劉峰
位于加拿大安大略省蘇圣瑪麗的阿爾戈馬鋼鐵公司（Algoma），是加拿大重要的鋼鐵生產商。該公司成立于1901年，作為傳統長流程鋼鐵企業，長期依賴高碳排放的“高爐—焦化”工藝。這不僅產生了大量溫室氣體，其生產過程中排放的顆粒物、酚類、苯系物、多環芳烴等空氣污染物，部分指標甚至曾超過當地政府限值。
為應對日益嚴峻的低碳轉型和環保挑戰，阿爾戈馬鋼鐵公司采用“源頭降碳”策略，即以電弧爐短流程取代“高爐—轉爐”長流程，并決定建造2座以廢鋼為主要原料的電弧爐生產鋼水。該項目不僅是阿爾戈馬鋼鐵公司自成立以來最大的建造項目，也是近年來加拿大鋼鐵行業推進的重點降碳項目。考慮到在建造過程中對現有鋼鐵生產的影響，新建電爐車間緊挨現有轉爐煉鋼廠。該項目于2021年11月份破土動工，并在2025年7月份順利完成第1座電爐的熱試車，成功實現了電爐鋼生產。阿爾戈馬鋼鐵公司將其所生產的電爐鋼品牌命名為“Volta?”。其新建的雙工位真空吹氧降碳精煉爐能夠滿足清潔高品位鋼的生產，保證“Volta?”與原長流程所生產的鋼水相比質量相當，據測算，在2座電爐完全取代原有的“焦化—高爐—轉爐”系統后，年碳排放將減少300萬噸（相當于100萬輛油車一年的碳排放），從而實現70%的碳減排。此外，配套的相關環保設施包括廢氣處理、水處理、廠房密閉設施等也能夠顯著降低其他污染物的排放水平，如顆粒物、酚、苯系物、多環芳烴、二氧化硫和氮氧化物，從而達到當地政府的排放監管標準。
在鋼鐵產能方面，2座電爐完全投產、達產后，鋼水產量將從之前的280萬噸增加至370萬噸，這將實現與下游工藝包括連鑄和軋制的設計產能更為匹配的目的，以更好地滿足市場需求。與此同時，電爐短流程操作更為靈活，因此對市場需求變動的應變能力更強。
阿爾戈馬鋼鐵公司的電爐項目總投資約為8.7億加元（約合6.31億美元），其中加拿大政府提供了部分資金作為低碳轉型資助，約4.2億加元（約合3.05億美元）。這一項目不僅為當地創造了數千個就業機會，還助力阿爾戈馬鋼鐵公司成為加拿大“最綠色”的板材生產商。隨著安大略省的電網排放強度進一步降低，阿爾戈馬鋼鐵公司的鋼鐵生產將更“綠”，從而實現“2050年運營碳中和”的目標。
阿爾戈馬鋼鐵公司新建的2座電爐（AC）由達涅利設計，采用DIGIMELTER?數字化電爐技術。該技術將供電系統（Q-One）、智能化系統（Q-Melt）和環保系統（Eco-Pro）的設備巧妙地結合在一起，顯著降低了運營成本，減小了對環境的影響，所需原料也有高度靈活性。該工藝采用實時電弧控制，而Q-One體系內的數字化清潔供電系統能夠提供較高的功率和極低的電網閃變。由于每個電極的電弧電流、電壓和頻率都獨立控制，能夠實現前所未有的高功率傳輸。Q-Melt智能控制系統通過使用“Q-Reg+”電極調節器、“EVO”煙氣分析和“Melt-Model”熔煉模型自適應優化系統，使電爐冶煉過程以穩定和自適應的方式自動運行。DIGIMELTER?采用“零料籃”概念，能夠實現水平預熱連續加料以及從爐蓋連續加入直接還原鐵和生鐵。Eco-Pro氣密性設計旨在將污染物排放降至最低，與具有相同原料組合的傳統電弧爐相比，DIGIMELTER?Eco-Pro數字化冶煉電爐的氣密性設計將二氧化碳的直接排放量減少50%以上，二氧化碳的總排放量也能減少25%以上。DIGIMELTER?數字化冶煉電爐技術是達涅利新推出的現代、清潔、有競爭力、可持續的綠色煉鋼解決方案，被市場公認為電弧爐煉鋼熔煉廢鋼和直接還原鐵的創新技術。
然而，該項目進一步推進也面臨關鍵挑戰，即巨大的電力需求與短缺的廢鋼資源。截至目前，阿爾戈馬鋼鐵公司的電弧爐項目深入推進的最大阻礙為缺乏可靠、充足的清潔電力來源。該項目建成后，2座電弧爐同時運行的總功率將達到300兆瓦，這將使阿爾戈馬鋼鐵公司成為加拿大安大略省最大的耗電企業之一。這揭示了其日后配套電力基礎設施（如綠色能源和核能）建設的緊迫性。目前，阿爾戈馬鋼鐵公司宣稱能夠從加拿大電網獲得260兆瓦的電力，并聲稱到2028年獲批額外的相關電力設施建設項目。
阿爾戈馬鋼鐵公司推進綠色轉型還面臨著廢鋼資源方面的挑戰。由于電弧爐工藝需要大量的廢鋼，在廢鋼資源日益緊張的情況下，電弧爐操作不可避免地需要使用直接還原鐵或生鐵，這將增加“范圍3”的碳排放。不過，阿爾戈馬鋼鐵公司已與其合作伙伴形成了合資企業，該合資企業負責廢鋼的采購、管理，并配備了現金自動化系統，能夠實現廢鋼的自動化管理、分類以及加料。
阿爾戈馬鋼鐵公司的低碳轉型路徑清晰——從傳統的“高爐—轉爐”長流程，轉向以廢鋼為核心的電爐短流程。其轉型的初步成功，不僅得益于加拿大政府的有力資金支持，還在于其在關鍵技術（DIGIMELTER?）、電力保障布局以及廢鋼資源管理等方面進行的周密規劃和大量投入，為全球鋼鐵行業綠色轉型提供了重要實踐參考。
《中國冶金報》（2025年08月08日 02版二版）
