刘峰
位于加拿大安大略省苏圣玛丽的阿尔戈马钢铁公司（Algoma），是加拿大重要的钢铁生产商。该公司成立于1901年，作为传统长流程钢铁企业，长期依赖高碳排放的“高炉—焦化”工艺。这不仅产生了大量温室气体，其生产过程中排放的颗粒物、酚类、苯系物、多环芳烃等空气污染物，部分指标甚至曾超过当地政府限值。
为应对日益严峻的低碳转型和环保挑战，阿尔戈马钢铁公司采用“源头降碳”策略，即以电弧炉短流程取代“高炉—转炉”长流程，并决定建造2座以废钢为主要原料的电弧炉生产钢水。该项目不仅是阿尔戈马钢铁公司自成立以来最大的建造项目，也是近年来加拿大钢铁行业推进的重点降碳项目。考虑到在建造过程中对现有钢铁生产的影响，新建电炉车间紧挨现有转炉炼钢厂。该项目于2021年11月份破土动工，并在2025年7月份顺利完成第1座电炉的热试车，成功实现了电炉钢生产。阿尔戈马钢铁公司将其所生产的电炉钢品牌命名为“Volta™”。其新建的双工位真空吹氧降碳精炼炉能够满足清洁高品位钢的生产，保证“Volta™”与原长流程所生产的钢水相比质量相当，据测算，在2座电炉完全取代原有的“焦化—高炉—转炉”系统后，年碳排放将减少300万吨（相当于100万辆油车一年的碳排放），从而实现70%的碳减排。此外，配套的相关环保设施包括废气处理、水处理、厂房密闭设施等也能够显著降低其他污染物的排放水平，如颗粒物、酚、苯系物、多环芳烃、二氧化硫和氮氧化物，从而达到当地政府的排放监管标准。
在钢铁产能方面，2座电炉完全投产、达产后，钢水产量将从之前的280万吨增加至370万吨，这将实现与下游工艺包括连铸和轧制的设计产能更为匹配的目的，以更好地满足市场需求。与此同时，电炉短流程操作更为灵活，因此对市场需求变动的应变能力更强。
阿尔戈马钢铁公司的电炉项目总投资约为8.7亿加元（约合6.31亿美元），其中加拿大政府提供了部分资金作为低碳转型资助，约4.2亿加元（约合3.05亿美元）。这一项目不仅为当地创造了数千个就业机会，还助力阿尔戈马钢铁公司成为加拿大“最绿色”的板材生产商。随着安大略省的电网排放强度进一步降低，阿尔戈马钢铁公司的钢铁生产将更“绿”，从而实现“2050年运营碳中和”的目标。
阿尔戈马钢铁公司新建的2座电炉（AC）由达涅利设计，采用DIGIMELTER®数字化电炉技术。该技术将供电系统（Q-One）、智能化系统（Q-Melt）和环保系统（Eco-Pro）的设备巧妙地结合在一起，显著降低了运营成本，减小了对环境的影响，所需原料也有高度灵活性。该工艺采用实时电弧控制，而Q-One体系内的数字化清洁供电系统能够提供较高的功率和极低的电网闪变。由于每个电极的电弧电流、电压和频率都独立控制，能够实现前所未有的高功率传输。Q-Melt智能控制系统通过使用“Q-Reg+”电极调节器、“EVO”烟气分析和“Melt-Model”熔炼模型自适应优化系统，使电炉冶炼过程以稳定和自适应的方式自动运行。DIGIMELTER®采用“零料篮”概念，能够实现水平预热连续加料以及从炉盖连续加入直接还原铁和生铁。Eco-Pro气密性设计旨在将污染物排放降至最低，与具有相同原料组合的传统电弧炉相比，DIGIMELTER®Eco-Pro数字化冶炼电炉的气密性设计将二氧化碳的直接排放量减少50%以上，二氧化碳的总排放量也能减少25%以上。DIGIMELTER®数字化冶炼电炉技术是达涅利新推出的现代、清洁、有竞争力、可持续的绿色炼钢解决方案，被市场公认为电弧炉炼钢熔炼废钢和直接还原铁的创新技术。
然而，该项目进一步推进也面临关键挑战，即巨大的电力需求与短缺的废钢资源。截至目前，阿尔戈马钢铁公司的电弧炉项目深入推进的最大阻碍为缺乏可靠、充足的清洁电力来源。该项目建成后，2座电弧炉同时运行的总功率将达到300兆瓦，这将使阿尔戈马钢铁公司成为加拿大安大略省最大的耗电企业之一。这揭示了其日后配套电力基础设施（如绿色能源和核能）建设的紧迫性。目前，阿尔戈马钢铁公司宣称能够从加拿大电网获得260兆瓦的电力，并声称到2028年获批额外的相关电力设施建设项目。
阿尔戈马钢铁公司推进绿色转型还面临着废钢资源方面的挑战。由于电弧炉工艺需要大量的废钢，在废钢资源日益紧张的情况下，电弧炉操作不可避免地需要使用直接还原铁或生铁，这将增加“范围3”的碳排放。不过，阿尔戈马钢铁公司已与其合作伙伴形成了合资企业，该合资企业负责废钢的采购、管理，并配备了现金自动化系统，能够实现废钢的自动化管理、分类以及加料。
阿尔戈马钢铁公司的低碳转型路径清晰——从传统的“高炉—转炉”长流程，转向以废钢为核心的电炉短流程。其转型的初步成功，不仅得益于加拿大政府的有力资金支持，还在于其在关键技术（DIGIMELTER®）、电力保障布局以及废钢资源管理等方面进行的周密规划和大量投入，为全球钢铁行业绿色转型提供了重要实践参考。
《中国冶金报》（2025年08月08日 02版二版）
