纵观我国及世界钢铁制造的发展，炼钢流程主要是转炉流程和电炉流程。不同的流程在投资、经济规模及消耗等方面有不同的特点。随着矿石价格的大幅波动、环保要求的提高、以及废钢资源的日渐丰富等因素，为电炉钢发展创造了发展机遇。对比电炉钢及转炉钢的投资、成本从而分析电炉钢的竞争优势及劣势，对于认识电炉钢的发展显得尤为重要。
从长远角度看，随着钢铁业的不断发展，各种生产工艺在技术方面通过不断改进创新逐渐趋于成熟。工艺技术的发展致使钢材价格成为不同生产流程的竞争力的重要因素之一，而生产成本及企业管理水平是钢材价格竞争的基础。
一、 比较方案的确定。
根据我国及世界钢铁冶炼流程发展及现状，将比较对象分为以下五种：
1、方案一：全废钢电炉流程。目前在我国此流程基本不存在，但可作为基础方案进行比较。
2、方案二：30%生铁块+70%废钢电炉流程（冷料冶炼）。现代电炉工艺添加部分生铁块达到有效增碳的目的，长期的生产实践和理论研究表明：电炉工艺的最佳生铁添加比例为30%~50%，本文选取30%生铁块+70%废钢电炉流程作为冷料冶炼的代表。
3、方案三：35%铁水+65%废钢电炉流程。本文根据装备水平及工艺条件选取比较典型的两种铁水比例（35%和50%）作为比较方案。
4、方案四：50%铁水+50%废钢电炉流程。在目前铁水与废钢价格不相上下的状况下，企业从实际考虑采用50%铁水+50%废钢作为炉料的电炉冶炼流程在一定范围内较为普遍，因此本文将此流程作为比较方案之一。
5、方案五：50%直接还原铁+50%废钢电炉流程。
6、方案六：85%铁水+7%生铁+8%废钢转炉炼钢流程。转炉炼钢钢铁冶炼中最为普遍，本文选取比较有代表性的炉料结构作为转炉炼钢的比较方案。
二、 方案比较的基础
为了使比较结果更符合实际情况，各方案比较均以其经济规模为测算基础；为了增加各方案可比性，各方案均以棒线材生产为例。
1、各方案规模、投资、工资等比较详见表1-1。
表1-1 各方案规模与投资对比
序号 | 项 目 | 电炉流程 | 转炉流程 |
方案一 | 方案二 | 方案三 | 方案四 | 方案五 | 方案六 |
1 | 流程装备 | 1×100EAF+LF+VD+方坯连铸机 | 2×120BOF+2LF+VD+2方坯连铸机 |
2 | 规模系数 | 1 | 1 | 1.25 | 1.375 | 1 | 2.4 |
3 | 投资系数（吨坯） | 1 | 1 | 0.8 | 0.727 | 1 | 0.533 |
4 | 折旧系数（吨坯） | 1 | 1 | 0.8 | 0.727 | 1 | 0.533 |
5 | 工资系数（吨坯） | 1 | 1 | 0.8 | 0.727 | 1 | 0.305 |
（1） 各方案比较所选用的主要物料及能源价格（不含税）：
项目 | 生铁块 | 铁水 | 废钢 | 直接还原铁 | 电价 |
价格（不含税） | 2179 | 2179 | 2051 | 2393 | 0.4 |
目前国内铁水外销很少，但对炼钢企业来说其使用价值要高于生铁块，综合考虑使用价值和市场因素，在方案比较选用的价格中铁水价格选取与生铁块相同的价格。
2、各方案吨坯主要消耗（含回收）详见表1-2.
表1-2 各方案吨坯主要消耗对比
序号 | 项 目 | 电炉流程 | 转炉流程 |
方案一 | 方案二 | 方案三 | 方案四 | 方案五 | 方案六 |
1 | 主要物料消耗系数 | | | | | | |
1.1 | 金属料消耗 | 1.000 | 1.019 | 1.023 | 1.028 | 1.047 | 1.023 |
1.2 | 电炉石墨电极 | 1.000 | 1.000 | 0.800 | 0.667 | 1.000 | 0.000 |
1.3 | LF电极 | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 1.000 |
1.4 | 石灰 | 1.000 | 1.000 | 0.945 | 0.909 | 1.091 | 0.727 |
1.5 | 耐火材料 | 1.000 | 1.000 | 0.839 | 0.839 | 1.000 | 0.570 |
2 | 能源消耗系数 （折标煤计算） | 1.000 | 0.956 | 0.776 | 0.909 | 1.583 | 0.144 |
三、 测算结果分析
以上述比较基础为依据，对各方案进行制造成本的测试，结果详见表1-3及图1-1。
表1-3 各方案吨坯制造成本对比
序号 | 项 目 | 单位 | 电炉流程 | 转炉流程 |
方案一 | 方案二 | 方案三 | 方案四 | 方案五 | 方案六 |
1 | 金属料费用 | 元 | 2291.08 | 2374.90 | 2392.55 | 2424.46 | 2587.49 | 2472.72 |
2 | 冶炼费 | 元 | 624.69 | 619.08 | 504.20 | 463.77 | 649.83 | 151.72 |
3 | 工资及福利 | 元 | 27.50 | 27.50 | 22.00 | 20.00 | 27.50 | 8.40 |
4 | 制造费用 | 元 | 180.00 | 180.00 | 144.00 | 130.91 | 180.00 | 105.00 |
4.1 | 折旧费 | 元 | 112.50 | 112.50 | 90.00 | 81.82 | 112.50 | 60.00 |
4.2 | 修理费 | 元 | 45.00 | 45.00 | 36.00 | 32.73 | 45.00 | 30.00 |
4.3 | 其他制造费 | 元 | 22.50 | 22.50 | 18.00 | 16.36 | 22.50 | 15.00 |
5 | 制造成本 | 元 | 3123.27 | 3201.48 | 3062.76 | 3039.15 | 3444.81 | 2737.83 |
图1-1 各方案吨坯制造成本对比
通过上述比较可以看出：在设定的价格条件下，转炉炼钢比50%铁水+50%废钢电炉流程的制造成本低301元/吨坯。
四、 分析主要物料及能源价格对成本的影响
通过上述对电炉炼钢和转炉炼钢的生产成本分析可以看出：电炉炼钢的冶炼费达到转炉炼钢的3~4倍，其中主要的差异在于电力消耗，因此对于电炉炼钢电价的高低直接影响成本高低。此外，废钢与生铁块（铁水）的相对价格关系也是影响电炉炼钢成本也是重要因素。
1、电价对生产成本的影响
目前我国电炉炼钢用电电价一般在04~0.8元/KWh，属世界电炉炼钢电价的较高水平（0.02~0.12美元/ KWh），据统计我国目前水电成本0.09元/ KWh，火电成本0.18元/ KWh。
分析当电价变动对各方案的影响：当电价降低10%（即0.36元/KWh）时，方案一制造成本降低20.84元/吨坯，方案二降低20.02元/吨坯，方案三降低14.72元/吨坯，方案四降低13.50元/吨坯，方案五降低23.29元/吨坯，而方案六（转炉流程）仅降低2.48元/吨坯。
我国用电低谷时段电价仅为高峰时段的30%~40%，特别是电力紧张地区，低谷时段的电价甚至不到高峰时段的30%，电炉炼钢企业可以考虑采用错峰用电，降低生产成本。
2、废钢与生铁（铁水）比价对生产成本的影响
从我国钢铁行业发展看，在粗放型发展阶段，小高炉的生产能力能够提供大量的生铁，依照市场的价值规律；某种商品的价格随着供给量增大而不断降低，因而在小高炉尚未大量关停的时期，铁水的价格会保持较低水平。随着钢铁产业的发展，大量不符合产业政策的小高炉停产，生铁的供给量下降，价格将呈上升趋势。
分析先进国家废钢与生铁的比价关系（以美国为例，比值关系详见图1-2），可以看出美国的两种钢铁料价格比值较为稳定的范围在0.6~0.8之间。从我国废钢与生铁的价格关系图（图1-3）中，看出我国两种钢铁料价格比值较为稳定的范围在0.8~1.0之间。
从美国废钢与生铁比价关系与我国废钢与生铁比价关系可以看出，我国的废钢价格处于高位，仍有很大的下降空间。从长远分析，我国废钢资源不断积累，未来将保持稳定供给，参考国外废钢与生铁价格关系可以看出，废钢与生铁的比价将进一步降低。
图1-2 我国废钢与生铁比价关系图
图1-3 我国废钢与生铁比价关系图
本文采用的废钢及生铁价格主要参考国内近期价格水平，废钢与生铁的比价仍在高位，故对废钢与生铁价格关系进行比较，分析其对不同生产流程制造成本的影响。
（1） 当废钢价格保持测算价格不变时，废钢与生铁比价小于0.707时，全废钢电炉炼钢成本低于转炉炼钢成本，测算结果详见表1-4。
表1-4 废钢与生铁比价变化对成本影响的比较（1）
变化率 | 废钢与生铁比价 | 电炉流程 | 转炉流程 |
方案一 | 方案二 | 方案三 | 方案四 | 方案五 | 方案六 |
0 | 0.941 | 3123.27 | 3201.48 | 3062.76 | 3039.15 | 3444.81 | 2737.83 |
-10% | 0.847 | 3123.27 | 3226.67 | 3092.26 | 3081.51 | 3444.81 | 2815.43 |
-20% | 0.753 | 3123.27 | 3293.83 | 3170.93 | 3194.50 | 3444.81 | 3022.36 |
-25% | 0.706 | 3123.27 | 3327.41 | 3210.26 | 3250.99 | 3444.81 | 3125.82 |
-30% | 0.659 | 3123.27 | 3361.00 | 3249.60 | 3307.48 | 3444.81 | 3229.29 |
（2） 当生铁价格保持不变时，废钢与生铁比价小于0.761时，全废钢电炉炼钢成本低于转炉炼钢成本，测算结果详见表1-5。
表1-5 废钢与生铁比价变化对成本影响的比较（2）
变化率 | 废钢与生铁比价 | 制造成本 |
电炉流程 | 转炉流程 |
方案一 | 方案二 | 方案三 | 方案四 | 方案五 | 方案六 |
0 | 0.941 | 3123.27 | 3201.48 | 3062.76 | 3039.15 | 3444.81 | 2737.83 |
-10% | 0.847 | 2903.58 | 3044.77 | 2916.50 | 2926.16 | 3329.74 | 2719.84 |
-20% | 0.753 | 2683.89 | 2888.06 | 2770.25 | 2813.18 | 3214.66 | 2701.84 |
-25% | 0.706 | 2574.04 | 2809.70 | 2697.12 | 2756.68 | 3157.12 | 2692.85 |
-30% | 0.659 | 2464.19 | 2731.34 | 2624.00 | 2700.19 | 3099.58 | 2683.85 |
（3） 以上两种情况仅考虑单因素变化的情况，单因素变化为理想状况，随着市场变化，废钢和生铁的价格会同时变动。测算当废钢价格与生铁价格同时变动时对各方案成本的影响，结果详见表1-6。
表1-6 废钢与生铁比价变化对成本影响的比较（3）
废钢价格变化率 | 生铁价格变化率 | 废钢价格（元/吨） | 生铁价格（元/吨） | 废钢价格/生铁价格 | A1≤A6的概率 | A2≤A6的概率 | A3≤A6的概率 | A4≤A6的概率 |
-20%~0 | -10%~0 | 1920~2400 | 2295~2550 | 1.046~0.753 | 3.04% | 0.00% | 0.00% | 0.00% |
-30%~-10% | -20%~0 | 1680~2160 | 2040~2550 | 1.059~0.659 | 21.33% | 0.19% | 8.14% | 1.00% |
-30%~-20% | -20%~0 | 1680~1920 | 2040~2550 | 0.941~0.659 | 39.63% | 0.39% | 16.29% | 2.00% |
-40%~-30% | -20%~0 | 1440~1680 | 2040~2550 | 0.824~0.565 | 84.71% | 29.25% | 62.68% | 37.60% |
0~10% | 0~20% | 2400~2640 | 2550~3060 | 1.035~0.784 | 20.45% | 0.00% | 0.00% | 0.00% |
0~20% | 10%~30% | 2400~2880 | 2805~3315 | 1.027~0.724 | 30.67% | 1.46% | 12.24% | 2.32% |
0~20% | 20%~30% | 2400~2880 | 3060~3315 | 0.941~0.724 | 54.53% | 2.93% | 24.48% | 4.63% |
10%~20% | 30%~40% | 2640~2880 | 3315~3570 | 0.869~0.739 | 93.92% | 30.11% | 54.83% | 36.08% |
0~20% | 30%~40% | 2400~2880 | 3315~3570 | 0.869~0.672 | 96.96% | 44.62% | 77.42% | 48.32% |
注：A1、A2、A3、A4、A5、A6分别为六个方案的制造成本
五、结论
通过对我国近年的废钢价格与生铁价格变化的分析，并参考世界发达国家废钢与生铁的比价关系，可以看出随着我国废钢资源的增加，其价格也将逐渐下降，进而废钢与生铁的比价趋于下降。当废钢与生铁价格同时下降时，两者比价在0.824~0.565范围内电炉钢具有明显的成本优势（全废钢电炉方案成本低于转炉方案的概率达到84.71%）.当废钢与生铁同时涨价时，两者比价在0.869~0.739范围内，全废钢电炉方案成本低于转炉方案的概率达到93.92%，电炉钢具有明显的成本优势。
近年来，人们的节能环保意识越来越强，对环境质量要求逐步提高，对污染较重的钢铁冶炼提出了更高的节能和环保要求。据统计，钢铁冶炼中铁前工序的能源消耗占钢铁企业总能耗的70%左右，污染物排放占整个冶炼工序的70%以上。电炉炼钢省去了烧结、炼铁等铁前系统，很大程度上降低了能源消耗，减少了污染物的排放，有利于建设资源节约、环境友好的和谐社会。
原载2010年第二期《中国废钢铁》
