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行业动态
电炉短流程企业如何突破“普钢”困局?

发布日期:2025-11-20

 

《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》提出:“优化提升传统产业。推动技术改造升级,促进制造业数智化转型,发展智能制造、绿色制造、服务型制造,加快产业模式和企业组织形态变革。”电炉炼钢工艺一直被视为钢铁行业“绿色制造”的主要技术工艺路线之一。本文通过研究当前我国电炉钢主要生产区域和完成超低排放改造公示的电炉短流程企业产品结构特点,简要分析国外主要电炉短流程企业产品发展和特点,并尝试提出我国电炉钢产品提档转型升级的路径。

短流程企业“十四五”高端产品生产显成效

今年是“十四五”收官之年。“十四五”期间,我国电炉短流程企业在开发高端产品方面不断发力,目前主要可生产3类产品:高端特钢和特种合金、高端不锈钢、汽车用钢。“氢基竖炉+电炉”“全废钢电炉+ESP(无头带钢)”等短流程工艺路线,已具备生产近零碳钢和高端钢铁材料的能力。

一是高端特钢和特种合金。宝武特冶专为第四代核电高温气冷堆研发的UNSN06625-2等系列产品,具有更强的耐腐蚀性和高温性能。靖江特钢成功开发全球首个300兆瓦级别压缩空气储能井示范项目用套管和中石化“深地工程”抗微生物腐蚀管线用管。攀长特等联合研发的620摄氏度~630摄氏度超超临界火电叶片钢,实现了国产化替代。河钢石钢可生产高纯净度轴承钢、齿轮钢、弹簧钢、高压油缸杆用钢等高端材料,其中高压油缸杆用钢强度较同类产品高出15%。抚顺特钢在光伏、核电等领域开发出N10276、4J36、N09925、NC30Fe等耐蚀合金新产品。

二是高端不锈钢。太钢采用废钢电炉短流程冶炼并搭配光伏绿电,使用4300毫米轧线生产的304L不锈钢中板,碳足迹较传统工艺降低75%以上,已成功出口欧洲。溧阳宝润采用全球最大宽幅2680毫米热轧高端不锈钢卷板生产线,生产317L等多类型特种不锈钢。青拓集团通过全球首创的“热轧—热装—热退”一体化工艺,建成3500毫米不锈钢中厚板产线,可生产厚度1.3毫米~80毫米、宽度3000毫米的宽薄规格不锈钢产品。富凯特材可生产超级304不锈钢、904L超级奥氏体不锈钢、316L-2V超纯不锈钢等多型号的高端不锈钢。天工国际生产的17-4PH、17-7PH沉淀硬化不锈钢,具有高强度、高硬度和良好的耐腐蚀性。

三是汽车用钢。河钢张宣高科、鞍钢本钢采用电炉生产绿色低碳汽车板。沙钢淮钢可生产新能源汽车电机、传动系统用钢,轨道交通轮轴钢等。福建鼎盛钢铁、中首特钢采用电炉配套ESP工艺生产超薄带钢和钢板,可用于高强度热成型钢、新能源汽车用钢等场景。湛江钢铁正在建设的220吨大电炉,后续将配套高等级薄钢板产线,以强化汽车用钢供给能力。

电炉钢产品仍以普钢产品为主

当前我国发展电炉钢产业,主要受限于废钢资源不足、电力能源价格较高等因素,导致电炉炼钢产能利用率不高、产品市场竞争力弱。据笔者对我国电炉钢重点区域(广东省、广西壮族自治区、江苏省、四川省和河北省)总计约为1.05亿吨的电炉炼钢产能对应的钢铁产品进行统计,长材(螺纹钢、线材、型材)的占比约为56%,板带材(带钢、中厚板)占比约为13%,特钢(合金钢、不锈钢)占比约为31%。虽然长材部分也涉及一部分的优特钢产品(低端特钢),但整体而言,电炉钢产品品种中还是传统的普钢产品占据多数,在其销售半径范围内同质化现象严重,市场竞争力较弱。单个电炉短流程企业规模小、品种单一,且受场地限制,技改升级难度大。同时电炉短流程企业缺少规模化的科技人才队伍支撑,产品升级换代、转型升级也较难落地实施。

我国当前电炉钢产品具有相对优势的是江苏省。依托长三角地区高度发达的制造业,江苏省电炉钢产品的高端制造业用钢占比已远超传统的建筑用钢比例,特钢产品产量占电炉钢产量的78%,建筑用钢产品占比仅为16%。江苏省内聚集了一批“长短结合”生产特钢钢铁企业(如兴澄特钢、南京钢铁、沙钢集团等)和短流程特钢生产企业(如靖江特钢、溧阳宝润等)。

截至11月9日,51家有电炉设备的企业的84座电炉(含AOD炉)完成公示,共涉及粗钢产能约5214万吨,约占我国全部电炉钢粗钢产能的24%。电炉短流程企业超低排放改造进度落后于长流程企业。5214万吨产能中,传统的棒线材和优特钢棒线材的占比约为40%,对应的企业为20家;合金钢、不锈钢的占比分别约为21%、22%,对应的企业合计为25家。可以看出,生产特钢的电炉短流程企业超低排放改造进度更快一些。

国外电炉短流程企业

可生产多种高端产品

经笔者梳理,国外主要电炉钢生产国的高端产品结构特点如下。

美国:从长材到高端板材的技术跨越。美国电炉钢产量占总粗钢产量的70%,电炉短流程企业的产品升级改造过程体现了技术创新驱动的发展模式。早期,微型钢厂(mini-mill)主要生产建筑用长材产品,包括螺纹钢、线材、型钢等。然而,纽柯钢铁在1989年引入CSP(薄板坯连铸连轧)技术后,实现了从长材到扁平材的历史性跨越。进入21世纪后,通过炉外精炼技术的应用,电炉钢产品的纯净度和性能得到大幅提升。在汽车用钢领域,企业成功开发出包括双相钢、相变诱导塑性钢等在内的先进高强钢。同时,通过工艺创新和精细质量控制,企业已能够生产与传统长流程质量相当甚至更优的高端钢铁产品。

日本:产品技术领先,附加值提高。尽管日本电炉钢产量占比较低(约为25%),但其在产品技术含量和附加值方面处于世界领先地位。通过不断的技术创新和工艺优化,日本电炉短流程企业目前主要生产高端产品,包括硅钢板、高磁感取向硅钢和超薄的无取向硅钢等电工钢产品,满足航空航天、核电等高端领域用钢需求的高纯度特殊钢,以及高氮马氏体不锈钢、双相不锈钢等汽车用钢。

韩国:汽车用钢专业化与工艺创新。韩国电炉钢产量占比约为27%,主要集中在现代制铁。现代制铁通过持续的技术创新和工艺优化,已成为全球范围内电炉产汽车用钢的重要供应商。企业通过采用超高压汽车钢轧制技术和特殊钢电炉精炼技术,生产高强度汽车钢板;热成型钢抗拉强度达到2000兆帕,主要用于车身防撞梁等关键安全部件制造。在工艺创新方面,企业研发出可将高纯度DRI(直接还原铁)以600摄氏度以上高温直接投入电炉的技术,不仅减少了杂质生成,还提高了热效率。

德国:特种钢技术优势。德国电炉钢产量占比接近30%,企业通过技术创新,在不锈钢、工具钢、高温合金等领域构建了强大的技术壁垒。一是不锈钢生产领域,蒂森克虏伯开发的Cronifer2520不锈钢合金,具有优异的耐腐蚀性、焊接性能;二是在工具钢和特殊钢领域,企业生产的高碳铬轴承钢GCr15,具有高硬度、高耐磨性和良好的尺寸稳定性,广泛用于电机轴等关键部件制造;三是在高温合金领域,企业开发的基高温合金如AlloyX-750等,广泛应用于航空航天发动机、燃气轮机等极端高温环境下的关键部件制造。

综合来看,国外主流产钢国的电炉短流程企业,其根据自身的优势,通过技术创新已经可以生产高强度钢、电工钢、汽车钢、特种合金等高端产品,同时在不断优化并制订差异化的产品策略。未来,全球的电炉钢产品结构将继续朝着高端化和绿色化方向发展,不仅有助于适应不断升级的下游行业对钢铁产品的性能需求,还将更好地满足全球钢铁产业低碳转型的发展需求。

我国电炉短流程企业产品提档转型路径探讨

我国当前的电炉钢产能已经突破2亿吨,在尚未有效突破废钢等资源环节瓶颈的前提下,应稳妥有序做好电炉钢存量产能对应产品的提档升级,不断提高电炉钢产品的附加值,逐步缩小长短流程之间的产品价差,以有效发挥电炉短流程企业的绿色低碳属性。

一是围绕电炉短流程企业销售半径进行下游产品需求研究,为产品转型升级提供支撑。电炉短流程企业受废钢运输成本、电力供应稳定性影响,采购、销售半径一般不会超过200公里,需基于区域下游产业结构动态调整产品结构。一方面,要构建区域下游需求的数据库,根据下游用钢行业钢材品类、性能需求、采购周期等,建立动态更新的模型需求;另一方面,要紧紧依托所处区位的制造业发展情况,差异化制订产品布局和转型的方向,找准转型的赛道。此外,建议有条件的电炉短流程企业向服务型、定制型产品供应商转型,积极与下游企业建立产品联合研发和应用实验室,实现产品研发与下游升级同频共振。

二是联合高校和科研院所,推动电炉短流程企业产品工艺路线和品种钢开发研究。产学研协同是破解电炉短流程企业“研发周期长、技术壁垒高”痛点的有效手段。电炉钢高端品种研发需跨材料、冶金、自动化等多领域进行技术融合,联合高校和科研院所,发挥各自的人才和平台优势,缩短研发周期,提升产品性能,不断实现迭代升级。

不过,应注意不要盲目跟随生产高端产品的头部企业,应更多关注细分领域。通过对国内外生产高端品种钢的电炉短流程企业的研究发现,技术积累是长期的过程,需要不断进行品种钢成分和配方的优化,以实现符合要求的性能研发。企业在决策进入高端品种钢材领域之前,要认真研究外部市场环境,以及自身技术能力、财务能力及持之以恒的能力。

三是在钢铁产能置换窗口期,通过产能出让、兼并重组等多种手段,实现电炉短流程企业集团化、规模化运营。通过有竞争力的电炉短流程企业收购区域中小型电炉短流程企业,实现产能集中和装备大型化,并整合废钢回收网络,将有效优化区域内电炉钢产能布局。在集团口径范围内,统筹制订产品转型发展方向和实施路径;同一区域不同集团之间的企业,采用协同合作的模式,尽可能实现产品差异化发展。

四是逐步改善传统建筑钢材生产企业的布局。利用区域废钢资源优势和区域市场环境,低成本生产建筑用钢,并逐步提高建筑用钢的质量等级,占据区域市场。传统建筑钢材的需求走低是必然趋势,但其仍有一定的需求空间,不建议全部建筑用钢企业退出,要保留具有竞争力的部分,以满足“城市钢厂”的定位属性,实现城市资源循环综合利用。