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我國煉鐵工業(yè)如何贏得未來

    經(jīng)過多年的高速發(fā)展，2013年我國鐵產(chǎn)量已達(dá)到7.0897億噸，占世界總產(chǎn)量的60.88%。面對鋼鐵產(chǎn)能過剩的現(xiàn)狀和日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，確定我國煉鐵工業(yè)正確的發(fā)展方向，不僅是各鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)自身的需求，更是支撐我國鋼鐵工業(yè)整體健康發(fā)展的最重要基礎(chǔ)。

    從鐵鋼比看我國煉鐵業(yè)發(fā)展前景

    由于高爐煉鐵工藝的成熟和高效性，特別是考慮到現(xiàn)已處于產(chǎn)能嚴(yán)重過剩階段，加之我國的資源特點(diǎn)，各種非高爐煉鐵工藝難以獲得足夠的發(fā)展機(jī)會。毫無疑問，高爐工藝仍將長期占據(jù)我國未來煉鐵工業(yè)最重要的地位。

    而未來我國高爐煉鐵的生產(chǎn)規(guī)模變化則存在一些不確定因素，主要是鋼產(chǎn)量變化和鐵鋼比變化。對二者的變化簡要分析如下：

    未來鋼產(chǎn)量的變化。長期以來，我國每年的鐵產(chǎn)量一直保持著與鋼產(chǎn)量一致的水平，即產(chǎn)多少鋼就需要多少鐵。近年來，雖然二者之間有差距，但鋼產(chǎn)量仍將是決定鐵產(chǎn)量的最主要因素。未來的鋼產(chǎn)量取決于我國的鋼材消費(fèi)量變化、進(jìn)口鋼材量變化和出口鋼材量的變化。

    工業(yè)和信息化部預(yù)測，2015年，我國的鋼材消費(fèi)將達(dá)到7.5億噸，2015年~2020年逐步達(dá)到7.7億噸/年~8.2億噸/年。我國的鋼材市場占有率（自給率）在不斷提高，2012年達(dá)到98.5%。因此，如果未來我國的鋼材消費(fèi)達(dá)到7.7億噸/年~8.2億噸/年，即使以目前的市場占有率不變來估算，需要粗鋼產(chǎn)量達(dá)到8.068億噸/年~8.592億噸/年（按94%的成材率計算）。

    驅(qū)動我國鋼產(chǎn)量增加的另一因素是鋼材出口。自2009年達(dá)到低谷以來，鋼材出口量逐年快速增加，2013年鋼材出口量達(dá)到6234萬噸。從總的趨勢來看，我國的鋼材出口量將保持不斷增長。以2015年~2020年達(dá)到8000萬噸出口鋼材量計算，粗鋼產(chǎn)量將增加8510萬噸。

    按上述數(shù)據(jù)推算，2015年~2020年，我國的粗鋼產(chǎn)量有可能達(dá)到8.9億噸~9.4億噸。因此，在未來的時間里，只要我國經(jīng)濟(jì)保持平穩(wěn)發(fā)展，我國鋼產(chǎn)量將維持在高位運(yùn)行，而鋼材出口量的增加甚至?xí)龠M(jìn)鋼產(chǎn)量的進(jìn)一步提高。

    未來鐵鋼比的變化。從目前的狀態(tài)來看，隨著我國鋼產(chǎn)量增加，鐵產(chǎn)量也必將同步增加。然而，一個不可忽視的因素是未來鐵鋼比的變化。它將影響我國鐵產(chǎn)量的增長速度，甚至鐵產(chǎn)量的下降速度。

    鐵鋼比下降是一個必然趨勢。隨著社會鋼的積蓄量增加，廢鋼的供應(yīng)量也不斷增加，使用廢鋼通過電爐煉鋼的比例在不斷增加。2012年國外鐵鋼比已降低到0.56。我國長期以來鐵鋼比一直維持在1左右，但近年來二者之間的差距開始擴(kuò)大，鐵鋼比開始出現(xiàn)下降的趨勢，2012年鐵鋼比為0.918（2000年為1.0156）。因此，未來鐵鋼比不斷下降是必然的。而下降的速率高低將取決于廢鋼的供應(yīng)量和工藝選擇等復(fù)雜因素。

    在過去的10多年里，我國廢鋼消耗量整體呈增加的趨勢，從2001年的4000萬噸增加到2012年的8000萬噸。廢鋼的來源包括進(jìn)口廢鋼、自產(chǎn)廢鋼和社會廢鋼。其中，進(jìn)口廢鋼、自產(chǎn)廢鋼不會對鐵鋼比產(chǎn)生大的影響，社會廢鋼則是一個不斷變化的資源。在過去的10多年里，我國每年回收利用的社會廢鋼量由不足2000萬噸增長到5000萬噸左右。許多專家學(xué)者預(yù)測在不遠(yuǎn)的將來，社會廢鋼回收量將超過1億噸，甚至達(dá)到2億噸以上。

    廢鋼供應(yīng)量對鐵鋼比的影響存在不確定性。考慮到我國的電價比較高，不利于電爐鋼的發(fā)展。當(dāng)廢鋼供應(yīng)量大量增加時，除電爐和轉(zhuǎn)爐的使用量會增加外，高爐也有可能使用部分廢鋼。高爐吃廢鋼同樣具有節(jié)能降耗的優(yōu)點(diǎn)。在這種情況下，鐵鋼比仍將維持較高水平，高爐煉鐵的生產(chǎn)規(guī)模將得到保持。

    根據(jù)上述因素分析，以2015年~2020年廢鋼消費(fèi)量增加到1億噸~2億噸且假定均用于電爐流程估算，鐵鋼比將降低到0.84左右。

    綜合分析，在未來的幾年內(nèi)，受鋼產(chǎn)量的需求拉動，我國的鐵產(chǎn)量仍將在現(xiàn)有生產(chǎn)規(guī)模的基礎(chǔ)上略有增加。粗略推測，2015年~2020年，我國煉鐵的生產(chǎn)規(guī)模將在7.5億噸左右。數(shù)年后，隨著我國進(jìn)入社會廢鋼回收量增長的高速期，若電爐鋼得到大力發(fā)展，鐵產(chǎn)量將快速下降。若高爐在消化廢鋼上體現(xiàn)出技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，煉鐵的生產(chǎn)規(guī)模將繼續(xù)保持在較高水平。

    未來煉鐵生產(chǎn)面臨三大挑戰(zhàn)

    原燃料供應(yīng)。理性看待鐵礦石、焦煤的供求與價格變化對我國煉鐵的影響。

    就鐵礦供應(yīng)而言，隨著國外幾大鐵礦公司的產(chǎn)能擴(kuò)張，眾多新礦山的投產(chǎn)，鐵礦的供應(yīng)量將有足夠的保證，其進(jìn)口礦的價格有望大幅度降低。鐵礦價格如果大幅下降，在鋼鐵生產(chǎn)各工序成本系統(tǒng)已是透明的狀態(tài)下，勢必引起鋼材價格的進(jìn)一步降低。因此，未來鐵礦供應(yīng)量是有保障的，但鋼廠寄托于鐵礦價格降低來獲得更多利潤并不現(xiàn)實，除非個別鋼廠有自己的礦石基地。

    就焦炭而言，我國煉焦行業(yè)的產(chǎn)能處于過剩階段。未來焦炭生產(chǎn)的不確定因素主要是焦煤的供應(yīng)問題。國內(nèi)焦煤資源的相對緊張導(dǎo)致近年來進(jìn)口焦煤量逐年增加，但國內(nèi)焦煤供應(yīng)仍占主導(dǎo)地位，而且因產(chǎn)能過剩而價格下滑。因此，針對目前的煉鐵生產(chǎn)規(guī)模，在短期內(nèi)我國焦炭的供應(yīng)在數(shù)量和價格上應(yīng)當(dāng)是有保障的。如果進(jìn)口焦煤的比例逐漸增加，則存在類似鐵礦石的漲價風(fēng)險，給我國煉鐵帶來新的挑戰(zhàn)。

    生產(chǎn)成本的控制。在產(chǎn)能過剩的情況下，煉鐵生產(chǎn)成本的控制將成為各鋼鐵廠生存的關(guān)鍵。面對種類繁多的原燃料供應(yīng)渠道和已從年合同交易轉(zhuǎn)為現(xiàn)貨交易的采購機(jī)制，各企業(yè)勢必以成本最小化為目標(biāo)來不斷調(diào)整采購的原燃料品種和數(shù)量，由此帶來高爐入爐原燃料品種和質(zhì)量的頻繁波動。這對于強(qiáng)調(diào)以穩(wěn)定運(yùn)行來實現(xiàn)低成本為核心的高爐煉鐵工藝，無疑是最大的挑戰(zhàn)。

    各企業(yè)應(yīng)該采取的應(yīng)對措施包括：

    一是加強(qiáng)原燃料基礎(chǔ)性能的研究。對可選擇的原燃料進(jìn)行充分的實驗室試驗研究，明確其性能及使用特點(diǎn)，確定工業(yè)應(yīng)用的最佳使用條件和比例、高爐入爐原料質(zhì)量的變化及影響，最終在實際應(yīng)用中實現(xiàn)預(yù)期的低成本。以用量最大的鐵礦粉為例，必須進(jìn)行新礦種的鐵礦粉燒結(jié)基礎(chǔ)性能試驗，確定其燒結(jié)性能特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行燒結(jié)杯試驗，確定其在一定配比下的最佳燒結(jié)工藝參數(shù)（混合料配碳及水分），明確燒結(jié)使用后的燒結(jié)礦化學(xué)成分和冶金性能的變化，確定實際應(yīng)用時，燒結(jié)工序和高爐冶煉所應(yīng)采取的控制措施。

    二是優(yōu)化高爐爐料結(jié)構(gòu)。生鐵成本的主要組成部分是入爐鐵料。經(jīng)濟(jì)爐料結(jié)構(gòu)是一個隨時間和地區(qū)不斷變化的過程。在今后鐵礦資源和種類多變的情況下，各廠應(yīng)該依據(jù)自己可獲得的資源條件，不斷調(diào)整入爐燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、塊礦的配比，實現(xiàn)低成本爐料結(jié)構(gòu)。同時，積極開發(fā)高爐使用廢鋼和其他含鐵爐料，促進(jìn)鐵水成本的持續(xù)降低。

    三是提高生產(chǎn)過程的控制水平。在原燃料條件不斷變化的情況下，為保證各工序的生產(chǎn)穩(wěn)定，實現(xiàn)最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，必須進(jìn)一步提高各工序的生產(chǎn)控制水平。應(yīng)當(dāng)注意到，我國雖建設(shè)了許多裝備先進(jìn)的煉鐵裝置，但在生產(chǎn)過程的控制水平上，從理念、監(jiān)測設(shè)施到控制精度等，總體與國外先進(jìn)水平相比仍有很大的差距，導(dǎo)致諸如高爐運(yùn)行穩(wěn)定性差、煤氣利用率低、高爐燃料比高等問題頻繁出現(xiàn)。而在未來原燃料不斷變化的情況下，問題會更加嚴(yán)重。因此，提高煉鐵過程控制水平不僅必要，而且十分迫切。

    環(huán)保生產(chǎn)問題。當(dāng)前我國煉鐵生產(chǎn)面臨的最大社會壓力是環(huán)境污染問題。未來鋼鐵企業(yè)獲得生存與發(fā)展權(quán)利的基本條件是滿足越來越嚴(yán)格的環(huán)保要求，而環(huán)保條件的制約更被多方面認(rèn)可為最有效的淘汰鋼鐵產(chǎn)能的手段。
為實現(xiàn)環(huán)保清潔生產(chǎn)，在煉鐵生產(chǎn)過程應(yīng)加強(qiáng)以下工作：

    一是不斷優(yōu)化煉鐵生產(chǎn)工藝流程，實現(xiàn)低成本清潔生產(chǎn)。這主要包括消減燒結(jié)生產(chǎn)、研究高效低成本污染物排放控制技術(shù)和重視塊礦的環(huán)保價值。

    二是做好CO2的排放控制。在全球開始努力減少碳排放的情況下，我國煉鐵的碳排放將成為受抑制的目標(biāo)。在這種情況下，各企業(yè)努力采取各種措施降低煉鐵碳排放將是減少此部分費(fèi)用支出、贏得競爭優(yōu)勢的重要環(huán)節(jié)。當(dāng)前煉鐵廠的工作重點(diǎn)是提高煤氣利用率降低燃料比，從而減少碳排放。此外，應(yīng)積極探索使用低碳燃料以及使用金屬爐料等。

    三是進(jìn)行煉鐵PM2.5的排放監(jiān)控。煉鐵的主要PM2.5排放點(diǎn)包括：原料場、焦化的燃燒室煙氣、炭化室爐門煙氣、燒結(jié)煙氣、球團(tuán)煙氣、高爐槽下、高爐出鐵場、熱風(fēng)爐煙氣、噴煤制粉煙氣、高爐渣處理煙氣等。PM2.5顆粒又分為可冷凝PM2.5和可過濾PM2.5兩部分。前者尚缺乏有效的監(jiān)測手段和控制方法，后者可通過連續(xù)監(jiān)測排放點(diǎn)的煙氣濁度計（opacity monitor）測量、粉塵濃度測量或定期直接測量PM2.5含量進(jìn)行監(jiān)測，然后通過安裝布袋除塵設(shè)施和改進(jìn)布袋除塵效率等措施加以控制。

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