高爐大型化和競爭力初步分析

1、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

2、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

3、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。

4、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、爐渣粒化裝置、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、技術經濟指標、經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。

5、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、技術經濟指標要求表4 高爐技術經濟指標要求3、高爐大型化的經濟效益及成本分析比較根據(jù)前蘇聯(lián)的資料，高爐大型化經濟效益顯著。其經濟效益比較見表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

6、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6001000m3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

7、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。

8、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

9、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3001000m3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23座300

10、m3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23座為宜。31000m3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

11、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1220年，熱風爐壽命達20年。只有長壽才能達到提高經濟效益的目的。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級以下高爐)。參考文獻