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印度煤基回转窑直接还原铁工厂的考察

作者:1180 发布时间:2020-06-29 文字大小:【大】【中】【小】
 陶江善
中废协直接还原铁工作委员会

印度是全球最大的直接还原铁生产国,国内拥有数百条煤基回转窑生产线,具备丰富的煤基回转窑直接还原生产经验,为此,我直接还原铁工作委员会两次组队对印度的直接还原铁生产情况进行考察交流,学习印度经验。

       1 印度钢铁发展概况

       近年来,印度的钢铁产量持续处于快速增长状态,印度钢铁产量近年来处于持续快速增长状态,2011—2017年,印度钢铁年均复合增速为5.83%,远高于世界平均水平2.25%。2017年印度粗钢产量突破1亿吨。2018年印度粗钢产量达到1.065亿吨,同比增长4.9%,并取代日本成为全球第二大产钢国(地区)。按照印度的国家钢铁发展规划,2030年印度钢铁产能将达到3亿吨。

        印度政府制定产能翻番的目标背后有需求强力增长预期的推动。纵向来看,印度人均钢铁消费量从2000年的0.03吨迅速增长到2017年的0.08吨,但横向比较来看,印度人均钢铁消费仍较低。据世界钢铁协会统计数据,2017年印度人均钢铁消费量仅0.08吨,低于全球平均水平0.23吨,较中国的人均水平0.54更是相去甚远。近几年印度GDP增速基本维持在6%—7%的较高水平,参照其他国家发展经验,强劲的经济增长将有力推动该国钢铁消费量上行,从这个角度来看,未来印度钢铁消费需求潜力巨大。由于印度至今都没有建立全国统一市场,所以政府很难从各邦获得税收,从而就很难进行大规模基础设施建设,从印度的火车速度就能看出印度的基础设施极其落后。交通、城市配套、城市服务等功能的缺乏,严重阻碍了印度的城市化进程,2017年印度的城市化水平仅为32.8%,落后中国近26个百分点,也低于发展中国家的平均水平。
 

 

 

2   印度煤基回转窑直接还原生产线考察情况

2.1Godawari Power & Ispat Ltd

        2.1.1公司状况

 Godawari Power & Ispat Ltd公司现有1600名员工,具备年产60万吨氧化球团,49万吨DRI,20万吨钢坯,73MW电,10万吨高线,以及1.65万吨硅锰合金的年生产能力。公司采用回转窑生产氧化球团,窑的规格为ф3.7×10米。铁矿位于kachhe Auridonger Distkanke CC.G,年产量为70万吨,磁铁矿,品位在65%左右。

 2.1.2 DRI生产情况

 公司现有四条回转窑,回转窑规格为ф4.5×73米,德国设计,其中三条线产量500t/d,一条线产量350t/d。年作业天数为300天,检修周期约200天。

 高温还原温度在1100℃,还原剂为还原煤和木炭,采用窑尾加煤,窑头喷煤的方式加煤,物料在窑中停留时间约10小时,冷却采用冷却筒外淋冷却水方式,冷却时间2小时,物料从700℃高温冷却至100℃以下。

 主要生产及消耗指标如下表:

 

2.2 Shri Bajrang Power and Ispat Ltd

        2.2.1公司状况:

Shri Bajrang Power and Ispat Ltd公司成立于2004年,隶属于GOEL集团,主要生产海绵铁、钢材,铁合金和电,公司现有30万吨DRI,200万吨选矿厂,100万吨球团厂,100万吨钢,80万吨铁水,26MW电力的生产能力。

 公司计划在65公里外建造一新厂,年产140万吨球团,采用德国鲁奇技术生产60万吨DRI(4×15万吨),DRI项目预计投资额为21亿卢比,建厂周期为18个月。

 2.2.2DRI生产情况

 公司现有两条回转窑,回转窑规格为ф5.3×76米,印度本国设计(拷贝的德国鲁奇技术),其中单条线产量500t/d。年作业天数为300天,检修周期约200天。

 高温还原温度在980-1010℃,采用窑尾加煤,窑头喷煤的方式加煤,空气喷煤,物料在窑中停留时间约10小时,冷却采用冷却筒外淋冷却水的方式,冷却时间2小时,物料从700℃高温冷却至100℃以下。产品输入到4×8吨的感应电炉中进行炼钢,连续加料方式。-5mm粉料重新返回造球工序造球。

 窑身配备8台二次风机供风,配有固偶测温。

 废气进行预热发电,有7.5MW和9MW各一台发电机组,入口废气温度为960℃,出口废气温度160℃。

 主要生产及消耗指标如下表:

 

2.3塔塔海绵铁公司

塔塔集团的主要公司包括:塔塔钢铁公司、塔塔汽车公司、塔塔咨询服务公司(TCS)、塔塔电力公司、塔塔化工公司、塔塔全球饮料公司、塔塔电信服务公司、Titan、塔塔通信公司以及印度酒店集团。塔塔钢铁公司是印度钢铁业早期发展起来的民营钢企,在政府建立印度钢铁管理局前,是印度钢铁产业的主力。1957年印度政府合并几家钢企并改名为印度钢铁管理局,塔塔钢铁公司和印度钢铁管理局分别成为印度民营和国企钢企的代表。随后塔塔钢铁公司转向全球布局,1991年印度经济改革,钢铁企业向民营资本放开,民营钢企京德勒西南钢铁产能扩张迅速,已经成为印度国内第一大产钢企业。

值得一提的是塔塔钢铁公司通过投资英国康力斯(Corus,后更名为塔塔钢铁欧洲)、泰国世纪钢铁公司(后改名为塔塔钢铁泰国公司)及新加坡大众钢铁 (NatSteel) 控股公司,形成年产量3000万吨的钢铁企业。

塔塔海绵铁公司是印度最大的商品海绵铁生产商,公司拥有三条回转窑生产线,其中两条直径4.2*72米回转窑(单窑产量12万吨/年),一条直径4.8*80米(单窑产量15万吨/年),该公司的3个窑炉年生产能力为390,000吨海绵铁,年工作天数335天,采用鲁奇工艺。2017财年(2017.3-2018.3)生产量390904吨。

产品质量指标:TFe 90-92%,MFe 81-84%,S<=0.03%,P<=0.05%,C约0.1%,煤矸石约5%。块状+3-20mm,体密度1.9-2.2吨/米3。使用原料为块矿,赤铁矿,铁品位63%;所有煤种为烟煤,灰熔点1200度,窑头尾煤比例6:4。窑内最高还原温度1100度,窑尾850-900度,物料在窑内停留时间12小时,窑内产品进入冷却筒外淋水冷却,窑头尾密封采用干油密封。

矿耗1.6-1.8吨/吨,煤耗0.85-1.2吨/吨,白云石耗0.05吨/吨。窑内耐火材料采用高铝系浇筑料。原料成本占总成本的82-85%,生产除尘为电除尘。

海绵铁产品全部外销到周边钢厂,目前售价为22000印度卢比/吨(合出厂价格315美元,FOB价格340美元),当地税收18%。

    Tata Sponge建有两座预热发电装置,第一座使用余热的发电厂于2001年投入使用,2006年增加了另一座发电厂,总发电量26兆瓦。电力不仅可以自用,还外卖到国家电力公司。

      3 中印钢铁冶炼技术的差异

      3.1印度以短流程为主 我国长流程为主

对比印度和我国钢铁冶炼工艺,我们发现印度的炼铁主要以直接还原铁为主,炼钢主要以电炉(电弧炉或者感应电炉)炼钢为主;而我国炼铁主要以高炉炼铁为主,炼钢主要以转炉炼钢为主。

印度的钢铁企业主要分为两类:一类是高度一体化的联合钢铁企业,包括塔塔钢铁公司(Tata steel)和印度钢铁管理局(SAIL)。另一类采用多元化的炼钢工艺,既包括京德勒西南钢铁(JSW Steel)、埃萨尔钢铁公司(Essar Steel)、金达尔钢铁电力公司(Jindal Steeland Power)和伊斯帕特工业公司(Ispat Industries Limited)等大型电弧炉或感应炉炼钢企业,又包括数量众多、采用较小产能的电弧炉、感应炉或其它生产工艺(比如平炉炼钢、调坯轧材)的小生产者。2013年,印度粗钢产量为8130万吨,其中电炉钢产量为5560万吨,占比高达68%。

电炉炼钢的主要原料为废钢,随着废钢资源严重短缺以及废钢质量的下降,直接还原铁(海绵铁,DRI)成为优质废钢的替代物,作为生产优质钢材必不可少的原料逐渐获得了广泛应用,印度已经成为全球最大的海绵铁生产商。

3.2 印度铁矿资源丰富 焦煤资源缺乏

印度铁矿资源丰富,据美国地质调查局数据,2017年印度铁矿石储量为81亿吨,印度的铁矿石大致可分为赤铁矿、磁铁矿和褐铁矿三类,其中前两类储量较大,褐铁矿储量较少且铁含量低,因此开发较少。印度拥有大量的赤铁矿储量。这些铁矿资源主要分布在奥里萨邦、恰蒂斯加尔邦、恰尔肯德邦、卡纳塔克邦和果阿邦。

印度是铁矿石净出口国,2010年以来印度对国内矿山进行整顿,导致产量下降,2014年解禁以后产量才回升。2017年印度铁矿石产量2.01亿吨,出口占比13.8%。尽管印度有丰富的铁矿石资源,但没有足够的铁路运输线,目前已有的铁路运输线主要被用于煤炭运输,供应瓶颈使得印度钢厂获得陆运矿的成本不断上升,印度沿海钢厂转而寻求更有成本优势的进口铁矿石。

 

印度煤炭资源虽然丰富,但资源结构问题较为突出,主要以动力煤为主,炼焦煤资源稀缺,焦煤主要以中等品质焦煤和半焦煤为主,优质炼焦煤储量更显紧缺。据世界煤炭协会数据显示,2014年印度煤炭产量6574万吨,动力煤产量占比86.7%,炼焦煤占比7.8%,所以印度焦煤基本靠进口,当年印度焦煤进口5070万吨。

此外,印度的法律法规及官僚主义作风使得印度新煤矿开发进程缓慢,老旧煤矿又面临枯竭,因此制约了印度高炉炼铁工业的发展,所以以非焦煤、非冶金焦为主要原料的直接还原铁在生铁产量中的占比逐年上升,这也就决定了电炉炼钢成为印度主要的炼钢工艺。

3.3 印度钢铁需求主要来自建筑(含基建)业和汽车制造业

印度的钢铁需求主要来自建筑(含基建)业和汽车制造业,其中建筑业占印度用钢总需求的60%左右,汽车业占15%。鉴于目前印度的基础设施仍比较薄弱,且城镇化率低,印度总理莫迪(Narendra Modi)自2014年5月上任以来志在对印度经济进行系统性改革,特别高调启动“印度制造”计划,提出将印度打造成新的“全球制造中心”,其中大力推动基础设施建设就是其中的重要政策之一。印度人均钢材消费量仅有61千克,相比经济发达国家差距巨大,印度钢铁行业拥有巨大扩张潜力。

在印度的参观过程中,我们发现印度国内基础设施改造的力度很大,在奥里萨邦Bhubaneshwar市到Angul沿途,以及Bhubaneshwar到Barbil沿途都在修路,不少老百姓也大量盖新房。印度钢铁消费量的增长主要源自于城镇化过程产生的大量基础设施建设需求。为了解决基建设施落后的问题,近年来印度政府也加大了基建投资。2018年年初,印度财政部向印度议会提交的2018/2019财年(2018年4月1日—2019年3月31日)财政预算提案显示,新财年的财政预算将主要向印度农业、医疗保健和铁路基础设施等领域倾斜。按照预算提案,印度政府将投入数十亿美元,用于加强农村基础设施建设;拨款数十亿美元,重点加强铁路网络建设并提升铁路承载能力。 

3.4钢铁产业集中度高

印度钢厂分为国营钢厂和私营钢厂。原本印度的钢铁产业被政府严格控制,通过产能许可制度控制新增产能,并将大规模新增产能预留给国营企业。1991年印度开始进行经济改革,逐步放开了对钢铁产业的管制,私营企业产能迅速扩张,目前以塔塔钢铁公司为代表的私营钢厂在钢铁生产中占据主导地位。

由于印度政府在钢铁产业上的政策导向—由严格控制产能和直接投资发展国营企业直到20世纪90年代经济改革后才逐步放开管制,允许私营钢厂发展,但仍高度重视龙头钢铁企业在印度钢铁工业发展的中流砥柱的作用,且2005年印度颁布了《国家钢铁政策》,提出要使印度拥有达到世界标准的现代化、高效的钢铁产业,因此印度钢铁产业的集中度始终较高。

塔塔钢铁公司(Tata steel)、印度钢铁管理局(SAIL)和京德勒西南钢铁(JSW Steel)是印度产量前三的钢铁企业。根据公开年报资料,2016财年京德勒西南钢铁、印度钢铁管理局和塔塔钢铁公司(印度国内)粗钢产量分别为1580万吨、1449万吨和1169万吨。印度CR3达到了44%。

从世界钢动态公司(WSD)2018年6月发布的钢铁企业竞争力排名来看,在入围全球最具竞争力钢铁企业的国家中,印度5家企业入围,中国5家企业入围。与2017年相比,浦项继续排在第一名,纽柯取代谢维尔排名第二,奥钢联由2017年的第七名升至了第三名,谢维尔由2017年的第二名降至第四名,新日铁住金继续排名第五,新利佩茨克钢铁取代京德勒西南钢铁排名第六,安赛乐米塔尔继续排名第七,京德勒西南钢铁则由2017年的第六降至第八,JFE由2017年的第七降至第九,俄马钢取代宝钢成功晋级第十名。我国宝钢排名第17位,较2017年排名有大幅度降低,跌出了全球前十名;中国台湾中钢排名第18位;鞍钢排名第29位;马鞍山钢铁排名第31位;沙钢排名第32位。

3.5 印度鼓励扩建感应炉炼钢产能,以及发展电炉和转炉炼钢产能

中国已经完全取消感应炉炼钢,但印度《国家钢铁产业政策》鼓励扩建感应炉炼钢产能,以及发展电炉和转炉炼钢产能。但尽管印度政府鼓励建设感应炉炼钢产能,但其也承认扩大炼钢产能的计划阻力很大。在获得新建钢厂规划许可方面,印度钢铁企业仍然面临重大问题,在印度建设一家大型钢铁联合企业比以前更加艰难。韩国浦项公司已经意识到这一点,在寻求解决监管障碍经历12年的谈判之后,该公司最终放弃了在奥里萨邦建设年产能1200万吨的钢铁项目。

电弧炉和中频炉(即感应炉)的钢铁产业路线需要大量的废钢,2016年印度废钢消费量约为3100万吨,其中约17%是进口废钢。印度政府正通过积极地在全国安装汽车粉碎机来推动更多的废钢供应,寻求钢铁供应增长。2017年4月1日,印度最高法院禁止注册和销售不符合最新排放标准(欧盟IV)的车辆。法院这一大胆举措是按照政府的车辆报废政策来实施的,将逐步淘汰2005年3月以前购买的车辆,这也将确保对回收废钢进行更好的管理。虽然时间尚未确定,但计划建立的汽车粉碎工厂将以这个庞大的报废车辆为原料。随着印度废钢增加,到2030年印度废钢进口量预计将下降70%。

3.6 印度电力供应情况不乐观

印度政府试图改善当地电力供应情况也并不总是获得预期的结果。最近印度政府要求国营企业只用国内煤炭发电的要求,显然没有考虑到印度国内煤炭供应的现实情况。印度需要进口大量动力煤来生产所需电力,而简单地规定公共事业部门和企业必须使用国内煤炭并不能改变这一现实。事实上,由于印度煤炭供应被转移到公用事业部门来做,迄今为止印度政府所做的一切都是为了把国内物流体系变得更好。然而现实是,进口煤炭在港口,库存在矿山,而许多发电站动力煤供应仍然严重不足。我们在JSPL公司参观时也经历了短暂停电,这也表明电力供应的改善还需要努力。

4  结束语

印度的基础设施基础薄弱,交通、城市配套、城市服务等功能的缺乏,严重阻碍了印度的城市化进程,2017年印度的城市化水平仅为32.8%,落后中国近26个百分点,也低于发展中国家的平均水平,整体感觉很像是中国九十年代初的发展水平。

从印度的交通来看,印度的高速公路大多还在修建中,畅通地段不多;火车时速目前最高时速刚达到180公里/小时,且停靠站点多、时间长,平均时速也就在60-80公里左右;飞机的准点率比较高,且廉价航空航班较多,机场数量也较多,商务出行选择飞机出行较多。

印度钢铁企业普遍都建在远离市区,且离铁矿比较近的地方,且生活区内生活设备齐全,自成小社会。印度粗钢生产以电炉法为主导,废钢需求及电力消耗都比较大,但目前印度废钢资源供应整体紧张,质量也较差,且电力短缺及供电不稳定问题仍待解决。

在印度经济高增长及国内城镇化基础设施建设的推动下,印度钢铁行业快速崛起。当前印度人均粗钢消费仍低于世界平均水平,随着城镇化的持续推进,印度国内钢铁消费需求仍有巨大潜力可供挖掘。

 
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