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我国冶金石灰产业“十四五”回顾与“十五五”展望

2025/11/6


一、“十四五”发展回顾

(一)规模变化                                                   

冶金石灰主要应用在钢铁生产的烧结工序与炼钢工序中。冶金石灰需求量受烧结与炼钢用户产量及其冶金石灰单耗直接影响。“十四五”期间,冶金石灰产量总体呈缓慢下降趋势,由2020年11980万吨降低至2024年11570万吨。2020~2024年我国冶金石灰产量变化见图1。

1 2020 ~2024 年我国冶金石灰产量

(二)装备进步                                                   

“十四五”期间,经过退出环保不达标、高耗能石灰窑,建设节能环保、高效、产品品质好的先进工艺装备等系列淘汰落后、装备升级举措,钢铁企业冶金石灰窑工艺装备水平进步显著。

一是石灰窑产能结构进一步优化。

不同石灰窑型产能占比发生改变,先进产能比例大幅提升。双膛竖窑产能由2020年20.2%提升至27.0%,增加6.8个百分点;回转窑产能占比由2020年33.0%提升至33.9%,增加0.9个百分点;梁氏竖窑产能由2020年16.1%降低至9.8%,减少6.3个百分点;混烧竖窑产能由2020年6.0%降低至4.9%,减少1.1个百分点。2024年,回转窑、双膛竖窑、套筒竖窑等先进装备产能占比合计已达73%。2020年与2024年各类石灰窑型产能占比见图2。

2  2020 年与 2024 年各类窑型产能占比

二是石灰窑大型化进展显著。

回转窑平均规格由2020年650t/d提升至2024年680t/d,双膛竖窑平均规格由2020年520t/d提升至2024年530t/d,套筒竖窑平均规格由2020年490t/d提升至2024年500t/d,气烧竖窑平均规格由2020年150t/d提升至2024年160t/d。2024年,回转窑、双膛竖窑、套筒竖窑3种窑型平均规格均已经达到500吨/天以上,其中回转窑单窑平均规格已经接近700吨/天。2020年与2024年石灰窑单窑平均规格对比见图3。

“十四五”期间,800t/d双膛竖窑市场应用成熟,在钢厂石灰产线中陆续建成投产。1200t/d回转窑自2019年在国内首次问世并达标达产后,得到进一步推广应用。TGS气烧竖窑窑型结构不断优化,单窑生产规模突破800t/d。

3  2020 年与 2024 年单窑平均规格对比

三是石灰煅烧装备取得新突破。

“十四五”期间,新型石灰工艺装备悬浮煅烧石灰窑成功投产。悬浮煅烧石灰窑借鉴新型干法水泥悬浮预热分解技术原理创新发展而来,突破了以往石灰窑的煅烧结构与机理,创新性地实现了以石灰石粉作为煅烧原料、以气固悬浮态进行煅烧的生产工艺,单窑日产能达到千吨级,推动石灰产业在生产效率、资源利用效率、能源利用效率等方面迈上新的台阶。

)能效提升                                                  

“十四五”期间,冶金石灰产业在环保要求加严、污染治理环节增加能耗的挑战下,主动实施工艺装备升级改造,加大力度应用先进节能技术设备,能源统计管理体系更加科学合理,冶金石灰能效水平得到持续提升,冶金石灰工序能耗总体呈现下降趋势。 回转窑工序能耗由2020年164.9kgce/t下降至2024年144.3kgce/t,双膛竖窑工序能耗由2020年135.0kgce/t下降至2024年122.0kgce/t,气烧竖窑工序能耗由2020年148.9kgce/t下降至2024年139.8kgce/t。2020~2024年各类石灰窑型工序能耗变化见图4。

4  2020~2024 年各类窑型工序能耗变化

(四)污染减量                                                  

“十四五”期间,钢铁行业超低排放改造深入实施,并于2025年迎来收官年。在生态文明建设、改善环境质量的背景下,许多地区对石灰生产的颗粒物、氮氧化物和二氧化硫等污染物排放浓度做出要求,生态环境部于2022年发布《石灰、电石工业大气污染物排放标准》(GB41618—2022),明确了石灰工业有组织排放和无组织排放控制要求。

在环保政策驱动、钢铁行业超低排放改造带动等因素影响下,冶金石灰产业加大环保投入、建设完善环保治理设施,颗粒物排放浓度达到10mg/m3以下,氮氧化物和二氧化硫排放浓度大幅下降,有组织排放与无组织排放控制双管齐下,厂区环境、产线环境与岗位作业环境得到显著改善,冶金石灰产业绿色发展取得初步成效。

(五)技术创新                                                   

 “十四五”期间,冶金石灰产业在工艺装备、循环经济、节能降碳、智能化等方面均取得不同程度的技术进展。800t/d双膛竖窑与悬浮煅烧石灰窑的研发成功与市场应用为石灰工业低成本、可持续发展提供了更多选择;回转窑和竖窑煅烧小粒径石灰石经过研究、探索、试验均取得一定成果;富氧燃烧技术在太钢鑫磊回转窑、青拓镍业双膛竖窑等产线稳定应用;物联网、大数据技术在石灰窑中深入应用,实现关键参数的实时采集、建模分析、预测决策等功能,石灰窑自动化、智能化水平进一步提升。

2024年初,宝武资源科技创新研究院成立炉窑技术与产品研究所,聚焦熔剂炉窑技术与产品研发,开启了业内根植于生产企业、开展应用型研究的技术创新模式,将引领冶金石灰产业加快技术进步与成果转化步伐。


二、“十五五”发展形势

(一)市场需求缓慢下行,对产业竞争力提出更高要求                  

冶金石灰进入减量发展阶段,面临严峻的生产经营形势,产业综合竞争力亟待增强。“十五五”期间,冶金石灰需求将缓慢下行,主要基于以下几个方面的判断。

第一,钢铁行业进入减量提质发展的新阶段,自2021年工信部首次提出压减粗钢产量以来至今,每年持续实施粗钢产量调控,粗钢产量呈现下行趋势。

第二,提升短流程炼钢比例是钢铁行业实现绿色低碳发展的关键路径,国家出台多项政策鼓励电炉钢发展,虽然当前面临废钢资源短缺、电力成本较高等挑战,但是在节能降碳发展主旋律背景下,短流程炼钢比例将进一步提升。

第三,碳减排与碳交易规则影响下,高比例球团/块矿冶炼的炉料结构将作为炼铁低碳技术得到进一步推广应用,从而压缩烧结冶金石灰市场。 第四,随着钢铁生产工艺技术不断进步,钢铁品种结构持续优化、高端特种钢材研发与生产力度加大,钢铁生产对冶金石灰品质要求进一步提升,冶金石灰单耗将有所降低。

(二)钢铁行业纳入全国碳市场,推动冶金石灰产业深度调整            

2025年,钢铁行业正式纳入全国碳排放权交易市场,并将在2025年底前完成首次履约工作。《企业温室气体排放核算与报告指南钢铁行业》(CETS-AG-03.01-V01—2024)明确要求,与钢铁生产位于同一生产区域的、隶属于同一集团的石灰工序包含在碳排放核算边界中。

对于冶金石灰产业而言,碳核算、碳核查对碳排放计量、数据采集、台账统计等碳管理基础能力建设提出要求。同时,也必须采取工艺优化、能源结构调整、加大节能降碳技术研发应用等降碳手段,促进产业低碳发展。

2027年度之后,钢铁行业配额总量采取逐步适度收紧机制,碳价逐步上涨,减碳压力增加,为降低工序和整体碳排放,或将减少钢企内部自产石灰比例,增加市场采购,推动辅助生产单位逐步剥离,形成对冶金石灰产业布局调整、加快市场化经营的强大推动力。


三、“十五五”展望与建议

(一)锻造产业韧性,强化协同发展                                  

在市场需求下行、利润缩减的发展形势下,冶金石灰产业必须突破传统发展模式,加快转型升级,在变革中寻找新的增长点。

实施产品开发与多元化战略。当前,冶金石灰产业已形成以冶金石灰产品为主、初步深加工产品协同的“1+N”产品结构,初步深加工产品涵盖氢氧化钙、超细氧化钙、铁水脱硫剂等,但总体深加工规模仍较小、附加值不高。未来应以延长产业链为主要着力点,丰富深加工产品类目,提升深加工产品规模产值,推动产业向高端化发展。

构建上下游协同发展产业链。促进冶金石灰产业与上游资源端的深度融合,增强供应链稳定性,积极获取矿石资源,提升资源保障能力。鼓励打造资源开发、石灰生产、深加工产品开发于一体的钙基全产业链产业模式。巩固传统市场,并积极开辟新兴市场,从以钢铁为主的单一市场向环保、化工、建材、新材料等多行业领域拓展,实现产业链上下游的共生共赢。

(二)加强科技创新,增强内生动力                                 

科技创新是推动产业进步的强大引擎,是引领新质生产力发展的核心动力。虽然冶金石灰产业在新装备新技术上取得了较大成绩,但在科技创新体系、研发投入、成果转化与技术推广等方面还较为薄弱。

加强对科技创新的重视,把科技创新摆在战略位置,组建重点实验室及科技创新发展平台,深化高校、科研院所、上下游企业间的紧密合作,建立以企业为主体、市场为导向、产学研用相结合的开放式科技创新体系,加快科技成果转化和产业化。借助标准引领、规范技术发展,促进先进技术的推广应用。

下一步,冶金石灰产业科技创新应以降本增效、绿色发展为导向,聚焦工艺装备、产品研发、节能降碳、资源综合利用、智能管控等,以小粒级微米级原料煅烧、低热值燃料工艺、一键烧窑、高附加值多领域深加工产品、低耗能设备、余热资源化利用、碳捕集与利用等为攻关研究方向,推动产业向高效能、高质量方向转型。

(三)坚持绿色发展,深化绿色转型                                  

遵循国家发展战略要求,坚定不移走生态优先、节约集约、绿色低碳高质量发展道路,坚持绿色发展理念,巩固绿色发展取得的成果,并在环保、能效、低碳等方面持续发力,创建低耗能、低排放的良好业态,实现生态与经济效益协同发展。

优化冶金石灰产业布局,实施工艺装备升级改造,加快退出落后、不达标的石灰炉窑与产线,结合原燃料条件及其他各方面因素合理选用先进、适宜的煅烧装备,推广应用先进节能、环保、降本、降碳装备与技术,完善环保设施与管控、满足环保要求,推进能源结构调整,降低煤炭消耗,加大余热余能回收利用力度,大力发展光伏等清洁能源,提升冶金石灰产业工艺装备水平、环保水平、能效水平和碳排放绩效水平。

(作者:贾楠楠 李晓 冶金工业规划研究院 冶炼原料处

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