链回环球团和带式球团成本比较分析

杨永林 尹国富

(中冶国际工程集团有限公司，北京 100028)

0 引言

上个世纪末，铁矿球团(简称球团)技术的发展迎来鼎盛时期，球团生产规模达到3 亿t。焙烧设备中，带式焙烧机球团技术(简称带式球团)、链箅机回转窑球团技术(简称链回环球团)各具特点，竞相发展，但带式焙烧机更占有优势，印度、伊朗等国钢铁业也纷纷采用带式球团技术。21世纪初，中国链回环球团技术大发展，产能达到1.7 亿t，球团总规模达到2.4 亿t。当前，在钢铁业淘汰落后产能的大政策环境下，球团具有较大发展空间。链回环球团和带式球团工程的投资差别主要在于主机设备、主厂房土建、运行成本三个方面，本文通过刨析两种球团实际案例，对成本进行比较分析。

1 工程成本

1.1 主机设备

案例1：某公司200 万t/a链回环球团和200 万t/a带式球团对比见表1。

表1 某公司200 万t/a链回环球团和200 万t/a带式球团对比 /t

由表1可见，带式球团主机重量比链回环球团低17%。主机重量约占工程设备的26%～30%。

案例2：印度乌萨120 万t/a链回环球团和某120 万t/a带式球团对比见表2。

表2 印度乌萨120 万t/a链箅机球团和某120 万t/a带式球团对比 /t

由表2可见，带式球团主机重量比链回环球团低。

两种球团设备只是主机重量不同，其他设备重量基本相同。以上2个案例表明，由于带式球团设备重量低，设备投资费用低。

1.2 土建工程

案例1：某公司200 万t/a链回环球团和200 万t/a带式球团对比见表3。

表3 某公司200 万t/a链回环球团和200 万t/a带式球团对比 /万元

由3表可见，折合为同年价，带式球团土建费用比链回环球团低。主厂房土费用约占工程全部土建费用的30%～32%，工程全部土建费用约占工程投资的25%～30%。

2 投资和运行成本

案例1：某公司200 万t/a链回环球团和200 万t/a带式球团对比见表4。

表4 某公司200 万t/a链回环球团和200 万t/a带式球团对比

由表4可见，折合为同年价，带式球团投资较低。考虑油、气价格比煤价高2～5倍(按发热值计算)，链回环球团运行成本比带式球团低得多。

案例2：湛江500 万t/a链箅机球团和曹妃甸400 万t/a带式球团对比见表5。

表5 湛江500 万t/a链箅机球团和曹妃甸400 万t/a带式球团对比

2007～2010年价格较稳定，因此，由表5可见，折合为同年价、同规模价，带式球团投资比链回环球团低。考虑油、气价格比煤价高2～5倍，链回环球团运行成本比带式球团低得多。

案例3：印度乌萨120 万t/a链回环球团和某120 万t/a带式球团对比见表6。

表6 乌萨120 万t/a链箅机球团和某120 万t/a带式球团对比

由表6可见，带式球团投资较低。考虑油、气价格比煤价高2～5倍，链回环球团运行成本比带式球团低得多。

3 带式球团燃料

3.1 带式球团运行成本

带式球团和链回环球团两者的产量、质量均优，均能满足大高炉和直接还原的冶炼要求。带式球团对原料的适应能力最强，各种原料皆可，链回环对赤铁矿适应较差。

两者成本的差异主要来自燃料成本。带式球团用天然气、重油和焦炉煤气，不用煤；链回环球团主要用煤，受燃料资源限制小。由于油、气价格比煤价高2～5倍，虽然能耗、电耗高，但是总运行成本比带式球团低。由此可见，燃料问题是制约带式球团发展的短板，如果能解决燃料问题，带式球团将得到更好地发展。

目前国内煤资源丰富，将煤转化为煤制气，成本也较低，再配用部分重油(或者天然气)，技术可行，投资不高，易于实施。因此 ，以年产量120 万t/a带式球团工程为案例，就使用天然气、焦炉煤气、重油、煤制气配重油等4个方案进行对比。

3.2 带式球团燃料方案

3.2.1 120 万t/a带式球团热耗

球团燃料消耗主要为带式焙烧机和精矿干燥热风炉。球团热量消耗见表7。

表7 120 万t/a带式球团热量消耗

3.2.2 120 万t带式球团燃料用量

120 万t带式球团燃料用量见表8。

表8 120 万t/a带式球团燃料用量

以上按磁铁矿精矿计算，如果用赤铁矿，用量增加15%～20%。

3.2.3 120 万t/a带式球团各种燃料费用和投资比较

120 万t/a带式球团4种燃料费用和投资比较见表9。

表9 120 万t/a带式球团4种燃料费用和投资比较

由表9可见，煤制气配重油燃料费用最低，虽然投资高于油、气方案，但是运行成本低，一年回收投资，每年节省几千万燃料费用。

3.3 煤制气配重油方案

3.3.1 煤制气

用烟煤生产煤制气，煤制气理化指标见表10，烟煤和煤制气的用量见表11。

表10 煤制气理化指标

表11 烟煤和煤制气的用量

3.3.2 煤气站

120 万t/a带式球团工程煤制气需要量15 000m3/h, 煤气站采用3台D4m型两段式煤气发生炉及相配套的净化设备。

煤制气工艺，合格煤由电动葫芦提升至主厂房上煤层，卸至每个发生炉的储煤仓，储煤仓的煤再经自动加煤机加入炉内，煤受到来自气化段煤气的加热而干馏，干馏后的半焦下移到气化段与气化剂反应生成煤气(气化剂由空气、蒸汽组成)。气化段生成的煤气分为两部分，一部分从两段炉下段煤气出口出炉，进入旋风除尘器后进煤气汇总管道；另一部分向上在干馏段生成煤气从上段煤气出口出炉。上段出口的煤气先进入电捕焦油器除焦油后与下段煤气混合，煤制气工艺中，电捕焦油器除掉的焦油是低温干馏产物，进入焦油池。

煤气站投资估算为1 800 万元，其中设备费用1 100 万元。

3.3.3 重油设施

重油发热值38 MJ/kg，用量为4 378 t/a，重油设施有重油站和供油站。

重油原油由油罐车运输至重油站，用卸油设备卸至油罐，再用供油泵输送至焙烧室的地下油库，然后用油泵送至焙烧机燃烧室和精矿干燥炉使用。

重油设施投资估算为450 万元，其中设备费用300 万元。

3.3.4 煤制气重油方案技术经济指标

该方案是用烟煤生产煤制气，与重油(或者天然气)混合喷吹作为球团燃料。混合物的配比为80%煤制气，20%重油。单位气、油混合物的发热值为12.5 MJ或3 000 kcal。

120 万t球团工程煤制气重油方案技术经济指标见表12。

表12 120 万t/a球团工程煤制气重油方案技术经济指标

4 结语

球团的发展符合钢铁产能结构调整方向，也是钢铁业内部淘汰落后产能所必需的。带式球团由于投资低，适应各种原料，可能成为球团发展的趋势。

目前，带式球团使用油、气燃料，运行成本较高，限制了带式球团的发展。利用资源丰富，价格低廉的煤生产煤制气，配20%的煤粉，作为带式球团的燃料，成本比用油、气降低50%以上，可以弥补带式球团的短板。如果最终实现全部喷煤，带式球团必将占领球团市场。