我國鐵合金產業(yè)發(fā)展勢態(tài)的幾點思考

我國鐵合金產業(yè)發(fā)展的幾點思考

北京科技大學冶金與生態(tài)工程學院2010年04月

鋼冶系儲少軍2講座內容我國鐵合金行業(yè)的發(fā)展現狀礦產資源條件對我國鐵合金工業(yè)發(fā)展的制約錳系、鉻系鐵合金國內需求和產能預測錳系鐵合金生產工藝、裝備的基礎研究32008年鐵合金行業(yè)產能分布鐵合金總產量：1825萬噸44我國鐵合金企業(yè)面臨的八個問題鐵合金總產量超過鋼鐵生產發(fā)展的需求，而鐵合金的品種、質量落后于鋼鐵生產技術進步的要求；鐵合金主要礦產資源（錳、鉻）主要依靠進口，而資源的加工利用率低、二次冶金資源開發(fā)利用程度不夠；地區(qū)經濟發(fā)展環(huán)境和要求的差異造成國內鐵合金企業(yè)和鋼鐵企業(yè)在地域供需上的矛盾和價格波動，增加了物流成本；工藝、裝備水平相對落后，直接影響二次能源利用和環(huán)境污染治理；5尚未建立起較完善的鐵合金產品質量標準體系和生產技術經濟評價指標，沒有開展涉及鐵合金生產、倉儲、運輸安全等方面的科研工作；計算機用于生產經營的信息化管理與生產過程的自動化控制剛剛處于起步階段；各級政府部門僅能采用行政措施制止鐵合金企業(yè)的低水平、重復建設的狀況，缺乏必要的技術支持和科技進步示范工程來引導鐵合金企業(yè)提高整體生產技術水平；對鐵合金生產工藝理論和裝備技術科研工作重視不足，缺乏鐵合金學科高級專業(yè)研究人員培養(yǎng)體系和生產企業(yè)鐵合金冶煉技術人員的繼續(xù)教育體系。我國鐵合金企業(yè)面臨的八個問題6礦石資源條件對我國鐵合金工業(yè)發(fā)展的制約我國并不是鐵合金礦產資源豐富的國家，硅、錳、鉻三大系列鐵合金生產所需的富錳礦和鉻鐵礦不得不依靠進口，并越來越受到貨源和礦價的制約。2008年我國錳礦進口量達757.12萬噸、鉻礦進口量近689.78萬噸，分別占國內錳礦、鉻礦消費量的47.5%和95%左右。因此，我國錳礦和鉻礦資源現狀決定了未來我國鐵合金礦資源在很大程度上將長期依賴進口。7錳礦、鉻礦的品位和經濟品位礦物、礦石和精礦

元素豐度、礦石品位和經濟品位

國內外錳礦、鉻礦資源分布情況8礦物、礦石和精礦礦物——

地殼中具有固定化學組成和物理性質的天然化合物或自然元素；礦石——

巖石（礦物集合體）中，某一種或某些種金屬元素富集達到能在現代技術經濟條件下進行提取的程度時，這種礦物的集合體稱之為礦石；（礦石由有用礦物與脈石兩部分組成，脈石也是礦物）精礦——

經過選礦處理而獲得的高品位礦石。（富錳渣也是經火法選礦的商用礦產資源）9元素豐度、礦石品位和經濟品位元素豐度——

某種元素在地殼中的平均含量叫元素豐度（%）FeMnCrCuPbZn5.00.12×10-27×10-31.5×10-38×10-3AuAgAlSiOPS1×10-72×10-48.1827.7246.60.125×10-2成礦就是地質作用下金屬元素的富集過程（沉積巖、巖漿巖和變質巖）礦石品位——

礦石中有用成分的含量，常用百分數表示（%）（礦產品交易過程常用××元/噸·度表示）如：含Cu1%的銅礦含Fe28%的鐵礦過去礦石開采品位10礦石經濟品位單一金屬計算礦石經濟品位的公式：式中

C——

某金屬礦的最低經濟品位，%；E——

加工一噸原礦所需費用，元/噸；

P——

某金屬產品的銷售收入，元/噸；

ε——

金屬元素的回收率，%r——

礦石開采的貧化率，%(《礦產資源利用》1986年，No.41987年，No。3，No.4）（1）11礦石經濟品位以多金屬復合礦計算其經濟品位時，需計入伴生元素的附加收益費（元/噸），于是（1）變?yōu)椋罕容^（1）和（2），可見復合礦的經濟品位可以降低，即可供利用的礦石增加，冶金資源得到充分利用(有條件）。（2）121314錳礦、鉻礦經濟品位的推測推測依據：生產成本占銷售收入的90%～95%,生產成本中除礦石之外的生產費用占總成本28%，其他原輔材料和人工占總成本的12%.E′——生產1噸Mn65Si17或高碳Cr50成本P′——Mn65Si17，高碳Cr50的銷售收入ε

——冶煉工藝回收率不是礦石產品不考慮貧化率錳礦、鉻礦的采購經濟品位C′′′′15錳礦品位對高爐錳鐵（陽泉）生產指標的影響備注27.630.53273.33200210433.770.65582.521697131配進口礦錳礦品位對錳硅合金(12.5MVA)生產指標的影響36.8390761.235.1406857.3礦石品位對合金生指標的影響16礦價與電價對生產成本影響結論：（1）隨國內電價的提升，對礦石品位的要求提高。（2）不同地區(qū)礦價、電價不同，各企業(yè)會有一個最佳入爐品位。礦石成本（元/噸）綜合生產成本加工一噸鐵合金用電成本（元/噸）17我國錳礦資源分布狀況截至2007年底，我國錳礦查明資源儲量7.93億噸?，F有錳礦區(qū)237個：特大型錳礦1處（下雷錳礦>1億噸）大型錳礦6處（2000萬～1億噸）中型錳礦54處（200萬～2000萬噸）其余均為儲量200萬噸以下的小型礦18錳礦的工業(yè)類型

錳礦按工業(yè)用途主要分為冶金用和化工用兩大類。在我國錳礦現有資源儲量中，碳酸錳礦石約占錳礦查明資源儲量總量的56.0%，氧化錳礦石約占錳礦查明資源儲量總量的25.0%，其它類型錳礦約占19.0%。19我國冶金用錳礦石分類標準類亞類要求礦石的用途錳鐵比磷鐵比冶金用錳礦石1.低磷低鐵錳礦石>5<0.003可直接用于冶煉電爐或高爐錳鐵合金2.中磷中鐵錳礦石3-50.003-0.005可用于冶煉高碳錳鐵或配礦冶煉錳合金3.高磷高鐵錳礦石<3>0.005不能直接用于冶煉錳鐵合金，往往采用二步冶煉。(1)煉制成低磷低鐵高錳渣(2)再冶煉錳質合金。注：此外還有低磷高鐵錳礦石:Mn/Fe:3~1,P/Mn<0.003;高磷低鐵錳礦石:Mn/Fe≥5,P/Mn>0.005,可生產富錳渣后,或搭配其他低磷錳礦石才能用于錳系鐵合金冶煉。20我國錳礦資源特點(1)錳礦資源地區(qū)分布不平衡廣西和湖南兩省(區(qū))占全國錳礦儲量的55.5%。(2)錳礦床規(guī)模多為中、小型。特大型錳礦（1億噸以上）、大型錳礦床(2000萬t以上)只有7處;中型錳礦床(200萬~2000萬t)共54處。我國歷年來錳礦產量中80%以上的產量來自地方中、小型礦山及民采礦山。(3)以貧礦為主，礦石組份復雜，伴生金屬及有害成分含量高平均品位約為21.4%。富錳礦(氧化錳礦含錳大于30%、碳酸錳礦含錳大于25%)儲量只占6.4%（共5120萬噸，不到錳系鐵合金生產企業(yè)三年的需求量）。伴生銀、鉛、鋅、鈷等礦物，磷及鐵含量超標。(4)礦石結構復雜、選別難度大，礦床多屬于沉積或沉積變質型，開采條件復雜，采礦成本高。212007年世界錳礦產量/萬噸（實物量）22世界錳礦主要出口國家年份世界出口量總計國別5國錳礦出口合計5國出口占世界總量/%南非澳大利亞加蓬巴西加納20071533.18357.20487.10285.4130.60106.301366.6089.1420081786.4552.53400.20275.68180.8105.931515.1484.8223世界錳礦主要進口國家年份國別10國錳礦進口合計10國進口占世界總量/%中國烏克蘭挪威日本法國印度韓國俄羅斯西班牙美國2007663.45150.24108.85109.0567.8542.6966.0169.7334.3160.201372.3890.842008757.12300.34123.28110.6187.6982.5880.8073.8868.3450.401741.0497.4624我國錳系鐵合金生產對外礦的依賴性

中國作為世界上最大的錳系鐵合金生產國，中國進口錳礦量占世界錳礦貿易量的比重，已由2004年的35%增至2008年的42%，占到國內錳礦消費量的47.5%，預計到2010年，進口錳礦量將逼近1000萬噸。25依賴性---長期性--錳礦資源現狀決定為了滿足我國高牌號錳系鐵合金，尤其是中低碳錳鐵生產的需要；進口礦與國內礦搭配使用，合理利用國內貧礦，降低原料消耗成本；調節(jié)入爐料原料的生產技術指標，改善生產作業(yè)條件，降低冶煉電耗，滿足不同牌號錳系鐵合金產品的生產要求。26制約和反制約---長期性---貿易價格戰(zhàn)

中國錳礦市場已成為全球錳礦市場的晴雨表，對世界錳礦市場的作用已越來越大。今后，中國仍將主導和影響世界錳礦的消費和貿易，國際錳礦市場及價格走勢仍主要取決于中國錳系鐵合金的發(fā)展和錳礦的消費需求。27錳礦價格與硅錳合金價格關系28我國鉻礦資源狀況

中國鉻礦資源比較貧乏，總保有鉻礦石儲量1121.8萬噸，貧礦儲量占46.3%、富礦占53.6％。產地有56處，分布于西藏、新疆、內蒙古、甘肅等13個省(區(qū))，其中西藏的保有儲量約占全國的一半，占富礦總量的73.5％。因此我國冶金級的鉻礦進口量巨大，對國際市場的依存度達到90%以上。29302004年至2009年11月我國鉻礦石進口量與價格趨勢圖31某單位進口鉻塊礦和粉礦數量和比例

（2008年）數量/噸總計/噸比例（%）菲律賓粉51841728148.86印礦粉9375土耳其粉2722南非塊142181809051.14巴礦塊3872統(tǒng)計名稱32某單位進口鉻塊礦和粉礦數量和比例

（2009年）數量/噸總計/噸比例（%）印礦粉241615094445.94澳礦粉20046南非粉4898土耳其粉1839阿曼塊108735992754.06南非塊9946澳礦塊20144伊礦塊961土耳其塊18003統(tǒng)計名稱33粉礦成型技術對進口鉻礦價格的意義

Cr2O3/%SiO2/%CaO/%MgO/%Al2O3/%Ni/%Fe/%Mg/Al價格元/噸菲律賓塊礦39.0710.31.417.3411.98

131.641654菲律賓粉礦44.391.050.989.5812.750.0523.380.851256菲律賓粉礦造球42.171.000.9311.1612.110.0522.211.041297塊礦、粉礦和球團礦成份及價格比較項目名稱

從成本上看，球團礦成本比粉礦提高了3.3%，增加了41元；但比塊礦還要低21.6%，差額為357元。從品位上看，球團礦品位比粉礦降低了2.22%，但仍比塊礦高3.07%。34錳系、鉻系鐵合金國內需求和產能預測預測方法匯總1990年和2003年對國內鋼材市場需求預測結果分析短期預測和長期預測的可靠性35鋼消費量與經濟發(fā)展的關系

——預測模型鋼材總需求=A+B×國民收入（GDP）簡單回歸法鋼材總需求=A+B×人均鋼消費量工農業(yè)總產值的鋼材消費強度法鋼材消費強度法B′取值（萬噸/億元）國民收入的鋼材消費強度法鋼材消費彈性系數法——

針對經濟發(fā)展不同階段或不同時期將經濟增長率乘上一個系數K（1左右）36中國鋼材消費總量預測宏觀法（數學模型法）——一九八五年，一九九O年，二OO三年的報告微觀法（用戶調研法）——二OO三年的報告37

1900-2000年鋼材需求量預測382005-2010年鋼材消費量預測冶金工業(yè)規(guī)劃研究院的預測結果：

2005年國內實際鋼材消費量為2.4億噸，2010年為2.8億噸。北京科技大學預測結果：

2005年國內鋼材需求量為2.5億噸，

2010年為3.4億噸。39近50年來我國鋼鐵生產產能與

鋼材消費的變化說明了什么問題？發(fā)展中國家和處于發(fā)展途中的發(fā)達國家，當人均生產總值小于2000美元時，隨人均生產總值的增加，人均鋼消費量基本上是線性增加的，而鋼消費強度沿不規(guī)則曲線增大；1990年至1995年這五年期，是我國鋼鐵產能與國內鋼材消費量之間由“緊缺”轉變?yōu)椤斑^?！钡倪^渡期。目前我國鋼鐵產能近四分之一是供出口，形成“二頭朝外”的來料加工的格局。40鋼鐵產能預測遇到的困難是什么？中國究竟需要多少鋼——峰值在哪里？從計劃經濟發(fā)展到市場經濟，應采取何種預測方法？今后影響鋼鐵產能主要因素是什么？4142434445混沌現象（TheChaosPhenomenon)

在同一起跑線上沿東西方向兩兩相隔1毫米的七塊板以同一速度下滑的路徑

—《TheEssenceofChaos》E.N.Lorens,publishedbyUWP,1993.46鐵合金產品和產能結構變化普鋼和特鋼的鐵合金消耗情況錳系、鉻系鐵合金國內需求預測鋼鐵產能對鐵礦石和鐵合金的依賴程度47錳系合金用量平均7.5kg/噸48錳系合金用量平均8kg/噸49近年我國不銹鋼粗鋼產量和鉻鐵產量、表觀消費量年度20012002200320042005200620072008產量82.3114.7179.6231.6318.5530720910.7近年我國不銹鋼粗鋼產量統(tǒng)計（萬噸/年）

近年高碳鉻鐵的產量和表觀消費量（萬噸/年

）年度20012002200320042005200620072008生產量26.1623.1342.3349.3768.0485.8106125表觀消費量19.9925.9543.0870.2192.57163.4210.3198.8501995-2008粗鋼、鐵合金產量，GDP統(tǒng)計51資源型企業(yè)發(fā)展鐵合金產業(yè)的對策產能布局的選擇“開源”和“節(jié)流”相結合產品結構調整和科技創(chuàng)新52產能布局選擇原則與礦產資源愈近，愈有助于降低物流成本（資源環(huán)境）電也應作為一類特殊資源考慮（能源環(huán)境）國家區(qū)域發(fā)展規(guī)劃（政策環(huán)境）53物流對鐵合金行業(yè)節(jié)能減排的影響54“開源”和“節(jié)流”開源——買礦、找礦、復合礦的綜合利用節(jié)流——節(jié)能與降耗55產品結構調整和科技創(chuàng)新鐵合金產品品種質量發(fā)展的技術方向鐵合金產品的延伸——短流程不銹鋼生產新工藝石煤資源的利用——鐵合金生產與農業(yè)生產的關系二次資源的開發(fā)——錳渣、鉻渣的綜合利用56鐵合金的純凈化我國電爐精煉錳鐵牌號及化學成分GB3795－87類別牌號化學成分%MnCSiPSⅠⅡⅠⅡ不大于低碳錳鐵FeMn85C0.285.0～90.00.21.02.00.100.300.02FeMn80C0.480.0～85.00.40.15FeMn80C0.70.70.20中碳錳鐵FeMn80C1.080.0～85.01.00.71.50.400.300.02FeMn80C1.51.51.0FeMn78C1.078.0～85.01.01.52.50.330.03FeMn75C1.575.0～82.01.5FeMn75C2.02.00.4057瑞典錳合金中其他化學元素的最大含量(%)產品名稱標準其他化學元素的最大含量CrNiCuPbAsSn高碳錳鐵Ss146042/0.20.20.05/0.02中碳錳鐵Ss1460440.20.20.20.0500.0500.01低碳錳鐵Ss1460460.20.20.20.020.050.0158美國錳硅鐵合金標準中對某些雜質元素的要求產品標準補充化學成分/%AsSnPbCrNiMo≤ANSI/ASTMA99－820.300.0200.0500.500.150.0100.0500.500.100.0100.0200.50ANSI/ASTMA483－(64)800.100.0100.0300.500.200.1059淡水河谷（VALE）硅錳合金59硅錳合金品種化學成分普通硅錳合金？低磷硅錳合金低硼硅錳合金低磷低硼硅錳合金60特殊錳硅鐵合金的三個標準級別合金成分（%）備注MnSiPAlTi一級5528～30＜0.25＜0.015＜0.0190級鋼二級6618＜0.25＜0.02＜0.0380級鋼三級6517＜0.25＜0.1＜0.170級鋼6061錳系鐵合金爐外精煉基礎研究