捣固焦参与市场竞争的优势、劣势及展望

捣固焦参与市场竞争的优势、劣势及展望
王在葆
对于一个新建的焦化项目，合理选择焦炉炉型是项目的关键。

影响焦炉炉型选择的因素主要有国家产业政策、业主性质、地区煤源、规模与投资等因素。

目前室式炼焦炉就其装煤工艺而言可分为两大类：顶装焦炉和捣固侧装焦炉。

顶装焦炉发展时间长，技术及装备成熟，是我国乃至世界焦炉的主流。

捣固侧装焦炉是最近10年在我国迅速发展起来的，是伴随着我国钢铁工业的大发展而成长起来的，具有明显的中国特色，其发展趋势不可小看。

以下结合××公司的实际情况，就捣固焦参与市场竞争的优势和劣势进行初步评估，并对捣固焦的未来市场走向予以展望。

一、捣固焦的发展概况
捣固焦起源于德国，至今已有128年的历史。

我国使用捣固焦炉较早的厂家有：淮南化肥厂、镇江焦化厂、大连化工厂和北台钢铁厂焦化分厂等。

捣固焦炉的炭化室高度从开始的2.8m、3.2m和3.8m逐步向大型化方向发展：
●2002年8月，第一座炭化室高4.3m的捣固焦炉在山西临汾同世达焦化厂成功投产（2×50孔）。

●2006年12月，第一座炭化室高5.5m的捣固焦炉在云南曲靖大维焦化厂成功投产（4×55孔）。

●2010年4月，第一座炭化室高6m的捣固焦炉在河南中鸿煤化有限公司成功投产（2×60孔）。

●2009年3月，第一座炭化室高6.25m的捣固焦炉在河北唐山佳华煤化工公司成功投产（4×46孔）。

十年来，随着钢铁工业的快速发展和优质炼焦煤资源的供应紧张，催化加速了我国捣固焦炉的发展。

目前已投产的捣固焦炉已超过400座，捣固焦炉产能在1亿吨左右，这些捣固焦炉（约占97%左右）基本上都是建在独立焦化厂，主要分布在山西、河南、河北和山东以及内蒙宁夏等省区。

捣固焦炭产能已占我国焦炭总产能的30%左右，主要应用于1000m3 以下的高炉以及化工和铸造等方面。

我国1000m3 以下的高炉数量众多，经过几轮的淘
汰目前仍然有大约1150座，这些中小高炉主要对焦炭的冷强度M
40和M
10
有一定
的要求，对焦炭的热性质(CRI和CSR)没有具体要求，这为捣固焦提供了极为有利的市场，使捣固焦冷强度高和配煤成本低的两大优势得到充分发挥。

捣固焦炉经过10年时间的快速发展，工艺技术、装备制造技术和消烟除尘技术都已日趋成熟，其中炭化室高5.5m的捣固焦炉是目前应用最多最成熟可靠的炉型。

由于捣固炼焦技术能有效扩大炼焦煤资源，多利用高挥发分气煤和其他弱粘结性煤，因此早期得到了国家产业政策的大力支持和鼓励，但随着焦炭产能过剩，现在对捣固焦炉的准入门槛提高了。

2008年修订的《焦化行业准入条件》中明确规定：“新建捣固焦炉炭化室高度必须≥5.5m，捣固焦炉焦饼体积≥32m3，企业生产能力100万吨/年以上。

”
捣固焦炉炼焦技术也存在一些不足和局限性，相对于顶装焦炉，其焦饼存在坍塌的可能性，虽然概率很小，但处理起来比较麻烦，工人工作量增大。

另外，加煤除尘控制还不是很好。

最为关键的是受区域煤源的限制，当区域内具有数量较多且价格较低的气煤、1/3焦煤、瘦煤或贫瘦煤资源时，捣固焦炉才能发挥其长处。

反之，如果区域内缺少气煤和瘦煤资源，煤的粘结性能非常好，煤质偏肥，则不宜选用捣固焦炉。

二、捣固焦参与市场竞争的优势
1、捣固焦具有配煤成本低的优势
捣固焦生产厂家以及有关焦化专业的研究人员曾就捣固焦的配煤做过很多总结分析，由于对捣固焦产品的质量要求不尽相同，所以得出的结论之间差距也较大。

有一种极端的情况：早期一些独立焦化厂供给小高炉（400m3以下）用的捣固焦炭，基本上用气煤、气肥煤、1/3焦煤、瘦煤或贫瘦煤配煤，一般很少用焦煤和肥煤，配煤成本很低。

这种极端情况不在我们考虑之列。

目前，比较有代表性的意见是：在同样焦炭质量要求的前提下，用60～70%的高挥发气煤和1/3焦煤，配以适量的焦煤和瘦煤，使配合煤挥发分控制在30%左右，胶质层指数控制在11～14mm，捣固炼焦效果较好。

中国焦炭行业协会焦炭煤炭资源委员会曾经调查24个顶装炼焦和8个捣固炼焦的焦化厂，对比其入炉煤的配比，得出的结论是：捣固炼焦比顶装炼焦多用气煤和1/3焦煤共约8%，多用瘦煤和贫瘦煤共约占7%，相应减少焦煤10%和肥
煤5%。

综合的意见是，在炭化室结构尺寸和焦炭质量要求相同时，同顶装焦炉相比，捣固焦炉原料煤范围更宽，可以多配入15～20%的高挥发份和弱粘结性煤，少用15～20%的强粘结性煤，生产优质高炉用焦。

××公司近年来的煤源主要有淮北地区的焦煤、肥煤、1/3焦煤，枣庄和徐州地区的气煤以及山西的贫瘦煤，今年以来的平均配煤比大约在：气煤和1/3焦煤占30-4%左右，焦煤和肥煤占50-60%左右，瘦煤占5-10%左右。

如果采用捣固炼焦，上述配比中有可能要减少20%的焦煤和肥煤，增加20%的气煤和瘦煤。

两类煤的综合差价平均按200元/吨计算，吨焦耗干煤按1.29t/t，吨焦耗湿煤（计价水7%）按1.39t/t计，则吨焦配煤成本大约可降低55元左右。

如果生产质量要求低一点的焦炭，例如供给1000 m3以下高炉使用，上述成本空间可能还要更大一些。

当然，捣固炼焦的合适配煤比最终需要通过配煤试验确定。

2、捣固焦具有粉焦率低和冶金焦率高的优势
优质捣固焦的粉焦率（＜10mm）一般不高于5%，而顶装焦炉的粉焦率一般在8～10%左右。

××公司投产三年半时间的综合统计分析结果：冶金焦率为89.02%，小焦率（10～25mm）为2.61%，粉焦率（10mm以下）为8.38%。

捣固焦工艺可以将粉焦率降到5%以下，冶金焦率提高到92%以上。

冶金焦和粉焦的差价按600元/吨估算，冶金焦率按提高3%估算，则吨焦收益为18元左右。

3、捣固焦具有冷态强度高和热态性能略有改善的质量优势。

根据多家捣固焦厂家的生产数据，同样的入炉煤和炭化室尺寸，由于捣固焦煤饼堆密度提高，捣固炼焦比顶装炼焦焦炭冷态质量有明显改善和提高，一般
M 40可提高2～4%，M
10
可以改善3～5%。

因此，捣固焦的M
40
达到85%以上、M
10
达到
7%以下是比较容易做到的。

但是，在相同的冷态强度条件下，由于适当减少了强粘结性的焦煤和肥煤，捣固焦炭的热强度指标CSR和反应性指标CRI的改善并不明显，一般认为CSR可以提高1～3%,CRI改善1%左右。

通过配用适当的焦煤、肥煤和瘦煤，使中高变质程度煤的配比达到40%左右，捣固焦炭的CSR能够达到62%以上，CRI能够控制在25%以下，从而保持焦炭的热性能水平基本不变，或者略有改善从而接近大型高炉（一般指2000m3级以上高炉）用焦的质量要求，我国大中型高炉实际炼铁用焦质量要求详见表1。

表1. 我国大中型高炉实际炼铁用焦炭质量要求（%）
焦炭指标灰分硫分M
40M
10
CRI CSR
大型高炉11.5±0.5 0.6±0.1 82～90 5～6 ＜25 ＞65 一般高炉12.5±0.5 0.7±0.1 78～82 6～7 ＜28 ＞62 一级焦标准≤12 ≤0.6 ≥80 ≤7.5 ≤30 ≥55 根据有关炼铁专家的经验，当高炉容积在1000m3以下时，对焦炭热性质指
标CRI和CSR就没有更高要求了，主要是保持有较高的冷强度指标M
40和M
10。

4、捣固焦有助于××公司形成差异化产品战略和差异化经营战略。

××公司是股份制企业，尽管大股东和其他股东都是中国知名企业，但是归根结蒂，公司在本质上仍然是独立的焦化企业。

股东的支持是有限的，股东更希望投资能有回报。

近几年的市场情况证明，在焦炭产能过剩的市场大环境下，今后已不可能出现2003年和2004年时的焦炭暴利情况，也不太可能长期保持2007年和2008上半年那样的稳定利润情况，今后焦化企业将处于长期的激烈的市场竞争和市场波动状态，焦炭将处于微利甚至亏损的边缘。

由于大钢铁企业都配套有焦化厂，而且钢铁企业的焦炭自给率在2009年底已经达到45%左右，比2006年提高了四个百分点，这使得独立焦化厂的生存压力更大。

公司由于地理位置比较优越，铁路运输的保障能力很强，使公司在面向华东地区焦炭市场时有着较强的竞争力。

这种优势在前三年发挥的非常好，在未来几年还将有所保持，但随着我国铁路运输状况的逐年改善，这种优势也将会逐渐减少。

焦炭行业的竞争，实质上就是独立焦化企业之间的竞争。

同行企业的市场竞争，谁具有特色、特长，谁具有不同于别人之处，谁就具有竞争优势，这就是差异化战略。

独立焦化企业的同质化程度很高：焦炉相似、工艺相似、管理相似、产品结构相似、产品质量相似等等，参与竞争时没有优势。

近年来的市场情况证明，只有两种类型的独立焦化企业生存良好：一种是自己拥有煤矿和选煤厂的独立焦化企业，煤价内部结算将煤矿的利润转移到焦炭上来;另一种是采用捣固炼焦工艺,同时回收利用剩余焦炉煤气的独立焦化企业,捣固炼焦工艺使焦炭原料成本大幅度降低，剩余焦炉煤气回收利用又减少了损失，两者叠加使这些独立焦化企业这
些年盈利较多，即使在其它企业亏损限产的时候，他们也能保持不亏损或盈利。

在山西、山东和河南，包括徐州地区，都有类似这种成功的独立焦化企业，例如临汾同世达、山西光大、山东建滔、济源金马、山东铁雄、徐州天裕等等。

这些企业与一般焦化企业不同之处就在于，或者有煤炭资源，或者有捣固焦工艺和剩余煤气回收利用，或者两者兼而有之。

他山之石可以攻玉，这些企业的成功之处值得我们借鉴。

如果公司二期工程上捣固焦炉的话，公司就将具备四座6m顶装焦炉和四座5.5m或者6.25m捣固焦炉，每年有200万吨的顶装焦炉焦炭和200万吨的捣固焦炉焦炭，公司在华东地区将可以全方位覆盖3000m3级以下的所有高炉，市场变大了，适应市场的能力变强了。

200万吨顶装焦炭可以适应钢铁厂大高炉（2000m3级左右）的传统要求，200万吨的捣固焦炭可以适应2000m3级以下高炉的需要，尤其是适应1000m3级以下中小高炉的需要。

1000m3级以下的中小高炉在未来5年内仍然有较大的市场。

在市场定位上，公司焦炭应主要定位于2000m3级以下高炉，不应放弃1000m3级以下高炉用焦市场。

若如此，加上公司现有的区域优势，在未来10年内我们将有能力与来自山西、山东、河南的捣固焦炭同场竞争，或许能超越他们。

独立焦化企业应该尽量避免走国内著名的“××焦化集团”的发展之路。

该企业具有将近400万吨规模的顶装6m焦炉，有20万吨甲醇和30万吨的煤焦油加工，10万吨苯加氢和6万吨炭黑以及17万吨化肥等装置。

虽然该企业规模较大，化工生产“大而全”，但由于焦炭和化工生产成本较高，近几年焦炭和化工市场又不好，导致连年亏损严重，近两年每年实际亏损×～×亿元。

焦化企业的主产品是焦炭，只有焦炭有出路，焦炭售价能够基本保住吨焦洗精煤成本，焦化企业才能有利润。

如果焦炭没有竞争力没有出路，或者焦炭有出路但利润倒挂较多，企业只能是亏损。

400万吨焦炭，每吨亏损50元，一年就是2亿元，无论何种深加工化工产品也无法弥补其亏空，所以焦炭是独立焦化企业之基础、是重点。

××焦化集团的经验教训值得我们借鉴与参考。

三、捣固焦参与市场竞争的劣势
1、捣固焦发展迅速，煤价差别正在不断缩小，捣固焦的成本优势在减少。

近5年来，捣固焦炉在独立焦化企业里得到了广泛的应用，已投产400余座
捣固焦炉，产能接近1亿吨。

不少独立焦化厂为了降低入炉煤成本，将原有的4.3m顶装焦炉也改造为捣固焦炉。

例如：河北裕泰实业集团有限公司将TLJ4350型炭化室高4.3m、宽500mm的顶装焦炉改造为捣固焦炉，景德镇焦化煤气总公司将其3座105孔JN43-80型（炭化室宽450mm）顶装焦炉改造为捣固焦炉（仍然保持顶装功能），唐山市征楠焦化公司将其 4.3m顶装焦炉改造为捣固焦炉等等。

全国近1亿吨捣固焦炭，按60%的气煤和20%的瘦煤估算，则全国一年在捣固焦上消耗的气煤约为8600万吨，瘦煤约为2900万吨（含水7%计），由于气煤和瘦煤需求量大，其价格也上涨较多，其与焦煤和肥煤的价差不断缩小，这使得捣固焦的成本优势在不断减少。

另外，随着400m3以下的小高炉被淘汰，大中型高炉越来越多，其对焦炭的质量要求也逐步提高，捣固焦配煤中也要适当配用焦煤和肥煤等中等挥发分的强粘结性煤，这也使捣固焦的成本优势在减少。

2、捣固焦在大钢厂的声誉不太好。

由于我国捣固焦的发展过程是伴随着钢铁企业众多的小高炉的需求应运而生的，我国钢铁工业这几年的“大跃进”起点也不高，主要是靠1000 m3以下的小高炉起家的，这些小高炉就没有必要使用质量太好的焦炭，所以供这些小高炉的捣固焦是冷强度高而热强度低、反应性高。

久而久之，捣固焦的质量声誉受到了严重影响。

在大钢厂部分人的观念里，似乎捣固焦成了质量差的焦炭的代名词，甚至由此推断认为捣固焦炉生产不出好焦炭。

这种认识的形成有其历史根源，有合理的成分，也有误解的成分，但在短期内想改变这种观念是不太容易的。

3、我国大钢厂大高炉尚无长时间应用捣固焦的成功经验。

这一点非常重要，也是影响最大的。

一般从事一线生产管理的人员都倾向于追求稳妥与可靠，对没有用过的东西总是心存疑虑，不希望第一个吃螃蟹。

而捣固焦在我国大钢厂的大高炉里一直少有应用的先例，大钢厂配套焦炉多，优质煤源充足，没有做这种试验的动力。

所以在今后很长时间内，捣固焦的应用范围很难突破2000 m3级高炉，也就是说主要在2000 m3级以下高炉上应用。

四、捣固焦未来市场的展望
捣固焦起源于德国，炭化室高6.25m的捣固技术也是源于德国的迪林根萨尔中心焦化厂。

该厂1984年投产2×45孔6.25m捣固焦炉，配套高炉2707 m3和3227 m3，已经具有20余年的高炉使用捣固焦炭的成功经验，高炉焦比约300Kg/t
铁，喷煤约120Kg/t铁，高炉利用系数2.5t/ m3·d,由此可见，高炉技术经济指标很好。

另外，在乌克兰阿尔切夫钢铁公司，1993年投产了5.0m捣固焦炉，配套高炉为1396 m3，捣固焦与顶装焦混合搭配使用。

乌克兰里沃罗格钢铁公司也生产捣固焦，配套高炉容积为2000～2700 m3。

印度塔塔钢铁公司已投产 4.3m 捣固焦炉，配套高炉容积为2000 m3，捣固焦与顶装焦混合搭配使用，效果良好，高炉利用系数达到2.1t/ m3·d。

印度塔塔钢铁公司目前正在建设5.0m的捣固焦炉（委托中国鞍山焦耐院承包建设），拟配套焦炉容积为3000 m3。

综上可见，捣固焦在国外1000～3000 m3高炉上的应用已有20余年的历史，应该说在国外已有成功的范例和经验。

我国炼焦界学习、消化并发展了德国的捣固炼焦技术，但德国捣固焦在2000～3000 m3高炉上的使用经验尚未能引起我国炼铁工作者的重视。

捣固焦之所以在我国得到大发展，归根结蒂是因为这种炼焦工艺符合我国优质炼焦煤少和焦炭需求量大的实际国情。

这种优质炼焦煤供应紧张且价格不断上涨的国情是无法改变的，而且今后会更紧张。

所以捣固焦炉炼焦工艺今后在我国会更有生命力，这一点是毋庸置疑的。

1、攀枝花钢铁公司2009年3月2×55孔5.5m捣固焦炉建成投产，标志着我国大钢厂在1000～2000 m3级高炉上应用捣固焦的“破冰行动”已经开始。

近年来，随着强粘结性煤供应的逐步紧张和地区煤源的限制，我国的一些钢厂开始在1000～2000 m3级的高炉上使用捣固焦炭，多与顶装焦搭配使用，效果良好。

以攀钢为代表的多个钢厂已经或者正在配套建设捣固焦炉，例如：
●南昌钢铁公司，2006年2月投产2座4.3m捣固焦炉，配套高炉为105 0 m3。

●长治钢铁公司，2003年投产2座4.3m捣固焦炉，配套高炉1080 m3。

●山东潍坊钢铁公司，2005年投产2座4.3m捣固焦炉，配套高炉1080～1300
m3。

●新疆八一钢厂，有一座49孔4.3m捣固焦炉，年产捣固焦30万吨自用。

●攀枝花钢铁公司，2009年3月投产2×55孔5.5m捣固焦炉，配套高炉1000～
2000 m3。

●酒泉钢铁公司，目前正在建设2×55孔5.5m捣固焦炉。

●四川达州钢铁公司，今年底将建成投产2×45孔5.5m捣固焦炉。

●涟源钢铁公司，今年底将建成投产2×65孔5.5m捣固焦炉，配套高炉3000 m3。

●昆钢草铺基地，拟建2×52孔6.25m捣固焦炉，配套高炉3200 m3。

由此可见，国内钢铁企业在1000～2000 m3高炉上应用捣固焦的“破冰行动”已经正式开始，而且势头大、起点高，尤其是攀钢1000～2000 m3高炉是冶炼钒钛磁铁矿，对焦炭质量的要求比普通磁铁矿要高，攀钢高炉成功应用捣固焦炭在我国钢铁界将是具有说服力的事例。

因此，它是一个标志，标志着捣固焦在大钢厂的大高炉上开始应用，说明捣固焦炉也能炼出优质冶金焦炭。

2、从我国高炉容积的分布上看，2000 m3以下的高炉仍然是未来5～10年钢铁行业的主力队员，因此捣固焦的应用有着较好的前景。

2009年统计的我国高炉炉容分布情况详见表2。

表2. 2009年中国高炉炉容分布情况
炉容级别（m3）数量（座）所占比例（%）累计比例（%）
＜500 500～1000 1000～1186 1200～1380 1500～1800 2000～2359 2500～2800 3200～3800 ＞4000
＞5000
合计295
848
59
37
23
27
42
19
17
3
1370
21.5
61.9
4.3
2.7
1.7
2.0
3.1
1.4
1.2
0.2
21.5
83.4
87.7
90.4
92.1
94.1
97.2
98.6
99.8
100
由表2可见，我国钢铁行业与日本不同，日本2000 m3以下高炉已经全部淘汰，而我国目前2000 m3以下高炉数量所占比例高达92.1%，而其中1000 m3以下高炉数量所占比例高达80%以上，所以捣固焦在我国钢铁行业将有着较好的应用前景。

笔者乐观的估计，在未来5年内，1000 m3以下高炉将普遍接受捣固焦炭，1000～2000 m3的高炉将有选择地接受优质捣固焦炭，2000～3000 m3高炉将在少数大钢厂试用自产优质捣固焦炭，3000 m3以上高炉暂时不会使用捣固焦炭。

我国高炉设计规范对高炉冶炼用焦的质量要求详见表3。

表3. 高炉设计规范对焦炭质量的要求（GB50427-2008）
炉容级别（m3）1000 2000 3000 4000 5000 (%) ≥78 ≥82 ≥84 ≥85 ≥86
M
40
M
(%) ≤8.0 ≤7.5 ≤7.0 ≤6.5 ≤6.0
10
反应后强度CSR(%) ≥58 ≥60 ≥62 ≥64 ≥65
反应性指数CRI(%) ≤28 ≤26 ≤25 ≤25 ≤25
焦炭灰分（%）≤13 ≤13 ≤12.5 ≤12 ≤12
焦炭硫分（%）≤0.7 ≤0.7 ≤0.7 ≤0.6 ≤0.6
焦炭粒度范围（mm）75～25 75～25 75～25 75～25 75～30 粒度大于上限（%）≤10 ≤10 ≤10 ≤10 ≤10
粒度小于下限（%）≤8 ≤8 ≤8 ≤8 ≤8
五、结论与建议
1、在同等质量前提下，捣固焦相比于顶装焦具有50～100元/吨的低成本优势。

2、捣固焦已经成功应用于1000 m3以下高炉，应用于1000～2000 m3高炉已经开始，捣固焦的市场前景乐观。

3、对于独立焦化企业，当区域内具有气煤和瘦煤资源时，建捣固焦炉比建顶装焦炉有利于增强企业的市场竞争力。

在捣固焦炉选型时重点考虑 5.5m或6.25米捣固焦炉。

2010年12月。