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    中國煉鐵技術60年的發展

    2022-03-18 15:47:00

      從1949年中華人民共和國成立到20世紀80年代初,是中國煉鐵工業奠定基礎的階段。解放前的舊中國, 鋼鐵工業十分落后,1949 年新中國成立時中國鋼年產量只有15.8萬t, 生鐵年產量僅為25萬t。經過3年的生產恢復,1952年中國的鋼、鐵、材產量都創造了新紀錄。20世紀50年代中期以前,中國煉鐵主要學習前蘇聯技術,其間擴建了鞍鋼,新建了武鋼、包鋼。在“大躍進”年代,本鋼總結出高爐高產經驗,提出了“以原料為基礎,以風為綱,提高冶煉強度與降低焦比并舉”的操作方針,中國煉鐵技術開始進入探索進程。60年代初的國民經濟調整期,大批高爐停產,生產中的高爐則維持低冶煉強度操作。1963年~1966年,中國自主開發了高爐噴吹煤粉、重油以及釩鈦磁鐵礦冶煉等技術,技術經濟指標達到新中國建立以來的最好水平?!拔母铩睍r期中國鋼鐵工業受到沉重打擊,出現“10年徘徊”的局面。經過解放后約30年的曲折發展,中國初步奠定了鋼鐵工業的基礎,1980年中國生鐵產量達到3 802萬t。以1985年投產的寶鋼一期工程為標志,20世紀80年代起中國煉鐵進入學習國外先進技術階段?!拔母铩苯Y束后, 黨的十一屆三中全會撥亂反正, 以經濟建設為中心, 實施改革開放政策,引進國際先進技術,使中國鋼鐵工業進入發展新階段。以寶鋼建設為契機,消化吸收寶鋼引進的煉鐵技術并移植推廣,對促進中國煉鐵系統的技術進步起了很大的推動作用。從此中國煉鐵進入學習國外先進技術階段。20世紀80~90年代,中國鋼鐵企業進行了大規模的擴建和技術改造,采用先進的技術裝備,在原燃料質量改進和高爐操作方面也有很大進步,高爐技術經濟指標有很大改善。1994年,中國生鐵產量達到9740.9萬t,成為世界第一產鐵大國。1996年以來,中國鋼鐵產量一直保持世界首位。進入21世紀,中國煉鐵技術發展進入自主創新階段。近十幾年來,中國鋼鐵工業以更高的速度發展。2013年,中國鋼產量為7.79億t,占世界鋼產量的48.5%;生鐵產量為7.0897億t,占世界生鐵總產量的61.1%。這一時期,以中國自主創新設計建設的京唐5500m3高爐為標志,中國煉鐵技術進入自主創新階段。近年中國鋼鐵產能過剩,企業經營困難,盈利水平急劇下滑。在市場、資源、環境的多重壓力下,中國的鋼鐵工業正面臨結構調整、壓縮過剩產能的嚴峻挑戰和考驗。本文扼要回顧 60 年來中國煉鐵技術的發展歷程,結合現狀探討今后中國煉鐵技術的發展趨勢。

      1.中國煉鐵技術發展的幾個階段

      圖1所示為1949年以來中國鋼鐵產量的變化,曲線的斜率明顯反映了上述3個階段的差別。煉鐵技術的發展和生鐵產量的變化是同步的,下面回顧3個不同階段中國煉鐵技術的發展歷程[1-3]。

     

      1.1  奠定基礎階段

      從1949年到80年代初,是中國煉鐵工業奠定基礎階段。這30多年間,又可分為以下幾個時期:恢復生產時期、學習前蘇聯技術時期、“大躍進”時期、國民經濟調整時期、獨立發展時期和“文革”時期。

      1.1.1  恢復生產時期

      解放初期中國鋼鐵工業主要分布在東北和華北地區,主要鋼鐵廠有鞍鋼公司、本鋼公司、石景山鐵廠、太原鋼鐵廠和陽泉鐵廠。當時全國300m3以上的高爐只有16座,其中鞍鋼9座、本鋼4座、石鋼2座、太鋼1座, 最大的一座是鞍鋼的9號高爐(容積944m3)。鞍鋼6座、本鋼2座800m3以上高爐的機電設備全部被前蘇聯軍隊拆走, 留下的均屬于20世紀20年代的老裝備,舊中國留下的鋼鐵工業是一個陳舊落后、殘缺不全的爛攤子。1948年底, 東北地區解放,1949年起東北地區的鋼鐵廠開始恢復生產。由于裝備較先進的高爐車間機組和機電設備已被拆走, 只能恢復前蘇聯軍隊未拆走的裝備陳舊的高爐。當時物資、器材匱乏, 恢復生產困難很大。在廣大工人、技術人員積極努力奮斗下, 到1949年底, 鞍鋼和本鋼未被拆走的5座高爐全部恢復了生產。1949年華北地區解放后, 石鋼和太鋼的高爐也開始恢復生產。在恢復高爐生產初期, 東北地區的煉鐵廠采用的是日本所沿用的操作技術,風量少, 風溫低, 焦比高?;謴蜕a不久, 東北地區開展了創生產新紀錄運動。1951年, 東北高爐生產超過了日本統治下的最高記錄,然而水平仍然很低,利用系數約為0.9~1.0 t/ (m3·d),焦比高達1.0 kg/t, 煉鋼生鐵中硅質量分數超過1.0%,均落后于當時高爐煉鐵的國際水平。經過解放后3年的生產恢復,1952年中國生產鋼135萬t,生鐵193萬t,鋼材113萬t,創造了中國鋼鐵工業的新紀錄。

      1.1.2  學習前蘇聯技術時期

      1953年開始的發展國民經濟的“第一個五年計劃”,將發展鋼鐵工業放在重要位置。在前蘇聯幫助下設計的156個建設項目中,鞍山鋼鐵公司擴建和現代化、武漢鋼鐵公司和包頭鋼鐵公司的建設是3項重點工程,這些項目全部采用了前蘇聯技術。20世紀40年代后期,前蘇聯的煉鐵技術國際領先。前蘇聯巴甫洛夫院士總結了歐美高爐煉鐵理論和實踐的經驗,將煉鐵理論系統化,并領導科研小組,在前蘇聯高爐上進行了許多研究工作。1950年, 前蘇聯生鐵產量為 1920萬t,居世界第二位,占世界生產總鐵量的15%。20世紀50年代前蘇聯技術開始傳入中國,鞍鋼在學習前蘇聯技術方面起了帶頭作用。需要特別提及的是,蔡博同志在學習和傳播前蘇聯煉鐵技術方面起了決定性的作用。他結合鞍鋼實際,推廣前蘇聯煉鐵經驗,首先用自熔性燒結礦解決了鞍山細精礦的造塊問題, 否定了鞍山細精礦只能生產方團礦的結論。在此基礎上, 成功解決了冶煉[Si]質量分數為0. 9 %以下的煉鋼生鐵問題。爐頂調劑法(上部調劑)的推廣為高爐提高冶煉強度和降低焦比提供了有力的手段。1953年, 由前蘇聯設計并供應部分裝備的第一座動化高爐在鞍鋼投產。1956年, 第一座高壓高爐在鞍鋼投產。同年,前蘇聯設計的第二座容積900m3級高爐在本溪第二煉鐵廠投產。前蘇聯煉鐵技術的推廣,使中國高爐煉鐵水平大大提高,一批高爐的利用系數超過1.4 t/(m3?d),有的超過1.5 t/(m3?d),焦比降至800kg/t 以下, 有的在700kg/t以下,風溫達到900~1000℃。1958年,前蘇聯援建的武鋼、包鋼相繼投產。這一時期,學習前蘇聯技術是當時中國煉鐵技術的主流。

      1.1.3 “大躍進”時期

      1958年, 本鋼第一煉鐵廠2座300m3級高爐(l號333m3,2號329 m3)創造了高產經驗,主要技術措施有:燒結礦過篩, 篩除小于 5mm粉末;焦炭分級入爐;提高燒結礦鐵分;提高高爐壓差,增加風量;改變裝料制度,增加批重;擴大風口直徑等。采用這些措施后,高爐利用系數由1.3~1.4 t/(m3?d)提高到2.2~2.4 t/(m3m3?d)。本鋼的高爐操作經驗在中國煉鐵界引起了很大震動,當時正值全國“大躍進”高潮,本鋼第一煉鐵廠高爐提高利用系數的實踐對全國煉鐵廠既是推動也是壓力。本鋼總結的“以原料為基礎,以風為綱,提高冶煉強度與降低焦比并舉”成為指導中國煉鐵的技術方針。本鋼的實踐使高爐工作者開拓了思路,開始感到不能只靠照搬前蘇聯經驗, 要學會自主創新。在“大躍進”年代,浮夸風流行, 使中國鋼鐵工業損失嚴重,但就中國煉鐵技術發展而言,當時本鋼高爐工作者的實踐對解放技術思想是有貢獻的。

      1.1.4  國民經濟調整時期

      “大躍進”的建設規模超過國力承受能力,違背了經濟規律,破壞了生產力。1961年起,中國開始對國民經濟進行調整,鋼鐵工業由“大上”轉為“大下”,相當多的煉鐵廠停產減產。1960年,全國生鐵產量2716萬t,1961年下降到1281萬t,1962年降到805萬t,1963 年進一步降到 741 萬 t。與“大躍進”時期關注高爐強化冶煉技術不同,在國民經濟調整時期,低冶煉強度操作成為中國高爐工作者重點研究的新課題。這一時期,對高爐慢風操作制度、鼓風動能調節規律等開展研究,加深了對高爐低冶煉強度冶煉規律的認識,為穩定操作積累了經驗。

      1.1.5 獨立發展時期

      經歷了全面學習前蘇聯技術和“大躍進”時期的高冶煉強度、高利用系數操作,以及國民經濟調整時期的低冶煉強度操作,打開了中國煉鐵科技人員的思路。大家認識到不能完全照搬前蘇聯的經驗,必須獨立自主發展中國的煉鐵技術。當時中國石油工業開發取得重大成就, 甩掉了“貧油國”的帽子,重油供應開始充裕。1963年, 鞍鋼高爐試驗噴吹重油取得成功, 此后在全國重點煉鐵廠推廣。1964年,首鋼高爐噴吹煤粉試驗成功, 高爐噴煤技術在一部分煉鐵廠得到推廣。當時在歐美的鋼鐵企業中掌握了高爐噴煤技術的只有Armco 的Ashland工廠。到1966年, 中國重點鋼鐵企業的高爐已基本普及了重油噴吹。1965年, 在大量試驗研究的基礎上, 中國成功解決了攀枝花釩鈦磁鐵礦的高爐冶煉問題, 在爐渣中TiO2質量分數為 25 %~30 %的條件下實現了高爐正常操作, 使中國豐富的釩鈦磁鐵礦的開發成為現實。在新中國成立后十幾年煉鐵實踐基礎上,中國高爐煉鐵技術開始獨立發展。雖然國民經濟調整時期中國的生鐵產量因大批高爐下馬而降低, 到1966年中國高爐技術經濟指標卻達到了新中國建立以來的最好水平,重點企業的煉鐵焦比降至558kg/t,當時僅次于日本,居世界第二位,某些大量噴吹的高爐焦比降至400kg/t左右, 屬于當時的國際領先水平。

      1.1.6 “文革”時期

      “文革”時期中國國民經濟發展停滯,鋼鐵工業受到沉重打擊。運動初期, 一部分鋼鐵廠被迫減產、停產,其后隨著運動時起時伏, 鋼鐵產量時降時升,徘徊不前?!拔幕蟾锩钡?0年間,中國自行設計建設了2500m3級高爐和梅山鐵廠等煉鐵廠,采用中國自主開發的釩鈦磁鐵礦冶煉工藝設計建設了攀枝花鋼鐵公司高爐??傮w來說,由于“文革”的干擾,這一時期中國鋼鐵生產起伏不定,形成了鋼鐵工業“十年徘徊”的局面。

      1.2 學習國外先進技術階段

      1.2.1 寶鋼煉鐵技術引進

      “文革”結束后, 黨的十一屆三中全會撥亂反正,明確了以經濟建設為中心, 實施改革開放政策,由此中國鋼鐵工業進入發展的新階段。從1978年起,中國陸續引進了歐美和日本的當代先進工藝技術。1985年建成投產的寶鋼1號高爐是中國煉鐵進入學習國外先進技術階段的重要標志。寶鋼一期工程的原料場、燒結、焦化、高爐以日本新日鐵大分、君津等廠為樣板,成套引進,國產化率只有12%。二期工程由國內設計,設備以國產設備為主,國產化率達到85%以上,于1991年建成投產。三期工程在1994年前后陸續建成投產。在寶鋼建設的各個階段,積極采用世界上成熟、先進的技術,煉鐵技術裝備保持了高水平。例如,在寶鋼一期建設中,1號高爐采用的是鐘閥式+導料板的爐頂結構,爐體采用密集式銅冷卻板冷卻,并采用高頂壓、高風溫、富氧噴吹(最初是重油,第二代改為噴吹煤粉)、脫濕鼓風等先進技術。6m焦爐采用的是新日鐵 M 型焦爐的二次粉碎、成型焦、干熄焦等先進工業技術。在二期建設中,2號高爐采用了更先進的串罐式無料鐘爐頂,爐身上部增設冷卻壁,實現爐體全冷卻,采用能噴吹強爆炸性煙煤的煤粉噴吹技術。燒結料層厚度由500mm提高到600mm,以改善燒結礦質量和節能降耗。在三期建設中,3號高爐引進了新日鐵冷卻壁技術,爐體采用全冷卻壁冷卻等。在引進技術的基礎上,寶鋼經歷了學習、消化、吸收、創新階段。隨著時間推移,寶鋼追蹤世界煉鐵技術發展趨勢,不斷進行技術改造,與世界煉鐵技術裝備發展同步前進。另外,根據資源供應情況的變化,開發用好新資源的技術,保證了高爐原燃料的高質量。例如,燒結開發了提高厚料層度、低硅燒結、提高低價褐鐵礦配比的新技術;煉焦為適應煤源變化,開發新煤源并保持焦炭質量,開發了配煤煉焦新技術;1號高爐第一代大修后改噴煤粉,2號和3號高爐采用噴煤,煤比按照 200 kg/t 設計并在生產中實現,大幅度降低焦比;根據冷卻設備損壞嚴重的情況,增加微型冷卻器,延長高爐壽命等。寶鋼投產后的近 30 年里,在高煤比、高風溫、低燃料比、高爐長壽等方面長期保持了國內一流水平[4-7]。

      1.2.2 武鋼3200m3

      高爐建設20世紀80年代引進國外煉鐵先進技術的另一個案例是1991年建成投產的容積3200m3的武鋼新3號高爐(現稱5號高爐)。1974—1981年間,國家批準建設了武鋼1700mm軋機工程項目。此項目建成投產后,只有60年代末期水平的武鋼鐵前工序不能滿足引進的煉鋼、軋鋼工序的生產要求,為此武鋼以建設新3號高爐為中心對鐵前工序進行了系統的技術改造[8-9]。20世紀80年代以前,中國自主設計建設的最大高爐是1970年投產的武鋼4號高爐(2516m3)。新3號高爐的設計原則是立足于武鋼當時的原燃料條件(焦炭強度低、灰分高,鐵礦石鐵分低,渣量大),對引進的先進技術裝備和國內成熟的新技術進行技術集成,以彌補原燃料質量的不足。該高爐的設計目標是利用系數達到2.0 t/(m3?d)以上,焦比為450kg/t以下,一代爐役壽命(不中修)達到10年以上。武鋼新 3 號高爐引進的國外新技術裝備主要有:PW無料鐘爐頂、軟水密閉循環系統、INBA水渣系統、環形吊車等爐前設備、熱風爐矩形陶瓷燃燒器、煤氣余壓發電(TRT)裝置、出鐵場干式除塵、電動鼓風機、PLC 數據采集及計算機自動控制系統等。為了實現長壽目標,設計時采用了武鋼開發的水冷炭磚薄爐底、球墨鑄鐵冷卻壁、磷酸浸漬黏土磚等技術,爐體冷卻采用全冷卻壁結構。武鋼新3號高爐1991年10月投產,從第一代生產實踐來看,高爐實現了設計目標,壽命達到15年零8個月,一代爐役單位爐容產鐵11096。

      1. 2. 3 引進技術的消化吸收和企業技術改造

      消化吸收寶鋼引進的煉鐵技術, 實行國產化并移植推廣,對促進中國煉鐵系統的技術進步起了很大的推動作用。從1980年到1995年,中國生鐵產量凈增6 727萬t,其間新建的鋼鐵企業只有寶鋼、天津無縫和沙鋼,鋼鐵產量大幅度增加主要歸因于己有鋼鐵企業的大規模擴建和技術改造。很多企業新建、改建一批大高爐,采用了先進的技術裝備,如無鐘爐頂、軟水密閉循環冷卻系統、改進爐體結構和材質、先進的檢測設備與過程控制系統等。在改善原料質量方面,高品位的進口礦用量增加,一些企業新建了混勻料場,對燒結機進行技術改造,燒結礦品位、轉鼓強度等質量指標有很大改善。大批 6 m 以上焦爐的建設和煉焦配煤技術進步,明顯改善了焦炭質量,特別是焦炭的強度指標。在入爐鐵分提高、焦炭質量改進、成熟噴煤安全技術的廣泛采用后,高爐噴煤技術快速推廣,噴煤量大幅增加。這些技術進步措施大大改善了高爐生產的技術經濟指標。

      1. 3 自主創新階段

      進入21世紀以來,中國鋼鐵產量以更高的速度增長(圖1)。2013年中國生鐵產量達到7.089 7億t,已占世界總產量的61.1%。這一時期有3個因素促使了中國鋼鐵工業的高速發展:中國經濟的高速發展推動市場對鋼材的需求增加,為中國鋼鐵工業高速發展提供了機遇;鋼鐵工業固定資產投資的增長,為推動鋼鐵產能迅速擴大提供了物質基礎;技術進步是鋼鐵工業高速發展的推動力。

      1. 3. 1 大批新煉鐵裝備建成投產,設備大型化、現代化加速

      中國鋼鐵工業的固定資產投資,1986—1990年的 5 年間為 658.21 億元,年均131.6億元,2001—2005年間年均為1 429.4億元,2006年后增長更快,2009 年達到峰值為 4442.5 億元。大量投資既包括新建的一批鋼鐵廠,又包括原有鋼廠的產能擴大和質量提升。在此期間,國產冶金技術裝備大型化、現代化加速,建設了京唐 5500m3、沙鋼 5800m3高爐和十幾座4000m3級的大型高爐;建設了京唐550m2、太鋼600m2等大型燒結機;建設了年產能力500萬t/a的鄂州鏈箅機—回轉窯球團生產線、年產能力400萬t/a的京唐帶式焙燒機球團生產線,建設了大批7m和7.63m大型焦爐和干熄焦裝置,很多大型裝備達到了國際先進水平。

      1. 3. 2 京唐5500m3高爐的設計建設

      冶金技術裝備的大型化和現代化,是這一時期鋼鐵工業發展的特點,而首鋼京唐2座5500m3高爐的設計建設則是中國煉鐵技術進入自主創新階段的重要標志。首鋼京唐1號高爐2009年5月21日投產,2號高爐 2010 年 6 月 26日投產,這2座5500m3高爐的主要技術經濟指標是按照國際先進水平設計的:利用系數為2.3 t/(m3?d),焦比為290kg/t,煤比為200kg/t,燃料比為490kg/t,風溫為1300 ℃,煤氣含塵量為5mg/m3,一代爐役壽命為25年等。與此前國內已建成的3000~4000m3級的大型高爐相比,京唐5500 m3高爐設計采用了68項自主創新和集成創新的先進技術,主要有:1)設計風溫1300 ℃的卡盧金頂燃式熱風爐;2)全干法煤氣除塵系統;3)大型鐵水包車“一包到底”的鐵水運輸技術等。在高爐長壽技術方面,為了優化爐型設計和爐缸爐底結構,采用了全冷卻爐體結構,并采用優質冷卻壁和耐火材料及合理的冷卻制度,配置完善的檢測系統和高爐專家系統等;在上料布料系統,采用無中轉站、膠帶機直接上料工藝、燒結礦分級入爐工藝、焦丁礦丁回收工藝、并罐爐頂布料工藝,以優化布料控制;在噴煤、渣鐵處理、煤氣凈化等系統,也采用了先進實用、成熟可靠的新技術。在采用先進技術裝備的同時,京唐高爐認真貫徹精料方針,設計入爐鐵質量分數61%,渣量為25 kg/t,對焦炭質量也有很高要求。為了保證原燃料質量,配套建設了550m2燒結機、年產能力400萬t/a 的帶式焙燒機球團生產線、7.63 m焦爐和干熄焦裝置。京唐2座高爐投產以來的生產實踐表明,中國煉鐵技術領域自主創新和集成創新的先進技術在京唐公司的應用是成功的[10-12]。

      1. 3. 3 煉鐵系統的技術進步

      進入21世紀以來,除了技術裝備的大型化、現代化以外,中國煉鐵系統的技術進步還表現在以下方面。(1) 原燃料質量改善。從 2001年到 2013年,中國進口鐵礦石數量由6 990萬t增加到81315萬t,對提高高爐入爐鐵分起了重要作用。在國產鐵礦石產量增加的同時,隨著反浮選磁選綜合選礦技術的開發成功,鐵精礦中鐵質量分數提高到 67%~69%,SiO2質量分數降低到3%~4%,促進了中國球團礦生產,改善了高爐的爐料結構。大型燒結機、大型鏈箅機—回轉窯和帶式焙燒機球團生產線、6m以上大型焦爐和干熄焦等裝備的采用,對燒結礦、球團礦、焦炭的質量指標改善起了重要作用。由表1可以看出,2001—2013年,除了燒結礦鐵分在2002—2006年間最高,2007年以來有所降低外,燒結礦、球團礦和焦炭的主要質量指標均在穩步改善(表1)。

     

      (2) 高爐操作技術進步。20世紀90年代中期中國成為世界第一鋼鐵大國,進入21世紀后中國的鋼鐵產量繼續急劇增加,使資源環境問題日漸突出。中國高爐工作者總結的“高效、低耗、優質、長壽、環?!钡牟僮骼砟畛蔀橹笇Ц郀t生產的技術方針。這一期間煉鐵技術裝備的大型化、現代化加速,無料鐘爐頂、高溫熱風爐、燒結礦槽下過篩和分級入爐、高壓爐頂設備、富氧噴煤設施得到了廣泛采用。與此同時,高爐原燃料質量水平有了明顯改善。此外,大批新建高爐順利開爐,高爐快速達產技術有很大進步。在上述因素的共同作用下,中國高爐的主要生產指標持續提高(表2)。

       

      (3) 高爐壽命延長。20 世紀 80 年代,高爐內襯過度侵蝕是影響高爐壽命的重要因素。90 年代以后,中國高爐長壽技術發展較快,高爐壽命過短的情況有所改變,出現了不少長壽高爐[13-14]。例如,2007年停爐的有效容積為3200m3的武鋼5號高爐(一代爐役15年8個月,單位爐容產鐵 11096t/m3)、2007年12月停爐的有效容積為2100m3的首鋼4號高爐(一代爐役15年7個月,單位爐容產鐵12560 t/m3)、2010年12月停爐的有效容積為2536m3的首鋼1號高爐(一代爐役15年7個月,單位爐容產鐵13328 t/m3)、2010年12月停爐的有效容積為2536m3的首鋼3號高爐(一代爐役17年7個月,單位爐容產鐵13991t/m3)、2013年8月停爐的有效容積為4350m3的寶鋼3號高爐(一代爐役18年11個月,單位爐容產鐵15700 t/m3)等。90 年代以來,中國大批1000m3以上的高爐廣泛采用了中國自主開發的高爐長壽技術,均取得較好的效果。

      2.中國高爐煉鐵存在問題和未來展望

      2. 1 存在的問題

      如前所述,進入21世紀以來有3個因素促使中國鋼鐵工業高速發展,近年中國的鋼鐵產量已經過剩。環顧中國的高爐煉鐵工業,現正處于先進與落后多層次并存的局面[15-20],即不同技術水平(當代技術與過時技術)并存、不同爐容(從5000m3到不大于400m3)并存、不同環保水平(從潔凈生產到嚴重污染)并存。這種多層次并存的狀況,不利于中國鋼鐵工業的可持續發展和實現科學技術現代化,必須認真對待。

      2. 1. 1 國內自然資源短缺

      由于中國缺少廢鋼,含鐵資源主要來自鐵礦石。自20世紀80年代開始,中國煉鐵工業同時依靠國產鐵礦石與進口鐵礦石。進入21世紀以來,中國進口鐵礦石量飆升,2010年用進口鐵礦石生產的生鐵產量占了中國生鐵總產量的62%。最近幾年中國進口鐵礦石量還在繼續增長,2013年增加到81 315萬t。毫無疑問,中國鋼鐵工業依賴進口鐵礦石的局面在未來10年將會繼續存在。至于煤炭資源,隨著中國經濟的發展,進入21世紀以后中國逐漸由以前的煤炭出口大國向煤炭進口大國轉化。2009年中國煤炭產量為29.73億t,占世界總產量的46%,但進口煤炭量達到1.26億t,首次超過出口,中國首次成為煤炭凈進口國。隨著鋼鐵工業對煉焦煤數量和品種的需求增加,煉焦煤進口的勢頭預計在未來10年也將持續。自然資源瓶頸的制約是中國鋼鐵工業面臨的重大難題。

      2. 1. 2 能耗水平過高

      在20世紀最后10年里,中國鋼鐵工業能耗約占中國全部能耗的10%。進入21世紀,鋼鐵工業能耗明顯增加,2010年的能耗約為2000年能耗的3倍,所占中國總能耗的比例躍升至14.4%,且呈繼續升高的趨勢。鋼鐵工業高能耗生產的現狀影響著中國經濟的可持續發展。從中國煉鐵工業來看,雖然進入21世紀以來高爐燃料比變化總趨勢是降低的,但改善幅度有限。表2所列2001—2013年間重點鋼鐵企業的焦比+煤比數據,表面看來基本是逐年降低,但這與未包括焦丁數據有關。21世紀前幾年,中國只有部分鋼鐵企業的高爐使用焦丁,焦比+煤比基本等于燃料比。近年中國高爐使用焦丁已很普遍,而有的企業的統計數據中卻未列出,使焦比+煤比與燃料比的差距增大。以2013年重點鋼鐵企業的高爐數據為例,有數十家企業的高爐未統計焦丁用量,平均焦丁量為35.6kg/t,加上焦比、煤比,燃料比為547kg/t。就重點鋼鐵企業高爐的焦丁用量而言,各企業差別也很大,變化范圍約為23~67kg/t。中國高爐的燃料比與國外先進高爐相比大約高出50~80kg/t。

      2. 1. 3 對環境的嚴重影響

      進入 21 世紀以來,隨著鋼鐵工業的技術進步,中國重點鋼鐵企業的噸鋼污染物排放指標,包括粉塵、SO2、廢水中 COD、新水耗量等都呈降低趨勢。但是由于鋼鐵產量持續增長,污染物的排放總量卻是不減反增。中國鋼鐵工業的環保水平遠遠低于發達國家的冶金工業,它對環境的嚴重影響已成為中國經濟發展的重要短板。中國環保部門對鋼鐵工業污染物排放的標準要求越來越高,而且近年環保標準升檔的速度不斷加快。例如,從 2015 年起,環保部門將對鋼鐵企業的粉塵排放、燒結煙氣脫硫等實施更加嚴格的控制標準。這不僅增加企業生產的環保成本,而且直接將企業置于社會輿論的監督之下,對企業的生產經營帶來更大的壓力。

      2. 2 未來發展的展望

      21世紀第二個10年內,中國經濟在工業化過程中將持續發展,鋼鐵工業仍將是工業化發展的支柱。中國從1996年以來一直是世界第一鋼鐵大國,預計21世紀第二個10年鋼鐵工業仍將高位運行,但增速將會降低,并在其后期出現負增長。隨著社會廢鋼量增多,在煉鋼工序的鐵鋼比開始下降時,中國的生鐵產量將隨之減少。自然資源、能源及環境保護方面的約束,仍將是中國鋼鐵工業發展的限制性環節。因此,中國鋼鐵工業未來的發展必須重視以下幾個問題。

      (1) 必須走以內需為主的道路。資源與能源的短缺將制約中國成為鋼材出口國,中國鋼鐵工業的任務是在盡可能降低自然資源與能源消耗的前提下,保持中國經濟的持續發展。

      (2) 轉變經濟增長模式。中國鋼鐵工業雖然從產量來看早已是世界第一鋼鐵大國,但從鋼材質量水平、能耗水平、環保水平等方面分析,距離鋼鐵強國還有不少差距,仍處于粗放經營范疇。從粗放經營向集約型經濟轉變,是中國鋼鐵工業今后的另一項重要任務。

      (3) 淘汰落后設備。雖然進入21世紀以來,中國冶金設備的大型化、現代化進步很快,但設備落后、污染嚴重、能耗水平高的小高爐、小燒結機、豎爐球團、小焦爐還大量存在。在鋼鐵工業結構調整過程中,以污染水平、能耗水平為標準淘汰落后的冶金設備應是重要任務。

    (4) 采用和普及節能環保新技術。中國不同層次的節能環保技術共存,導致中國高爐煉鐵的燃料比水平和環保水平遠低于國際先進水平。采用和普及節能環保新技術,是中國煉鐵工業良性發展不可忽視的因素。 
     
     

    來源:冶金技術網

    編輯:溫曉霞

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