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why chinese steelmakers are using less steel scrap in its blast furnaces

钢企一直在寻找提高生产效率和降低成本的方法,但是在利润率良好的情况下,生产率则是一个关注的焦点。


为了实现这一目标,钢企可以增加高炉中金属料的使用量,其好处不仅包括提高了生产率,而且降低了焦炭消耗量,因为金属料中的铁已经“被还原“了。这一观点探讨了向高炉中投入金属料的基本影响和局限性以及为何中国钢企在过去一年降低了高炉中的废钢的入炉比率。

更高的废钢使用率提高了生产率且降低生产成本

传统上长流程碳钢生产中的废钢添加仅限于在加入热铁水前投入到转炉中。除了在炼钢过程中充当必要的冷却剂外,热铁水和废钢的价格(后者与供给量相关)在很大程度上决定了废钢的消费量。然而,废钢和其它金属料还可以直接添加到高炉里,与其它配料一起经过同一个经常输送铁矿石(烧结矿、块矿或球团矿)和焦炭的传送带将废钢从高炉顶部加入,这可以为钢企提供如下益处。

更高的高炉生产率

使用更多的废钢,高炉的生产率则相应提高。由于废钢中的含铁量约为95%且已经全部“被还原”,能源消耗仅需要用于加热和溶解的目的。这就降低了焦炭的消费量,因为以前需要通过焦炭获得的能量来还原铁矿石,而现在只需要用于溶解的能量。由于高炉对焦炭的需求量较低,腾出的空间可以投入更多的铁矿石,并且可以实现较低的炉渣率,生产率因此得以提升。就像我们这两年看到的这样,钢企在利润率较高时期以及产能因环保因素受到限制的时候,开始寻求通过增加废钢入炉量来提高产量。

影响炼铁成本

可能从经营成本的角度来看,成本并没有显著降低,因为较低的铁矿石和焦炭消费量可能被较高的废钢成本所抵消。然而,更高的生产率使得固定成本在增产中被稀释。在一些地方废钢作为高炉原材料是比较常见的(例如:美国有大量的废钢资源,成本效益和正规质量都是可以保证的),这将使上游设施相对于炼钢规模有所缩减,较低的固定维护成本使炼钢成本得以降低

高炉中使用废钢有其局限性和弊端

废钢作为高炉的入炉料并非没有技术限制和物流以及操作上的弊端。钢企考虑的最关键风险是废钢的化学性和物理性可能会破坏高炉的稳定性。从物流上看,钢厂需要额外的场地来储存废钢,另外废钢也可能损坏炉料传送带。

废钢最高可以占入炉含铁料的10%左右

一个高炉大约需要960公斤含铁料生产1吨热铁水(例如960 kg/thm),由于烧结矿、块矿和球团矿中的铁含量各不相同,这通常需要合计约1.6吨的铁矿石作为入炉料。

以稳定的方式运行对高炉来说也至关重要。为了平稳运转,高炉内的温度和气体流量必须保持恒定,但是加入废钢有冷却高炉的效果,由于减少了焦炭的入炉量,废钢投入高炉的物理方式对确保高炉运转的稳定性也很重要。也就是说在炉膛中部投入废钢会降低透气性。因此废钢通常被冲到高炉壁上以缓解这种影响。

我们研究显示废钢最高可以占入炉含铁料的10%左右(相当于100 kg/thm)而不影响运转的稳定性。废钢在此入炉水平下,焦炭入炉率最多可降低10%左右,生产率最高可提升13%左右,出渣率最大可降低8%左右。

中国钢企已降低高炉中的废钢入炉量

CRU从一手研究中中了解到中国钢企在过去一年已减少高炉中的废钢入炉量。根据我们的数据显示2018年废钢投入高炉的比率约为68 kg/thm,2019年降低至28 kg/thm左右。

一些钢企表示他们的废钢入炉量达到了10%的入炉含铁料的最高比例,另外还有些钢企则表示由于废钢对高炉起到冷却作用的影响他们没有使用任何废钢。厚度为10毫米左右的废钢(相对较小的尺寸)更受欢迎,因为它不会对传送带造成损害,但是最大至100毫米左右的废钢都可以被接受。我们还发现与大高炉相比,拥有小高炉(例如小于1000立方)的钢企普遍消费更多的废钢,这可能与越大高炉钢企的操作方式越保守有关。

我们对中国钢企的分析表明由于利润率下滑,钢企可能减少了高炉的废钢入炉量。2018年5月我们对钢企调研时了解到,行业平均利润率(热卷和钢筋的平均值)高于20%,但在2019年5月我们收集最新数据时这一利润率已经下滑到8%左右。2018年5月前的几个月,作为2017/2018年度供暖季的一部分,中国实施了严格的产能限制,利润率得以提高。受此激励,中国钢企通过增加废钢入炉量来提高高炉的生产效率。相反当2018/2019年供暖季限产放宽时,利润率下滑导致钢企减少了废钢的总体入炉量,因为不需要推动提高生产率。一家钢企表示由于供应过剩和消费疲软导致利润率下跌,他们已在2019年初停止在高炉中加入废钢了。

在高炉中添加废钢是有益的,但也取决于技术和经济因素

通过研究我们得出的结论是钢企可以从将废钢加入高炉提高生产率中受益,但必须考虑技术限制、物流问题和经济条件。过去一年由于利润率下滑,中国钢企已经降低高炉中的废钢入炉比率。

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