行业百科之钢铁行业：居安思危，从炼铁环节看成本控制

行业百科之钢铁行业——居安思危，从炼铁环节看成本控制中债资信钢铁行业研究团队 引言基础知识的理解和掌握是行业研究基础和起点，通过对行业研究中存在认知壁垒的基础性知识进行系统性梳理和总结，有助于提高对行业认知和理解的效率，并为行业深度研究打下基础。在此背景下，中债资信推出行业百科系列。在研究钢铁行业时我们可能会存在如下问题，行业指标数据怎么看？行业工艺流程是怎样的？成本差异体现在哪些地方？钢材品种分类与性能差异有多大？钢材价格区域分化情况如何？钢铁行业百科系列将一一解答上述问题。钢铁行业景气度整体下行的趋势下，成本控制能力成为现阶段影响钢铁企业盈利水平的重要因素。本文将从钢铁行业炼铁环节出发，对钢铁企业成本要素进行分析，旨在解决炼铁工艺流程、铁水成本结构、如何看炼铁环节的经济技术指标等问题。 一从炼铁流程看成本控制炼焦煤铁矿石焦化焦炭烧结烧结矿高炉铁水转炉电炉钢水钢材废钢短流程炼钢长流程炼钢高炉炼铁炼钢轧材 一炼铁的流程——炼铁原理：朴素的工业原理2014-02-052015-02-052016-02-052017-02-055001000150020002500406080100120140160成本(不含税):铁水现货结算价:BOCE焦炭MyIpic指数:进口矿（右轴）MyIpic指数:国产矿（右轴） 铁水成本=1.6*铁矿石+0.5*焦炭（含喷吹煤） + 辅料（含能源）+人工、折旧 —废料回收 高炉炼铁的主要原燃料为铁矿石和焦炭，铁水成本随着铁矿石和焦炭价格波动而变化，钢铁企业对其原材料采购议价能力较弱，其成本控制主要是围绕提高铁矿石和焦炭的使用效率、减少使用量而展开的。近年铁水成本及部分原燃料价格走势（元/吨、%）重点分析对象 一炼铁的流程——炼铁工艺：成熟的制备工艺工艺环节主要内容作用及目的炉料制备铁矿石、焦炭、辅料（熔剂）的制备、配比阶段原辅料以利于反应的形态、配比形成炉料高炉反应高炉本体发生炼铁反应的场所铁水冶制喷煤系统向高炉喷吹煤粉降低焦比热风系统向高炉供应热风助燃产成品收集包括铁水、炉渣、炉气的回收铁水转运和废物利用 目前高炉炼铁的主要工艺环节主要包括炉料制备、高炉反应、产成品收集等三部分，其中高炉反应环节除高炉本体外，还需要热风系统、喷煤系统等辅助系统用于提高反应效率。表 炼铁的主要工艺环节介绍 一炼铁的流程——炼铁工艺：成熟的制备工艺指标名称指标单位指标含义指标指向高炉利用系数t/(m³*d)每立方米高炉有效容积1昼夜的合格生铁产量高炉利用系数越高表示高炉生产效率越高入炉焦比kg/t每生产1吨合格生铁所消耗的焦炭量入炉焦比越低表示成本控制能力越强综合焦比kg/t每生产1吨合格生铁所消耗的焦炭、煤粉、重油等燃料折合成焦炭的数量综合焦比越低表示成本控制能力越强平均风温°C向高炉内鼓风的风温风温达到1,200~1,300°C为宜 反映炼铁环节的经济技术指标包括高炉利用系数、入炉焦比、综合焦比、平均风温等，其中入炉焦比和综合焦比直接和间接反映了炼铁中对焦炭的消耗量，因此需要重点关注此两项数据。表 炼铁环节主要经济技术指标释义 一炼铁的流程——炼铁工艺：成熟的制备工艺 1.炉料制备：处理炉料以提高反应效率 （1）对铁矿石进行烧结处理。在炉料入炉后的反应中，需要一定的空间结构实现炉内还原性气体（CO）的有效流通来提升反应效率。钢厂购得的铁矿石以粉矿或精粉为主，无法直接入炉进行反应，需要经过处理形成烧结矿或球团矿方可入炉。原矿富矿贫矿粉矿块矿精粉造块烧结矿球团矿入炉矿山钢厂烧结矿与球团矿的简单制备流程国内占比80% 一炼铁的流程——炼铁工艺：成熟的制备工艺 1.炉料制备：处理炉料以提高反应效率 （2）焦炭具有发热剂、还原剂、料柱骨架的多重作用，其中料柱骨架主要作用为改善料柱透气性。焦炭的特性与作用发热剂 还原剂 料柱骨架 热量高灰分和挥发分含量低抗碎强度高 一炼铁的流程——炼铁工艺：成熟的制备工艺 2.高炉反应：有效降低入炉焦比 （1）高炉炉容级别越高则能耗越低。高炉的规模以其容积来度量，目前落后高炉产能占比很低，主要钢铁企业重点向大高炉的方向发展。高炉炉容级别越高则能耗越低，但同时对焦炭的质量要求越高，目前2,000m³左右炉容的高炉由于对国内市场的焦炭适用性较好，成为钢企的主流选择。企业主要高炉装备水平河钢集团3,200m³高炉、2,500m³高炉、2,000m³高炉各5座沙钢集团5,800m³高炉1座、2,680m³高炉3座、480~2,000m³高炉20座首钢集团5,500m³高炉2座（京唐公司），4,000m³高炉1座、2,650m³高炉2座（迁钢公司）表 部分钢铁企业主要高炉装备水平一览 根据国家相关规定，400m³以下规模的高炉为落后产能（符合《铸造生铁用企业认定规范条件》的铸造高炉除外），截至2014年底，钢铁行业400m³以下炼铁高炉产能比例为1%左右。炉容级别（m³）1,0002,0003,0004,0005,000设计年平均综合焦比（kg/t）≤520≤515≤510≤505≤500设计年平均焦比（kg/t）≤360≤340≤330≤310≤310表 《高炉炼铁工艺设计规范》中高炉相关系数设计情况 0.8*喷吹煤粉1*焦炭一炼铁的流程——炼铁工艺：成熟的制备工艺 2.高炉反应：有效降低入炉焦比 （2）以相对低价的喷吹煤替代部分焦炭用量。喷吹煤技术可以用价格相对低廉的煤粉在一定程度上替代价格相对高昂的焦炭，生产实践中喷吹煤对焦炭的替换比率约为1:0.8。综合焦比反映了焦炭统计口径下的完整经济技术指标。2014201520162017Q1250300350400450500550入炉焦比-重点钢企综合焦比-重点钢企入炉焦比-华菱钢铁集团入炉焦比-首钢集团喷吹煤替代量喷吹煤比折算的焦炭量 +入炉焦比 = 综合焦比重点钢企焦比数据（kg/t） 2.高炉反应：有效降低入炉焦比 （3）提供高温热风来置换焦炭用量。热风系统提供的热风节炭效率随风温提高而递减，风温1,200~1,300°C的热风为较为理想状态，目前部分企业风温较低仍会对成本控制造成一定拖累。一炼铁的流程——炼铁工艺：成熟的制备工艺 3.产成品收集：资源再利用与成本回收。 产成品收集阶段，除将铁水罐装用于下一阶段的炼钢之外，还包括对炉渣、废气（CO等）伴生副产品的回收再利用，其中炉渣可以用于建筑建材行业，废气可用于钢厂内的发电，此部分产成品的收集亦能对控制铁水成本产生一定帮助。 二重点原燃料成本分析——铁矿石 1.提高入炉矿石品位降低焦比。从生产经验来看，铁矿石品位每提高1%，能降低焦比2%，提高铁水产量3%，因此提高铁矿石品位是控制成本的途径之一。在实际生产过程中企业往往需要根据铁矿石和焦炭价格进行综合考量，目前我国烧结矿的入炉品位保持在55%~56%的水平。2016-02-012016-05-012016-08-012016-11-010204060801001200500100015002000铁矿石价格指数:65%Fe:CFR中国北方铁矿石价格指数:62%Fe:CFR中国北方铁矿石价格指数:58%Fe:CFR中国北方现货结算价:BOCE焦炭 在2016年三、四季度，由于焦炭价格的快速上涨和供应紧张，钢厂普遍采取提高铁矿石品位的措施来保障生产和控制成本，期间高品位铁矿石价格涨幅要明显大于低品位铁矿石。案例2016年铁矿石和焦炭价格走势 二重点原燃料成本分析——铁矿石2010-04-142011-04-142012-04-142013-04-142014-04-142015-04-142016-04-142017-04-14050100150200250铁矿石价格指数:62%Fe:CFR中国北方 2.铁矿石自给优势丧失，运输成本成为铁矿石成本分化的关键 鞍山钢铁、山钢集团等部分钢铁企业具有较高的铁矿石资源储备，国内矿山生产的盈亏平衡点在60~65美元/吨水平，近年来随着铁矿石价格的持续走低，钢铁企业铁矿石自给的优势丧失。目前，由于我国国产铁矿石品位低、开采成本高等原因，国内钢铁企业的铁矿石采购结构仍以进口铁矿石为主，因此距离港口的距离以及运输条件的便利性会在较大程度上影响进口铁矿石的物流成本，特别是在目前铁矿石价格处于低位的情况下，物流成本占比较高。案例近年来铁矿石价格走势（美元/吨）国内矿盈亏平衡点 二重点原燃料成本分析——焦炭 焦炭价格高企下的自备焦化厂优势。一般情况下自有配套焦化厂能够节约6%~10%的焦炭成本，但在焦炭与炼焦煤价差处于较低水平时，焦炭生产成本倒挂，焦炭自给的优势丧失，此时钢企会主动调整焦炭外购规模来平衡成本。独立焦化厂钢铁企业自建焦化厂产量占比30%~40%大中型钢铁企业焦炭自给率多为60%~90%2016-01-042016-07-042017-01-042017-07-04050010001500200025003000国内主要港口:平仓均价:一级冶金焦(中国产)国内主要港口:平仓均价:二级冶金焦(中国产)国内主要港口:平均价:炼焦煤(中国产)国内主要港口:平均价:喷吹煤价差太小成本倒挂 以炼焦煤和冶金焦1.3:1的出焦率、焦炭和铁水0.35:1的产出比率看，在当前焦炭价格处于高位的情况下（按1,900元/吨计），焦炭自给率高的钢厂能够节约铁水成本数十元/吨，成本优势较为明显。冶金焦、炼焦煤和喷吹煤价格走势（元/吨） 二重点原燃料成本分析——焦炭 焦炭价格高企下的自备焦化厂优势。一般情况下自有配套焦化厂能够节约6%~10%左右的焦炭成本，但在焦炭与炼焦煤价差处于较低水平时，焦炭生产成本倒挂，焦炭自给的优势丧失，此时钢企会主动调整焦炭外购规模来平衡成本。 在焦炭与炼焦煤价差处于较低水平时，焦炭生产成本倒挂，焦炭自给的优势丧失，此时钢企会主动调整焦炭外购规模来平衡成本。以沙钢集团近年焦炭自给率为例，自2012年以来冶金焦价格快速下滑，冶金焦与炼焦煤价差收窄，沙钢集团减少焦炭自给来控制成本。案例2011201220132014201520162017Q148%50%52%54%56%58%60%62%64% - 500 1,000 1,500 2,000 2,500自给率国内采购价格（右轴）近年沙钢集团焦炭自给率及外购均价（%、元/吨） 三新形势下环保加压或对铁水成本产生较大影响铁水成本叠加环保成本后烧结焦化高炉环保治理+130~180元/吨铁水 随着我国环保政策趋严，钢铁企业环保压力增加。据部分学者测算，综合考虑环保的投资成本、财务成本和运营成本，先进的钢铁联合企业吨铁水的环保成本为136.8~175.95元。 四总结 铁水成本的关键在于铁矿石和焦炭成本，可以分为原燃料价格和用量两个维度，原燃料价格方面，其自给率、物流成本为关键因素。分析维度核心变量影响机制反映指标阈值供给价格物流成本物流成本相对稳定，临近港口的企业在节约物流成本方面优势明显单位铁矿石物流成本企业间差别很大铁矿石自给情况铁矿石自给率与铁水成本负相关，但在进口铁矿石价格低于国内矿山盈亏平衡点（60~65美元/吨）时正相关铁矿石自给率水平；国内外铁矿石价差自给率水平一般较低焦炭自给情况焦炭自给率与铁水成本负相关，但在焦炭与炼焦煤价差较小乃至成本倒挂时正相关焦炭自给率水平；焦炭与炼焦煤价差自给率水平在60%~90% 四总结 原燃料用量方面，我们发现整个高炉炼铁的工艺优化主要围绕降低两者的使用量展开的，通过高炉炉容、铁矿石品位、喷煤比、平均风温等多个指标最终反映在以入炉焦比和综合焦比为主的能耗指标