Abstrakcyjny:autor analizuje sytuację w zakresie produkcji i konsumpcji koksu igłowego w naszym kraju, perspektywy jego zastosowania w przemyśle materiałów na elektrody grafitowe i elektrody ujemne, aby zbadać wyzwania związane z rozwojem koksu igłowego, w tym niedobory surowców, jakość nie jest wysoki, długi cykl i ocena aplikacji w przypadku nadwyżki mocy produkcyjnych, zwiększenie badań segmentacji produktów, zastosowań, miar wydajności, takich jak badania stowarzyszeń w celu rozwoju rynku wysokiej klasy.
Według różnych źródeł surowców, koks igłowy można podzielić na koks igłowy olejowy i koks igłowy węglowy. Koks igłowy olejowy wytwarzany jest głównie z zawiesiny FCC poprzez rafinację, hydroodsiarczanie, opóźnione koksowanie i kalcynację. Proces jest stosunkowo złożony i ma wysoki poziom techniczny. Koks igłowy charakteryzuje się wysoką zawartością węgla, niską zawartością siarki, niską zawartością azotu, niską zawartością popiołu itd., a po grafityzacji ma doskonałe właściwości elektrochemiczne i mechaniczne. Jest to rodzaj anizotropowego, wysokiej klasy materiału węglowego z łatwą grafityzacją.
Koks igłowy jest używany głównie do produkcji elektrod grafitowych o ultrawysokiej mocy oraz materiałów katodowych do akumulatorów litowo-jonowych, jako cele strategiczne „szczytu węgla”, „neutralności pod względem emisji dwutlenku węgla”, kraje w dalszym ciągu promują transformację przemysłu żelaza i stali oraz przemysłu samochodowego oraz modernizację struktury przemysłowej dostosowanie i promowanie stosowania energooszczędnych, niskoemisyjnych i ekologicznych technologii ochrony środowiska, w celu promowania produkcji stali w elektrycznym piecu łukowym i szybkiego rozwoju nowych pojazdów energetycznych. Zapotrzebowanie na surowy koks igłowy również szybko rośnie. W przyszłości przemysł dalszego przetwarzania koksu igłowego będzie nadal dobrze prosperujący. W tym temacie analizowany jest stan zastosowania i perspektywy koksu igłowego w materiale elektrody i anody grafitowej oraz przedstawiono wyzwania i środki zaradcze dla zdrowego rozwoju przemysłu koksu igłowego.
1. Analiza produkcji i kierunku przepływu koksu igłowego
1.1 Produkcja koksu igłowego
Produkcja koksu igłowego koncentruje się głównie w kilku krajach, takich jak Chiny, Stany Zjednoczone, Wielka Brytania, Korea Południowa i Japonia. W 2011 roku światowa zdolność produkcyjna koksu igłowanego wynosiła około 1200 kt/rok, z czego w Chinach moc produkcyjna wynosiła 250 kt/rok, a chińskich producentów koksu igłowanego było tylko czterech. Według statystyk Sinfern Information do roku 2021 światowe moce produkcyjne koksu igłowego wzrosną do około 3250 kt/r, a moce produkcyjne koksu igłowego w Chinach wzrosną do około 2240 kt/rok, co będzie stanowić 68,9% światowego moce produkcyjne, a liczba chińskich producentów koksu igłowego wzrośnie do 21.
Tabela 1 przedstawia moce produkcyjne 10 największych producentów koksu igłowego na świecie, o łącznej mocy produkcyjnej 2130 tys. ton/rok, co stanowi 65,5% światowych mocy produkcyjnych. Z punktu widzenia globalnej zdolności produkcyjnej przedsiębiorstw koksu igłowego, producenci koksu igłowego serii olejowej mają na ogół stosunkowo dużą skalę, średnia zdolność produkcyjna pojedynczego zakładu wynosi 100 ~ 200 kt/rok, zdolność produkcyjna koksu igłowego serii węglowej wynosi tylko około 50 kT / A.
W ciągu najbliższych kilku lat światowe moce produkcyjne koksu igłowego będą nadal rosły, ale głównie z Chin. Planowana i znajdująca się w budowie zdolność produkcyjna koksu igłowego w Chinach wynosi około 430 tys. ton rocznie, a sytuacja związana z nadwyżką mocy produkcyjnych jeszcze bardziej się pogarsza. Poza Chinami moce produkcyjne koksu igłowego są zasadniczo stabilne, a rosyjska rafineria OMSK planuje budowę instalacji koksu igłowego o wydajności 38 tys. ton na rok 2021.
Rysunek 1 przedstawia produkcję koksu igłowego w Chinach w ciągu ostatnich 5 lat. Jak widać na rysunku 1, produkcja koksu igłowego w Chinach osiągnęła gwałtowny wzrost, a łączna roczna stopa wzrostu wynosząca 45% w ciągu 5 lat. W 2020 roku łączna produkcja koksu igłowego w Chinach wyniosła 517 tys. ton, w tym serii węglowej 176 tys. ton, a serii olejowej 341 tys. ton.
1.2 Import koksu igłowego
Rysunek 2 przedstawia sytuację importu koksu igłowanego w Chinach w ciągu ostatnich 5 lat. Jak widać na rys. 2, przed wybuchem epidemii Covid-19 wolumen importu koksu igłowego w Chinach znacząco wzrósł, osiągając w 2019 r. rekordowy poziom 270 tys. ton. W 2020 r., ze względu na wysoką cenę importowanego koksu igłowanego, zmniejszoną konkurencyjność, duże zapasy portowe, a także nałożone na siebie ciągłe wybuchy epidemii w Europie i Stanach Zjednoczonych, wolumen importu koksu igłowego do Chin w 2020 r. wyniósł zaledwie 132 tys. ton, co oznacza spadek o 51% rok po roku. Według statystyk, w koksie igłowym importowanym w 2020 roku udział koksu igieł olejowych wyniósł 27,5 tys. ton, co oznacza spadek o 82,93% rok do roku; Węgiel koks igłowy 104,1 tys. ton, o 18,26% więcej niż w roku ubiegłym, głównym powodem jest mniejszy wpływ epidemii na transport morski Japonii i Korei Południowej, po drugie, ceny niektórych produktów z Japonii i Korei Południowej są niższe podobnych produktów w Chinach, a wielkość zamówień na rynku niższego szczebla jest duża.
1.3 Kierunek stosowania koksu igłowego
Koks igłowy jest rodzajem wysokiej jakości materiału węglowego, który jest używany głównie jako surowiec do produkcji elektrod grafitowych o ultrawysokiej mocy i materiałów anodowych ze sztucznego grafitu. Najważniejszymi obszarami zastosowań terminali są produkcja stali w elektrycznych piecach łukowych i akumulatory zasilające do nowych pojazdów energetycznych.
FIGA. 3 przedstawia tendencję stosowania koksu igłowanego w Chinach w ciągu ostatnich 5 lat. Elektroda grafitowa jest największym obszarem zastosowania, a tempo wzrostu popytu osiąga stosunkowo płaski poziom, podczas gdy materiały elektrod ujemnych w dalszym ciągu szybko rosną. W 2020 roku całkowite zużycie koksu igłowego w Chinach (uwzględniając zużycie zapasów) wyniosło 740 tys. ton, z czego zużyto 340 tys. ton materiału ujemnego i 400 tys. tony elektrody grafitowej, co stanowi 45% zużycia materiału ujemnego.
2.1 Rozwój hutnictwa eAF
Przemysł żelaza i stali jest głównym producentem emisji dwutlenku węgla w Chinach. Istnieją dwie główne metody produkcji żelaza i stali: wielki piec i elektryczny piec łukowy. Wśród nich produkcja stali w elektrycznym piecu łukowym może zmniejszyć emisję dwutlenku węgla o 60% i umożliwia recykling zasobów złomu stalowego oraz zmniejszyć zależność od importu rudy żelaza. Przemysł żelaza i stali zaproponował, aby objąć wiodącą rolę w osiągnięciu celu, jakim jest „szczyt emisji dwutlenku węgla” i „neutralność pod względem emisji dwutlenku węgla” do 2025 r. Zgodnie z wytycznymi krajowej polityki dotyczącej przemysłu żelaza i stali, do zastąpienia będzie duża liczba hut stali stal konwertorowa i wielkopiecowa z elektrycznym piecem łukowym.
W 2020 r. produkcja stali surowej w Chinach wyniesie 1054,4 mln ton, z czego produkcja stali eAF wynosi około 96 mln ton, co stanowi zaledwie 9,1% całkowitej produkcji stali surowej w porównaniu z 18% średniej światowej, 67% w Stanach Zjednoczonych, 39 % Unii Europejskiej i 22% japońskiej stali EAF, istnieją ogromne możliwości postępu. Zgodnie z projektem „Wytycznych dotyczących promowania wysokiej jakości rozwoju przemysłu żelaza i stali” wydanym przez Ministerstwo Przemysłu i Technologii Informacyjnych z dnia 31 grudnia 2020 r. należy zwiększyć udział produkcji stali eAF w całkowitej produkcji stali surowej do 15 % ~ 20% do 2025 r. Wzrost produkcji stali eAF znacząco zwiększy zapotrzebowanie na elektrody grafitowe o ultrawysokiej mocy. Trend rozwojowy domowego elektrycznego pieca łukowego jest wysokiej klasy i na dużą skalę, co stwarza większe zapotrzebowanie na elektrodę grafitową o dużej specyfikacji i ultrawysokiej mocy.
2.2 Stan produkcji elektrody grafitowej
Elektroda grafitowa jest niezbędnym materiałem eksploatacyjnym do produkcji stali eAF. Rysunek 4 przedstawia moce produkcyjne i wydajność elektrody grafitowej w Chinach w ciągu ostatnich 5 lat. Zdolność produkcyjna elektrody grafitowej wzrosła z 1050 tys. ton/rok w 2016 r. do 2200 tys. ton/rok w 2020 r., przy skumulowanej rocznej stopie wzrostu wynoszącej 15,94%. Te pięć lat to okres szybkiego wzrostu mocy produkcyjnych elektrod grafitowych, a także bieżący cykl szybkiego rozwoju branży elektrod grafitowych. Przed 2017 rokiem przemysł elektrod grafitowych był tradycyjnym przemysłem produkcyjnym charakteryzującym się wysokim zużyciem energii i wysokim poziomem zanieczyszczeń, duże krajowe przedsiębiorstwa produkujące elektrody grafitowe ograniczały produkcję, małym i średnim przedsiębiorstwom produkującym elektrody grafitowe groziło zamknięcie, a nawet międzynarodowi giganci produkujący elektrody musieli zaprzestać produkcji, odsprzedać i wyjść. W 2017 r., pod wpływem krajowej polityki administracyjnej polegającej na obowiązkowej eliminacji „stalowej prętów podłogowych”, cena elektrody grafitowej w Chinach gwałtownie wzrosła. Pobudzony nadmiernymi zyskami rynek elektrod grafitowych zapoczątkował falę wznawiania i rozbudowy mocy produkcyjnych.
W 2019 roku produkcja elektrody grafitowej w Chinach osiągnęła nowy w ostatnich latach najwyższy poziom, osiągając 1189 tys. ton. W 2020 roku produkcja elektrody grafitowej spadła do 1020kT w związku ze spadkiem popytu wywołanym epidemią. Ogólnie rzecz biorąc, chiński przemysł elektrod grafitowych ma poważną nadwyżkę mocy produkcyjnych, a stopień wykorzystania spadł z 70% w 2017 r. do 46% w 2020 r., co stanowi nowy niski wskaźnik wykorzystania mocy produkcyjnych.
2.3 Analiza zapotrzebowania na koks igłowy w przemyśle elektrod grafitowych
Rozwój stali eAF będzie napędzał popyt na elektrodę grafitową o ultrawysokiej mocy. Szacuje się, że w 2025 roku zapotrzebowanie na elektrodę grafitową wyniesie około 1300 tys. ton, a na koks igłowy surowy około 450 tys. ton. Ponieważ w produkcji elektrod i złączek grafitowych o dużych rozmiarach i bardzo dużej mocy, koks igłowy na bazie oleju jest lepszy niż koks igłowy na bazie węgla, udział elektrody grafitowej w zapotrzebowaniu na koks igłowy na bazie oleju będzie jeszcze większy, zajmując przestrzeń rynkową koksu igłowego na bazie węgla.
Czas publikacji: 23 marca 2022 r