撰稿人 T41余佳杭
為實現2050年碳中和目標，全球鋼鐵產業正積極推動各項減碳措施，以生產更環保的低排碳鋼材。其中，在原材料方面增加廢鋼之投用，是非常直接又有效的方案，受到世界主要鋼廠之重視。本次蒐集曾提及使用廢鋼熔煉技術之國際鋼廠，綜整其採用技術、相關產品與未來投資計畫，以利掌握當前國際動態。
從本次蒐集之11間鋼廠所採用的技術進行分類，發現共有8家鋼廠採電爐生產，僅首鋼、河鋼採轉爐投用廢鋼技術，且其轉爐廢鋼比均超過50％，顯見電爐廢鋼製程係當前發展主流。特別是歐洲鋼廠因地理位置之故，多採再生能源電力，進一步降低整體碳排，如：SSAB、ArcelorMittal與奧鋼聯；至於其他鋼廠則未說明電力能源的碳排如何處理。
電爐雖更適合實施大比例廢鋼投入作業，然就國際上仍以高爐-轉爐製程為主的情況下，轉爐投入廢鋼的作法更受到傳統長流程製程鋼廠的關注。以本次蒐集的河鋼與首鋼為例，在提高轉爐廢鋼比的操作過程中，兩間鋼廠均聚焦於爐內熱平衡與廢鋼熔融議題。爐內熱平衡多藉由調整鐵水與廢鋼量比例達成，而在完全熔融廢鋼部份，兩者作法稍有差異，其中河鋼設計專用吹氧槍噴頭並優化供氧機制，而首鋼則著眼於廢鋼尺寸控制，以下簡介兩家鋼廠之技術：
一、河鋼唐鋼：
透過分析廢鋼特性，在保持熱平衡的基礎上，調整轉爐廢鋼用量和加入時機。同時，為保障冶煉過程中廢鋼完全熔入鋼液，設計高廢鋼比專用吹氧槍噴頭，同時優化轉爐供氧制度，進而延長轉爐吹煉時間、提高轉爐底吹強度、延長熔池攪拌時間，最終實現廢鋼比達到54.7%。
二、首鋼京唐：
透過鐵鋼介面動態調整過程鐵量，佈局鐵水、廢鋼等資源配置，保障高廢鋼比冶煉中轉爐的熱量平衡和正常供鋼週期。積極研究轉爐工序的廢鋼加入途徑，開發小塊廢鋼試驗，以提高資源利用率和降低成本。面對廢鋼比提升帶來的入爐熱量虧損，採細化管理措施，精准調控各環節工藝參數，保障轉爐的穩定運行，已先後完成轉爐40%、50%及55%高廢鋼比生產。
綜上，在國際主要鋼廠應用廢鋼技術的發展動態，可見投資電爐是國際重要趨勢，然對於缺乏地利之便的亞洲鋼廠，電爐所需的電力與其相應的成本、碳排與穩定性等，將成為是否投資電爐的重要因素，未來將持續觀察投資電爐的鋼廠，其能源計畫發展動態。另按照本次蒐集資訊，發現目前國際鋼廠推動的廢鋼技術有以下三大趨勢：
一、發展電爐+廢鋼技術是主流趨勢：電爐相比轉爐，更適合大比例投入廢鋼，世界大部分主要鋼廠如安賽樂米塔爾、浦項製鐵等，皆有新建電爐之計畫。
二、配合再生能源進一步降低碳排：部分歐美鋼廠如SSAB、紐柯，已採用「電爐+全廢鋼+再生能源」等生產方案，最大極限的降低碳排放，並推出零碳鋼產品。
三、中國鋼廠已完成高廢鋼比的轉爐投用廢鋼技術：中國鋼廠正積極研究轉爐高廢鋼比生產工藝，如河鋼唐鋼與首鋼京唐，皆已具備50%以上高廢鋼比批量生產之能力。
本次蒐集主要鋼廠近期廢鋼技術產品與投資計畫整理如表2。
表2、主要鋼廠近期之廢鋼技術產品與投資計畫
|
鋼廠 |
技術與產品資訊 |
近期投資計畫 |
|---|---|---|
|
SSAB |
SSAB零碳鋼產品以回收鋼為基礎，在以無化石電力和其他無化石燃料為動力的電爐中熔煉。 |
1. 於Oxelösund廠新建一座190噸電爐，能夠處理無化石直接還原鐵(DRI)或熱壓塊鐵(HBI)和廢鋼等原材料。 2. 將投資45億歐元(約1,563億新台幣)於Luleå 廠建造年產250萬噸的無化石燃料小型鋼廠，計劃於2028年底投產。該廠將由兩座電爐以取代其舊的高爐生產系統，使用無化石直接還原鐵(DRI)和回收廢鋼生產。 |
|
安賽樂米塔爾 |
與維斯塔斯合作開發一種採用100%廢鋼生產的低排碳鋼，在比利時Industeel Charleroi廠的100%風能電爐中熔化，排放強度可降低66%。 |
1. 於西班牙希洪工廠投資 2.13 億歐元（約72.43億新台幣）建造新電爐，將以直接還原鐵（DRI）和廢鋼為原料，年產110萬噸低排碳鋼。 2. 於法國濱海福斯（Fos-sur-Mer）廠新建盛鋼桶精煉爐（LF爐），投資額為7,600萬歐元（約25.84億新台幣）。該設施可做為加熱站，使廢鋼使用比例提升為先前的5倍，為該廠在2025年前減少10%的鐵礦石使用量。 |
|
奧鋼聯 |
在多納維茨廠生產高品質綠色線材，利用氫還原純鐵和廢鋼進行生產，並透過線材軋機進一步加工成滾動軸承鋼，具有特殊的硬度和耐磨性。 |
推動林茨和多納維茨兩座由綠電供應電爐的建造計畫，預期2027年將CO2排放量減少30%。 |
|
塔塔鋼鐵 |
塔塔鋼鐵荷蘭公司推出新品牌「Zeremis® Recycled」，該產品生產原料中廢鋼占比達30%，可同時滿足汽車、包裝和建築行業對低碳排放鋼鐵產品的需求。 |
|
|
紐柯鋼鐵 |
生產採用「電爐+廢鋼」，實現極低的碳排放。 |
於西維吉尼亞州建設新板材廠，該廠包含2台190噸電爐，採用全廢鋼冶煉，預計耗資約27億美元（約810億新台幣），設計年產能為300萬噸。 |
|
浦項製鐵 |
採用全廢鋼電爐冶煉方式或廢鋼與高爐鐵水混合的冶煉方式生產鋼液，並利用電爐運行過程中產生的廢氣預熱廢鋼。 |
光陽廠正在建造一座年產250萬噸鋼的電爐，總投資預計為6000億韓元（約130.8億新台幣）。預計將於2025年年底完成建設，並於2026年投產。 |
|
現代鋼鐵 |
1. 推出品牌「HyECOsteel」，採用「Hy-Cube」技術，將廢鋼、鐵水和直接還原鐵，投入電爐生產，減碳量達40%。 2. 與現代工程與建築公司(Hyundai E&C)合作開發低排碳鋼筋和型鋼，這些鋼材由電爐以廢鋼為原料製成。 |
|
|
寶鋼 |
推出品牌「BeyondECO」，採用多工位柔性廢鋼添加技術，實行高廢鋼比產品生產試驗。 |
寶鋼湛江新建鋼板廠，總投資約45億人民幣(約203億新台幣)，主要設備包括1座220噸電爐及相關配套設施。計畫於2025年底建成，預計年產量約180萬噸鋼板。該廠將以「氫基豎爐直接還原鐵」與「廢鋼」為主要原料，搭配綠電生產近零排碳扁鋼胚。 |
|
河鋼 |
1. 河鋼唐鋼開發高廢鋼比產品，長流程生產工藝廢鋼比達到54.7%。 2. 河鋼邯鋼開發耐腐蝕冷軋高強鋼，採用「全板邊廢鋼+轉爐雙渣+雙脫硫+連鑄輕壓下」等工藝措施，確保成分滿足性能要求。 |
|
|
首鋼 |
首鋼京唐先後順利完成轉爐40%、50%與55%高廢鋼比連澆生產，產品包含汽車板、鍍錫板、家電板、酸洗板、熱軋板等。 |
|
|
鞍鋼 |
推出品牌「Angreen」，包含汽車用連續退火冷軋鋼、冷軋熱鍍鋅鋼板及汽車用熱鍍鋅鋼板等產品，透過使用廢鋼結合電爐的冶煉方法，減少30-61%的製程碳排放。 |
四、參考資料：
- 西馬克集團為SSAB公司建造新電弧爐，實現無化石燃料鋼鐵生產
- 瑞典SSAB將在Luleå以小型電爐工廠取代高爐
- Vestas and ArcelorMittal collaborate on low-emission steel offering for wind turbines
- ArcelorMittal Spain plans to start low-carbon steel production within two years
- 安賽樂米塔爾法國濱海福斯廠啟用LF爐
- greentec steel: landmark melting at voestalpine site Donawitz
- 塔塔鋼鐵荷蘭公司生產原料中廢鋼占比達30%的鋼鐵產品
- 紐柯鋼鐵公司全廢鋼冶煉板材廠開建
- 浦項鋼鐵公司開始在光陽廠建設電弧爐
- 現代鋼鐵計畫減少建築材料排放的碳排放
- 國內首個！寶鋼股份湛江鋼鐵零碳高等級薄鋼板工廠專案開工建設
- 邯鋼研發出千兆級耐腐蝕冷軋高強鋼
- 7%！全國領先 唐鋼高廢鋼比冶煉技術實現新突破
- 首鋼京唐大廢鋼比煉鋼實現新突破
- 首鋼京唐轉爐單工序大廢鋼比冶煉再次取得新突破
- 鞍鋼集團正式發佈鞍鋼綠色低碳主品牌和《鞍鋼低碳排放鋼工藝路線圖》