电炉炼钢是中部非洲的正确路线

主要结论

1. 选择工艺路线，就是选择含铁原料。轧制、连铸和精炼是所有路线的共同环节，区别在于铁的获取方式。喀麦隆缺的是铁，而不是轧制能力：钢坯已成为该国最大的单项钢材进口商品，2023年进口16.14万吨，是2019年的三倍[S05]，而国内轧制能力已超过需求[S06]。
2. 电炉路线使吨钢CO₂排放降低37%至71%。根据世界钢铁协会2024年路线平均值，高炉-转炉路线每吨粗钢排放2.34吨CO₂，DRI-电弧炉路线1.47吨，废钢电弧炉路线0.69吨[S01]。喀麦隆电网以水电为主，2024年电网排放因子约为226克CO₂/千瓦时[S07]，电炉路线的优势更加明显。
3. 区分各路线的不是每吨资本支出，而是不可分割的最小投资规模。按基于IEA推算的2019年美元基准，新建高炉钢厂的指示性资本支出约为每吨产能500至900美元，天然气DRI-电弧炉为510至1310美元，废钢电弧炉为330至560美元[S02]；2020至2026年公布的项目预算包含轧机和场地工程，水平更高，约为每吨660至1560美元（第2章）。但高炉只有在年产数百万吨时才具经济性，而非洲目前订购的炼钢车间和轧机规模约为年产30万吨[S08, S09]。
4. 感应炉和熔融还原不适用。感应炉精炼能力差；印度以DRI为原料的感应炉钢大多超出本国标准和ASTM标准的磷含量上限[S10]。熔融还原仍需配套转炉，依赖煤炭，且仅在少数地点实现商业化运行[S11, S12]。
5. 年产100万吨的炼钢车间每年需要约120万吨含铁原料。Cameroon Steel的参考配置RC-1显示，一期约需36.3万吨，全面建成后需121万吨（推算）[S03]。喀麦隆每年回收的废钢约在10万吨量级（推算），且已被现有钢厂使用；唯一一项全国性研究估计的废钢年产生量为5.3万至6.18万吨[S13]。因此，RC-1假设本厂每年只能采购约3万吨本土废钢（区间0至6万吨）[S03]。
6. 一期应以废钢和进口DRI或HBI为原料。RC-1假设一期炉料中DRI或HBI约占30%，区间为20%至50%[S03]。HBI是实际可行的贸易形态，因为它只需表面通风即可海运，而冷态DRI必须在惰性气体保护下运输[S14, S15]。每种含铁原料至少两家供应商并配备有盖仓储，是最低要求。
7. 喀麦隆矿石须先经选矿厂和球团厂处理，才能供竖炉使用。直接还原要求矿石铁品位至少为64%[S16]，贸易中的直接还原级产品品位通常为67%至68%[S17]。姆巴拉姆JORC储量的铁品位为62.2%，二氧化硅和氧化铝合计7.3%[S18]；对姆巴拉姆铁英岩（itabirite）的试验得到了品位68%的直接还原级精矿[S19]。该产品目前仅停留在试验规模。
8. 天然气和氢气决定本土炼铁的推进节奏。年产100万吨的DRI模块每年约需90亿立方英尺（9 bcf）天然气，约为喀麦隆2025年产量的12%（推算）[S20, S21]。氢能就绪的竖炉可在天然气与氢气任意比例下运行，炉体无需根本性改造[S22]；但100万吨DRI若完全使用氢气，每年约需27亿千瓦时电力（推算），因此掺氢必须与新增低碳电力同步推进。
9. 一座40吨级电弧炉可支撑一期的大部分产量；达到30万吨名义产能需要很高的可用率或更大的变压器。按RC-1规划值每吨钢水450千瓦时计，每炉约40吨，冶炼周期约55分钟；按上限规划值约490千瓦时（炉料中DRI或HBI占30%）计，约59分钟。名义产能所需的约8000炉将占用全年8760小时中的约7300至7900小时；按年运行7000至7700小时这一现实假设，一期可生产约27万至30万吨成品（推算）[S03]。电弧炉提供的是可调度负荷，即将熔炼安排在电网高峰之外，而不是可中断负荷。电弧炉会造成电压闪变；其他钢筋厂曾在监管压力下加装STATCOM补偿装置[S23, S24]。一期最大需量约55兆伏安（假设），在园区225千伏线路初期100兆瓦的范围之内[S03, S25]。
10. 质量与数据是产品的组成部分。喀麦隆钢筋标准NC 236为强制性标准且得到执行[S26, S27]。配备钢包精炼炉和在线淬火自回火轧机的电弧炉，能够生产符合NC 236、BS 4449和ASTM A615的高延性、可焊接钢筋[S28, S29, S30]。从炉次到钢筋捆的全程追溯、能源管理（通过ISO 50001认证的工厂第一年节能约4%[S31]）以及按产品计量的CO₂排放，共同构成完整的设计。