近日,中国金属学会高级工程师、专家顾问王维兴就2014年上半年中国钢铁工业运行态势作了全面分析。全文如下:
1.2014年上半年我国钢铁主要产品产量情况
全国钢铁产能过剩,钢铁产能增速减缓,钢铁行业经营进入艰难阶段;钢铁生产遇到四个最大问题:钢铁产能过剩;生产成本与精料技术的矛盾;面临环境保护准入条件和CO2排放税的严格要求;生产结构、产品结构和炉料结构需调整。
钢铁产能增速减缓,重点钢铁企业比其它企业的增速高,使我国钢铁产业集中度得到提高,吨钢综合能耗在下降,钢材品种质量得到提升,环境保护有所改善。

钢铁产能增速减缓,重点钢铁企业比其它企业的增速高,使我国钢铁产业集中度得到提高,吨钢综合能耗在下降,钢材品种质量得到提升,环境保护有所改善。重点钢铁企业利润总额228.85万元,企业亏损额比上年下降63.91,财务费用下降2.99%,工资总额上升3.42%。
2. 2014年上半年重点钢铁企业能耗基本情况
2014年上半年重点钢铁企业能耗总量为14612.93万吨标准煤,比上年增长2.27%%.吨钢综合能耗为587.40gce/t,比上年降低1.01%。铁钢比下降0.011是重要原因。
3. 重点钢铁企业能耗现状


一、钢铁行业面临的环保形势十分严峻
(一)钢铁行业已处在环保风暴的中心
钢铁行业作为传统的高污染行业,钢铁企业又多位于城市周边,钢铁企业的污染问题一直受到社会各界广泛关注。今年的雾霾污染事件进一步加剧了公众对钢铁行业污染的担忧,只要说到大气污染,必谈钢铁行业。环境保护部公布的今年1至5月份主要城市环境空气质量状况,20个污染最严重的城市中,17个有钢铁企业。环保公益组织发布的研究报告称卫星照片显示雾霾发生区域与我国钢铁产能分布高度吻合。种种迹象表明,钢铁行业已处在环保风暴的“暴风眼”。
(二)钢铁企业受到的环保约束更加严厉
近期,环保相关法律法规陆续出台。6月14日,国务院常务会议部署大气污染防治十条措施,强化钢铁等重点行业的节能环保指标约束,加大违法行为处罚力度。6月18日,“两高”发布的《关于办理环境污染刑事案件适用法律若干问题的解释》中将非法排放含重金属、持久性有机污染物等严重危害环境、损害人体健康的污染物超过国家污染物排放标准或者省、自治区、直辖市人民政府根据法律授权制定的污染物排放标准三倍以上的认定为“严重污染环境罪”,而钢铁企业排放的二噁英就属于持久性有机污染物;同时还规定对于限制、拆除污染防治设施以及不正常运行污染防治措施的行为将从重处罚。6月26日,环保法修正草案中大幅加重了环保违法的处罚,逾期不改的排污企业受到的处罚将按日计算,且罚额无上限;各级政府及其相关部门负责人对环保不作为可引咎辞职等。有关部门的一系列措施表明,环保将要动“真格”了,钢铁企业受到的环保约束将更加严厉。
国家要实现环保总量控制,各地区要制定环境总容量控制标准。钢铁企业不只是要完成单位产品环保达标,还要有污染物排放容量的允许指标。
(三)钢铁行业现有环保水平与新标准差距明显,改造任务艰巨
《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》等一系列钢铁行业新排放标准从2012年10月1日已正式实施,与现有标准相比,污染物排放浓度限值均大幅收严,同时新增了二噁英等新污染物排放限值。与新标准排放限值相比,钢铁企业现有环保水平还存在较大差距,因此,新标准为现有企业留有两年多的改造缓冲期,要求现有企业必须在2015年1月1日前通过改造全部实现达标排放。
1.
烧结机头(球团)二氧化硫新排放标准限值为180mg/m3,但未配套脱硫设施的企业排放浓度通常在600mg/m3以上;即使现有已配套了脱硫设施,根据环保部的减排核查结果,烧结脱硫设施平均综合脱硫效率不足50%,这种情况下也难以实现稳定达标排放。
2.
烧结机头(球团)颗粒物新排放标准限值为40mg/m3,目前国内采用湿法脱硫的烧结机头(球团),几乎都没有加装湿式电除尘器,这种情况下颗粒物排放浓度一般只能达到50~80mg/m3,难以达标。
3.
烧结机头二噁英新排放标准限值为0.5ng-TEQ/m3,而国内除个别采用活性炭工艺或加装湿式电除尘器的脱硫设施能够实现达标排放外,其余绝大多数烧结机都难以满足新标准要求。
4.
原料系统、烧结机尾、高炉出铁厂、转炉二次烟气、石灰窑以及其他产尘点的颗粒物新排放标准限值在10-30mg/m3,但大多数钢铁企业这些产尘点的除尘设施在没采用电袋复合、覆膜滤料等高效除尘技术的情况下,颗粒物排放浓度通常都在20-40mg/m3。值得注意的是,新标准颗粒物排放限值非常低,达标不难,难的是长期稳定达标。
5.
新标准还规定了颗粒物无组织排放限值5-8mg/m3,但相当多的钢铁企业无组织排放严重,厂区道路料场扬尘,厂房冒红烟、黄烟,将导致颗粒物无组织排放超标,也直接影响钢铁企业的环保形象。
6. 新标准水污染物特别排放限值COD
30mg/L、氨氮5mg/L、石油类1mg/L、悬浮物20mg/L、氰化物0.5mg/L、挥发酚0.5mg/L。2012年重点统计钢铁企业外排废水中主要污染物浓度为:COD
40mg/l、氨氮4mg/l、石油类1.3mg/l、悬浮物40mg/l、挥发酚0.03mg/l、氰化物0.03mg/l。两相对比,COD、石油类、悬浮物等因子还存在超标现象,特别是对于部分排水量达的企业,达标难度更大。
因此,钢铁企业要在不到两年的时间内全面实施提标改造,时间紧、任务重、资金压力大。特别是在钢铁行业大面积亏损的情况下,环保提标改造任务十分艰巨。
(四)环保的经济代价大,钢铁企业要以予承担
目前,我国钢铁行业吨钢平均环保成本约55元,先进企业的吨钢平均环保成本约比落后企业高1.5~2倍。仅以治理废水和废气的成本分析,先进企业在100~107元,而落后企业的环保治理成本在36~44元。烧结烟气脱硫的成本在5~14元,增加脱硝后,要增加1.5~4.2元。废气粉尘排放浓度由100~150mg/m3降到20~50mg/m3的标准,废气治理运行成本要增加30%左右,废气吨钢废气治理运行成本将达到43元左右。宝钢全面环保达标,每吨材的成本升高到150~160元。京唐公司曹妃甸环保成本在177元/吨钢。
新建的钢铁设施,环保的投入约占总投资的15%左右(新重钢的环保投资为26.89亿元,占总投资的12.07%)。宝钢去年吨钢环保投资为34.44元,年环保投资在8.1亿元;环保运行成本高达40.5~48.6亿元,约占2012年宝钢净利润的一半。2012年包钢的环保运行费用在5.4亿元,缴纳各类环保检测费在1000万元。
按国家新公布的关于大气污染物排放极限值的要求,1000万吨钢的联合企业,环保的投入约为10亿元。
最近徐匡廸院士说:国家淘汰落后钢铁产能的政策,由设备容量限制,转换为严格执行环保标准:试点开证梯级“环境税”(德国和瑞典有成功的案例),调整财税体制(环保罚款纳入地方财政收入,消除地方保护),建立钢铁产能转型基金调整产能(先进企业兼并落后企业幼补贴、落后企业退出市场有补贴)。
二.我国大气雾霾产生的因素分析
据统计,PM2.5产生的比例:汽车尾气产生占49%左右,同时排放大量含SO2的酸雾(我国汽油含S高);发电厂排放占25%~30%左右,转炉排放占15%左右,烧结排放占5%左右。雾霾是PM2.5与空气中的酸雾发生化学反应的结果。
大气雾霾的案例分析:
上海市的PM2.5灰尘,47%由汽车尾气产生,13%是转炉炼钢产生,发电厂占12%,电炉炼钢和未知各占11%,烧结工序占5%。
北京的PM2.5灰尘:机动车占31.1%,燃煤占22.4%,工艺生产占18.1%,扬尘占14.3%。
天津的PM2.5灰尘:扬尘占30%,燃煤占27%,机动车占20%,动力车占17%。PM10(可吸入颗粒物)中扬尘占42%,燃煤占23%,机动车占14%,工业生产占14%。
电除尘技术设备优点:阻力小,耗能少。除尘效率高(可捕集PM2.5以下的灰尘,布袋除尘只能捕集大于10PPM的粉尘)效率可在99%。使用范围广范,允许300~400℃高温烟气。处理烟气量大,自动化程度高,维修量小等。
三.钢铁企业面临严峻的形势
钢铁产能过剩:据统计,我国公布钢的产能已达9.7亿吨/年,在建设的项目生产能力约5000万吨/年,设计中的项目约1700万吨/年,规划中的项目约1000万吨/年;实际我国钢的产能已达11亿吨。富裕3亿多吨钢的生产能力,设备作业率约73%,低于冶金设备合理作业率的85%水平。设备运行效率,经济效益均处于低水平。由于产能过剩,部分高端产品(如硅钢和不锈钢)和低端产品均出现产能过剩、产品市场竞争激烈,利润率下滑,威胁到钢铁企业的生存和发展。
下游行业增速明显放缓,钢铁产品增速减缓,钢材需求疲软:国家房地产调控,铁路、公路、等基础设施建设项目投资大幅回落,汽车、造船增速下降,主要用钢行业对用钢材需求增长缓慢。2012年全国产钢7.亿吨,比去年同期增长1.8%。重点钢铁企业中有33家产量下降,其他非重点企业单位是产量大幅度增长。
企业经营利润大幅度下降,全行业面临亏损。2012年重点钢铁企业亏损面33.75%,销售利润仅有0.13%。由于原燃料价格高居不下,钢铁产品价格下降,使企业经济效益空间收窄,一批企业出现钢铁主营经营亏损。钢铁行业经营利润正常水平是在3%~5%,就不是高利润率的行业。目前,经营利润低于银行利息,使钢铁企业难以再向银行贷款,处于经营艰难阶段。
节能减排压力增大:国家把节能减排指标刚性化,实行一票否决制,要求企业年年要有减排量,是厂长任期责任制的一项主要内容。但钢铁生产条件是不断恶化,特别是炼铁原燃料质量下滑,成分波动大,给高炉生产带来较大的负面影响,加大了完成节能减排任务的工作难度。国家提出“十二五”期间单位GDP值能耗要降低16%,但因钢铁工业吨钢综合能耗与国际水平相比差距在10%左右,完不成国际提出的指标,单位GDP值能耗能降低3~4%的目标,就相当好的理想。
国家将要实行能源总量控制。目前我国能源消费总量为32.5亿吨。国民GDP值按7%速度增长,到2020年,能源消费总量将达50亿吨。这是不允许的。我们提出要将能源总量控制在40亿吨以内。其增量不会给钢铁工业。将控制总量要分解到各省、市、及相关企业。钢铁企业要关注自已的能源分配数额。
钢铁产业集中度低,冶金装备平均容量偏小:我国约有870多家钢铁企业,重点钢铁企业只有141家;全国有高炉约1400座,大于1000m?高炉只有520座,平均炉容约530m?;全国有转炉约550座,≥300吨的有10座,100~299吨的有218座。装备容量小的要比大容量装备在投资、运行费用和技术经济指标上,处于劣势,特别是能耗水平上差距大。
淘汰落后冶金设备难度加大:国家已公布了淘汰落后冶金设备目录,并有相应的财政补贴。但多年来,钢铁是地方财政的主要来源。一个钢铁工人就业,可以当地拉动7个人就业。对地方就业、增加财政收入、社会稳定有一定积极作用。个别地方出现保护落后设备,是因多年没进行技术改造、促进技术进步工作的结果;也有管理不善等原因。出现小炉容往大了说,为躲避淘汰落后的现象,应以予纠正和制止。
铁矿石价格居高位,企业降成本面临困难:是铁矿石价格与价值发生扭曲造成的。但今年进口铁矿石每吨由过去的130美元,降低至82美元,有利于企业降低生产成本。要及时调整企业采购铁矿石的方针,要卖品位高一些的矿石了。
四.国际先进生产水平情况
1.高炉指标:
高炉燃料比<500kg/t, 焦比<300kg/t, 热风温度>1200℃,
入炉铁品位58%~60%
工业发达国家高炉利用系数控制在2.0~2.2t/m3d左右,以低燃料比和底成本为目标
A.近年来日本高炉指标
燃料比焦比煤比系数熟料比
2009年5043971071.7380.4
2010年5053711341.9580.6
2011年5043531511.9081.1

C. 国际先进水平的燃料比在500kg/t以下,先进的入炉焦比在300kg/t以下。

2.国外高炉炼铁情况
1)欧洲高炉焦比从1990年的408kg/t,降为2008年的325kg/t,煤比从50
kg/t提高到124kg/t.石油焦和其它还原剂石油量也略有下降,由23
kg/t降为20.3kg/t.因与焦炭相比,煤的含碳量较低,煤的置换比在0.8~0.85,导致还原剂总量增加。
2)德国KHM Hanlbom9号高炉吨铁焦丁(粒度7~35mm)比曾达到120 kg/t,大块焦比为220
kg/t;现分别为70.9 kg/t和262.6kg/t.
3)瑞典高炉炼铁入炉铁品位67%,100%球团矿,吨矿比1300kg,渣铁比低于160kg,燃料比450kg;我国吨铁用矿1680kg/t,与瑞典相比,就相差380kg,相当于吨铁用矿相差350元左右。2013年我国重点钢铁企业高炉燃料比为537.26kg/t,比瑞典高87.26kg/t,炼铁成本高84元/吨。
五.科学对标
1.用科学发展观来指导对标挖潜工作
各炼铁企业要建立适合本企业的各生产条件变化下,对一些指标之间的影响数据库,以科学指导生产。这就是科学炼铁。
我们要尊重炼铁学基本理论,认真贯彻落实《高炉炼铁工程设计规范》、《烧结厂设计规范》、《铁矿球团工程设计规范》、《钢铁企业节能设计规范》;它们是历史经验的总结,也是大量炼铁生产实践的结晶。这是运用科学发展观进行炼铁的体现。
钢铁生产是遵照冶金科学技术的基本规律运行的.先进技术经济指标的实现,是需要有一些技术支撑条件来完成.这就是钢铁生产的条件论.有什么样的生产条件,就会产出什么样的技术经济指标,这是存在一定的因果关系.也就是说,不改善生产条件,是很难得到生产指标的改善.为提高指标的水平,就要在改善生产条件上下功夫.这就是用科学发展观来指导生产.
2. 用生产条件论的观点去分析指标
钢铁冶金学的基本理论决定了钢铁生产的基本工艺、技术、装备发展的大方向。钢铁生产的各项技术经济指标的完成均需要有一定技术条件来支撑的。也就是说,有什么样的生产条件,就会产生出什么样的技术经济指标结果。这就是生产条件论的观点。
某一个钢铁生产指标的实现可能需要十几个技术支撑条件,甚至有的指标影响因素有上百个。那么在开展对标活动中,结合本企业的实际情况,就在十几个因素中找出几个影响力大的主要因素来进行科学分析,就会有好的对标挖潜效果。钢铁企业的技术部门应当建立起本企业对标挖潜工作的基础数据,并掌握这些数据之间的相互关系。不但要定性分析指标的影响因子及其作用,而且要在一定范围内进行定量分析,并建立起各项指标的技术支撑体系。
例如影响高炉炼铁燃料比的因素有上百个,见表1。但高炉炼铁的精料技术水平对高炉指标的影响率在70%,高炉工长操作影响率在10%。因此,高炉炼铁要抓精料。精料技术的核心是提高入炉矿铁品位。但是在当前形势下有一定限度,铁品位受供应和市场价格的影响很大。所以,目前炼铁精料技术的主要矛盾是入炉料的成分不稳定。高炉生产的稳定性很大程度上取决于炉料成分的稳定。

又如电炉工序能耗对标活动中要关注的技术条件有工艺设备的不同(直流电弧炉、交流电弧炉、超高功率电炉等),炉料的不同(废钢、热装铁水、直接还原铁等),能量来源的不同(电力、吹氧、喷碳等),炉外精炼工艺、技术、装备的不同,连铸坯产品的不同等。
钢铁企业生产条件受外界条件的制约,是动态变量,所以,对其生产要随时进行科学调整,标杆数值也会随技术支撑条件的变动而不断变化。对标活动也要与时俱进,不断跟踪标杆企业的变化、标杆数值的变化,及时调整本企业的技术经济指标,这叫动态的对标活动。
1.2 用系统工程方法进行对标挖潜
钢铁企业生产经营的最终目的是获取最大利润。所以,在生产活动中要实现技术、经济、管理的统一,最终是要使用经济效益的一票否决制(环保治理除外)。而经济评估时不能有短期行为,要建立长效机制。
3. 对一些指标的具体看法
3.1.节能指标要具体分析
3.1.1.吨钢综合能耗水平是国家考核的重要内容。但是各企业技术装备,产品结构,原燃料质量,企业管理水平等方面差异较大。所以,钢铁企业之间吨钢综合能耗水平是不可比的。但对本企业历年吨钢综合能耗的对比是,是有意义的。我们建议,开展各工序能耗的对比是科学的,有可比性。但要考察每个企业的具体生产条件怎样?开展相近容量的单体设备指标的对比是科学的。如2000M?级高炉,炉料结构相近,操作理念一致,通过对标是可以促进生产技术进步。
3.1.2.企业节能先要从源头抓起,体现出要实现减量化用能。降低企业能源亏损(包括采购和使用,生产过程等)是实现减量化用能的第一步。我们希望企业的能源亏损在5%以下。
3.1.3.提高二次能源回收利用水平,是降低企业能耗的重要内容。主要手段是积极采用先进的节能设备,如CDQ,TRT,烧结余热回收装置等。一方面是设备的普及率如何?另一方面是设备的运行状态如何?目前,我国钢铁工业使用CDQ,烧结余热回收装置的普及率尚不高,均在150套左右;TRT的发电能力平均在25℃,只有设计能力的三分之二;烧结余热回收装置普遍运行不理想,也没达到设计能力。
3.1.4.对标活动要掌握钢铁行业技术水平,首先要向行业能耗平均水平看齐。目前,我国有45个企业烧结工序能耗没达到行业平均水平,有49个炼铁企业工序能耗高于行业平均水平。
3.2.各工序能耗的具体分析
企业之间烧结工序能耗和固体燃耗的不同,要看企业生产烧结配矿如何?多配高炉除尘灰(含碳),能耗就会低;使用褐铁矿(含结晶水),能耗就会高.
目前,行业焦化工序能耗统计中有不科学的地方。一些企业没把化产品部分统计在内,造成工序能耗值偏低,2011年为105.89kgce/t。正常水平的焦化工序能耗应在150kgce/t左右。
钢材的品种结构较复杂,分板管丝带型种类,深加工也不同。所以,企业之间轧钢工序能耗是不可比的。
我国大多数电炉企业都建设了小高炉,使用热铁水炼钢。一些企业还进行吹氧喷碳,实现用能的多元化。每减少或增加使用热铁水1%,则能耗指标相应增加或减小1.2kWh/t=0.1475kgce/t=4.3178MJ/t。炉料中若配加直接还原铁(金属化率93.1~96.3%),每增加10%直接还原铁,能耗指标相应增加6.2kWh/t=0.7620kgce/t=22.3063MJ/t。这样,我国电炉企业之间的工序能耗就有多方面的不可比性。
4.追求企业利润的最大化,不追求单一指标的先进
当前,钢铁行业利润较低,在2.8%.企业经营进入艰难阶段.通过对标挖潜,可以降低生产成本.但是,我们应看到不少先进指标的实现,要付出一定的代价.这要用技术经济的观点去进行分析.找出最佳操作方案.如炼铁要求要提高入炉矿含铁品位.但高品位矿价格高,且不好采购.所以,钢铁企业在积极使用一些低品位矿,以降低生产成本.
在降低成本时,要注意处理好,长期利益与短期利益的关系.目前,我国高炉和热风炉的寿命偏低.主要是使用低价劣质耐火材料.表面上是一次性投资低,降低了造价.但设备的使用寿命低的代价,也是较高的.如热风炉使用劣质耐火材料,提供不了高风温,会造成炼铁燃料比高,高炉产能下降,是会有较大经济损失.
热风炉使用寿命低,就要频繁大修.到修一次热风炉的费用是很高的.这要总体算一笔账.不能只顾一时的投资低.高炉寿命20年,
热风炉寿命30年是个长效机制,是有较高的经济效益.