Trừu tượng:tác giả phân tích tình hình sản xuất và tiêu thụ cốc kim ở nước ta, triển vọng ứng dụng trong ngành vật liệu điện cực graphit và điện cực âm, nghiên cứu thách thức phát triển cốc kim dầu, bao gồm nguồn nguyên liệu thiếu hụt, chất lượng không cao, chu kỳ dài và đánh giá quá công suất ứng dụng, tăng cường nghiên cứu phân khúc sản phẩm, ứng dụng, các biện pháp hiệu suất, chẳng hạn như nghiên cứu hiệp hội để phát triển thị trường cao cấp.
Theo các nguồn nguyên liệu khác nhau, than cốc có thể được chia thành cốc kim dầu và cốc kim than.Than kim dầu chủ yếu được sản xuất từ bùn FCC thông qua quá trình tinh luyện, hydro hóa lưu huỳnh hóa, luyện cốc và nung chậm.Quá trình này tương đối phức tạp và có hàm lượng kỹ thuật cao.Than kim có các đặc tính của cacbon cao, lưu huỳnh thấp, nitơ thấp, tro thấp, v.v., và có các tính chất cơ và điện hóa nổi bật sau khi graphit hóa.Nó là một loại vật liệu cacbon cao cấp dị hướng, dễ bị graphit hóa.
Kim coke chủ yếu được sử dụng cho điện cực graphite công suất cực cao và vật liệu làm cực âm cho pin lithium ion, vì mục tiêu chiến lược “đỉnh carbon”, “carbon trung tính”, các quốc gia tiếp tục thúc đẩy chuyển đổi ngành công nghiệp ô tô và gang thép và nâng cấp cơ cấu công nghiệp điều chỉnh và thúc đẩy áp dụng công nghệ xanh tiết kiệm năng lượng các-bon thấp và bảo vệ môi trường, để thúc đẩy quá trình luyện thép bằng lò điện hồ quang và sự phát triển nhanh chóng của các phương tiện năng lượng mới, nhu cầu về than cốc thô cũng đang tăng nhanh.Trong tương lai, ngành công nghiệp luyện kim hạ nguồn vẫn sẽ rất thịnh vượng.Chủ đề này phân tích tình trạng ứng dụng và triển vọng của cốc kim trong vật liệu điện cực than chì và cực dương, đồng thời đưa ra những thách thức và biện pháp đối phó cho sự phát triển lành mạnh của ngành luyện kim.
1. Phân tích sản xuất và hướng dòng chảy của than cốc kim
1.1 Sản xuất than kim
Việc sản xuất than cốc chủ yếu tập trung ở một số quốc gia như Trung Quốc, Hoa Kỳ, Vương quốc Anh, Hàn Quốc và Nhật Bản.Năm 2011, năng lực sản xuất cốc kim trên toàn cầu là khoảng 1200 nghìn tấn / a, trong đó năng lực sản xuất của Trung Quốc là 250 nghìn tấn / a, và chỉ có 4 nhà sản xuất cốc kim của Trung Quốc.Đến năm 2021, theo số liệu thống kê của Sinfern Information, năng lực sản xuất than cốc toàn cầu sẽ tăng lên khoảng 3250 nghìn tấn / a, và năng lực sản xuất cốc kim tại Trung Quốc sẽ tăng lên khoảng 2240 nghìn tấn / a, chiếm 68,9% toàn cầu. năng lực sản xuất, và số lượng nhà sản xuất than cốc của Trung Quốc sẽ tăng lên 21.
Bảng 1 cho thấy năng lực sản xuất của 10 nhà sản xuất than cốc hàng đầu trên thế giới, với tổng công suất sản xuất là 2130kt / a, chiếm 65,5% năng lực sản xuất toàn cầu.Nhìn từ khía cạnh năng lực sản xuất toàn cầu của các doanh nghiệp luyện kim, các nhà sản xuất cốc kim dòng dầu nhìn chung có quy mô tương đối lớn, công suất sản xuất trung bình của một nhà máy là 100 ~ 200kt / a, công suất sản xuất cốc kim dòng than chỉ khoảng 50kT / một.
Trong vài năm tới, năng lực sản xuất than cốc kim loại trên toàn cầu sẽ tiếp tục tăng, nhưng chủ yếu là từ Trung Quốc.Năng lực sản xuất than cốc theo kế hoạch và đang được xây dựng của Trung Quốc vào khoảng 430kT / a, và tình trạng dư thừa công suất ngày càng trầm trọng hơn.Bên ngoài Trung Quốc, công suất luyện kim về cơ bản là ổn định, với việc nhà máy lọc dầu OMSK của Nga có kế hoạch xây dựng một đơn vị luyện kim 38kt / một kim vào năm 2021.
Hình 1 cho thấy sản lượng luyện kim ở Trung Quốc trong 5 năm gần đây.Như có thể thấy từ Hình 1, sản xuất than cốc ở Trung Quốc đã đạt được mức tăng trưởng bùng nổ, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm là 45% trong 5 năm.Năm 2020, tổng sản lượng luyện kim của Trung Quốc đạt 517kT, bao gồm 176kT dòng than và 341kT dòng dầu.
1.2 Nhập khẩu than cốc
Hình 2 cho thấy tình hình nhập khẩu than cốc của Trung Quốc trong 5 năm gần đây.Như hình 2 có thể thấy, trước khi bùng phát COVID-19, khối lượng nhập khẩu than cốc của Trung Quốc đã tăng đáng kể, đạt 270 nghìnT vào năm 2019, mức cao kỷ lục.Năm 2020, do giá than kim nhập khẩu tăng cao, sức cạnh tranh giảm, tồn kho ở cảng lớn, cộng với việc dịch bệnh bùng phát liên tục ở châu Âu và Hoa Kỳ, sản lượng nhập khẩu than kim của Trung Quốc năm 2020 chỉ còn 132 nghìn tấn, giảm 51%. năm này qua năm khác.Theo số liệu thống kê, trong lượng than kim được nhập khẩu năm 2020, than kim loại dầu là 27,5 kT, giảm 82,93% so với cùng kỳ;Than cốc đo kim 104,1 kt, tăng 18,26% so với năm ngoái, nguyên nhân chính là do vận tải biển của Nhật Bản và Hàn Quốc ít bị ảnh hưởng bởi dịch bệnh, thứ hai là giá một số sản phẩm từ Nhật Bản và Hàn Quốc thấp hơn. của các sản phẩm tương tự ở Trung Quốc, và khối lượng đặt hàng hạ nguồn là lớn.
1.3 Hướng ứng dụng của cốc kim
Kim cốc là một loại vật liệu cacbon cao cấp, chủ yếu được sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất điện cực graphit công suất cực cao và vật liệu cực dương graphit nhân tạo.Các lĩnh vực ứng dụng thiết bị đầu cuối quan trọng nhất là sản xuất thép bằng lò điện hồ quang và pin điện cho các phương tiện năng lượng mới.
QUẢ SUNG.3 cho thấy xu hướng ứng dụng than cốc ở Trung Quốc trong 5 năm gần đây.Điện cực graphit là lĩnh vực ứng dụng lớn nhất, và tốc độ tăng trưởng của nhu cầu bước vào giai đoạn tương đối bằng phẳng, trong khi vật liệu điện cực âm tiếp tục phát triển nhanh chóng.Năm 2020, tổng lượng tiêu thụ than cốc ở Trung Quốc (bao gồm cả tiêu thụ hàng tồn kho) là 740 nghìnT, trong đó 340 nghìn tấn vật liệu âm và 400 nghìn tấn điện cực graphite đã được tiêu thụ, chiếm 45% mức tiêu thụ vật liệu tiêu âm.
2.1 Phát triển sản xuất thép eAF
Ngành công nghiệp sắt thép là ngành sản xuất khí thải carbon lớn ở Trung Quốc.Có hai phương pháp sản xuất gang thép chính là lò cao và lò điện hồ quang.Trong số đó, luyện thép bằng lò điện hồ quang có thể giảm 60% lượng khí thải carbon, đồng thời có thể tái chế nguồn thép phế liệu và giảm sự phụ thuộc vào nhập khẩu quặng sắt.Ngành công nghiệp gang thép đề xuất đi đầu trong việc đạt được mục tiêu “đỉnh carbon” và “trung tính carbon” vào năm 2025. Theo hướng dẫn của chính sách quốc gia ngành gang thép, sẽ có một số lượng lớn các nhà máy thép để thay thế bộ biến đổi và thép lò cao với lò điện hồ quang.
Năm 2020, sản lượng thép thô của Trung Quốc là 1054,4 triệu tấn, trong đó sản lượng thép eAF khoảng 96 triệu tấn, chỉ chiếm 9,1% tổng lượng thép thô, so với mức trung bình 18% của thế giới, 67% của Hoa Kỳ, 39 % của Liên minh châu Âu và 22% thép EAF của Nhật Bản, vẫn còn rất nhiều khả năng để phát triển.Theo dự thảo “Hướng dẫn thúc đẩy phát triển ngành công nghiệp gang thép chất lượng cao” do Bộ Công nghiệp và Công nghệ thông tin ban hành vào ngày 31 tháng 12 năm 2020, tỷ trọng sản lượng thép eAF trong tổng sản lượng thép thô nên tăng lên 15 % ~ 20% vào năm 2025. Việc tăng sản lượng thép eAF sẽ làm tăng đáng kể nhu cầu về điện cực graphite công suất cực cao.Xu hướng phát triển của lò điện hồ quang trong nước là cao cấp và quy mô lớn, điều này đặt ra nhu cầu lớn hơn về các thông số kỹ thuật lớn và điện cực graphite công suất cực cao.
2.2 Tình trạng sản xuất điện cực graphit
Điện cực graphit là vật tư tiêu hao cần thiết cho quá trình sản xuất thép eAF.Hình 4 cho thấy năng lực sản xuất và sản lượng điện cực than chì ở Trung Quốc trong 5 năm gần đây.Năng lực sản xuất điện cực graphit đã tăng từ 1050kT / a vào năm 2016 lên 2200kt / a vào năm 2020, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm là 15,94%.Năm năm này là thời kỳ tăng trưởng nhanh về năng lực sản xuất điện cực than chì, và cũng là chu kỳ phát triển nhanh chóng của ngành sản xuất điện cực than chì.Trước năm 2017, ngành sản xuất điện cực graphit là ngành sản xuất truyền thống tiêu thụ nhiều năng lượng và ô nhiễm cao, các doanh nghiệp sản xuất điện cực graphit lớn trong nước giảm sản lượng, các doanh nghiệp điện cực graphit quy mô vừa và nhỏ phải đóng cửa, thậm chí các ông lớn ngành điện cực quốc tế cũng phải ngừng sản xuất, bán lại và thoát ra.Năm 2017, do ảnh hưởng và thúc đẩy bởi chính sách hành chính quốc gia về việc loại bỏ bắt buộc “thép thanh sàn”, giá điện cực than chì ở Trung Quốc đã tăng mạnh.Được kích thích bởi lợi nhuận vượt quá, thị trường điện cực than chì mở ra một làn sóng phục hồi và mở rộng công suất.
Năm 2019, sản lượng điện cực than chì ở Trung Quốc đạt mức cao mới trong những năm gần đây, đạt 1189kT.Năm 2020, sản lượng điện cực than chì giảm xuống còn 1020kT do nhu cầu suy yếu do dịch bệnh.Nhưng nhìn chung, ngành công nghiệp điện cực graphite của Trung Quốc đang có tình trạng thừa công suất nghiêm trọng và tỷ lệ sử dụng giảm từ 70% năm 2017 xuống 46% vào năm 2020, một tỷ lệ sử dụng công suất thấp mới.
2.3 Phân tích nhu cầu luyện kim trong ngành công nghiệp điện cực graphit
Sự phát triển của thép eAF sẽ thúc đẩy nhu cầu về điện cực graphite công suất cực cao.Người ta ước tính rằng nhu cầu về điện cực graphit sẽ vào khoảng 1300kt vào năm 2025 và nhu cầu về than cốc thô vào khoảng 450kT.Bởi vì trong quá trình sản xuất điện cực than chì có kích thước lớn và công suất cực cao và mối nối, cốc kim chạy dầu tốt hơn cốc kim chạy bằng than, tỷ lệ nhu cầu của điện cực graphit đối với cốc kim chạy dầu sẽ tăng hơn nữa, chiếm tỷ trọng không gian thị trường than kim cốc.
Thời gian đăng: 23-03-2022