高炉大型化和竞争力初步分析

1、高炉大型化和竞争力初步分析作者： 刘文权 近年来，钢铁工业竞争日趋激烈，工业发达国家为进行结构调整、淘汰落后工艺和设备，降低能耗和生产成本，改善环保，提高市场竞争力，相继建成了2000m3级以上大型高炉160多座，高炉最大容积已达5775m3。其中，日本和西欧等国家自20世纪80年代以来，建成了一批4000m3级以上特大型高炉。一、国内外高炉大型化概况据不完全统计，世界上大于2000m3高炉超过169座，大于4000m3高炉39座(其中：5000m3级高炉 13座)，见表1。日本原有60多座高炉，1989年底服役有37座高炉，平均每座容积3143.4m3。高炉大型化和结构调整后，2004年服役

2、高炉仅为28座，平均每座高炉容积3814m3。川崎制铁千叶6号高炉、水岛4号高炉、新日铁君津3号高炉、名古屋1号高炉、名古屋3号高炉、大分1号高炉，由4500m3、4826m3、4063m3、3850m3、3424m3、4158m3分别扩容至5153m3、5005m3、4822m3、4650m3、4300m3、4884m3。新日铁君津2号高炉、钢管福山3号高炉、日新钢铁吴厂1号高炉、住友金属小仓2号高炉、北海制铁室兰2号高炉也进行了扩容。日本高炉座数减少了，而炉型更加大型化。近年来日本没有新建高炉，主要通过高炉扩容来提高设备产能和能源效率，并同时追求高产和环境和谐。德国蒂森公司与克虏伯公司合并

3、前有9座高炉，合并后减少到6座。高炉座数减少，但总产量并没有减少，高炉单产提高，寿命延长。近年我国重点大中型企业高炉结构情况(座数)见表2。我国小高炉众多，单炉产量低，布局分散，高炉结构不合理，技术装备水平低，在未来几年，需淘汰1亿吨左右落后的炼铁生产能力。随着原燃料费用和人力资源费用与国际市场逐步接轨，环保要求日益苛刻，小高炉竞争力逐渐弱化。只有在能耗、劳动生产率、环保和生铁质量等方面提高竞争能力，才能避免因竞争力差而被市场淘汰。表2 近年我国重点大中型企业高炉结构情况(座数) 二、高炉大型化和竞争力分析高炉大型化是建立在精料、富氧喷煤、高顶压、高风温、高炉长寿和低硅低硫冶炼等技术基础 上。

4、普遍采用无料钟布料、薄壁内衬、炉顶余压发电、热风炉双预热、铜冷却壁、炉渣粒化装置、高风温长寿型热风炉、软水密闭循环冷却系统、高炉冶炼专家系统等现代化工艺和装备。高炉大型化与投资主体融资水平、企业规模、企业产品定位和原燃料条件等因素有关。高炉大型化对原燃料要求、技术经济指标、经济效益和运行成本等方面对比分析如下。1、原燃料要求精料是大型高炉高产、优质、低耗、长寿与环境友好的物质基础，是高炉炼铁工艺中最重要的一项关键技术。随着高炉大型化，对原燃料质量、合理炉料结构等要求日益苛刻。高炉越大，对原燃料质量要求越高。焦炭强度，尤其是高温强度(反应后强度CSR和反应性CRl)是建设大型高炉考虑的首要因素。

5、目前，大中型焦炉配备了干熄焦工艺，改善了焦炭质量。大型高炉对原燃料质量的要求见表3。表3 大型高炉对原燃料质量的要求2、技术经济指标要求表4 高炉技术经济指标要求3、高炉大型化的经济效益及成本分析比较根据前苏联的资料，高炉大型化经济效益显著。其经济效益比较见表5。成本是钢铁行业最重要的竞争要素，成本优先历来是钢铁企业首选的竞争策略。国内不同级别高炉运行成本对比见表6。表5高炉经济效益比较表6 高炉运行成本对比注：*假定能耗价为1元kg；*不考虑含铁原料。4高炉竞争力分析比较高炉竞争力分析主要体现在工序能耗、环境保护、劳动生产率和生铁质量(铁水含硫和含硅量)等几个方面，见表7。表7 高炉竞争力分

6、析比较三、实现高炉大型化的途径和对策1新建大型高炉。如京唐钢铁联合有限公司规划新建2座5500m3高炉；宝钢新建4号高炉 (4350m3)；武钢、天钢新建3200m3高炉；沙钢新建2500m3高炉等。2淘汰落后，以新替旧，以大替小，实现高炉大型化。如鞍钢建2座3200m3高炉取代7座6001000m3高炉；涟钢建2座2200m3高炉取代300m3高炉；马钢建2座2500m3高炉淘汰300m3级高炉等。3大修扩容改造。如本钢5号高炉由2000m3大修扩容至2600m3；包钢1号高炉由1513m3大修扩容至2200m3；武钢1号高炉由1386m3大修扩容至2200m3。新钢7号高炉由600m3大修

7、扩容至l050m3；湘钢l号高炉、酒钢2号高炉均由750m3大修扩容至1000m3等。4整体推移大修扩容改造，如唐钢2号高炉(1260m3)、邯钢5号高炉(1260m3)采用整体推移技术大修扩容至2 000m3。5采用熔融还原或直接还原等新工艺替代1000m3以下的高炉。我国74家重点钢铁企业中，现有18家建在省会城市，有34家建在百万以上人口的大城市，不仅造成了城市环境容量的压力，也制约了企业自身的发展。采用流程短、生产灵活性强、环境污染小的熔融还原或直接还原工艺，替代1000m3以下高炉。宝钢集团浦钢公司搬迁采用Corex C-3000工艺，成为世界上第一座年产150万顿铁水熔融还原装置。

8、首钢与美国纽柯公司、澳大利亚力拓公司、日本三菱公司四方共同出资进行Hismelt熔融还原的研究，在澳大利亚投产的年产80万吨铁水的熔融还原厂，目前已经进入设备试车阶段。2003年，莱钢集团公司与澳大利亚力拓集团签署了莱钢力拓Hismelt设备工艺许可协议，引进直接Hismelt熔融还原技术，标志着使用直接熔融还原工艺的新型炼铁厂将在莱钢诞生。河北省石钢和日本神户制钢有限公司签订了成立年产50万吨铁水煤基自接还原铁合资公司的意向书，采用神户制钢和其子公司Midrex公司开发的Fastmelt工艺。四、高炉大型化应注意的几个问题1钢铁产业发展政策中产业技术政策规定：高炉有效容积达到1000m3及以

9、上，新上项目高 炉必须同步配套余压发电装置和煤粉喷吹装置。沿海深水港地区建设钢铁项目，高炉有效容积要大于3000m3。按照产业结构调整目录，今明两年，1亿吨左右的300m3以下高炉(专业铸铁管厂除外)产能进入淘汰的具体实施阶段。2重视企业总体规划工作，注意前后工序和整体生产能力的协调与配套。我国目前高炉生产大致分为3个层次，重点大中型企业以1000m3以上高炉为主，地方骨干企业以3001000m3高炉为主，地方及小民营企业以300m3以下高炉为主。对此，在企业总体规划中，应统筹考虑生产规模、投资、总图位置和资源供应情况，以大替小，以新替旧，逐步实现高炉大型化。如企业在技术改造时淘汰23座300

10、m3级的高炉改造为1座1000m3级高炉；600m3级高炉大修扩容至1000m3高炉；1000m3级高炉采用整体推移技术扩容至2000m3级高炉。高炉大型化后，单一企业高炉座数以23座为宜。31000m3以上的大型高炉应配备富氧喷煤、高炉炉顶余压发电(TRT)、热风炉煤气和助燃空气双预热等节能降耗措施，以降低炼铁的能耗和生产成本。上游工序应配备干熄焦、烧结余热回收等设备。4高炉大型化要与原燃料条件相适应。高炉大型化对原燃料条件提出更苛刻要求，尤其是对焦炭质量的要求，否则为大型化而大型化效果会适得其反。因为随着高炉炉型增大，炉内料柱压力也随之急剧增高，从而对焦炭强度、炉顶压力、鼓风强度以及对炉衬

11、材质等提出更高的要求，这将导致高炉投资、焦炭生产成本、鼓风和耐材等费用急剧升高。5大型高炉应配备出铁场及原料系统等除尘设施，对瓦斯灰、瓦斯泥、除尘灰和炉渣等进行资源综合利用，以实现环境友好和可持续发展，达到循环经济的要求。6高炉大型化要实现高炉长寿，l000m3以上高炉一代炉龄无中修设计寿命应达到1220年，热风炉寿命达20年。只有长寿才能达到提高经济效益的目的。五、结语高炉大型化和结构调整为大势所趋。我国钢铁企业联合重组、兼并，提高产业集中度和迁建改 造为高炉大型化提供了契机。1高炉大型化的关键和核心是提高效率、降低能耗和成本，改善环保，提高市场竞争力。2高炉大型化首先必须考虑企业的融资能力及资源供应情况，特别是原料和燃料的品质。还需考虑生产能力平衡、生产效率、技术装备水平、煤气平衡、备品备件配套及生产管理等因素。3高炉大型化可通过扩容改造、原地或易地大修等途径实现。也可采用熔融还原或直接还原新工艺(采用 Corex、Hismelt、Fastmelt等熔融还原或直接还原工艺替代1000m3级以下高炉)。参考文献