50万t HYL-ZR直接还原铁项目三个方案初步经济分析

2013-08-15

1积极应对钢铁工业严峻形势，发展直接还原铁
                                
       近年来我国钢铁工业产能严重过剩，国内外钢铁市场疲软，价格暴跌1000元/t左右，出口锐减，,我国钢铁工业亏损面加大超过60%，我们应该全面落实科学发展观，尽快摆脱这种被动局面！加快企业重组和调整结构的步伐，解决好钢铁工业资源、能源、高科技、环保四大问题，增加相对投资少、环境友好、产品质量高的电炉钢产量，为此应大力发展优质直接还原铁，为我国钢铁工业更新换代，生产高附加值产品提供优质原料。

2 我国直接还原铁市场预测

       直接还原铁市场与废钢市场密不可分，世界废钢市场供求基本平衡，但具体到各个国家和地区是不平衡的，特别是我国缺少废钢，自从连铸工艺普及以来，社会优质废钢逐渐减少，为了保证电炉钢的优质水平和逐年增加的产量，用直接还原铁或优质铁水稀释废钢中的有害元素，实践证明在技术上都是可行的。但优质铁水只有1000m3以上大高炉才能提供，中小高炉指标不稳，提供有难度。因此，用直接还原铁稀释废钢中的有害元素是最好的办法。

       自1996年以来，我国钢产量一直排在世界首位，虽然已是钢铁大国，但还不是钢铁强国，为了增加优质钢的产量，节能减排，消除污染，国家行业政策鼓励非焦炼铁，建设优质直接还原铁厂（DRI/HBI）。

       2008年以前，我国进口钢材最多时超过2500万t，其中80%是高附加值优质板、管，发展直接还原可极大的改善和提高我国钢材质量，如生产石油管的天津无缝钢管公司和生产汽车板的珠江钢铁公司，电炉原料设计都配有30～50%的直接还原铁。

       2000～2008年我国进口废钢和直接还原铁量见表1。

表1  2000～2008年我国进口废钢和直接还原铁数量      万t

        预计我国未来10年钢产量将维持在6.0亿吨的水平，电炉钢所占比例由目前的12%增长到25%左右，（世界平均为30%），直接还原铁平均占电炉配料量的20%，每年需要量约3000万吨左右，加上转炉冷却及部分铸造用量，总计约5000万吨左右。而我国优质直接还原铁实际产量只有50多万吨，可见市场之大！几乎处于空白状态。从市场情况看，我国发展直接还原铁是大势所趋、大有可为的。
     
       2000～2008年世界粗钢、电炉钢、直接还原铁产量见表2

表2  2000～2008年世界粗钢、电炉钢、直接还原铁产量     万t

        2000～2008年中国粗钢、电炉钢、直接还原铁产量见表3

表3  2000～2008年中国粗钢、电炉钢、直接还原铁产量  万t

        从表2和表3可知，世界电炉钢与粗钢产量比为30%多，我国只接近12%；世界直接还原铁与电炉钢产量比为16.71%,我国只有1%！差距十分明显，这是我国还不是世界钢铁强国的重要原因。

        2008年10月,在吉林省延吉市召开的中国金属学会2008年非高炉炼铁年会记要，结合我国富煤、贫天然气的实际国情，推荐《煤制气+竖炉工艺》发展我国的直接还原。但四年过去了，没有一家上马。几十年来，真正成熟的直接还原工艺是气基竖炉法（以美国MIDREX工艺和墨西哥HYL-ZR工艺为代表，用天然气作还原剂）和煤基回转窑法（以德国SL/RN法为代表，用煤作还原剂）。因煤基法单位产品投资高、污染严重，世界产量比只占10%左右，气基法单位产品投资低，单机产量高，自动化水平高，污染少，得到迅猛发展，世界产量比达85%左右。但墨西哥HYL-ZR工艺除了天然气外，还可以用焦炉煤气，混合煤气，煤制气等还原性气体作还原剂，将煤气外重整改为内重整，省去了大量投资，显现明显优越性。该工艺在中美洲、阿拉伯国家、印度、俄罗斯、美国均有生产线，规模由30～200万t不等，下面结合我国情况，对50万t气基HYL-ZR直接还原项目进行简要经济分析。

3 建设规模及方案设计

3.1建设规模

        设计年产直接还原铁50万t。

3.2方案设计

         初步考虑三个方案：
         第一方案：包括铁矿山、选矿厂、深选厂、球团厂、还原厂、煤气厂、氧气厂。
         第一方案工艺流程图见图-1
 

第二方案：包括深选厂、球团厂、还原厂、煤气厂、空分厂。（无矿山）
第二方案工艺流程图见图-2

第三方案：包括还原厂、煤气厂、氧气厂。（无矿山、选矿厂、深选厂、球团厂）
第三方案工艺流程图见图-3

4还原气

        墨西哥HYL-ZR工艺直接还原竖炉使用的还原剂包括天然气、焦炉煤气、混合煤气、煤制气等还原性气体。下面三个方案煤气平衡均参考煤制气数据进行测算的。

        各方案煤气平衡见表4

表4   各方案煤气平衡          净煤气：万m3

         富余的净煤气实际是不含H2和CO2只含CO的净煤气，其用途有三：
         ① 补充H2 达40%以上，可继续作还原气给直接还原竖炉使用。
         ② 烧锅炉蒸汽采暖或发电
         ③ 直接供燃气轮机发电

5 各方案投资估算
        详见表5（不含发电厂）

表5  各方案投资估算           单位：万元

6资金筹措

       固定资产投资和流动资金全按自有资金考虑。

7 各方案指标数据

7．1投入—产出品价格
        按2012年市场价，见表6

表6  投入—产出品价格

7．2各方案单位成本见表7

表7 各方案单位成本

    7．3各方案损益
            见表8

   表8  各方案损益             单位：万元

8 环保设计

        环保设计考虑零排放，建设环境友好型企业，为建设和谐社会作贡献。

9 初步结论

        三个方案，都是可行的。

        第一方案最好，风险小，全部投资内部收益率25.6 %，投资回收期5.4年(含2年建设期)。解决就业700人，达产后每年给国家和地方财政增加收入8979.5万元。可作为推荐方案。

       第二方案次之，有风险，项目效益受铁精粉市场价格影响较大，全部投资内部收益率19.0%，投资回收期6.4年(含2年建设期)。解决就业700人，达产后每年给国家和地方财政增加收入5362.4万元。也是一个较好的方案。

       第三方案虽然可行，风险很大，项目效益受氧化球团国际价格，数量能否稳定供应及海运费的波动影响很大，全部投资内部收益率12.0%，投资回收期8.9年(含2年建设期)。解决就业450人，达产后每年给国家和地方财政增加收入2847.5万元。不推荐此方案。但如果在生产直接还原用氧化球团的国家建厂，且有还原气的条件下，将直接还原铁运回国内，可以考虑此方案。

       目前HYL-ZR单机产能最高已达180～200万t，依铁矿和能源条件可建单机规模100～200万t/年气基直接还原厂。