浅谈中国的工业硅产业升级

浅谈中国的工业硅产业升级
摘要：简要介绍了中国工业硅产业现状和升级的必要性;论述了通过推进产业结构调整，重视工业硅生产节能，搞好烟气治理，加大科技投入，搞好技术进步和科技创新，适当采用较大容量工业硅炉，发展循环经济用好废渣废料等加快产业升级的具体途径。
中国的工业硅生产，从无到有，经过50多年的发展，现在已成为产能、产量和出口量均居世界首位的工业硅生产大国。但多年来中国工业硅生产和出口基本是处于盲目发展和无序竞争状态，企业生产和产品出口的效益欠佳，这种状态必须在国家不断加强和改善宏观调控下，经过各方面的努力和产业升级迅速得到改变。下面概要谈几点这方面的个人想法和意见，借大家参考。
1. 中国的工业硅产业现状和升级的必要性
中国的工业硅生产始于1957年，至今已50余年。从上世纪50年代末到70年代末，我国的工业硅生产是国内自产自用，达到了自给自足。我国的工业硅从1980年开始出口，之后随着出口量的迅速增加，全国的工业硅生产迅猛发展。到80年代末，我国工业硅年出口量达到10万t以上，90年代末达到20万t以上，2007年出口量增加到近70万t。现在我国工业硅的产能产量和出口量已均居世界首位。
我国工业硅的年产量已达到约120万t。工业硅出口的国家和地区数近60个，年出口量已相当于西方发达国家总消费量的一半以上。中国的工业硅生产和出口，对世界硅业和相关产业发展都有着举足轻重的影响。
我国是世界工业硅生产大国和出口大国，这一点毋庸置疑。但并不是工业硅出口强国。多年来，工业硅生产和出口的效益一直欠佳。上世纪90年初以来，我国出口工业硅的价格一直严重偏低，经常是比国际市场正常价低20～30%，严重者竞低到50%。2007年下半年以来，特别是2008年初以来，我国工业硅出口价格有相当幅度的提高。2007年我国工业硅出口全年的平均离岸价是1381美元/t，今年1～5月的平均离岸价已上涨到2001美元/t。但与此同时，国际市场工业硅价格也在迅速上涨，同期美国和欧盟的工业硅现货价也从2200美元/t左右上涨到3500美元/t左右。
我国工业硅出口长期价格偏低的原因，除美国、欧盟等长期对我国工业硅出口实行反倾销之外，也与我国工业硅项目的盲目扩张，低水平重复建设和互相降价的无序竞争有关。2004年以来，国家出台了一系列宏观调控政策，对包括工业硅在内的高耗能、高污染的资源性产品行业，不断加强和改善了宏观调控。在国家不断加强宏观调控力度下，应该说工业硅项目低水平重复建设的势头，已受到一定遏制，落后生产能力开始被淘汰，节能环保意识有所增强。但不能不看到在取得这些初步成效的同时，长期盲目扩张积累的问题，仍很突出，整个硅业要真正遏制盲目扩张的势头，消除无序竞争，还有很多工作要做。
进入2008年以来，国家从1月1日起对出口工业硅开征10%的出口关税，从7月1日起，对全国销售电价平均每千瓦时提高2.5分钱。这些宏观调控政策措施，都直接对我国硅业发展产生重要影响。今年2月份以来，我国湖南、贵州、广东、江西等省区和四川、陕西、甘肃、云南等省区相继遭受历史罕见的低温、雨雪、冰冻灾害和特大地震灾害。这些灾害不仅使国家和人民的生命财产遭受严重损失，也使这些地区相当数量的工业硅企业遭受不同程度的破坏，生产和贸易受到不利影响。国家不断加大的宏观调控力度和相继遭受的自然灾害，对我国工业硅产业发展，既是严重挑战，也是良好的发展机遇。
长期的低水平重复建设和无序竞争，不仅造成出口效益不佳，也造成企业经营和设备装置落后，技术管理水平难于提高。为了使我国硅业摆脱目前的困境，使我国硅业成为参与国际竞争的优势产业，成为保证国民经济和高科技快速发展的稳固的基础产业，我们必须在国家不断加强和改善宏观调控下，重视和加快落实各项产业升级的具体措施和步骤，搞好工业硅的产业升级。
2. 产业升级的途径
2.1  推进工业硅产业结构调整
在国家宏观调控不断加强的情况下，在受灾企业重建中，各企业的情况不同，效益会有升有降，这正是产业结构调整的有利时机。硅行业的各企业会逐渐认识到加快产业结构调整的必要性，增强自觉性，会加快淘汰落后生产能力，加快淘汰小容量工业硅炉的速度。会逐渐实现产业结构由高消耗向高效率，由粗加工向精加工的转变。在产业结构调整中，也应加快推进企业重组，企业联合的步伐，以便形成若干企业集团。有实力的企业集团可以资产、资源、品牌等为纽带，实现跨地区跨行业的重组，促进产业的集约化、大型化。在产业结构调整的同时，还应推进中小企业与大企业形成分工合作关系，推进生产要素的合理流动和配置。只有逐渐把企业做大做强，才能提高我国硅业的竞争力，才能更好地集中力量搞好对国外反倾销的应对应诉，解决国际市场上对我国工业硅出口的价格歧视。
2.2  重视工业硅的生产节能
节能减排已逐渐成为宏观调控的重要手段。大力推进节能和降耗，提高能量利用效率，这应该是工业硅产业提升中的一项长期的战略任务，需要摆在十分重要的位置。工业硅生产的能耗有多个方面，但主要表现在电耗方面，特别是冶炼工艺过程的电耗。
通常情况下，熔炼每吨工业硅一般要耗电12000～14000 kwh，所需电耗的费用往往要占到整个成本的40%或更多。努力降低生产中，特别是熔炼过程中的电耗，是必须首先引起重视的方面。在工业硅生产中，在有了适合的生产工艺和设备，有了符合要求的原材料之后，就应该十分重视保持熔炼中的碳平衡问题。使进入反应区的炉料中C和SiO2的分子比等于2，这样才能在熔炼过程中不出现过剩的SiC的SiO2，达到高产低耗。在实际生产中，要使进入反应区的炉料中C与SiO2的分子比经常等于2，是相当困难的，单靠准确的计算炉料，认真的配料和混料，认真的加料和捣炉是很不够的，还必须提高炉前操作者的技术操作水平，使炉长班组长和实际操作者能通过自身良好的技术素质和操作经验及时发现和准确判断熔炼过程中出现的碳量过剩或不足，并慎重地及时加以调整。
要在工业硅熔炼中降低电耗，还要注意解决好排出CO和捕收SiO，捣炉和减少散热等一些矛盾。工业硅熔炼时，在SiO2还原过程中产生大量CO。这些CO气体只有迅速离开反应区，SiO2的还原才能进行。但在熔炼过程中，同时还生成大量SiO气态产物。与CO气体混在一起的SiO，如随CO气体同时迅速排出炉面，将造成硅和热能的大量损失，导致硅的产量降低，能耗增大。所以对工业硅熔炼而言，既要迅速排出CO，又要阻止SiO的散失，这是实际操作中必须解决好的一对矛盾。在工业硅熔炼中，还需通过捣炉，强制炉料下沉。实行捣炉，就要挑开料面，破坏闭弧状态，造成大量热能扩散和辐射到周围空间，使能量损失，又危害环境。捣炉是工业硅熔炼必不可少的炉前作业，又是增大能量损失和SiO逸散，降低产品产量，增大能耗的一项有害作业。我们必须认清此项作业正反两方面的作用，做到既要适时恰当地捣炉，又要减少散热。
2.3  搞好烟气净化和粉尘的回收利用
在工业硅熔炼过程中，反应区生成大量SiO气态产物，其中的一部分要从料面逸出，并与空气中的氧反应，迅速生成粒径小于1 μm的SiO2微粒，随炉气排出炉外。这种SiO2微粒颗粒细（最小者0.01 μm）。密度小，粘结性强，附着力大，不易沉降，容易污染环境，损害人的健康。从保护环境和履行社会责任看，工业硅企业必须对电炉烟气进行治理，减少，乃至消除烟尘的排放。
工业硅炉烟气粉尘，与其他污染物相比，还有另一突出特点：
因为这种粉尘粒度细，纯度较高（一般SiO2含量90～94%，高者达到98%），这决定了它在建材、化工等诸多领域有重要的应用价值，而且已在工业和工程中得到实际应用。从工业硅炉烟气中回收的SiO2粉尘量，视炉况而定，一般生产每吨硅可回收SiO2微粉0.3～0.5 t。以前这种回收物是作为废物弃掉，现在已成为建筑、化工等多方面很有价值的新材料。
现在关于工业硅炉烟气治理和粉尘回收的技术已很成熟，干法袋式除尘技术，已在生产中得到广泛的实际应用。各工业硅企业无论从贯彻节能减排方针，保护环境，履行社会责任来看，还是从自身发展，增加企业效益，搞好废物回收利用和新产品开发来看，都应该十分重视烟气治理和粉尘的回收工作。
工业硅企业在减排方面，除了要集中力量搞好工业硅炉的烟气治理和粉尘的回收之外，还应关注到在硅石、木炭、石油焦等原料和产品硅的破碎、筛分、输送过程中产生的粉尘，做好这方面粉尘的净化回收工作。
2.4  加大科技投入，推进技术进步和科技创新
工业硅根据用途主要分为冶金用硅和化学用硅两大类。冶金用硅主要用于生产铝硅合金等冶金领域。化学用硅则用于生产有机硅，半导体材料和太阳能级硅等方面。从世界范围看，冶金用硅和化学用硅基本各占一半。但从上世纪90年代后期以来，欧盟和美国的化学用硅已超过冶金用硅量，而且这种趋势仍在继续发展，即化学用硅量占的比例越来越大。这就是说，经济的发展和科技的不断进步对工业硅的种类和产品质量的要求越来越多，越来越高。随之要求工业硅生产对原料的精选，工艺条件的改进，精炼方法的创新等都必须注入新的技术。科学技术在产品中的含量，只有不断增加，才能适应新的发展需要。上世纪90年代中期之前，我国的工业硅产品，主要是553.441级硅，大部分作为冶金用硅出口和使用。上世纪末以来，我国各工业硅企业和相关单位，在原料精选，工艺设备改进和精炼方法创新等方面，逐步加大科技投入，现在已能根据多方面用户要求，生产出2202、1101等多种级别的产品，某些企业还能生产出含P量含B量很低的硅，满足电子行业需要的电子级硅以及含硅量99.99%或99.99%以上的太阳能级硅等。在提高产品质量扩大产品品种方面，我国通过加大科技投入和科技创新已获得良好效果。今后要继续提高产品质量扩大产品品种，要搞好节能减排，扩大优质矿物和还原剂来源，降低产品成本，提高工业硅产业国际竞争力等，都必须重视和加大科技投入，搞好技术进步和科技创新。
2.5  适当采用较大容量工业硅炉
在不断加强宏观调控中，对一些经过兼并重组的企业或企业集团或其他具备能源和原材料供应条件的地区，如果确有扩产需要，研究开发和适当建设若干台20000～30000 kVA或更大一些容量的工业硅炉是需要的。这对采用某些先进技术，对烟气治理，烟尘和能量的回收利用，对节约投资和减少占地面积，对整个硅业的长远发展都是有益的。但对已经投产和正常运行中的6300 kVA级和10000 kVA左右容量的中小型工业硅炉，除那些在近几年盲目扩张中设计不规范，粗制滥造，生产指标很差的中小型炉必须淘汰之外，而对那些精心设计或投产后经过认真研究改进，已取得好的电单耗等技术经济指标的中小型工业硅炉，只要具备生产需要和条件，应该继续生产，不必作为落后生产能力加以淘汰。
从宏观调控和管理方面看，鼓励和支持大容量工业硅炉的开发建设是必要的，但不断追求炉容量的大型化和不分好坏同时淘汰中小型工业硅炉是不可取的。把节能减排各项指标的好坏作为炉子取舍的标准比单纯从炉容量大小上进行取舍要好得多。
我国幅员广大，各地的原材料和能源等的质和量都存在差异，而中小型炉与大容量炉相比更具灵活性，更便于停、开炉和利用某些分散的剩余电力和季节性水电。另外，从工业硅应用的多样性来看，用于生产多晶硅和单晶硅等高科技领域所需的工业硅，实际消费量并不大，但对原材料质量的要求却比较高，生产这方面需要的工业硅，也要求用生产冶金用硅同样的大容量工业硅炉来生产，实际上也会遇到困难。所以，一般要求采用大容量工业硅是对的，但不管生产哪一种工业硅，都认为和生产硅铁一样，都必须采用多大容量的工业硅是欠妥的。
2.6  发展循环经济，搞好废渣废料等的回收利用
发展循环经济，加强资源节约，提高资源的利用效率，才能不断增强工业硅产业的持续发展能力。工业硅生产中的冷却用水，硅块破碎中不能满足成品粒度要求的碎硅，硅石、还原剂破碎、筛分后不符合粒度要求的碎料等，都应该直接或经过一定的处理后，返回到生产流程中使用。有的工业硅企业已经把经过水洗后的碎木炭末与石油焦碎煤等一起以水玻璃为粘结剂制团，经烘干后作为还原剂使用。工业硅炉大修时从炉膛内清出的碳化硅等物料，有的可直接返回炉内应用，有的可销售到钢铁方面应用。
硅石破碎后不符合粒度要求的碎料，有些因杂质含量高或影响炉料的透气性，因而不适于在工业硅熔炼中应用，但可以销售或应用到一些新的“沙产业”。这些硅石碎料有的可以和石英砂一样，应用在汽车机型、缸体、缸盖等的铸造中，还可以用于制作具有强度高，透水性好的透水砖，应用于铺设花坛，停车场，运动场乃至马路等场所的地面等。
在工业硅熔炼过程中，在反应区会生成大量SiO气态产物，其中的一小部分，会从料面逸出，并与空气中的氧反应，生成SiO2微粉，在净化系统要回收这些SiO2微粉。上面已经讲过这些微粉可作为产品应用。在反应区同时还生成大量CO气体，要从料面迅速排出。在从料面冒出的原始炉气中，CO的含量通常可达到60～75%，同时还含有5～10%的H2气，（H2是经CO+H2O→CO2+H2反应生成）。在工业硅炉密闭状态很好的情况下，原始炉气没被外部大量空气混合时，回收这种含有CO和H2的原始炉气，可用于化学工业，进行各类有机合成，如生产石蜡、烯、甲木醇、乙二醇等。一般情况下，回收的气体还可随时根据用户需要用作燃料。
在一般工业硅炉密闭状态不是很好的情况下，从料面逸出的CO、H2等气体以及炉料中还原剂的挥发份，炉料中的过剩碳量等都会在料面与空气中的氧反应燃烧，之后放出大量能量，怎样回收和利用这些能量，这是工业硅生产节能工作中一项蕴藏极大潜力的方面。这些能量回收后，可用于发电和很多其他需要热能的地方。这些能量回收得好，可相当于炼硅输入电能的约25%。
3. 结语
我国作为世界工业硅生产和出口大国，多年来的生产和出口效益欠佳，为了改变这种落后状况，我们必须在国家不断加强和改善宏观调控下，加速工业硅产业升级的步伐，按照科学发展观的要求，搞好节能减排和资源节约，加大科技投入，加快整个产业经济增长方式从数量型向效益型的转变，走出一条科技含量高，经济效益好，资源能源消耗低，环境污染少，人力资源优势得以发挥的新型发展之路。
[ 本帖最后由 eastchen 于 2009-4-6 18:11 编辑 ]

不好 眼花了

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