全球鋼產量的比重從15%提高至53%。中國鋼產量中，轉爐鋼占絕大部分，從2000年的0.8億噸增長至2021年的9.2億噸，占全球總產量的比重從不足10%增加到50%左右。2020年以來中 國鋼產量占全球鋼產量比重見圖3。

數據來源：世界鋼鐵協會。

圖3 2000年以來中國鋼產量占全球鋼產量比重

4.中國以外地區電爐鋼產量占比明顯增加，接近50%

1990年-2021年，中國以外地區鋼產量呈增長趨勢，從6.81億噸增長到9.17億噸，增幅34.7%。其中，轉爐鋼產量從3.87億噸增長到4.57億噸，增幅18.1%；電爐鋼產量從1.89億噸增長到4.54億噸，增幅140.2%；其他工藝鋼產量從1.05億噸減少到585萬噸，占比不足1%。電爐鋼產量占比從27.7%顯著提升至49.5%。1990年以來中國以外地區粗鋼生產工藝結構見圖4。

數據來源：世界鋼鐵協會。

圖4 1990年以來中國以外地區粗鋼生產工藝結構

二、 主要產鋼國生產工藝結構

1.印度、美國、土耳其形成了以電爐鋼為主的工藝結構

印度、美國、土耳其等國依托自身資源條件，逐步形成了以電爐鋼為主的工藝結構（見圖5）。1990年-2021年，印度電爐鋼產量從411萬噸增長到6525萬噸，增加6084萬噸，增長14.9倍；美國電爐鋼產量從3351萬噸增長到5937萬噸，增加2586萬噸，增幅77.2%；土耳其電爐鋼產量從496萬噸增長到2893萬噸，增加2397萬噸，增長4.8倍。2021年，印度、美國、土耳其電爐鋼占比分別為55.2%、69.2%、71.6%。

數據來源：世界鋼鐵協會。

圖5 印度、美國、土耳其電爐鋼產量及占比

2.日本、俄羅斯、韓國、德國保持以轉爐鋼為主的工藝結構

1990年-2021年，日本轉爐鋼、電爐鋼產量分別從7564萬噸、3470萬噸降至7194萬噸、2436萬噸，降幅分別為4.9%、29.8%。俄羅斯轉爐鋼產量從5437萬噸降至4460萬噸，降幅為18.0%；電爐鋼產量從2013萬噸增至2948萬噸，增幅為46.4%；平爐鋼產量從7985萬噸降至151萬噸，降幅為98.1%。德國轉爐鋼產量從3324萬噸降至2799萬噸，降幅為15.8%；電爐鋼產量從886萬噸增至1211萬噸，增幅為36.7%。韓國轉爐鋼、電爐鋼產量分別從1594萬噸、719萬噸增至4801萬噸、2239萬噸，增幅分別為201.2%、211.4%。除日本外，俄羅斯、韓國、德國電爐鋼產量均有較大幅度增長，但仍以轉爐鋼為主。2021年，日本、俄羅斯、韓國、德國轉爐鋼占比分別為74.7%、59.0%、68.2%、69.8%。日本、俄羅斯、韓國、德國轉爐鋼占比情況見圖6。

數據來源：世界鋼鐵協會。

圖6 日本、俄羅斯、韓國、德國轉爐鋼占比

三、 我國鋼鐵生產工藝結構

1.我國粗鋼產量快速增長，占全球鋼產量50%以上

1990年-2021年，我國粗鋼產量快速增長（見圖7），從6635萬噸增至10.33億噸，增加14.6倍；占全球粗鋼產量的比重從8.9%增至53.0%。特別是2000-2013年粗鋼產量從1.27億噸增至8.22億噸，2016-2020年粗鋼產量從8.08億噸增至10.65億噸，年均增量均在5000萬噸以上。

數據來源：世界鋼鐵協會。

圖7 我國粗鋼產量情況

2.我國粗鋼生產以轉爐工藝為主，2000年以后平爐工藝逐漸被淘汰

1990年-2021年，我國轉爐鋼產量從3909萬噸增長至9.23億噸，增長8.84億噸，增加22.6倍；電爐鋼產量從1402萬噸增長至1.09億噸，增長9546萬噸，增加6.8倍；平爐工藝逐漸被淘汰，已無在使用的平爐裝備。鋼產量增量中，轉爐鋼占91.5%，占絕大部分。轉爐鋼產量占比從60%左右增至90%左右，在工藝結構中占主導地位。我國粗鋼生產工藝結構見圖8。

數據來源：世界鋼鐵協會。

圖8 我國粗鋼生產工藝結構

3.我國電爐鋼產量位居世界第一，占全球電爐鋼產量的近20%

雖然我國粗鋼生產工藝中電爐鋼產量占比不高，但電爐鋼產量仍處于較高水平，位居世界第一位。2021年，我國電爐鋼產量達1.09億噸，占全球電爐鋼總產量的19.4%（見圖9）。1990年-2021年，我國電爐鋼產量增長9546萬噸，占同期全球電爐鋼增量的26.5%。需要說明的是，有別于美國、土耳其等電爐鋼生產以廢鋼為主要原料的國家，我國電爐鋼原料中熱鐵水和生鐵塊占較大比例。廢鋼資源相對不足、入爐鋼鐵原料結構不合理是制約我國電爐發展的主要因素[1-2]。2021年重點統計單位電爐鋼鐵料消耗中，廢鋼僅占45.5%，熱鐵水和生鐵塊占比高達54.5%。

數據來源：世界鋼鐵協會。

圖9 電爐鋼生產情況

四、 我國鋼鐵生產工藝發展趨勢

1.粗鋼產量保持在較高水平

2018年-2022年，我國粗鋼產量已連續5年超過9億噸。近3年，雖然受疫情管控、政策限產等多重因素影響，產量逐年下降，但仍保持在10億噸以上，生產和消費均處于歷史最高水平。當前，新冠疫情對我國的影響已顯著降低，經濟社會運行活動基本恢復。從需求側看，基礎設施建設依然是經濟穩增長的重要手段，基礎設施投資仍是帶動鋼材消費的主要動力。房地產行業在“保交樓”、穩增長等政策支撐下市場信心有所恢復，對鋼材消費的支撐作用不可忽視。機械、汽車、造船、能源等行業高質量發展引導鋼材消費升級，雖然需求量隨行業周期會呈現一定波動，但短期內不會出現大幅下降。整體看，我國經濟發展韌性強，長期向好的基本面不會改變，鋼材消費結構將呈現一定變化，但消費總量仍將保持在較高水平。從供給側看，近年鋼鐵行業結構調整取得了顯著成果，裝備水平大幅提升，能夠保障國內鋼材消費需求。從進出口看，我國是鋼材凈出口國，進口鋼材量很少，對國內消費市場影響不大。綜上，“十四五”乃至“十五五”期間，我國粗鋼產量將保持在較高水平。

2.轉爐鋼仍將占據優勢地位

根據中國廢鋼鐵應用協會數據，2022年，我國煉鋼廢鋼鐵消耗量2.1億噸，綜合廢鋼比20.7%。煉鋼綜合廢鋼單耗207.3千克/噸，同比減少11.7千克/噸，降幅5.3%。轉爐廢鋼單耗166.2千克/噸，同比減少3.7千克/噸，降幅2.2%。電爐廢鋼單耗590.5千克/噸，同比減少63.5千克/噸，降幅9.7%。電爐廢鋼消耗占比30%，轉爐廢鋼消耗占比70%。

《“十四五”循環經濟發展規劃》提出，到2025年我國廢鋼利用量要達到3.2億噸。根據當前粗鋼生產消費情況，預計2025年我國粗鋼產量將大概率保持在10億噸左右，轉爐廢鋼消耗量隨廢鋼價格、鐵水成本、鋼材價格等因素而變化。

若按照粗鋼產量10億噸、廢鋼利用量3.2億噸，電爐廢鋼消耗量占比分別提升至45%、50%、55%，電爐廢鋼單耗分別提升至750千克/噸、800千克/噸、850千克/噸測算，不同條件下轉爐鋼占比基本保持在80%左右，見表1。

表1 鋼產量10億噸、廢鋼利用量3.2億噸時，不同條件下轉爐鋼占比測算

若按照粗鋼產量9億噸、廢鋼利用量4億噸，電爐廢鋼消耗量占比分別提升至50%、55%、60%，電爐廢鋼單耗分別提升至800千克/噸、850千克/噸、900千克/噸測算，不同條件下轉爐鋼占比基本保持在70%左右，見表2。

表2 鋼產量9億噸、廢鋼利用量4億噸時，不同條件下轉爐鋼占比測算

五、我國鋼鐵工藝結構調整優化建議

1.加強廢鋼資源回收利用

廢鋼是重要的二次資源。與以鐵礦石為原料的生產工藝相比，每利用1噸廢鋼，可替代1噸多煉鋼生鐵，節約0.4噸焦炭或者1噸原煤，降低60%能源、40%新水消耗，減少86%廢氣、76%廢水、72%廢渣、97%固體廢棄物排放，能夠有效減少碳排放。因此，加強廢鋼資源回收利用是推進我國鋼鐵工業綠色低碳發展的重要措施，建議支持廢鋼鐵加工行業進一步提高裝備水平，完善加工質量標準體系。

2.避免電爐工藝“大躍進”

我國工業化時間短，經濟社會發展水平與發達國家還有較大差距，廢鋼蓄積量和廢鋼回收量明顯不足。雖然每年回收利用的廢鋼量在持續增加，但仍遠小于粗鋼產量規模，僅能部分替代鋼鐵生產所需的鐵礦石。此外，轉爐煉鋼工藝也需要一定的廢鋼比，我國轉爐鋼生產規模大、廢鋼消耗量大，在這種情況下，電爐工藝面臨原料短缺、成本較高、盈利能力弱的現實局面。因此，雖然未來將增加部分電爐鋼產量，但不應開展“運動式”電爐工藝改造，避免短時間內大規模建設電爐設備的“大躍進”。

3.增加轉爐廢鋼使用量

轉爐工藝多使用廢鋼、少使用鐵水也可起到與電爐煉鋼同樣的節能減排效果。綜合考慮煉鐵生產環保成本、廢鋼供應量、轉爐生產工藝提升等多種因素，未來我國轉爐廢鋼比將進一步提升。雖然我國廢鋼利用規?？焖僭鲩L，但電爐鋼產量占比并不會呈爆發式增長，仍將保持以長流程為主的鋼鐵生產工藝結構。因此，增加轉爐工藝的廢鋼使用量，既可充分發揮已有裝備的生產能力，提高全社會資源利用效率，也有利于推動長流程工藝的節能減排，是當前我國鋼鐵工業實現低碳轉型的有效途徑。

參考文獻

[1]吳耀光,肖步慶,朱立光,等.電爐煉鋼鋼鐵原料的現狀分析與展望[J].鋼鐵,2021,56（5）.

[2]黃維,秦子然,邢娜,等.廢鋼產業發展及其對鋼鐵行業的影響[J].冶金經濟與管理,2021（5）.

注：原文載自《冶金經濟與管理》2023年第3期，本次發表有改動。