近年来，我国电炉钢产量约占全国粗钢总产量的10.50%。而我国电炉钢的产能和产量已经超过美国，成为世界第一大国。虽然我国电炉钢产量居世界第一，但我国电炉钢生产的发展受到铁源原料等问题的制约。本文仅对电炉钢原料和除废钢外的直接还原铁的生产工艺进行简要分析和探讨，以引起电炉钢专业同仁的重视，促进我国直接还原的发展。

中国电弧炉炼钢原料

传统电弧炉炼钢以废钢铁为主要铁源材料。随着技术的发展，对电炉钢质量和数量的要求在不断提高，对节能减排的要求也在不断提高。生铁块、热铁水和直接还原铁已逐渐成为电弧炉炼钢的重要铁源材料。我国电弧炉炼钢原料的铁源结构与其他国家和世界平均情况有很大不同。主要区别是废钢比例低，生铁和热铁水比例高，直接还原铁比例太小。产生这些差异的主要原因是:废钢短缺，国际市场上收购的废钢价格高，质量远不能满足生产的需要；我国直接还原铁的生产还处于起步阶段，产品的数量和质量都不能满足生产的需要。然而，国际市场上的直接还原铁极为紧俏，价格昂贵，难以采购。电炉被迫使用大量的生铁块和热铁水。这些原因严重影响和限制了我国电炉钢的健康发展，造成我国钢铁生产能耗高、CO2排放量大，电炉钢品种和质量不能满足经济发展需要的局面。

表1和表2是21世纪以来世界钢产量和中国钢产量的概况。从表中可以看出，我国电弧炉炼钢原料的铁源结构不同于其他国家和世界的平均情况。

表1 21世纪世界钢铁生产概况

(a)国内可用于电炉炼钢的废钢材料数量少，质量差，因此必须进口大量废钢。

我国是发展中国家，社会钢材储备不足，可回收供电炉用于炼钢的废钢数量和质量都很少。此外，随着连铸技术的发展，钢铁生产实现了全连铸生产，钢铁生产中自产废钢有所减少。国内自产废钢不能满足电炉炼钢的需要，只好大量进口废钢维持生产。

国际市场上的废钢价格很高，并且随着经济形势波动很大。由于许多国家限制优质废钢出口，国际废钢市场出现优质废钢短缺。因此，进口废钢中有许多汽车废钢、轻型废钢和包装材料，而机械废钢和重型废钢很少。进口废钢很难满足电炉生产优质钢和纯净钢的需要。

(2)生铁块是重要的铁源材料，钢铁行业重组改制后情况会有所改变。

中国钢铁生产发展迅速，高炉炼铁产能大量过剩，原料铁资源丰富。中小铁厂生产的生铁块已成为我国电炉炼钢的重要铁源材料。但这些青铁块通常质量和质量稳定性差，含石量高。大量使用生铁块会加重电炉脱碳任务，增加氧耗，生铁块S含量高时会增加熔剂消耗。大型钢铁企业生产的优质绿色铁块很难获得。

钢铁行业整顿重组和落后产能削减后，小高炉产能将大幅减少，青铁块来源将发生变化。

(3)铁水是我国电弧炉炼钢的重要铁源材料。

铁水热是我国电弧炉炼钢的一大特点。使用热铁水可以降低电耗，缩短冶炼周期，提高电炉产能。国内很多电炉钢厂都为电炉准备或建造了小高炉。热铁水占金属材料总量的比例取决于钢厂的原料条件，最高比例超过50%。但铁水过多会导致脱碳任务重，耗氧量增加，操作困难，电炉综合指标下降。通常，热铁水不应超过金属总量的40%。

电弧炉热熔炼钢是解决我国电弧炉炼钢发展中废钢短缺的最后手段。电弧炉大量热熔炼钢从总能耗、CO2排放和氧气消耗来看是不合理的，不应成为电弧炉钢发展的主要模式。

(4)直接还原铁供不应求，进口和国产直接还原铁远远不能满足生产需要。

直接还原铁质地纯净，含碳量低。可以连续馈电，使电炉变压器容量最大化。在国际上，直接还原铁通常被认为是电炉炼钢的最佳残留元素稀释剂和铁源材料。

因为直接还原铁容易氧化，难以长期保存，所以直接还原厂通常以销量定产量。国际市场直接还原铁价格高，供应量有限，进口困难，进口数量不能满足生产需要。

中国的直接还原铁生产正处于起步阶段。不仅直接还原铁产量小，更重要的是质量不能满足生产的需要。我国直接还原铁产量大幅增长空。国家在钢铁工业发展和振兴规划中将直接还原铁生产列为鼓励和支持的范围。可以预见，在不久的将来，我国直接还原铁的生产将得到快速发展。

(5)脱碳粒铁、碳化铁、复合金属材料等新型铁源材料的出现。

碳化铁、脱碳粒铁、复合金属等新型铁源材料，经过实验研究和工业试验，已被证明是电弧炉炼钢的原料，但这些材料并没有形成大规模的工业化生产，在实际生产中也没有长期的实践和经验。到目前为止，电炉炼钢中脱碳铁、碳化铁、复合金属材料等新型铁源材料的比例很小。