高爐大型化和競(jìng)爭(zhēng)力初步分析

1、高爐大型化和競(jìng)爭(zhēng)力初步分析作者： 劉文權(quán) 近年來，鋼鐵工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家為進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整、淘汰落后工藝和設(shè)備，降低能耗和生產(chǎn)成本，改善環(huán)保，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，相繼建成了2000m3級(jí)以上大型高爐160多座，高爐最大容積已達(dá)5775m3。其中，日本和西歐等國(guó)家自20世紀(jì)80年代以來，建成了一批4000m3級(jí)以上特大型高爐。一、國(guó)內(nèi)外高爐大型化概況據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，世界上大于2000m3高爐超過169座，大于4000m3高爐39座(其中：5000m3級(jí)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(jié)構(gòu)調(diào)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(hào)高爐、水島4號(hào)高爐、新日鐵君津3號(hào)高爐、名古屋1號(hào)高爐、名古屋3號(hào)高爐、大分1號(hào)高爐，由4500m3、4826m3、4063m3、3850m3、3424m3、4158m3分別擴(kuò)容至5153m3、5005m3、4822m3、4650m3、4300m3、4884m3。新日鐵君津2號(hào)高爐、鋼管福山3號(hào)高爐、日新鋼鐵吳廠1號(hào)高爐、住友金屬小倉(cāng)2號(hào)高爐、北海制鐵室蘭2號(hào)高爐也進(jìn)行了擴(kuò)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(kuò)容來提高設(shè)備產(chǎn)能和能源效率，并同時(shí)追求高產(chǎn)和環(huán)境和諧。德國(guó)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(chǎn)量并沒有減少，高爐單產(chǎn)提高，壽命延長(zhǎng)。近年我國(guó)重點(diǎn)大中型企業(yè)高爐結(jié)構(gòu)情況(座數(shù))見表2。我國(guó)小高爐眾多，單爐產(chǎn)量低，布局分散，高爐結(jié)構(gòu)不合理，技術(shù)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(chǎn)能力。隨著原燃料費(fèi)用和人力資源費(fèi)用與國(guó)際市場(chǎng)逐步接軌，環(huán)保要求日益苛刻，小高爐競(jìng)爭(zhēng)力逐漸弱化。只有在能耗、勞動(dòng)生產(chǎn)率、環(huán)保和生鐵質(zhì)量等方面提高競(jìng)爭(zhēng)能力，才能避免因競(jìng)爭(zhēng)力差而被市場(chǎng)淘汰。表2 近年我國(guó)重點(diǎn)大中型企業(yè)高爐結(jié)構(gòu)情況(座數(shù)) 二、高爐大型化和競(jìng)爭(zhēng)力分析高爐大型化是建立在精料、富氧噴煤、高頂壓、高風(fēng)溫、高爐長(zhǎng)壽和低硅低硫冶煉等技術(shù)基礎(chǔ) 上。

4、普遍采用無料鐘布料、薄壁內(nèi)襯、爐頂余壓發(fā)電、熱風(fēng)爐雙預(yù)熱、銅冷卻壁、爐渣?；b置、高風(fēng)溫長(zhǎng)壽型熱風(fēng)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(chǎn)品定位和原燃料條件等因素有關(guān)。高爐大型化對(duì)原燃料要求、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)效益和運(yùn)行成本等方面對(duì)比分析如下。1、原燃料要求精料是大型高爐高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、長(zhǎng)壽與環(huán)境友好的物質(zhì)基礎(chǔ)，是高爐煉鐵工藝中最重要的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。隨著高爐大型化，對(duì)原燃料質(zhì)量、合理爐料結(jié)構(gòu)等要求日益苛刻。高爐越大，對(duì)原燃料質(zhì)量要求越高。焦炭強(qiáng)度，尤其是高溫強(qiáng)度(反應(yīng)后強(qiáng)度CSR和反應(yīng)性CRl)是建設(shè)大型高爐考慮的首要因素。

5、目前，大中型焦?fàn)t配備了干熄焦工藝，改善了焦炭質(zhì)量。大型高爐對(duì)原燃料質(zhì)量的要求見表3。表3 大型高爐對(duì)原燃料質(zhì)量的要求2、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要求表4 高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要求3、高爐大型化的經(jīng)濟(jì)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(jì)效益顯著。其經(jīng)濟(jì)效益比較見表5。成本是鋼鐵行業(yè)最重要的競(jìng)爭(zhēng)要素，成本優(yōu)先歷來是鋼鐵企業(yè)首選的競(jìng)爭(zhēng)策略。國(guó)內(nèi)不同級(jí)別高爐運(yùn)行成本對(duì)比見表6。表5高爐經(jīng)濟(jì)效益比較表6 高爐運(yùn)行成本對(duì)比注：*假定能耗價(jià)為1元kg；*不考慮含鐵原料。4高爐競(jìng)爭(zhēng)力分析比較高爐競(jìng)爭(zhēng)力分析主要體現(xiàn)在工序能耗、環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)生產(chǎn)率和生鐵質(zhì)量(鐵水含硫和含硅量)等幾個(gè)方面，見表7。表7 高爐競(jìng)爭(zhēng)力分

6、析比較三、實(shí)現(xiàn)高爐大型化的途徑和對(duì)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(hào)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(shí)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(jí)高爐等。3大修擴(kuò)容改造。如本鋼5號(hào)高爐由2000m3大修擴(kuò)容至2600m3；包鋼1號(hào)高爐由1513m3大修擴(kuò)容至2200m3；武鋼1號(hào)高爐由1386m3大修擴(kuò)容至2200m3。新鋼7號(hào)高爐由600m3大修

7、擴(kuò)容至l050m3；湘鋼l號(hào)高爐、酒鋼2號(hào)高爐均由750m3大修擴(kuò)容至1000m3等。4整體推移大修擴(kuò)容改造，如唐鋼2號(hào)高爐(1260m3)、邯鋼5號(hào)高爐(1260m3)采用整體推移技術(shù)大修擴(kuò)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(guó)74家重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)中，現(xiàn)有18家建在省會(huì)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(chǎn)靈活性強(qiáng)、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(tuán)浦鋼公司搬遷采用Corex C-3000工藝，成為世界上第一座年產(chǎn)150萬頓鐵水熔融還原裝置。

8、首鋼與美國(guó)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(jìn)行Hismelt熔融還原的研究，在澳大利亞投產(chǎn)的年產(chǎn)80萬噸鐵水的熔融還原廠，目前已經(jīng)進(jìn)入設(shè)備試車階段。2003年，萊鋼集團(tuán)公司與澳大利亞力拓集團(tuán)簽署了萊鋼力拓Hismelt設(shè)備工藝許可協(xié)議，引進(jìn)直接Hismelt熔融還原技術(shù)，標(biāo)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(chǎn)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(yīng)注意的幾個(gè)問題1鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策中產(chǎn)業(yè)技術(shù)政策規(guī)定：高爐有效容積達(dá)到1000m3及以

9、上，新上項(xiàng)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(shè)鋼鐵項(xiàng)目，高爐有效容積要大于3000m3。按照產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)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(chǎn)能進(jìn)入淘汰的具體實(shí)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(chǎn)能力的協(xié)調(diào)與配套。我國(guó)目前高爐生產(chǎn)大致分為3個(gè)層次，重點(diǎn)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(yíng)企業(yè)以300m3以下高爐為主。對(duì)此，在企業(yè)總體規(guī)劃中，應(yīng)統(tǒng)籌考慮生產(chǎn)規(guī)模、投資、總圖位置和資源供應(yīng)情況，以大替小，以新替舊，逐步實(shí)現(xiàn)高爐大型化。如企業(yè)在技術(shù)改造時(shí)淘汰23座300

10、m3級(jí)的高爐改造為1座1000m3級(jí)高爐；600m3級(jí)高爐大修擴(kuò)容至1000m3高爐；1000m3級(jí)高爐采用整體推移技術(shù)擴(kuò)容至2000m3級(jí)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(yīng)配備富氧噴煤、高爐爐頂余壓發(fā)電(TRT)、熱風(fēng)爐煤氣和助燃空氣雙預(yù)熱等節(jié)能降耗措施，以降低煉鐵的能耗和生產(chǎn)成本。上游工序應(yīng)配備干熄焦、燒結(jié)余熱回收等設(shè)備。4高爐大型化要與原燃料條件相適應(yīng)。高爐大型化對(duì)原燃料條件提出更苛刻要求，尤其是對(duì)焦炭質(zhì)量的要求，否則為大型化而大型化效果會(huì)適得其反。因?yàn)殡S著高爐爐型增大，爐內(nèi)料柱壓力也隨之急劇增高，從而對(duì)焦炭強(qiáng)度、爐頂壓力、鼓風(fēng)強(qiáng)度以及對(duì)爐襯

11、材質(zhì)等提出更高的要求，這將導(dǎo)致高爐投資、焦炭生產(chǎn)成本、鼓風(fēng)和耐材等費(fèi)用急劇升高。5大型高爐應(yīng)配備出鐵場(chǎng)及原料系統(tǒng)等除塵設(shè)施，對(duì)瓦斯灰、瓦斯泥、除塵灰和爐渣等進(jìn)行資源綜合利用，以實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好和可持續(xù)發(fā)展，達(dá)到循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。6高爐大型化要實(shí)現(xiàn)高爐長(zhǎng)壽，l000m3以上高爐一代爐齡無中修設(shè)計(jì)壽命應(yīng)達(dá)到1220年，熱風(fēng)爐壽命達(dá)20年。只有長(zhǎng)壽才能達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。五、結(jié)語高爐大型化和結(jié)構(gòu)調(diào)整為大勢(shì)所趨。我國(guó)鋼鐵企業(yè)聯(lián)合重組、兼并，提高產(chǎn)業(yè)集中度和遷建改 造為高爐大型化提供了契機(jī)。1高爐大型化的關(guān)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(yīng)情況，特別是原料和燃料的品質(zhì)。還需考慮生產(chǎn)能力平衡、生產(chǎn)效率、技術(shù)裝備水平、煤氣平衡、備品備件配套及生產(chǎn)管理等因素。3高爐大型化可通過擴(kuò)容改造、原地或易地大修等途徑實(shí)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(jí)以下高爐)。參考文獻(xiàn)