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發(fā)布者:管理員
發(fā)布時間:2017-5-8閱讀:770次
在短流程鋼廠開啟的20世紀(jì)60年代之前,鋼鐵企業(yè)通常利用電爐進(jìn)行特殊鋼和高端合金的小批量生產(chǎn)。雖然在20世紀(jì)50年代初出現(xiàn)許多不同的煉鋼技術(shù),但今天仍在廣泛使用的兩種煉鋼技術(shù)是:鋼鐵聯(lián)合企業(yè)采用的轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)和短流程鋼廠采用的電爐煉鋼技術(shù)。
代表美國電爐鋼鐵制造商的美國鋼鐵制造商協(xié)會(SMA)主席PhilipK.Bell指出,20世紀(jì)下半葉,全球鋼鐵工業(yè)發(fā)生巨大轉(zhuǎn)變,隨著時間推移,北美、歐洲和亞洲一些公司打造了新的通常稱為短流程的鋼廠,利用電爐進(jìn)行煉鋼,煉鋼所用生產(chǎn)原料是廢鋼。
特別是在意大利,可以看到許多家族企業(yè)基于電爐煉鋼建設(shè)煉鋼廠和軋鋼廠。據(jù)美國鋼鐵制造商協(xié)會煉鋼和鑄造委員會副主席WilliamH.Emling稱,在美國,隨著廢鋼開始大量進(jìn)入市場,短流程鋼廠概念在20世紀(jì)60年代開始出現(xiàn),特別是美國紐柯公司開始采用電爐煉鋼。他指出,短流程鋼廠首先生產(chǎn)的是長材,如鋼筋和線材。
然而,通過利用西馬克公司開發(fā)的緊湊式帶鋼生產(chǎn)技術(shù)(CSP),紐柯公司于1989年在其印第安納州Crawfordsville鋼廠投產(chǎn)一套薄板坯連鑄連軋設(shè)備。據(jù)Emling稱,這是短流程鋼廠生產(chǎn)的轉(zhuǎn)折點(diǎn),使得電爐鋼廠也可以生產(chǎn)板材。他說,經(jīng)過多年的發(fā)展,采用電爐和連鑄機(jī)生產(chǎn)的鋼材已經(jīng)可以用于許多關(guān)鍵場所。
電爐的發(fā)展包括可以從爐壁噴吹氧氣、炭和石灰,增加化學(xué)或非電能源的使用。Emling說,由此使得電爐出鋼到出鋼時間在15年的時間里從45-60分鐘減少到30分鐘。輔助設(shè)備,如鋼包爐也有助于電爐更高效的生產(chǎn)。
Emling指出,美國電爐煉鋼發(fā)展趨勢不同于世界其他地區(qū)。在美國有更多的鋼鐵企業(yè)采用電爐煉鋼,并且這些企業(yè)有機(jī)會向著采用電爐煉鋼的方向發(fā)展。美國較低的能源成本、更好的基礎(chǔ)設(shè)施和政府支持在推動鋼鐵企業(yè)發(fā)展電爐煉鋼方面均發(fā)揮了重要作用。
電爐煉鋼的優(yōu)勢
德勤會計師事務(wù)所合伙人NicholasSowar指出,電爐煉鋼技術(shù)本身具有許多優(yōu)點(diǎn),包括更容易控制排放物、更容易控制冶金過程、達(dá)到更高溫度、消耗更少的能源、更高的生產(chǎn)靈活性,以及可以迅速開始煉鋼或是暫停煉鋼。此外,短流程鋼廠也可以建設(shè)在更靠近市場的地方,以便產(chǎn)品銷售。
意大利達(dá)涅利公司煉鋼部門銷售副總裁PaoloBurin指出,由于電爐主要是以廢鋼作為煉鋼原料,因而電爐是完美的廢物回收再利用設(shè)備。他指出,雖然最初電爐被用作是熔化廢鋼的一種裝置,但過去一些年電爐煉鋼使用的原料更加靈活,基于可以獲得的原料和市場條件等,可以使用直接還原鐵、熱壓塊鐵、生鐵和鐵水。他說,除了可以利用高品質(zhì)廢鋼外,電爐煉鋼可以通過后面的二次冶煉處理,包括真空脫氣控制鋼水成分,如氮和硫,可以生產(chǎn)出潔凈度類似于轉(zhuǎn)爐煉鋼的鋼水。
美國鋼鐵技術(shù)協(xié)會(AIST)執(zhí)行經(jīng)理RonaldE.Ashburn也指出,雖然在一定的時期所謂的短流程鋼廠是指在特定地區(qū)每年生產(chǎn)數(shù)十萬噸碳鋼的小鋼廠,但今天我們所稱的短流程鋼廠其產(chǎn)能已經(jīng)大幅提升,并且通過生產(chǎn)工藝創(chuàng)新已經(jīng)使其生產(chǎn)的產(chǎn)品在質(zhì)量和等級方面,可以與鋼鐵聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行競爭。他還指出,雖然今天運(yùn)行的短流程鋼廠不需要投資焦?fàn)t、高爐以及相應(yīng)的輔助設(shè)備,但短流程鋼廠需要投資其他生產(chǎn)設(shè)備,并且未來也將繼續(xù)如此。
短流程鋼廠經(jīng)營理念
美國匹茲堡HatchAssociates公司總經(jīng)理TedLyon指出,雖然生產(chǎn)技術(shù)是短流程鋼廠的關(guān)鍵因素,但短流程概念與業(yè)務(wù)戰(zhàn)略和經(jīng)營理念更密切,而不是技術(shù)。他提醒說,傳統(tǒng)短流程鋼廠的定義至少像其最初所構(gòu)想的那樣,是基于電爐煉鋼且年產(chǎn)能不到100萬噸,并盡可能利用當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)廢鋼,有低價穩(wěn)定的電力供應(yīng)及銷售其產(chǎn)品的本地市場。
美國鋼鐵制造商協(xié)會的Bell也指出,大部分新建短流程鋼廠(主要是在美國)沒有工會,強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)車間的自主性和與管理層的合作,即鼓勵工人安全、持續(xù)和高效地生產(chǎn)出高質(zhì)量鋼材。他指出,事實上美國短流程鋼廠的工人是世界生產(chǎn)力最高的,噸鋼工時只有0.9-0.5。
美國電爐鋼占比不斷提升
據(jù)美國金屬戰(zhàn)略公司(MetalStrategies)總裁ChristopherPlummer稱,全球有24.5%的粗鋼是通過電爐生產(chǎn),雖然目前這一比例遠(yuǎn)高于上世紀(jì)60年代的10%,但已經(jīng)明顯低于上世紀(jì)90年代中期接近34%的峰值。
Plummer指出,雖然美國電爐鋼產(chǎn)量比較穩(wěn)定,但其在美國粗鋼總產(chǎn)量的占比卻從2000年的47%提高到2016年的66.8%,這反映出許多美國高爐被關(guān)閉或是暫時閑置。他認(rèn)為美國電爐鋼占比將會繼續(xù)提高,直至達(dá)到70%。
目前,中國和印度鋼鐵聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)的粗鋼在全球粗鋼產(chǎn)量中占有重要地位。Plummer指出,雖然2016年中國生產(chǎn)粗鋼8億噸左右,但中國電爐鋼產(chǎn)量從峰值的7100萬噸(占當(dāng)年粗鋼產(chǎn)量的10%)降至2016年的4770萬噸左右(約占6%),中國電爐鋼產(chǎn)量下降的主要原因是鐵礦石價格下跌使得轉(zhuǎn)爐煉鋼在成本上更合算。
FirstRiver咨詢公司合伙人JamesMoss指出,中國必須快速發(fā)展鋼鐵產(chǎn)業(yè),因為中國需要一個規(guī)模較大的鋼鐵產(chǎn)業(yè)支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。因此,在國內(nèi)缺乏廢鋼的情況下,中國只能發(fā)展高爐和轉(zhuǎn)爐,在大約十年間建設(shè)6億-7億噸高爐產(chǎn)能,而電爐產(chǎn)能則相形見絀。
Emling指出,當(dāng)中國鋼鐵生產(chǎn)要保持可持續(xù)發(fā)展以及廢鋼可以更容易獲取時,中國以高爐-轉(zhuǎn)爐流程為主的情況將會發(fā)生轉(zhuǎn)變。他確信這將需要一段時間,并且至少需要十年時間中國電爐煉鋼才能加速發(fā)展。
Burin觀察到,中國政府已經(jīng)提出減少鋼鐵聯(lián)合企業(yè)數(shù)量,關(guān)閉落后鋼廠,并以遠(yuǎn)離城市且更新、環(huán)境更友好鋼廠取代老舊鋼廠的規(guī)劃。隨著在中國更容易大量獲取廢鋼和企業(yè)更加關(guān)注鋼鐵生產(chǎn)對環(huán)境的影響,他認(rèn)為未來中國鋼鐵生產(chǎn)發(fā)展的趨勢至少是部分用電爐取代落后轉(zhuǎn)爐。考慮到中國正尋求改變的意愿,Burin認(rèn)為今后幾年內(nèi)將在中國看到一些新電爐投產(chǎn)。
然而,IHSMarkit公司負(fù)責(zé)鋼鐵定價和采購服務(wù)的分析師稱,雖然中國號召采用電爐生產(chǎn)鋼鐵,但實際上中國企業(yè)所用的電力主要來自對環(huán)境有很大負(fù)面影響的燃煤發(fā)電廠。
中國以外國家電爐鋼產(chǎn)量增長
在中國以外的世界其他地區(qū),約有30%-40%的粗鋼是采用電爐生產(chǎn)。FirstRiver公司的Moss觀察到,目前這一比例仍在不斷提升,但由于受各種因素影響,包括廢鋼獲得難易程度、電力供應(yīng)等,世界不同地區(qū)電爐鋼占比增速并不相同。
HatchAssociates公司的Lyon指出,在發(fā)達(dá)國家,像西歐國家和美國,由于有較大的廢鋼蓄積量和成熟的廢鋼收集系統(tǒng)、廢鋼加工和分銷能力,電爐鋼占比相對較高。不過,未來發(fā)展中國家電爐鋼占比也會像發(fā)達(dá)國家一樣提升到較高水平。
達(dá)涅利公司的Burin指出,預(yù)計到2020年歐洲電爐鋼占比將提升到60%,但目前其電爐鋼占比僅為45%。美國Bradford公司總裁兼分析師CharlesBradford指出,雖然歐洲擁有充足的廢鋼資源,但歐洲電爐煉鋼生產(chǎn)卻受到當(dāng)?shù)剌^高的電力成本限制。FirstRiver公司的Moss則確信,受更嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)推動,歐洲鋼鐵企業(yè)將不得不提高電爐的使用。
通過進(jìn)口廢鋼,土耳其電爐鋼產(chǎn)量在不斷增長,而中東地區(qū)鋼鐵企業(yè)粗鋼生產(chǎn)很多是采用直接還原鐵-電爐流程。目前,中東地區(qū)電爐鋼占比在92%左右。
美國新增電爐鋼產(chǎn)能
在美國,采用電爐煉鋼的鋼鐵企業(yè)已經(jīng)獲得66.8%的市場份額,并且這一比例還將進(jìn)一步攀升。目前,美國兩家新電爐鋼廠正在建設(shè)和不斷提升產(chǎn)量之中。在2016年12月投產(chǎn)之后,位于美國阿肯色州Osceola的大河鋼鐵公司(BigRiverSteel)正在不斷提高電爐鋼產(chǎn)量,在2017年1月首次滿月運(yùn)行中,該公司生產(chǎn)6.3萬噸熱軋板,今年4月該公司預(yù)計將開始生產(chǎn)冷軋板材和鍍鋅板。
位于美國德克薩斯州歐文市的商業(yè)金屬公司(CMC)正尋求成功復(fù)制其在亞利桑那州梅薩建設(shè)第一家短流程鋼廠的成功,在美國俄克拉荷馬州Durant建設(shè)第二家生產(chǎn)鋼筋的短流程鋼廠,該鋼廠計劃在今年秋季投產(chǎn),不僅生產(chǎn)直棒式鋼筋,并且將是美國第一家生產(chǎn)盤卷鋼筋的鋼廠。
美國大河鋼鐵公司
大河鋼鐵公司被描述為是一家“柔性鋼廠”。由于未來鋼廠要更靈活地應(yīng)對全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展和變化,因而Emling認(rèn)為這可能是未來鋼廠將遵循的發(fā)展趨勢。
Emling觀察到,大河鋼鐵公司可以利用已經(jīng)顯示出可提高化學(xué)能效率、同時運(yùn)轉(zhuǎn)成本降低70%、而且煉鋼速度比采用舊技術(shù)短流程鋼廠更快、由西馬克公司開發(fā)的SIS爐壁吹氧/燒嘴系統(tǒng)。他說,由于煉鋼原料的靈活性,大河鋼鐵公司可以生產(chǎn)更潔凈的鋼,由于連鑄機(jī)可以連鑄更厚的板坯,以及熱軋帶鋼軋機(jī)可以生產(chǎn)更薄規(guī)格的熱軋卷,因而其可以生產(chǎn)更寬的產(chǎn)品。此外,該公司的RH脫氣裝置使其可以生產(chǎn)大量超低碳鋼。
大河鋼鐵公司首席商務(wù)官M(fèi)arkBula說,電爐加上RH脫氣裝置使得該公司更類似于一家鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。他說,該公司所具有的生產(chǎn)能力使其生產(chǎn)的潔凈鋼的碳和氮含量接近鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的水平,并且遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)短流程鋼廠的水平。他還指出,該公司已經(jīng)使得市場相信大河鋼鐵公司可以提供類似于傳統(tǒng)鋼鐵聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品。
MarkBula解釋說,對汽車企業(yè)和其他企業(yè)而言,更綠色的煉鋼工藝是其采購鋼材時考慮的十分重要的因素。雖然大河鋼鐵公司有能力通過100%地使用生鐵而避免使用廢鋼,但Bula稱不確定公司會真的愿意額外增加費(fèi)用這樣做。但是對于某些鋼種,如高端電工鋼或是先進(jìn)高強(qiáng)鋼,大河鋼鐵公司可以在煉鋼原料中使用更高比例的替代廢鋼的原料。Bula說,大河鋼鐵公司終將是第一家所謂的智能型鋼廠,其數(shù)據(jù)收集能力是首屈一指的。
雖然其他地區(qū)的鋼鐵企業(yè),如美國和世界其他地區(qū)鋼廠也會利用類似大河鋼鐵公司的技術(shù),但Bula稱不確定他們會復(fù)制大河鋼鐵公司的做法,包括對許多鋼鐵企業(yè)而言十分困難的重建鋼廠。他指出,大河鋼鐵公司從來不滿足于現(xiàn)狀,公司會不斷嘗試新突破。
微型鋼廠
微型鋼廠背后的概念是通過小規(guī)模生產(chǎn)設(shè)備,為某一區(qū)域市場生產(chǎn)一系列的產(chǎn)品。通過一定的技術(shù)進(jìn)步,其可以不增加生產(chǎn)成本的方式實現(xiàn)這一目的。達(dá)涅利公司的Burin指出,在微型鋼廠中,連鑄單元的生產(chǎn)速度要高于電爐生產(chǎn)單元,由此使得微型鋼廠與其他鋼廠存在差異。這種生產(chǎn)方式有益于連鑄線與軋制線的有效銜接。
HatchAssociates公司的Lyons說,對美國商業(yè)金屬公司而言,選擇建設(shè)微型鋼廠更多的是一個適應(yīng)其所售產(chǎn)品的單獨(dú)的商業(yè)決定,而且其是建設(shè)滿足特定市場需求、適當(dāng)規(guī)模的鋼廠。他還指出,不確定微型鋼廠的概念只限于生產(chǎn)鋼筋或是長材。
德勤公司的Sowar也認(rèn)為,紐柯公司包含鋼水直接澆鑄成近終形和產(chǎn)品厚度無需進(jìn)一步熱軋或是冷軋的帶鋼直接澆鑄工藝也是一種微型鋼廠技術(shù),這種方式可以使得整個鋼廠的占地面積只有傳統(tǒng)短流程鋼廠的六分之一,并且生產(chǎn)成本是傳統(tǒng)鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的十分之一。目前,紐柯公司運(yùn)轉(zhuǎn)著兩套帶鋼直接澆鑄設(shè)備,一套在印第安納州Crawfordsville鋼廠,另一套在阿肯色州Blytheville鋼廠。
Emling指出,伴隨電爐裝料、原料預(yù)熱、廢氣回收,以及環(huán)境控制技術(shù)的進(jìn)步,全球電爐鋼占比預(yù)計還將會進(jìn)一步增長。美國鋼鐵制造商協(xié)會主席PhilipK.Bell則說,確信電爐煉鋼在美國和全球的未來是光明的,唯一可能的是電爐鋼占比增速將低于鐵礦石或冶金煤價格增速。