炼 钢

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焦恩德1，2，上官方钦2，3，倪 冰2，3

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摘 要

随着汽车工业的快速发展和“双碳”目标的推进，传统高炉-转炉长流程生产汽车板的高碳排放问题日益突出。全废钢电炉流程因可显著降低碳排放，成为钢铁行业低碳转型的关键路径。首先分析汽车板的生产情况，探讨全废钢电炉冶炼工艺生产汽车板的机遇。按照汽车板的分类，分别讨论各类别中的典型钢种及电炉生产情况，说明目前的主要困难，包括对废钢的处理，对气体元素（包括氮、氢、氧元素）、碳元素、有害元素和其他元素的控制，对比电炉汽车板和高炉-转炉汽车板的成品差异。分析实际生产案例，总结这些生产成功案例中在废钢处理、冶炼工艺优化及产业链协同等方面的成功经验。研究表明，全废钢电炉冶炼工艺生产汽车板在技术上具备可行性。软钢中的低碳钢已实现大规模工业化量产，传统高强钢中碳锰钢、烘烤硬化钢和低合金高强钢，第一代先进高强钢中双相钢、相变诱导塑性钢、马氏体钢和复相钢以及第三代先进高强钢中的淬火配分钢等主流钢材已进入工业化生产。但通过电炉工艺生产软钢中的无间隙原子钢、第二代先进高强钢和第三代先进高强钢中无碳贝氏体钢等仍存在技术难题。未来，通过技术升级、智能化及产业链协同，电炉短流程有望成为汽车用钢绿色制造的主流方向。

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关键词

全废钢电炉 / 汽车板 / 氮元素含量 / 元素控制 / 绿色低碳 / 高强钢 / 夹杂物 / 直接还原铁

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引 言

汽车板作为汽车制造的重要材料，其卓越的性能和表面质量决定整车质量、美观性与品牌价值。长期以来，高炉-转炉长流程凭借铁矿石原料带来的超高洁净度与成分稳定性和对杂质元素卓越的控制能力，在汽车板生产领域占据绝对主导地位，形成了“高级汽车板只能依赖高炉-转炉流程生产”的行业共识。该流程能够经济高效地生产出夹杂物含量低、成分波动小的洁净钢水，满足汽车板对极致表面质量、严格力学性能和优异成型性的要求。传统观点认为，电炉短流程以废钢为主要原料，冶炼过程中难以有效去除废钢带入的残余元素，增加了控制钢材成分与洁净度的难度，通常难以满足汽车板的生产标准。

在全球“碳达峰”“碳中和”的大背景下，汽车制造企业作为产业链下游的重要参与者，对低碳排放钢材的需求非常迫切，这使得长流程的高碳排放属性成为其可持续竞争的短板，而短流程具备低碳环保的优势。同时电炉冶炼技术在窄成分和夹杂物控制方面也取得突破性进步。在目前形势下，改变“电炉无法生产汽车板”的固有观念，验证全废钢电炉冶炼工艺生产汽车板的可行性，不仅能够抢占绿色钢材市场制高点，更是对传统冶金认知的挑战和突破。

中国庞大且持续增长的汽车市场也支撑着这一转型。2024年中国汽车产销分别为3128.2万辆和3143.6万辆，但国内千人汽车保有量远低于美国的837辆/千人和日本的629辆/千人。中国汽车市场仍有显著的增长空间。根据近年汽车销售量等因素，保守预测2026年中国汽车销量将达到3400万辆，2025年汽车用钢预计达到5900万t（截止投稿日期还没有2025年实际用量数据），其中汽车板消耗量预计达到3800万t。在此背景下，本文将对汽车用钢（特别是汽车板）的生产与消耗情况进行分析，判断未来需求趋势，并以此为基础，将核心研究目标聚焦于探讨利用全废钢电炉冶炼工艺生产高品质汽车板的可行性、机遇与挑战。

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精 选 图 表

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结 论

1）全废钢电炉冶炼工艺生产汽车板可通过精确控制合金成分、洁净度，满足汽车板多种要求，并且契合“双碳”大背景，相比传统长流程碳排放明显降低。全废钢电炉冶炼工艺生产汽车板势必为重要的发展方向。

2）全废钢电炉冶炼工艺生产汽车板在技术上具备可行性。目前通过电炉可以生产软钢中低碳钢，传统高强钢中碳锰钢、BH钢和HSLA钢，第一代先进高强钢中DP钢、TRIP钢、MS钢和CP钢，第三代先进高强钢中QP钢等主流钢材。但通过电炉生产其他汽车板仍有困难，核心挑战是对废钢的处理和对元素的控制。不过目前电路冶炼也存在一些局限，如国内废钢回收体系尚不完善增加了元素控制的难度；较高的研发、生产成本抬高了企业进场的门槛。

3）绿色低碳与资源循环成为全废钢电炉冶炼工艺生产汽车板的核心路径。钢铁企业正加速布局清洁能源替代与固废资源化，推动电炉流程从“高排放”向“近零碳”转型，既降低了对矿石资源的依赖，又可以通过余热回收、废气净化等技术实现环境效益与经济效益双赢。凭借着Econiq™对成本与供应稳定性的兼顾，已经证明大规模生产低碳钢材不仅可行，而且具备竞争优势，这为全球汽车产业的绿色转型奠定了坚实基础。

4）建议加强废钢管理与预处理、优化冶炼精炼工艺及全流程自动化，提高生产汽车板的质量与效率，结合余热回收、氢冶金及碳捕集利用与封存技术（carbon capture，utilization and storage，CCUS）降低碳排放。建立统一生命周期分析评估（life cycle assessment，LCA）标准体系，打通产业链数据壁垒，量化短流程工艺低碳优势。国内企业可依托“双碳”目标，结合新能源汽车市场增长，加速布局绿色钢材，同时参与国际低碳标准制定，以提升竞争力。

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引 用 本 文

[1]焦恩德, 上官方钦, 倪冰. 全废钢电炉冶炼工艺生产汽车板的可行性探讨[J]. 钢铁, 2026, 61(1): 54-63.