高爐大型化和競爭力初步分析

高爐大型化和競爭力初步分析高爐大型化和競爭力初步分析 作者 劉文權 近年來 鋼鐵工業(yè)競爭日趨激烈 工業(yè)發(fā)達國家為進行結構調整 淘汰落 后工藝和設備 降低能耗和生產成本 改善環(huán)保 提高市場競爭力 相繼建成 了 2000m3 級以上大型高爐 160 多座 高爐最大容積已達 5775m3 其中 日本 和西歐等國家自 20 世紀 80 年代以來 建成了一批 4000m3 級以上特大型高爐 一 國內外高爐大型化概況 據(jù)不完全統(tǒng)計 世界上大于 2000m3 高爐超過 169 座 大于 4000m3 高爐 39 座 其中 5000m3 級高爐 13 座 見表 1 日本原有 60 多座高爐 1989 年底服役 有 37 座高爐 平均每座容積 3143 4m3 高爐大型化和結構調整后 2004 年服 役高爐僅為 28 座 平均每座高爐容積 3814m3 川崎制鐵千葉 6 號高爐 水島 4 號高爐 新日鐵君津 3 號高爐 名古屋 1 號高爐 名古屋 3 號高爐 大分 1 號高爐 由 4500m3 4826m3 4063m3 3850m3 3424m3 4158m3 分別擴容至 5153m3 5005m3 4822m3 4650m3 4300m3 4884m3 新日鐵君津 2 號高爐 鋼管福山 3 號高爐 日新鋼鐵吳廠 1 號高爐 住友金屬小倉 2 號高爐 北海制 鐵室蘭 2 號高爐也進行了擴容 日本高爐座數(shù)減少了 而爐型更加大型化 近 年來日本沒有新建高爐 主要通過高爐擴容來提高設備產能和能源效率 并同 時追求高產和環(huán)境和諧 德國蒂森公司與克虜伯公司合并前有 9 座高爐 合并 后減少到 6 座 高爐座數(shù)減少 但總產量并沒有減少 高爐單產提高 壽命延 長 近年我國重點大中型企業(yè)高爐結構情況 座數(shù) 見表 2 我國小高爐眾多 單爐產量低 布局分散 高爐結構不合理 技術裝備水平低 在未來幾年 需 淘汰 1 億噸左右落后的煉鐵生產能力 隨著原燃料費用和人力資源費用與國際 市場逐步接軌 環(huán)保要求日益苛刻 小高爐競爭力逐漸弱化 只有在能耗 勞 動生產率 環(huán)保和生鐵質量等方面提高競爭能力 才能避免因競爭力差而被市 場淘汰 表 2 近年我國重點大中型企業(yè)高爐結構情況 座數(shù) 二 高爐大型化和競爭力分析 高爐大型化是建立在精料 富氧噴煤 高頂壓 高風溫 高爐長壽和低硅低硫 冶煉等技術基礎 上 普遍采用無料鐘布料 薄壁內襯 爐頂余壓發(fā)電 熱風爐 雙預熱 銅冷卻壁 爐渣?；b置 高風溫長壽型熱風爐 軟水密閉循環(huán)冷卻 系統(tǒng) 高爐冶煉專家系統(tǒng)等現(xiàn)代化工藝和裝備 高爐大型化與投資主體融資水 平 企業(yè)規(guī)模 企業(yè)產品定位和原燃料條件等因素有關 高爐大型化對原燃料 要求 技術經(jīng)濟指標 經(jīng)濟效益和運行成本等方面對比分析如下 1 原燃料要求 精料是大型高爐高產 優(yōu)質 低耗 長壽與環(huán)境友好的物質基礎 是高爐煉鐵 工藝中最重要的一項關鍵技術 隨著高爐大型化 對原燃料質量 合理爐料結 構等要求日益苛刻 高爐越大 對原燃料質量要求越高 焦炭強度 尤其是高 溫強度 反應后強度 CSR 和反應性 CRl 是建設大型高爐考慮的首要因素 目前 大中型焦爐配備了干熄焦工藝 改善了焦炭質量 大型高爐對原燃料質量的要 求見表 3 表 3 大型高爐對原燃料質量的要求 2 技術經(jīng)濟指標要求 表 4 高爐技術經(jīng)濟指標要求 3 高爐大型化的經(jīng)濟效益及成本分析比較 根據(jù)前蘇聯(lián)的資料 高爐大型化經(jīng)濟效益顯著 其經(jīng)濟效益比較見表 5 成本 是鋼鐵行業(yè)最重要的競爭要素 成本優(yōu)先歷來是鋼鐵企業(yè)首選的競爭策略 國 內不同級別高爐運行成本對比見表 6 表 5 高爐經(jīng)濟效益比較 表 6 高爐運行成本對比 注 假定能耗價為 1 元 kg 不考慮含鐵原料 4 高爐競爭力分析比較 高爐競爭力分析主要體現(xiàn)在工序能耗 環(huán)境保護 勞動生產率和生鐵質量 鐵水 含硫和含硅量 等幾個方面 見表 7 表 7 高爐競爭力分析比較 三 實現(xiàn)高爐大型化的途徑和對策 1 新建大型高爐 如京唐鋼鐵聯(lián)合有限公司規(guī)劃新建 2 座 5500m3 高爐 寶鋼 新建 4 號高爐 4350m3 武鋼 天鋼新建 3200m3 高爐 沙鋼新建 2500m3 高爐 等 2 淘汰落后 以新替舊 以大替小 實現(xiàn)高爐大型化 如鞍鋼建 2 座 3200m3 高爐取代 7 座 600 1000m3 高爐 漣鋼建 2 座 2200m3 高爐取代 300m3 高爐 馬 鋼建 2 座 2500m3 高爐淘汰 300m3 級高爐等 3 大修擴容改造 如本鋼 5 號高爐由 2000m3 大修擴容至 2600m3 包鋼 1 號高 爐由 1513m3 大修擴容至 2200m3 武鋼 1 號高爐由 1386m3 大修擴容至 2200m3 新鋼 7 號高爐由 600m3 大修擴容至 l050m3 湘鋼 l 號高爐 酒鋼 2 號高爐均由 750m3 大修擴容至 1000m3 等 4 整體推移大修擴容改造 如唐鋼 2 號高爐 1260m3 邯鋼 5 號高爐 1260m3 采用整體推移技術大修擴容至 2 000m3 5 采用熔融還原或直接還原等新工藝替代 1000m3 以下的高爐 我國 74 家重點 鋼鐵企業(yè)中 現(xiàn)有 18 家建在省會城市 有 34 家建在百萬以上人口的大城市 不僅造成了城市環(huán)境容量的壓力 也制約了企業(yè)自身的發(fā)展 采用流程短 生 產靈活性強 環(huán)境污染小的熔融還原或直接還原工藝 替代 1000m3 以下高爐 寶鋼集團浦鋼公司搬遷采用 Corex C 3000 工藝 成為世界上第一座年產 150 萬 頓鐵水熔融還原裝置 首鋼與美國紐柯公司 澳大利亞力拓公司 日本三菱公 司四方共同出資進行 Hismelt 熔融還原的研究 在澳大利亞投產的年產 80 萬噸 鐵水的熔融還原廠 目前已經(jīng)進入設備試車階段 2003 年 萊鋼集團公司與澳 大利亞力拓集團簽署了 萊鋼 力拓 Hismelt 設備工藝許可協(xié)議 引進直 接 Hismelt 熔融還原技術 標志著使用直接熔融還原工藝的新型煉鐵廠將在萊 鋼誕生 河北省石鋼和日本神戶制鋼有限公司簽訂了成立年產 50 萬噸鐵水煤基 自接還原鐵合資公司的意向書 采用神戶制鋼和其子公司 Midrex 公司開發(fā)的 Fastmelt 工藝 四 高爐大型化應注意的幾個問題 1 鋼鐵產業(yè)發(fā)展政策 中產業(yè)技術政策規(guī)定 高爐有效容積達到 1000m3 及 以上 新上項目高 爐必須同步配套余壓發(fā)電裝置和煤粉噴吹裝置 沿海深水港 地區(qū)建設鋼鐵項目 高爐有效容積要大于 3000m3 按照 產業(yè)結構調整目錄 今明兩年 1 億噸左右的 300m3 以下高爐 專業(yè)鑄鐵管廠除外 產能進入淘汰的 具體實施階段 2 重視企業(yè)總體規(guī)劃工作 注意前后工序和整體生產能力的協(xié)調與配套 我國 目前高爐生產大致分為 3 個層次 重點大中型企業(yè)以 1000m3 以上高爐為主 地 方骨干企業(yè)以 300 1000m3 高爐為主 地方及小民營企業(yè)以 300m3 以下高爐為 主 對此 在企業(yè)總體規(guī)劃中 應統(tǒng)籌考慮生產規(guī)模 投資 總圖位置和資源 供應情況 以大替小 以新替舊 逐步實現(xiàn)高爐大型化 如企業(yè)在技術改造時 淘汰 2 3 座 300m3 級的高爐改造為 1 座 1000m3 級高爐 600m3 級高爐大修擴 容至 1000m3 高爐 1000m3 級高爐采用整體推移技術擴容至 2000m3 級高爐 高 爐大型化后 單一企業(yè)高爐座數(shù)以 2 3 座為宜 3 1000m3 以上的大型高爐應配備富氧噴煤 高爐爐頂余壓發(fā)電 TRT 熱風爐 煤氣和助燃空氣雙預熱等節(jié)能降耗措施 以降低煉鐵的能耗和生產成本 上游 工序應配備干熄焦 燒結余熱回收等設備 4 高爐大型化要與原燃料條件相適應 高爐大型化對原燃料條件提出更苛刻要 求 尤其是對焦炭質量的要求 否則為大型化而大型化效果會適得其反 因為 隨著高爐爐型增大 爐內料柱壓力也隨之急劇增高 從而對焦炭強度 爐頂壓 力 鼓風強度以及對爐襯材質等提出更高的要求 這將導致高爐投資 焦炭生 產成本 鼓風和耐材等費用急劇升高 5 大型高爐應配備出鐵場及原料系統(tǒng)等除塵設施 對瓦斯灰 瓦斯泥 除塵灰 和爐渣等進行資源綜合利用 以實現(xiàn)環(huán)境友好和可持續(xù)發(fā)展 達到循環(huán)經(jīng)濟的 要求 6 高爐大型化要實現(xiàn)高爐長壽 l000m3 以上高爐一代爐齡無中修設計壽命應 達到 12 20 年 熱風爐壽命達 20 年 只有長壽才能達到提高經(jīng)濟效益的目的 五 結語 高爐大型化和結構調整為大勢所趨 我國鋼鐵企業(yè)聯(lián)合重組 兼并 提高產業(yè) 集中度和遷建改 造為高爐大型化提供了契機 1 高爐大型化的關鍵和核心是提高效率 降低能耗和成本 改善環(huán)保 提高市 場競爭力 2 高爐大型化首先必須考慮企業(yè)的融資能力及資源供應情況 特別是原料和燃 料的品質 還需考慮生產能力平衡 生產效率 技術裝備水平 煤氣平衡 備 品備件配套及生產管理等因素 3 高爐大型化可通過擴容改造 原地或易地大修等途徑實現(xiàn) 也可采用熔融還 原或直接還原新工藝 采用 Corex Hismelt Fastmelt 等熔融還原或直接還原 工藝替代 1000m3 級以