非高炉炼铁技术可大幅降低碳排放与能耗，相关钢铁环保设备具备良好市场前景

我国钢铁传统工艺技术上一直存在着炼铁能力<炼钢能力<轧钢能力的情况。2020年我国钢铁协会成员的铁钢比为0.8429，比全球（含中国）均值高15%左右，若不含中国则全球仅为0.5。

铁矿石和废钢是主要炼钢原材料，铁钢比高意味着废钢比低，而使用废钢和短流程工艺可降低70%-80%碳排放。虽然我国粗钢产能占据世界超过一半，但工艺上仍以高炉-转炉的传统长流程为主，其能耗、污染物排放、生产成本与国际先进水平存在着较大差距，并长期受资源供给和生态环境制约。

高炉炼铁仍将在未来保持巨大规模，但占比和产量将随废钢使用增加而逐步下降

2020年我国炼铁产量中90%是采用传统的高炉-转炉工艺流程生产，仅这一环节碳排量就超过10亿吨，占全国10%碳排放总量，算上其他环节，整个钢铁行业占比则达到18-20%。根据钢铁行业技术水平某较先进企业分析，我国钢铁联合企业高炉吨排放量在1.8-2.2吨，而电炉仅为0.4-0.8吨，但电炉比例却远低于高炉。焦化、烧结和炼铁流程约占总能耗的70%，在节能减排的宏观背景下，高炉是历次环境治理中的重点。不过随着2021年我国放松废钢进口，以及我国自产废钢产量逐年上升，供给电炉用废钢将持续增长，有助于钢铁企业进行生产工艺更新换代。

我国非高炉炼铁工艺发展缓慢，与国际先进水平存在较大差距，国产替代存在较大空间

非高炉炼铁技术包括直接还原和熔融还原两大工艺，其优势在于摆脱了焦煤资源日益短缺的问题，没有了烧结及焦化工艺环节，提升了环保水平，有效降低产品综合能耗，提高了产品质量，为炼钢环节生产洁净钢和优质钢等高端产品提供纯净的材料。

图1 炼铁工艺分类

直接还原工艺中被纳入国际钢铁协会统计的只有竖炉、流化床和煤基回转窑直接还原三种，转底炉产品由于金属化率仅约为50%-85%，只适合作为半成品原料供给高炉或作为冷却剂供给转炉。其中气基竖炉生产工艺最成熟、能耗最低、单机产能最大，其单机产能可达到大型高炉水平，其产量占直接还原工艺总产量80%以上。

熔融还原工艺目前全球年产量不足1000万吨，尚未实现技术突破。规模化熔融还原炼铁技术主要有Corex、Finex和HIsmelt等。Corex工艺宝钢拥有两座，一座运行已4年，若持续保持创新未来可能成为世界第一座大型高效熔融还原炼铁工艺，另一座停产。全球范围没有新的在建项目；Finex工艺在韩国浦项投产2套，目前都在运行生产；HIsmelt工艺已搬至山东墨龙，并于2017年投产，山东墨龙已获得HIsmelt熔融还原技术系列专利与授权，但由于存在工艺问题项目仅运行112天。2018年5月经中国金属协会组织的科技成果鉴定，该工艺达到国际领先水平。山东墨龙在2021年4月已经声称实现了装备基本实现国产化，并进行了多方面工艺技术创新。其HIsmelt工厂是否复产目前尚不明确。

粗钢存量产能需进行环保改造，钢铁环保设备空间较大

我国经济增长和环保之间始终处于此消彼长的状态。因此相较于需要数年并花费高额投入来完成的非高炉炼铁工艺的推广，为现有工艺增加先进环保设备可以在较短时间见到效果，尽快实现经济高质量增长。

2019年4月，生态环境部、国家发改委、工信部、财政部和交通运输部五部门共同发布的《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》（环大气〔2019〕35号）提出“到2025年底前，重点区域钢铁企业超低排放改造基本完成，全国力争80%以上产能完成改造。”，并且还提出“企业通过超低排放改造形成的富余排污权，可用于市场交易”等奖励措施。

2019年12月份生态环境部发布了《钢铁企业超低排放评估监测技术指南》，其中要求：鼓励行业协会发挥桥梁纽带作用，指导企业开展超排放改造和评估监测工作，在协会网站上公示各企业超低排放改造和评估监测进展情况。截至今年3月，已有14家企业进行了公示。

2020年12月，工信部、科学技术部和生态环境部联合发布《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录（2020年版）》，其中涉及冶金行业设备/技术/材料共四项，分别为超低氮燃烧技术、在线搅拌气浮除油装备、多污染物协同治理团聚复合剂以及纳米纤维网膜复合过滤材料，并对每一项做出了详细的技术指标要求。

结语

我国在运行的非高炉炼铁装备仍然依赖进口，技术成熟度和装备自给率与大规模装备的高炉仍有一定差距，高炉将依旧占据主要炼铁产能。其中比较适合中国原材料资源条件的FINEX熔融还原装备和专利技术由韩国企业浦项掌控，限制了该项技术在中国的发展。在电炉冶炼方面，我国能够自主研发全套电炉装备，但市场占有率上远低于普锐特、达涅利等国外先进成套设备公司，在服务水平上也存在着一定差距，先进电炉装备仍需进口。

在冶金环保设备方面，我国共有229家钢铁企业的6.2亿吨粗钢产能正在进行超低排放改造，冶金环保设备市场空间较大，随着超低排放政策的持续推进将不断创造市场需求。

总体上来说，在工艺方面，我国钢铁行业短期内由于经济因素，预计仍以低成本长流程改造为主，在短时间内实现立竿见影的减少碳排放效果。中期则大力推广电炉工艺，长期探索突破性技术。