Залізо прямого відновлення: тенденції та перспективи. Аналітика ринку сировини.


Залізо прямого відновлення: тенденції та перспективи


Застосування технологій з виробництва заліза прямого відновлення (або губчатого заліза) в основному у вигляді металізованих окатишів DRI (Direct Reduced Iron) і горячебрікетірованного заліза НBI (Hot Briquetted Iron) як і раніше, як і кілька десятиліть тому, вважається одним з найперспективніших напрямків для ефективного розвитку світової металургії.
Відомо, що використання губчастого заліза при виплавці сталі (в основному, в електродугових печах) дозволяє виробляти найбільш високоякісний, економічно вигідний (з відносно низькою енергоємністю) і екологічно чистий метал (в порівнянні з доменним процесом), придатний для задоволення найвищих вимог таких галузей -споживачів, як машинобудування (авіа-, суднобудування і т. д.).
Поточний попит на DRI і НBI стабільно зростає, незважаючи на нестабільність цін, поставок і якості всіх альтернативних видів сировини (залізної руди, коксу і чорного брухту).
Однак, незважаючи на безперервну рекламу ряду порівняно нових технологічних процесів (Midrex, ITmk3), постійне зростання виробництва продукції прямого відновлення заліза і збільшення інвестицій в його розширення по всьому світу (в тому числі і в Росії) йде порівняно повільно. Темпи освоєння цих технологій явно не встигають за потребами металургії.
Що ж заважає більш стрімкого розвитку ринку заліза прямого відновлення (ПВЖ) в світі? Які перспективи його розвитку? Пропонуємо розібратися.
Формування та особливості ринку
Промислове виробництво заліза безпосередньо з руди, минаючи доменний (з використанням коксу) процес, з'явилося в 1970-х рр. Перші установки прямого відновлення заліза були малопродуктивні, а кінцевий продукт мав порівняно багато домішок.
Широке поширення цього процесу почалося в 1980-х рр., Коли в гірничо-металургійному комплексі почалося широке застосування природного газу, який ідеально підійшов для прямого відновлення залізної руди. Крім того, крім природного газу, в процесі прямого відновлення заліза виявилося можливим використання продуктів газифікації вугілля (зокрема бурих), попутного газу нафтовидобутку і іншого палива-відновника.
Технологічні зміни, що відбулися в 1990-і рр., Дозволили значно знизити капітало- і енергоємність різних процесів прямого відновлення заліза, в результаті чого стався новий стрибок у виробництві продукції DRI, який триває досі.
Технологія. У типовому процесі відновлення заліза основний компонент природного газу - метан - розкладають окисленням в присутності каталізатора в спеціальних апаратах - реформерах, отримуючи суміш відновлювальних газів - окису вуглецю і водню. Ця суміш надходить в високотемпературний реактор, в який подається також обробляється залізна руда. Є технології DRI, що використовують метан безпосередньо в реакторі, а також відновлювальні пиловугільні суміші.
Відзначимо, що форми і конструкції реакторів дуже різноманітні (наприклад, це обертається трубчаста піч або шахтна піч), як і різноманітний комплекс всього допоміжного обладнання.
Реакція відновлення ефективно йде тільки на поверхні твердих частинок руди, тому потрібен певний компроміс між сировиною (Пиловидний або пориста форма) і кінцевою продукцією (спеченими окатишами, брикетами, «Наггет» і т. П.).
Різноманітність технологій, обладнання та сировини створило велику різноманітність назв способів прямого відновлення, число яких перевалило за два десятка. Однак лише деякі з них пройшли дослідно-промисловий і промисловий перевірку, довівши свою високу продуктивність і рентабельність, а також створюють готову продукцію високої і стабільної якості.
Всі ефективні методи прямого відновлення якісного заліза фактично використовують єдиний процес: багате залізорудну сировину (руда або окатиші з вмістом заліза не менше 70%) відновлюється при високих температурах до вмісту заліза (85-90% і більше) спеціальною газовою сумішшю.
Саме тому основне виробництво заліза прямого відновлення головним чином зосереджено в країнах, що володіють великими запасами нафти (т. Е. Попутного газу), природного газу і залізної руди, а також обмежених в ресурсах альтернативного металобрухту (т. Е. В країнах Латинської Америки, Близького і Середнього Сходу).
На сьогодні в світі найбільш широко поширені технології прямого відновлення заліза компанії Midrex (США), установки якої працюють в багатьох країнах з 1971 р Лідируючі позиції в DRI ця компанія утримує останні 29 років поспіль. У 2007 р за технологіями Midrex вироблено близько 40 млн т DRI, або 60% від загального світового виробництва.
До різновидів Midrex також відносяться технології Corex Midrex, Fastmet, Fastmelt, Kwiksteel і ITmk3 (права на яку належать японської Kobe Steel, а на території СНД - Hares Engeneering).
Великими прихильниками установок Midrex є багато підприємств найбільшого в світі виробника сталі - концерну ArcelorMittal, розташовані, зокрема, в Німеччині, Канаді, Мексиці, Тринідаді і Тобаго та ПАР, загальні потужності яких (створені в 1971-1999 рр.) Становлять близько 6 млн т в рік, або 13% світового виробництва губчатого заліза за даною технологією.
Іншими провідними виробниками DRI на базі Midrex є: Mobarakeh Steel (Іран, потужність - 4 млн т), Essar Steel (Індія, потужність - 3,82 млн т), Hadeed (Саудівська Аравія, 3,21 млн т), EZDK (Єгипет , 2,32 млн т), Qatar Steel (Катар, 1,9 млн т), Lisco (Лівія, 1,75 млн т).
Серед великих підприємств, що використовують технології Midrex, - російський Оскольський електрометалургійний комбінат (ОЕМК), який за 1983-1987 рр. побудував і запустив 4 модуля Midrex загальною потужністю 1,67 млн ​​т металізованих окатишів DRI в рік.
Російський Лебединський ГЗК з 1999 р випускає брикети HRI за дещо іншою технологією - HYL / Energiron (потужністю 0,9 млн т на рік). У 2007 р ЛГОК закінчив будівництво і запустив в дію завод з випуску 1,4 млн т в рік горячебрікетірованного заліза (HBI) за методом HYL / Energiron.
Цей спосіб є наступною (після Midrex) провідною в світі технологією з випуску прямовосстановленного заліза.
На базі технологій HYL / Energiron в 2007 р було випущено 11,3 млн т DRI або, точніше, HRI, (т. Е. 17% світового виробництва). Цей процес (крім Росії) набув поширення в таких країнах, як Мексика, Венесуела, Бразилія, Саудівська Аравія, Індонезія, Індія і Малайзія. HYL / Energiron, як Midrex, в своєму виробництві використовує природний або попутний газ.
Окремо відзначимо установку Finmet. Дане виробництво (потужністю 2,2 млн т HBI) з 2000 р діє лише в Венесуелі на підприємстві Orinoco Iron Matanzas. В основі Finmet стоїть піч-реактор з псевдоcжіженним ( «киплячим») шаром, де процес відновлення заліза також проводиться газом.
Безліч інших технологій з випуску губчастого заліза (SL / RN, Jindal, DRC, SIIL, Tisco, Codir і т. Д.) В основному працюють на базі печей з обертовим подом з використанням вугілля або пиловугільній суміші в Індії, Китаї, США і Південної Африці. Якість металу по всьому комплексу цих технологій, а також їх екологічність, істотно нижче. Однак вони часто дешевше, тому в минулому році загальна частка обсягу виробництва в таких установках зросла на 2,8% в порівнянні з 2006 р і досягла 22,6% світового виробництва (або 15,1 млн т). Структура виробництва заліза прямого відновлення (DRI і ін.) В світі в останні роки наведена на рис. 1.

Продукція. В результаті прямого відновлення заліза отримують високометаллізірованное сировину складного комплексу властивостей (за складом, структурою, розміром і т. Д.), Залежне від застосованої технології. Тому класифікація цієї готової продукції не цілком встановилася і є недостатньо чіткою.
Іноді до DRI, прямо за визначенням, відносять всі види заліза прямого відновлення. Часом виділяють DRI як котуни та аналог крупнокусковой руди.
Часом, в залежності від температури виробництва, розрізняють два види DRI: холодна (СDRI) і гаряче залізо прямого відновлення (HDRI). НBI, як правило, називають гарячепресованих форму DRI, розроблену для більш зручного перевезення, зберігання і використання. Вважається, що зараз DRI (окатиші) складають близько 87% (СDRI - 83%, а НDRI - 4%) від усього виробленого заліза прямого відновлення в світі, а на частку НBI припадає близько 12%.
Втім, для нових варіантів технологій і продуктів схильні з'являтися і нові назви.
Базовими для властивостей DRI-HBI є три головних хімічних фактора: рівень металізації, зміст і форма вуглецю, зміст і тип домішок. Характерні рівні металізації, що досягаються в сучасному процесі прямого відновлення, коливаються в межах 85-98%.
В основних процесах DRI-HBI досягається не тільки низький вміст сірки і фосфору (часто потрапляють з вугілля в класичній металургії), а й низький вміст більшості інших залишкових елементів, таких як мідь, хром, свинець, молібден, олово і ін. (Характерних для переробки металобрухту). Якість заліза (далі - стали) по шкідливих домішок виходить дуже високим.
Відзначимо, що, на відміну від руди і брухту, DRI-HBI примхливі до умов зберігання і транспортування. Згодом, особливо при підвищеній вологості, йде окислювання продукту з плавним погіршенням його властивостей.
Споживання. Залізо прямого відновлення майже виключно використовується в електрометалургії. Концепція завантаження електродугових печей (ЕДП) продукцією DRI-HBI дає можливість використовувати більш високу енергію плавки при збільшенні продуктивності печі. Однак його можна також завантажувати в мартенівські і конвертерні печі (замість металобрухту). Доменний процес в такому виробництві повністю виключений. Тому сировину DRI-HBI дозволяє знизити негативний вплив металургійного виробництва на навколишнє середовище, в тому числі за рахунок зменшення викидів вуглекислого газу (оксиду сірки та ін.) В атмосферу.
Зростання виробництва і споживання губчатого заліза в світі обганяє динаміку розвитку електросталеплавильного виробництва (рис. 2).

Середньорічний темп зростання випуску заліза прямого відновлення склав в останні десятиліття 9%, а електросталі - тільки 7% .Частічно це пов'язано з обмеженнями в світовій торгівлі металобрухтом (як основної сировини для ЕДП).
Через проблеми з транспортуванням (особливо DRI) заводи з випуску металізованої сировини зазвичай будуються в безпосередній близькості до металургійних підприємств. Частка відвантаження товарного DRI в світовій торгівлі складає близько 20% (або 8-10 млн т) від загального його виробництва, а HBI майже повністю (на 75-80% в обсязі 6-7 млн ​​т) йде на експортні продажі.
Географія і тенденції
З 1970 по 2007 р загальне виробництво заліза прямого відновлення в світі зросло з 800 тис. Т до 67,22 млн т.
Найбільшими виробниками продукції DRI в світі стали Індія з випуском 19 млн т в минулому році, Венесуела - 7,7 млн ​​т, Іран - 7,4 млн т і Мексика - 6,3 млн т (рис. 3). На частку цих чотирьох країн до недавнього часу припадало понад 50% світового випуску, а в останні три роки, завдяки різкого нарощування виробництва DRI в Індії, - близько 60%.

Виробництво DRI в Саудівській Аравії (4,3 млн т в 2007 р), Тринідаді (3,5 млн т), Росії (3,4 млн т - займає 7-е місце на даному ринку) і Єгипті (2,8 млн т) в сумі з першою четвіркою країн забезпечує 80% світового випуску цієї продукції.
Відзначимо лідируючу роль Індії, яку «підстьобує» неухильно зростаючий внутрішній попит на DRI. Розвивається металургія Індії має до 45% електросталеплавильного виробництва від всього обсягу виробничих сталевих потужностей. При цьому в країні - невеликі ресурси власного чорного брухту і малі ресурси вугілля коксівних марок. Але Індія вельми багата високоякісної рудою і природним газом (на заході країни). Всі фактори - на користь виробництво заліза прямого відновлення, і воно не змусило себе довго чекати.
Зараз на основі технологій Midrex і HYL (із застосуванням газу) випускається тільки 40% індійського DRI. Решта 60% заліза прямого відновлення виробляються в малих «вугільних» установках (з щорічною потужністю від 200 до 200 тис. Т кожна). Якість продукції - відповідне, однак ціна цілком влаштовує індійську металургію, переважно працює на стройиндустрию країни.
Венесуела, що розвинула потужне виробництво DRI з використанням попутного і природного газу, останнім часом змушена поступово скорочувати своє виробництво. Помітний економічне зростання в багатьох країнах, що розвиваються привів до обмеження поставок сировинних матеріалів, зокрема залізорудних окатишів. Нестабільної в Венесуелі виявилася ситуація з природним газом, електрикою і навіть постачанням запасних частин і устаткування з США. Це змусило багато заводів з випуску DRI скоротити виробництво. Наприклад, в I кварталі 2008 р в країні використовувалося менше 70% діючих потужностей заліза прямого відновлення.
Справедливості заради відзначимо, що з проблемами за останні рік-два зіткнулися аналогічні виробництва DRI в багатьох країнах світу. Відбулося різке зростання виробничих витрат через стрімке зростання світових цін на залізну руду (які за останні 4 роки підскочили на 160%), на природний газ і фрахтові ставки, а також деяка дестабілізація ринку.
Однак з урахуванням зростання попиту (і цін) на сталь динаміка випуску заліза прямого відновлення залишилася досить позитивною.
Проте світове виробництво продукції DRI в 2007 р зросла на 12,4% відносно 2006 р, в основному за рахунок введення в дію нових потужностей в Росії (на Лебединському ГЗК заробив 2-й модуль з випуску HBI), Катарі (на Qatar Steel - 2-й модуль з випуску 1,5 млн т в рік DRI і HBI), Саудівської Аравії (на Hadeed - модуль Е потужністю 1,75 млн т в рік НDRI і DRI, а також на DRIС Dammam - два модуля DRI потужністю 1 млн т на рік кожен) і в Індії, де в 2007 році було введено близько 100 (!) установок на базі роторних печей загальною потужністю 3 млн т DRI в рік.
Разом з тим на реконструкцію в минулому році було зупинено сім заводів DRI на базі технологій Midrex: чотири в Ірані і по одному в Малайзії, Омані та Пакистані, а також чотири заводи DRI на базі HYL / Energiron: три в Абу-Дабі (які повинні привести до ладу в 2008-2011 рр.) і один в Єгипті (до 2010 р).
Середнє завантаження світових потужностей з випуску DRI в 2007 р склала всього 83,5% (рис. 4), так що резерви у галузі є.

У поточному році вони почали «включатися в процес». За 8 місяців 2008 року виробництво продукції DRI (за даними IISI) збільшилася на 11,4% (до 39,6 млн т) в порівнянні з аналогічним періодом 2007 р (табл. 1).

У 2008 р лідери за обсягами випуску DRI не змінилися. При цьому кращі темпи зростання виробництва відзначені у Катару, Росії, Саудівської Аравії, Лівії, Аргентини та Індії. Негативну динаміку випуску DRI продемонстрували Бразилія, Венесуела, Тринідад і Тобаго, Іран, Канада і ПАР.
Відзначимо, що Росія, так само як і Індія, володіє значними перевагами у виробництві DRI, а саме доступом до відносно дешевих величезним запасам природного газу, якісної залізної руди і електроенергії.
За словами гендиректора «Газматаллу» (керуючого ЛГОК) Максима Басова, вимовленим влітку 2007 р собівартість російського HBI була нижче $ 100 за теперішніх цін на світовому ринку вище $ 250 за т. Зараз витрати ЛГОК помітно підросли, проте світові ціни також встановили рекорди. В наприкінці липня 2008 р середні експортні ціни Бразилії на DRI брикети досягли $ 692 за т FOB, а зараз продовжують утримуватися близько $ 600 за т. Це означає, що випуск DRI-HBI в Росії продовжує залишатися високорентабельним. Відзначимо, що світове виробництво продукції DRI в поточному році росло, не дивлячись на істотне (40% з початку року) збільшення цін на природний газ. Цей фактор, в свою чергу, викликав дворазове подорожчання DRI і HBI (рис. 5).

Росія займає зараз 7-е місце в рейтингу найбільшіх стран - віробніків DRI в мире. При цьом данє положення на Сайти Вся, на мнение керівніцтва «Газматаллу», зовсім не відображає всі возможности, Які є у країни. ЦІ факти, поряд з Прагнення російської компании дива світовім лідером у ВИРОБНИЦТВІ HBI, пояснюють швидке зростання виробництва заліза прямого Відновлення в России (див. Табл. 1).
Чи збережеться ця тенденція?
перспективи
Високий витрат природного газу - до 400 куб. м на 1 т DRI - вважався головного недоліком технологій Midrex и ее аналогів. В условиях неухильного зростання цен на Нафта і газ в останні роки це загрожувало рентабельності виробництва заліза прямого Відновлення. Например, з 1 жовтня в силу вступили Нові тарифи «Газпрому» на постачання природного газу в країни ЄС за рекордні ціною в $ 500 за тис. Куб. м. У першому півріччі ці поставки йшли в середньому за ціною в $ 386 за тис. куб. м. Відповідно, частка витрат на газ в середній собівартості європейського DRI з літа 2008 р збільшилася з 22 до 33%, що цілком прийнятно. У Росії або в країнах Перської затоки ця частка витрат нижче 20%. При всій нестійкості світових цін на сировину рентабельність виробництва заліза прямого відновлення зберігається, тим більше в країнах, що мають оптимальні умови для такого виробництва, включаючи Росію.
Аналітики сходяться в позитивних оцінках розвитку світового ринку DRI. На їхню думку, баланс попиту і пропозиції на цьому ринку не буде досягнутий, принаймні, протягом найближчих 3-4 років. За прогнозами фахівців, виробництво DRI до 2012 р досягне 111 млн т (при середньорічному зростанні 12%), тоді як попит на нього в 2011 р складе 130 млн т.
Доказом цих очікувань є численні плани виробників DRI по створенню нових потужностей (табл. 2).

Крім зазначених компаній, нову модель бізнесу на ринку DRI планує впровадити японська компанія Kobelco. Ця компанія має намір виробляти 80% -е залізо прямого відновлення за технологією Fastmet (використовує дешеву рудню дрібниця і звичайний вугілля) в «сировинних» країнах і імпортувати його в вигляді HBI в Японію для скорочення витрат на чавун, кокс і ЗРС, а також знизити викиди вуглекислого газу в атмосферу.
Думка ряду аналітиків, що на ринку прямого відновлення заліза хороші перспективи є у найпотужнішою металургії Китаю, ми не цілком поділяємо. Умови країни вельми несприятливі для випуску DRI, тому зараз вона імпортує до 500 тис. Т цієї сировини в рік.
Інша справа - російська ситуація. Після введення в 2007 р на Лебединському ГЗК нового заводу за технологією Midrex (потужністю 1,4 млн т на рік, збільшивши загальну продуктивність HBI до 2,3 млн т), компанія «Газметалл» ( «Металоінвест») Алішера Усманова планує запустити ще дві установки на Михайлівському ГЗК. В результаті до 2011 р «Газметалл» зможе виробляти більше 6 млн т високоякісного HBI і стати найбільшим в світі виробником цієї продукції.
Крім «Газматаллу», будувати нові заводи з випуску прямовосстановленного заліза (на вугільних технологіях) в Росії планують:
• «Амурметалл» (Амурська область і ЄАО, Росія) на базі Гарінського ГМК з використанням Кімкано-Сутарского залізорудного родовища;
• Сибірська металургійна компанія (Іркутська область, Росія) із застосуванням бурого вугілля, до кінця 2008 р на підприємстві буде працювати три лінії DRI загальною продуктивністю 450 тис. Т.
Крім того, Hares Engineering, яка володіє ліцензією на технологію ITmk3, веде переговори або розробляє проекти з будівництва таких заводів з російськими компаніями, такими як «Аріком», «Єврохім» (для Ковдорского ГЗК), ОМК, а також з української «Метінвест» ( для Північного ГЗК або ІнГЗК) і казахськими металургами. За даними Hares Engineering, впровадження технології ITmk3 при витратах в $ 150-160 млн дозволить замовнику окупити свої витрати за 1,5 року, використовуючи в цьому виробництві низькоякісні руди і енергетичне вугілля без витрат газу. Однак процес ITmk3 перевірений тільки на експериментальній пілотній установці, а запуск перших в світі заводів за цією технологією очікується в США та Індії в 2009 р
Так що в розвитку тих і інших варіантів технологій виробництва заліза прямого відновлення в Росії сумніватися не доводиться.
Висновки
Метод прямого відновлення заліза знаходить все більшу кількість прихильників по всьому світу. Цей процес дозволяє уникнути «дорогий» доменний переділ, тим самим знизивши сировинні та енергетичні витрати на тлі зростання світових цін на кокс, металобрухт і залізну руду, а також скорочення поставок сировини необхідної якості.
Тривають технологічні пошуки різних варіацій методу, що використовують менш якісну руду і різні типи вугілля. Однак екологія процесу і якість металу при цьому швидко відкочуються вниз. Відновлення руди природним газом залишається поза конкуренцією. Більш того, воно створює найбільш чиста сировина, далі - найбільш якісний метал, затребуваний самими високотехнологічними галузями машинобудування. Попит на подібну продукцію залишається високому, оскільки масова китайська сталь або «західний» метал з багатооборотна брухту такими якостями не володіють.
У ряді країн, зокрема в Росії, є особливо сприятливі умови для розвитку виробництва DRI. Залишається тільки побажати їй реалізувати цей потенціал ....


результати голосування тут

Що ж заважає більш стрімкого розвитку ринку заліза прямого відновлення (ПВЖ) в світі?
Які перспективи його розвитку?
Чи збережеться ця тенденція?