炼钢技术发展路径专题之一_短流程VS长流程_环保与经济性加速短流程炼钢发展_上游原材料及耗材产业链或受益_23页_1mb

炼钢技术发展路径专题之一：短流程VS长流程总结

核心内容

短流程与长流程是钢铁生产中的两种主要工艺，分别以电弧炉和高炉-转炉为核心设备。短流程因环保和经济性优势而受到关注，其在污染物排放和能耗方面明显优于长流程，同时建设投资和周期更短，环保投资和运行成本更低。随着炉外精炼技术的发展，短流程与长流程在钢种生产上的界限逐渐模糊，促进了短流程炼钢的广泛应用。

主要观点

• 全球与国内产能对比：2016年全球电炉钢产量占比为25.66%，而我国仅为6.40%，仅为世界平均水平的1/4。2017年海外在建短流程产能是长流程的3.6倍，国内淘汰4059万吨炼钢产能置换为3118万吨电炉钢产能。
• 钢种适用性：电弧炉适合冶炼小批量、多品种的合金钢、中高碳钢，而转炉适合大批量、低碳、低合金含量钢种。炉外精炼技术的发展使两者均可生产高附加值产品。
• 环保表现：短流程在 $\mathsf{SO}_2$ 和 $\mathsf{NO}_x$ 排放方面优于长流程，其排放仅为长流程的2%和21%。短流程的二噁英排放是主要环保问题，可通过高效除尘器有效治理。
• 能耗对比：短流程工序能耗约为长流程的1/9，电弧炉平均电耗为390~430kWh/t，石墨电极消耗率1.2~2.5kg/t。
• 经济性分析：短流程的建设投资和周期仅为长流程的1/2和1/4~1/3，吨钢折旧费用更低。环保投资和运行成本也仅为长流程的7%~8%和1/8。但2017年下半年，废钢与石墨电极价格大幅上涨，导致短流程成本高于长流程。

关键信息

一、概况

• 2016年全球电炉钢产量为4.18亿吨，占比25.66%。
• 我国电炉钢产量5170万吨，同比增长5.94%，占全球电炉钢产量的12.36%。
• 2017年海外在建短流程产能3676.2万吨，长流程产能1000万吨；18~19年计划新建短流程产能8835.5万吨，长流程产能6332万吨。
• 国内产能置换新增电弧炉设计产能3118万吨，淘汰炼钢产能4059万吨，综合产能置换比例为1.30:1。

二、产品差异

• 电弧炉：适合小批量、多品种合金钢、中高碳钢，但不适合低碳钢或低氮钢。
• 转炉：适合大批量、低碳、低合金钢，但不适合高合金钢或含有难熔合金元素的钢种。
• 炉外精炼技术：使电弧炉和转炉均成为初炼炉，钢种界限逐步模糊。

三、环保与能耗

• 污染物排放：短流程 $\mathsf{SO}_2$ 和 $\mathsf{NO}_x$ 排放分别为长流程的2%和21%，但二噁英排放是其主要问题。
• 能耗：短流程工序能耗仅为长流程的1/9，约为58.79千克标煤/吨。
• 污染治理：长流程需进行脱硫、脱硝改造，环保投资和运行成本较高；短流程可通过高效除尘器（如袋式除尘器）有效减少二噁英排放。

四、经济性

• 成本构成：短流程成本受原料价差、能耗及石墨电极价格影响较大。
• 建设成本：短流程建设投资仅为长流程的1/2，建设周期为1/4~1/3。
• 折旧成本：短流程吨钢折旧费用仅为长流程的1/2，如美国纽柯仅为210.79元/吨。
• 环保成本：短流程吨钢环保设备投资为长流程的7%~8%，运行成本为1/8。

投资建议

• 关注产业链：短流程发展带动上游原材料（如废钢、废钢加工）和耗材（如石墨电极、针状焦）产业链。
• 投资机会：海外新建及国内产能置换政策推动短流程发展，预计未来短流程产能将大幅增长。

风险提示

• 宏观经济波动：可能影响钢铁行业整体需求。
• 原材料价格波动：废钢、铁矿石、焦炭价格变化对成本影响较大。
• 政策变化：电弧炉、石墨电极、废钢等产业政策调整可能带来不确定性。

图表索引

• 图1：短流程与长流程对比示意图
• 图2：我国电炉钢产量占比（2016年）
• 图3：我国电炉钢产量增速（2016年）
• 图4：炉外精炼设备拓展电弧炉可生产钢种范围
• 图5：铁水预处理与炉外精炼技术提升转炉生产条件
• 图6：国内铁精粉、冶金焦及铁水价格变化
• 图7：转炉与电炉吨钢材料成本对比（2012年6月以来）
• 图8：2014~2016年转炉与电炉成本对比
• 图9：2014年以来铁矿石、焦炭、废钢价格变化
• 图10：铁水与废钢价差对成本影响
• 图11：2016年美国纽柯吨钢折旧费用对比

表格索引

• 表1：海外短流程与长流程产能分布
• 表2：国内产能置换数据
• 表3：长流程与短流程工艺差异
• 表4：电炉与转炉适用钢种
• 表5：常见炉外精炼工艺
• 表6：短流程炼钢污染物排放
• 表7：短流程与长流程工序能耗
• 表8：电弧炉电耗与电极消耗
• 表9：短流程与长流程环保投资
• 表10：短流程与长流程环保运行成本
• 表11：短流程与长流程钢种适用性