全球面臨著(zhe)不斷提高(gāo)能源利用(yòng)效率、保護環境等嚴峻挑戰，鋼材的(de)更廣泛應用(yòng)仍是解決材料問題的(de)關鍵。2017年，全球鋼産量已達16.747億噸，較2016年增長(cháng)2.8%。未來(lái)，世界鋼産量将保持持續增長(cháng)的(de)觀點已是行業内外的(de)共識。

然而，未來(lái)支撐鋼生産的(de)鐵元素來(lái)源則存在相當的(de)不确定性。傳統高(gāo)爐煉鐵面臨的(de)節能環保及原燃料适應性壓力，各種非高(gāo)爐煉鐵工藝的(de)成熟******性、新煉鐵方法開發前景，以及廢鋼的(de)循環使用(yòng)量等，都将影(yǐng)響各自在未來(lái)煉鋼的(de)鐵源供應中的(de)比重及供給的(de)持續性。本文将著(zhe)重探討(tǎo)有關高(gāo)爐煉鐵工藝的(de)發展及未來(lái)适應性，并分(fēn)析廢鋼使用(yòng)量對(duì)高(gāo)爐煉鐵的(de)影(yǐng)響，以期抛磚引玉，與行業專家同仁共謀我國煉鐵健康發展良策。

各種煉鐵工藝的(de)發展狀況及未來(lái)适應性

高(gāo)爐煉鐵工藝。

在過去的(de)20餘年裏，我國高(gāo)爐煉鐵生産的(de)快(kuài)速發展，帶動了(le)全球高(gāo)爐生鐵産量的(de)大(dà)幅度增加。2017年，全球高(gāo)爐生鐵的(de)産量達11.748億噸，我國則占其中的(de)60.5%，達7.108億噸。

國外高(gāo)爐生鐵總量一直在4.5億噸的(de)規模徘徊。然而，這(zhè)種總量的(de)不變并非代表著(zhe)各國生産的(de)穩定，而是一些發達國家生鐵産量的(de)下(xià)降和(hé)一些發展中國家生鐵産量的(de)增加，是一個(gè)綜合平衡的(de)結果，詳見圖1。例如，歐洲（不含俄、烏）的(de)總産量已由1989 年的(de)1.442億噸降低到2017年的(de)1.065億噸，北(běi)美(měi)（美(měi)國、加拿大(dà)、墨西哥(gē)）的(de)總産量由6790餘萬噸降低到2017年的(de)3291.5萬噸，其中美(měi)國由5097.8萬噸降低到2233.5萬噸。而印度的(de)産量則由1989年的(de)1219萬噸增加至2017年的(de)6597.7萬噸；韓國由1484.6萬噸增加至4674.4萬噸。

上述國内外高(gāo)爐生鐵産量的(de)變化(huà)狀況，除反映了(le)高(gāo)爐生産工藝總産量的(de)穩定增長(cháng)外，也(yě)反映出各國和(hé)各地區(qū)的(de)變化(huà)受多(duō)種内外因素的(de)影(yǐng)響，如廢鋼供應、國内經濟發展，以及區(qū)域市場(chǎng)競争等，存在需要深入研究的(de)内在驅動力。

直接還(hái)原工藝。

直接還(hái)原鐵作爲******的(de)電爐煉鋼原料，一直有很好的(de)市場(chǎng)需求量。而全球由各種直接還(hái)原工藝生産的(de)直接還(hái)原鐵DRI（含熱(rè)壓塊鐵HBI）在經曆了(le)幾十年的(de)艱苦發展後，2016年已達7276萬噸。

在2016年的(de)直接還(hái)原鐵生産中，氣基直接還(hái)原工藝生産的(de)比例仍在增加，達到82.5%，煤基回轉窯的(de)比例下(xià)降至17.5%。5個(gè)直接還(hái)原鐵生産大(dà)國是：印度1847萬噸，伊朗1601萬噸，沙特589萬噸，俄羅斯570萬噸，墨西哥(gē)531萬噸，五大(dà)生産國的(de)産量占總量的(de)70.6%。

縱觀直接還(hái)原工藝的(de)發展曆史及現狀，可(kě)以看出，直接還(hái)原工藝中的(de)煤基直接還(hái)原工藝因生産規模小、效率低以及産品質量差，競争力較差，發展較慢(màn)。氣基直接還(hái)原雖具有較高(gāo)的(de)效率，但因以天然氣爲能源，發展空間和(hé)前景有限。對(duì)于用(yòng)煤制氣直接還(hái)原工藝，工藝的(de)成熟性和(hé)經濟性仍須嚴峻考驗。

熔融還(hái)原工藝。

據報道，近年來(lái)世界熔融還(hái)原鐵的(de)總産量在600萬噸/年左右，未有大(dà)的(de)突破。在3種已工業化(huà)的(de)熔融還(hái)原工藝中，Corex 工藝除了(le)寶鋼一座C3000裝置從上海搬遷至新疆八鋼投産外，未有新的(de)建設項目。Finex工藝于2014年1月(yuè)在韓國浦項投産200萬噸/年的(de)裝置後，雖有多(duō)個(gè)計劃的(de)項目，但未見實質啓動。Hismelt工藝在澳大(dà)利亞的(de)工業示範裝置已被搬遷到我國山東，并于2017年投産，成爲近幾年熔融還(hái)原工藝發展的(de)新動向。一些新的(de)熔融還(hái)原工藝，如Hisana工藝，仍在研究開發中，但其開發力度大(dà)大(dà)減弱，進度也(yě)放緩。

分(fēn)析熔融還(hái)原工藝的(de)發展能夠認識到，以克服高(gāo)爐使用(yòng)焦炭和(hé)塊狀爐料的(de)弊端爲目标的(de)各種熔融還(hái)原工藝，在經過很長(cháng)一段時(shí)間的(de)開發和(hé)應用(yòng)熱(rè)潮後，一些工藝雖證明(míng)了(le)原理(lǐ)的(de)可(kě)行性，但無法體現在生産運行方面比高(gāo)爐煉鐵更突出的(de)優勢。此狀況的(de)一個(gè)核心問題是，爲避開使用(yòng)焦炭和(hé)塊狀爐料所采取的(de)各種新的(de)工藝流程和(hé)方法，都在過程能量利用(yòng)率和(hé)工藝及設備條件等方面付出了(le)額外代價。尤其是各個(gè)工藝在能量利用(yòng)效率方面都很難與高(gāo)爐競争，僅生産供給煉鋼用(yòng)的(de)普通(tōng)鐵水(shuǐ)，其經濟價值難以體現。

各工藝對(duì)未來(lái)發展的(de)适應能力及高(gāo)爐煉鐵工藝的(de)定位。

未來(lái)社會發展對(duì)鋼鐵生産流程提出了(le)兩大(dà)挑戰，一是能量消耗******，二是CO2排放***少。國外研究了(le)“高(gāo)爐+轉爐”“Finex+轉爐”“直接還(hái)原豎爐+電爐”3種流程中的(de)能耗和(hé)CO2排放情況。3種流程中均配加25%的(de)廢鋼。得(de)出的(de)結論如下(xià)：

一是包括煤氣發電的(de)能量轉換在内，“直接還(hái)原豎爐+電爐”流程的(de)淨能耗******(15.34GJ/t鋼水(shuǐ))，“高(gāo)爐+轉爐”流程的(de)淨能耗******(14.03GJ/t 鋼水(shuǐ))。參見圖2。

二是“高(gāo)爐+轉爐”和(hé)“Finex+轉爐”流程的(de)直接CO2排放量相當，約1700kg/t鋼水(shuǐ)，而“豎爐+電爐”流程的(de)直接CO2排放爲600kg/t鋼水(shuǐ)，僅爲前兩者的(de)35%。但當包括間接CO2排放時(shí)，“豎爐+電爐”的(de)CO2總量爲1200kg/t鋼水(shuǐ)，是前兩者的(de)65%。參見圖3。

綜上所述，高(gāo)爐煉鐵工藝在産量規模和(hé)全球普及程度上************，在适應未來(lái)發展要求上，從淨能耗的(de)角度看占據優勢，但在CO2的(de)排放上不及直接還(hái)原（豎爐）工藝。但考慮到豎爐（氣基）工藝的(de)發展局限性和(hé)熔融還(hái)原的(de)經濟性等問題，在世界範圍内，高(gāo)爐煉鐵仍将是未來(lái)***主要的(de)煉鐵工藝。結合我國的(de)資源條件和(hé)煉鐵發展狀态，高(gāo)爐煉鐵仍将是可(kě)預見的(de)***适應未來(lái)發展的(de)******煉鐵生産工藝。

廢鋼，高(gāo)爐煉鐵的(de)宿敵？

在各種煉鐵工藝中，雖然高(gāo)爐煉鐵***适合未來(lái)發展，但卻存在一個(gè)******威脅甚至是宿敵——廢鋼。廢鋼煉鋼在噸鋼能耗和(hé)CO2排放量方面的(de)優勢，已完勝用(yòng)高(gāo)爐鐵水(shuǐ)煉鋼。未來(lái)煉鋼的(de)廢鋼使用(yòng)量将決定高(gāo)爐煉鐵的(de)生産規模。事實上，全球鋼鐵，特别是北(běi)美(měi)和(hé)歐洲的(de)發展過程，已證實了(le)這(zhè)種發展趨勢。

國外狀況。

根據國外統計，2014年，在全球煉鋼使用(yòng)的(de)18.43億噸金屬料中，高(gāo)爐鐵水(shuǐ)占63.8%，廢鋼占31.7%，直接還(hái)原鐵（含熱(rè)壓塊）4.1%，熔融還(hái)原0.4%。（高(gāo)爐）鐵與鋼比爲0.71，扣除我國則爲0.55，即國外接近一半的(de)鋼不是用(yòng)鐵水(shuǐ)生産的(de)，其中主要是用(yòng)廢鋼。2017年全球包括我國在内，（高(gāo)爐）鐵鋼比爲0.71，（高(gāo)爐）鐵鋼産量差距是5.0億噸。這(zhè)種情況在美(měi)國表現得(de)更爲突出。2017年美(měi)國産鋼8164萬噸，而高(gāo)爐鐵水(shuǐ)僅爲2233.5萬噸，鐵鋼比低到隻有0.27。

未來(lái)世界的(de)鋼産量将在16億噸的(de)基礎上繼續保持甚至增長(cháng)，但随著(zhe)全球廢鋼供應的(de)增加，高(gāo)爐鐵水(shuǐ)比例将相對(duì)鋼産量逐漸下(xià)降或鐵水(shuǐ)産量******下(xià)降，這(zhè)應該是一個(gè)必然的(de)趨勢。

我國狀況。

我國鋼鐵的(de)發展過程也(yě)正在驗證這(zhè)個(gè)趨勢。我國是鐵鋼比高(gāo)的(de)國家，而且鑄造鐵比例高(gāo)曾長(cháng)期使鐵的(de)産量大(dà)于鋼的(de)産量，鐵鋼比大(dà)于1。近年來(lái)，鋼、鐵産量均大(dà)幅度增長(cháng)，鐵鋼比開始出現下(xià)降的(de)趨勢，從1996年的(de)1.05降低到2017年的(de)0.85，而這(zhè)種鐵鋼比變化(huà)帶來(lái)的(de)鋼和(hé)鐵産量差已由1996年的(de)-500萬噸，拉大(dà)到2017年的(de)1.21億噸。

鐵鋼比變化(huà)的(de)主要内在原因，正是煉鋼廢鋼使用(yòng)量的(de)不斷增加。如2001年的(de)廢鋼使用(yòng)量爲4000萬噸，2016年則達到9010萬噸。特别是在2017年，随著(zhe)國家全面取締“地條鋼”生産，加之煉鐵環保限産及停産，使大(dà)量廢鋼流入正規煉鋼生産流程，據報道，全年總的(de)廢鋼消費量達到1.4億噸。

未來(lái)高(gāo)爐煉鐵生産。

在鋼鐵生産節能減排以及廢鋼供應量不斷增加的(de)大(dà)趨勢下(xià)，全球的(de)高(gāo)爐煉鐵産量與鋼産量之間的(de)差距會繼續擴大(dà)，高(gāo)爐鐵水(shuǐ)的(de)總産量會穩中有降。當然這(zhè)不排除個(gè)别地區(qū)一段時(shí)期的(de)高(gāo)爐鐵水(shuǐ)産量增加。

對(duì)于我國來(lái)說，随著(zhe)經濟從高(gāo)速增長(cháng)轉變爲中速穩定發展，以及一些國家不斷加重的(de)貿易保護主義造成的(de)我國鋼材出口量下(xià)降，預計在未來(lái)一段時(shí)間，我國鋼産量将保持基本穩定，煉鋼對(duì)鐵源的(de)需求也(yě)将保持基本不變。

在這(zhè)種情況下(xià)，煉鋼廢鋼的(de)使用(yòng)量将決定著(zhe)高(gāo)爐生鐵的(de)産量。我國的(de)鋼鐵積蓄量已超過80億噸，廢鋼供應量超過1.5億噸/年，而且持續增加。有專家預測，到2020年，我國廢鋼供應會達到2.7億噸。煉鋼使用(yòng)廢鋼相較于使用(yòng)高(gāo)爐鐵水(shuǐ)具有的(de)節能減排優勢，在當今我國嚴格要求鋼鐵生産節能環保的(de)大(dà)環境下(xià)，更顯得(de)突出。如果上述廢鋼供應量得(de)以實現，而且質量得(de)以******，随著(zhe)電爐減少吃(chī)鐵水(shuǐ)，新建電爐以及新流程電爐投産和(hé)轉爐增加廢鋼比，我國高(gāo)爐煉鐵産量開始逐步下(xià)降将是大(dà)概率事件。

當然，根據我國現有的(de)煉鐵生産規模和(hé)經濟競争性，以及廢鋼的(de)供應量，在各種綜合因素的(de)影(yǐng)響下(xià)，在相當長(cháng)一段時(shí)間内，高(gāo)爐煉鐵雖會産量下(xià)降，但仍将保持其巨大(dà)的(de)生産規模。