钢铁工艺生产流程

四、钢铁行业生产工艺流程1. 炼铁铁矿石的品种分为磁铁矿Fe3O4、赤铁矿Fe2O3、褐铁矿2Fe2O33H2O、菱铁矿FeCO3。铁矿石中除铁的化合物外，还含有硅、锰、磷、硫等的化合物(统称为脉石)。铁矿石刚开采出来时无法直接用于冶炼，必须经过粉碎、选矿、洗矿等工序处理，变成铁精矿、粉矿，才能作为冶炼生铁的主要原料。将铁精矿、粉矿，配加焦炭、熔剂，烧结后，放在100米高的高炉中，吹入1200摄氏度的热风。焦炭燃烧释放热量，6个小时后温度达到1500度，将铁矿融化成铁水，不完全燃烧产生的CO将氧从铁水(氧化铁)中分离出来，换句话说CO作为还原剂将铁从铁水(氧化铁)中还原出来。熔剂，包括石灰石CaCO3、荧石CaF2，其作用是与铁矿石中的脉石结合形成低熔点、密度小、流动性好的熔渣，使之与铁液分离，以便获得较纯净的铁水。铁水即生铁液，然后被送往炼钢厂作为炼钢的原料。3. 炼钢炼钢就是把原料(铁水)里过多的碳及硫、磷等杂质去掉并加入适量的合金成分。最早的炼钢方法出现在1740 年，将生铁装入坩锅中，用火焰加热溶化炉料，之后将溶化的炉料浇铸成钢锭。1856 年，英国人亨利-贝塞麦发明了酸性空气底吹转炉炼钢法，第一次解决了铁水直接冶炼钢水的难题，从而使钢的质量得到提高，但此法不能脱硫，目前己被淘汰。1880 年，出现了第一座碱性平炉，由于其成本低，炉容大，钢水质量优于转炉，一时成为世界上主要的炼钢法。1878 年，英国人托马斯发明了碱性炉的底吹转炉法，该方法是在吹炼过程中加石灰造碱性渣，从而解决了高磷铁水的脱磷问题。但此法的缺点是炉子寿命短，钢水中氮含量低。1899 年，出现了依靠废钢为原料的电弧炉炼钢法，解决了利用废钢炼钢问题。1940 年代大型空气分离机的出现，使氧气制造成本大大降低，氧气顶吹转炉得到广泛运用。由于生铁冶炼过程中要使用大量的碳来还原出金属铁，生铁中碳含量较高。钢与生铁化学成分上的主要区别在于含碳量，含碳量超过2.11%的就是生铁，而常用钢的含碳量一般在1%以下。 炼钢就是将生铁在高温中进行熔化、净化(或称精炼)和合金化的一个过程。精炼过程主要包括用燃烧的方法去除掉生铁中过量的碳和硅以及锰和磷等杂质。这些杂质要么变成气体冒出去，要么变成残渣被清除掉。精炼时还可以根据需要加入某些其他元素。炼钢炉有三种：转炉、平炉和电弧炉。转炉和平炉用来炼从高炉出来的铁水加废钢，电弧炉用来将废钢熔化再炼。平炉由于能耗高、生产周期长，己经遭淘汰。转炉炼钢：转炉的炉体可以转动，用钢板做外壳，里面用耐火材料做内衬。转炉炼钢时不需要再额外加热，因为铁水本来就是高温的，它内部还在继续着发热的氧化反应(来自铁水中硅、碳及吹入氧气)。因为不需要再用燃料加热，故而降低了能源消耗。吹入炉内的氧气与铁水中的碳发生反应后，铁水中的碳含量就会减少而变成钢了。这种反应本身就会发出热量来，因而铁水不但会继续保持着熔化状态，而且可能会越来越热。因此，为调整铁水的适合温度，人们还会再加入一些废钢及少量的冷生铁块和矿石等。同时也要加入一些石灰、石英、萤石等，这些物质可以与铁水在变成钢水时产生的废物形成渣子。因此，它们被称为造渣料。电炉炼钢：电弧炉炼钢的热源是电能。电弧炉内有石墨做成的电极，电极的端头与炉料之间可以发出强烈的电弧，具有极高的热能。在炼钢时主要是对铁水中的碳进行氧化以减少碳的含量，但有些钢的品种中需要含有一些容易氧化的其他元素时，如果吹入过多的氧，就会把那些元素也一起氧化了。在这时，用电弧炉炼钢就显得优越多啦。因此，电弧炉往往用来冶炼合金钢和碳素钢。电弧炉主要以废钢材为原料。装好炉料后，炉盖会盖上，随后电极就下降接近炉料表面。这时接通电源，电极就会发出电弧将电极附近的炉料熔化。然后加大电压，加快熔化速度。随着炉料的熔化程度，炉料(钢水)的位置会有变化，这时电极也会自动调整高度而不会淹没在钢水中。在炉料将全部熔化时，钢水表面会漂浮着一层炉渣，这时工人们会取出一些钢水和炉渣来分析它们的成分，看看这炉钢炼得怎么样。如果里面有对钢质量有害的元素，还要继续精炼加以除掉。目前，氧气顶吹转炉炼钢是冶炼普通钢的主要手段，世界钢产量的70%以上是通过这种方法生产的。电弧炉炼钢发展很快，主要用于冶炼高质量合金钢种，已超过了世界钢产量的20%。4. 铸钢铸钢的方法分为钢锭铸造和连续铸造两种。目前多数公司已实现转炉炼钢全连铸，连续铸造时将钢水经中间罐连续注入用水冷却的结晶器里，凝成坯壳后，从结晶器以稳定的速度拉出，再经喷水冷却，待全部凝固后，切成指定长度的连铸坯。连续铸钢(连铸)是将钢水通过连铸机直接铸成钢坯，从而取代模铸和初轧开坯的一种钢铁生产先进工艺。世界各国都以连铸比(连铸坯产量占钢总产量比例)的高低来衡量钢铁工业生产结构优化的程度和技术水平的高低。连铸的好处在于节能和提高金属收得率。5. 轧钢铸钢出来的钢锭和连铸坯，放入旋转的轧辊中间，从轧辊中间通过，连续碾轧，使它伸展变薄，轧制成各类钢材。轧制方式包括热轧和冷轧。五、2008年上半年我国钢铁行业概况(一)、全行业经济运行的特点2008年上半年，世界经济受美国次贷危机的影响，增速有所放缓，但较快增长的总体趋势没有根本改变。在国内、国际市场需求双旺盛的情况下，我国经济继续保持平稳较快发展，钢铁行业总体运行良好。有以下特点：1.钢铁生产总量平稳增长，增幅同比明显回落今年上半年生产粗钢2.632亿吨，同比增长9.61%，增幅同比回落9.31个百分点；上半年生产高炉生铁2.4642亿吨，同比增长7.89%，增幅同比回落8.95个百分点。2.产品结构向优化方向发展，专用钢材增长较快上半年生产钢材29996.6万吨(含重复材,下同)，同比增长12.51%，增幅同比回落11.42个百分点。上半年市场需求旺盛的钢材品种，涂层板生产168.48万吨，同比增长9.8%；中厚钢板2838.79万吨，同比增长24.36%；中厚宽带钢3942.38万吨，同比增长35.4%；棒材2572.54万吨，同比增长20.1%；重轨106.99万吨，同比增长24.8%；均高于钢材生产总量的增幅。上半年长材产量合计1.3439亿吨，同比增长6.96%，比钢材生产总量增幅低5.55个百分点。总的来看，上半年钢材的产品结构向满足国内、国际市场需求，提高产品的技术含量和附加值的优化方向发展。3.钢材、钢坯出口下降，宏观调控效果明显今年上半年出口钢材2691.25万吨，同比下降20.35%；出口钢坯13.3万吨，同比减少423.69万吨，下降96.96%；上半年进口钢材825.22万吨，同比减少44.1万吨，下降5.1%；进口钢坯10.04万吨，同比减少4.01万吨，下降28.5%。上半年钢材、钢坯进口和出口相抵并折合成粗钢，合计净出口粗钢1988.43万吨，同比减少35.71%，说明去年以来国家出台控制钢铁产品出口过快增长的政策措施，发挥了明显作用。上半年在钢材出口数量下降的同时，出口钢材呈现产品结构优化的发展态势。出口钢材中，板材1303.88万吨，占出口总量的48.45%，同比提高5.8个百分点；长材791.97万吨，占29.43%，同比下降9个百分点。上半年钢材出口综合平均离岸价937.34美元/吨，比上年同期提高274.44美元/吨，上涨41.4%。上半年出口钢材2691.25万吨的地区分布，向欧盟、美国、中东地区的出口大幅下降，向亚洲出口比例上升。其中韩国744.92万吨，占27.68%，东盟地区554.74万吨，占20.61%；欧盟27国296.28万吨，占11.01%；中东地区283.88万吨，占10.55%；我国台湾、香港、澳门178.94万吨，占6.65%；美国171.56万吨，占6.37%，呈出口多元化的发展态势。4.全行业节能减排取得新成效，但仍面临艰巨的任务今年上半年，纳入统计的大中型钢铁企业，在产品结构进一步优化的情况下，总能耗1.1757亿吨标煤，同比增长8.06%，增幅比粗钢产量增幅低1.19个百分点；上半年平均吨钢综合能耗627.12千克标煤，同比下降0.39%；万元工业增加值能耗指标，上半年为4.32吨，同比下降14.50%；上半年吨钢耗用新水4.99吨，同比下降7.79%；化学耗氧量排放总量同比下降26.67%，工业粉尘排放总量同比下降8.93%。今年上半年，节能减排工作存在的主要问题是，SO2外排总量虽然低于高炉生铁增长7.8%的增幅，但排放总量仍上升1.67%，没有完成预定的减排目标，。5.国内市场需求旺盛，钢材价格高位运行今年上半年我国GDP增长10.4%，城镇固定资产投资完成5.8436万亿元，同比增长26.8%，上半年外贸进出口总值1.2342万亿美元，同比增长25.7%，均高于预期，形成旺盛的市场需求。上半年国内市场粗钢表观消费量2.4331亿吨，同比增长16.32%，比2007年的11.87%，提高4.45个百分点。总的来看，上半年国内钢材市场保持供需基本平衡，一季度相对偏紧，4、5月由于可供资源量增加，供需偏紧的状况有所缓解。而钢铁生产用原料、燃料价格的大幅度涨价，造成钢铁产品制造成本大幅上升。据大中型钢铁企业统计，上半年每吨喷吹煤平均采购成本上涨36.85%，炼焦煤上涨61.63%，冶金焦上涨81.8%，进口矿上涨53.86%，国产矿上涨95.35%。由于供应偏紧和成本上升的双重作用，今年以来国内市场钢材价格逐月上涨，并保持高位波动运行。6月末，国内市场钢材综合价格指数161.47，同比上升45.85%，其中长材上涨59.9%，板材上涨39.36%。上半年国内钢材综合平均价格同比上涨30.9%，其中长材同比上涨51.4%，板材同比上涨24.7%，从全球来看，国际市场钢材价格涨幅大于国内市场，6月末，国际市场钢材综合价格指数282点，创历史新高，同比涨幅63.19%，其中长材上涨61.37%，板材上涨64.22%。今年上半年，国际钢材平均价格同比上涨42.8%，其中长材同比上涨51.2%，板材同比上涨38.1%。今年初，国际、国内市场的钢材综合价格指数差为28.99%，6月末扩大到42.74%，价差扩大了13.75个百分点。 6.钢铁企业实现利润增长，但增幅回落，企业间差距加大今年上半年，纳入统计的71户大中型钢铁企业，实现产品销售收入13273.83亿元，同比增长41.78%；实现利润1010.47亿元，同比增长26.1%。另一方面，由于钢铁生产成本上升，加上钢材售价上涨尚不能完全补偿成本增加的影响，带来企业盈利水平下降。上半年大中型钢铁企业销售利润率7.61%，比上年同期下降0.95个百分点。上半年企业短期银行贷款，同比增长31.41%；长期银行贷款同比增长38.32%；6月末企业资产负债率59.06%，同比提高1.16个百分点；企业应付账款同比增长44.14%；应收账款，同比增长29.34%，这些情况说明企业经营生产面临的资金周转困难正在加大。7.国内矿山大幅增产，进口矿超量并造成积压今年上半年国内大中型矿山生产铁矿石原矿3.9138亿吨，同比增长25.82%；增产成品矿3400万吨。 上半年生产高炉生铁2.4642亿吨，同比增产1803万吨，增产生铁增加铁矿石消耗2849万吨。国内矿山增产满足需要后，还富余600万吨。在上述情况下，上半年进口铁矿石2.3004亿吨，同比增长22.42%，同国内市场铁矿石供需平衡有余的状况完全背离。由于铁矿石的超量进口，造成港口铁矿石存量严重积压，交通部5月15日统计，港口存矿高达7922万吨，比年初增加40%以上，创历史新高，造成铁矿石需求大幅度提高的假象，给矿石价格谈判带来不利影响，同时也对海运费大幅度提高起了推波助澜的作用。(二)、下半年钢铁行业发展走势及需关注的问题今年以来，世界经济增长放缓，需求有所减弱，初级产品价格暴涨，全球性通货膨胀压力增大，美元加速贬值，国际金融市场动荡。下半年国际经济发展面临十分复杂的局面，国内经济发展的不确定因素和潜在风险增加。1.维护国内市场供需基本平衡，防止出现大的起落从发展态势看，维护今年下半年国内钢材市场的供需基本平衡，防止出现大的起落，难度大，不确定因素多，主要受三个方面的影响：一是国内市场需求的变化。国际经济的不利影响，没有改变我国经济平稳较快发展的基本面，决定了下半年国内钢材市场将继续保持旺盛的需求，这一基本态势不会改变；国家继续把保持经济平稳较快发展、控制物价过快上涨作为宏观调控的首要任务，继续实行从紧的货币政策，下半年我国GDP、固定资产投资、外贸出口总值的增长幅度，均可能比上半年有所回落，因此决定了下半年国内市场粗钢消费需求增幅，将比上半年有所下降，这种需求减弱的态势，将对下半年国内钢材市场供需平衡带来重大的影响。二是粗钢生产总量的影响。今年上半年粗钢平均日产144.61万吨，相当于年产粗钢5.29亿吨，比上年增长7.56%，处于低增长状态。但从发展趋势看，一季度平均日产137.29万吨，二季度平均日产上升到151.24万吨，比一季度提高13.95%，如果下半年按照这样一个水平，相当于年产粗钢5.41亿吨，比上年增长10.63%，增幅比一季度提高4.51个百分点。由于下半年还有鞍钢鲅鱼圈、邯钢新区、京唐钢铁曹妃甸等一系列新产能投产，如果钢铁总量增长这一态势进一步发展，下半年粗钢生产总量大幅度提高，国内市场可供资源量明显增长，将有可能出现供大于求，不利于国内市场稳定运行的局面。另一方面，下半年影响粗钢生产总量的制约因素也在增强，部分地区煤、焦、电、运供应紧张，特别是限制钢铁生产企业用电，将被迫减产；国家不断加大节能减排(环境保护、淘汰落后产能)的工作力度，也将制约钢铁产能的发挥。预计下半年钢铁生产总量将会比上半年有所提高，但提高的幅度不会过大。三是钢铁产品出口总量的影响。今年上半年钢材、钢坯出口折合成粗钢合计2876.33万吨，占同期粗钢生产总量的10.93%，同比降低5.86个百分点。上半年国际市场钢材价格涨幅大于国内市场，6月末国际、国内市场钢材价格指数差达到42.74%，比年初提高13.75个百分点。这种价格差不断扩大的态势，有可能抵消国家宏观调控措施增加钢材出口成本、抑制出口总量的政策效应，并带动钢铁产品出口反弹。如果出口增长的态势继续扩大，不排除国家进一步采取调控措施的可能。因此控制出口总量尤其是限制低附加值钢材出口将是下半年面临的重要课题。如果钢材出口总量不能有效控制，全国钢产量就会有较大增长，铁矿石进口量还会增长，这将对明年进口矿价谈判带来不利影响，同时也给淘汰落后产能增加新的困难。我们应当从我国建设资源节约型、环境友好型社会的基本国策和适当出口高附加值钢材，不当全球钢铁供应基地的发展战略来定位，努力完成年初确定的全年钢铁产品出口总量比2007年减少2000万吨左右的目标。同时，下半年钢铁产品出口总量如果继续下降，将相应增加国内市场的可供资源量，增加实现供需基本平衡的难度。2.钢铁生产成本大幅上升，需加强降本增效的工作力度今年上半年大中型钢铁企业平均炼钢生铁制造成本上升57.57%，从发展趋势看，呈逐月累进上升的态势。同2007年全年企业炼钢生铁制造成本平均水平比较，1月份上涨27.57%；6月份上涨62.77%，比1月份提高个35.2个百分点。考虑下半年还有新的涨价因素发生，并进一步推动成本上升，包括从4月1日起执行长协矿中的巴西南部矿涨价65%，北部矿涨价71%，澳大利亚粉矿涨价79.88%，块矿涨价96.5%；已经出台的工业用电、燃油和铁路运费调价，焦煤、冶金焦的价格还将继续涨价，企业人工成本增加，三项费用增长等等，下半年全行业钢铁生产将面临成本继续上升的巨大压力。今年上半年纳入统计的大中型钢铁企业，实现利润1010.47亿元，同比增长26.1%。分析上半年实现利润的构成，有三种情况值得注意：一是上半年实现利润中，盈利最多的前20户企业合计实现利润821亿元，占盈利总额的81.24%，行业盈利明显向优势企业集中；另一方面，71户大中型企业中，有4户亏损，比上年同期增加2户，亏损面扩大，还有一大批企业处于微利状态，说明全行业盈利两极分化的现象突显；二是上半年大中型钢铁企业实现利润中，投资收益达162.5亿元，占利润总额的16.08%。如果扣除投资收益因素，钢铁主业实现利润只有847.97亿元，同比增长22.71%。16月大中型钢铁企业销售利润率7.61%，比上年同期的8.56%，下降0.95个百分点，钢铁生产企业主业的盈利水平明显下降；三是上半年大中型钢铁企业由于成本费用上升，出口关税增加，共有减利因素2000多亿元，虽然钢铁企业通过调整产品结构，改善技术经济指标，节能降耗，加强管理等内部挖潜工作，消化了部分减利因素(约200亿元)，主要还是靠提高钢材价格，增加产量和投资收益增加，才保证利润实现增长。上述情况说明，今年上半年大中型钢铁企业实现利润虽然比去年同期增长26.1%，但扣除投资收益和增产增收因素后，实际盈利只增长14%左右，全行业盈利的潜在风险和困难明显增加，特别是下半年面对国内市场粗钢消费减弱，钢铁产品出口继续下降，国内粗钢生产总量有可能较高增长的发展态势，如果下半年国内钢材市场供需关系发生逆转，钢材价格出现大的波动，将会对企业盈利带来重大的影响，并冲击全行业的稳定运行。3.节能减排任务艰巨，要突出重点积极推进今年上半年全行业节能减排取得了新的进步，成绩应当肯定。同时，我们也要看到当前节能减排工作中存在的问题和不足：一是发展不平衡。大型钢铁企业通过装备大型化，推广采用节能减排先进工艺技术，能耗水平同国际先进水平比较，差距缩小；但一大批中小型钢铁企业，节能减排措施不到位，能耗水平同国际先进水平比较，差距很大，极大地影响了全行业节能减排水平的不断提升；二是大中型钢铁企业节能减排工作力度不平衡。以今年上半年万元工业增加值能耗指标分析，大中型钢铁企业平均值为4.32吨，其中处于先进水平的企业宝钢、鞍本、首钢、攀钢、太钢、天津钢管等，指标水平在1.672.37吨，比全行业平均水平节能50%左右。另一方面，有16家企业，占纳入统计大中型企业总数的26.2%，指标水平在8.64吨以上，比全行业平均水平多耗能一倍以上。这种情况说明，大中型企业的节能减排企业与企业之间也存