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中国高炉炼铁存在问题和未来展望

进入21世纪以来有3个因素促使中国钢铁工业高速发展,近年中国的钢铁产量已经过剩。环顾中国的高炉炼铁工业,现正处于先进与落后多层次并存的局面[15-20],即不同技术水平(当代技术与过时技术)并存、不同炉容(从5000m3到不大于400m3)并存、不同环保水平(从洁净生产到严重污染)并存。这种多层次并存的状况,不利于中国钢铁工业的可持续发展和实现科学技术现代化,必须认真对待。

国内自然资源短缺

  由于中国缺少废钢,含铁资源主要来自铁矿石。自20世纪80年代开始,中国炼铁工业同时依靠国产铁矿石与进口铁矿石。进入21世纪以来,中国进口铁矿石量飙升,2010年用进口铁矿石生产的生铁产量占了中国生铁总产量的62%。最近几年中国进口铁矿石量还在继续增长,2013年增加到81 315万t。毫无疑问,中国钢铁工业依赖进口铁矿石的局面在未来10年将会继续存在。至于煤炭资源,随着中国经济的发展,进入21世纪以后中国逐渐由以前的煤炭出口大国向煤炭进口大国转化。2009年中国煤炭产量为29.73亿t,占世界总产量的46%,但进口煤炭量达到1.26亿t,首次超过出口,中国首次成为煤炭净进口国。随着钢铁工业对炼焦煤数量和品种的需求增加,炼焦煤进口的势头预计在未来10年也将持续。自然资源瓶颈的制约是中国钢铁工业面临的重大难题。

     能耗水平过高

  在20世纪最后10年里,中国钢铁工业能耗约占中国全部能耗的10%。进入21世纪,钢铁工业能耗明显增加,2010年的能耗约为2000年能耗的3倍,所占中国总能耗的比例跃升至14.4%,且呈继续升高的趋势。钢铁工业高能耗生产的现状影响着中国经济的可持续发展。从中国炼铁工业来看,虽然进入21世纪以来高炉燃料比变化总趋势是降低的,但改善幅度有限。表2所列2001—2013年间重点钢铁企业的焦比+煤比数据,表面看来基本是逐年降低,但这与未包括焦丁数据有关。21世纪前几年,中国只有部分钢铁企业的高炉使用焦丁,焦比+煤比基本等于燃料比。近年中国高炉使用焦丁已很普遍,而有的企业的统计数据中却未列出,使焦比+煤比与燃料比的差距增大。以2013年重点钢铁企业的高炉数据为例,有数十家企业的高炉未统计焦丁用量,平均焦丁量为35.6kg/t,加上焦比、煤比,燃料比为547kg/t。就重点钢铁企业高炉的焦丁用量而言,各企业差别也很大,变化范围约为23~67kg/t。中国高炉的燃料比与国外先进高炉相比大约高出50~80kg/t。

  对环境的严重影响

  进入 21 世纪以来,随着钢铁工业的技术进步,中国重点钢铁企业的吨钢污染物排放指标,包括粉尘、SO2、废水中 COD、新水耗量等都呈降低趋势。但是由于钢铁产量持续增长,污染物的排放总量却是不减反增。中国钢铁工业的环保水平远远低于发达国家的冶金工业,它对环境的严重影响已成为中国经济发展的重要短板。中国环保部门对钢铁工业污染物排放的标准要求越来越高,而且近年环保标准升档的速度不断加快。例如,从 2015 年起,环保部门将对钢铁企业的粉尘排放、烧结烟气脱硫等实施更加严格的控制标准。这不仅增加企业生产的环保成本,而且直接将企业置于社会舆论的监督之下,对企业的生产经营带来更大的压力。

   未来发展的展望

  21世纪第二个10年内,中国经济在工业化过程中将持续发展,钢铁工业仍将是工业化发展的支柱。中国从1996年以来一直是世界第一钢铁大国,预计21世纪第二个10年钢铁工业仍将高位运行,但增速将会降低,并在其后期出现负增长。随着社会废钢量增多,在炼钢工序的铁钢比开始下降时,中国的生铁产量将随之减少。自然资源、能源及环境保护方面的约束,仍将是中国钢铁工业发展的限制性环节。因此,中国钢铁工业未来的发展必须重视以下几个问题。

  (1) 必须走以内需为主的道路。资源与能源的短缺将制约中国成为钢材出口国,中国钢铁工业的任务是在尽可能降低自然资源与能源消耗的前提下,保持中国经济的持续发展。

  (2) 转变经济增长模式。中国钢铁工业虽然从产量来看早已是世界第一钢铁大国,但从钢材质量水平、能耗水平、环保水平等方面分析,距离钢铁强国还有不少差距,仍处于粗放经营范畴。从粗放经营向集约型经济转变,是中国钢铁工业今后的另一项重要任务。

  (3) 淘汰落后设备。虽然进入21世纪以来,中国冶金设备的大型化、现代化进步很快,但设备落后、污染严重、能耗水平高的小高炉、小烧结机、竖炉球团、小焦炉还大量存在。在钢铁工业结构调整过程中,以污染水平、能耗水平为标准淘汰落后的冶金设备应是重要任务。

(4) 采用和普及节能环保新技术。中国不同层次的节能环保技术共存,导致中国高炉炼铁的燃料比水平和环保水平远低于国际先进水平。采用和普及节能环保新技术,是中国炼铁工业良性发展不可忽视的因素。 

摘录来源:冶金技术网



开封市洁净煤化工研究所(河南远征冶金科技)

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