高炉配矿测算：从需求角度分析矿种价差
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文 | 周涛
来源 | 中信期货研究资讯，ID：zxqh_yjb
编辑 | 扑克投资家，转载请注明出处
引言：本文旨在从烧结配矿角度，分析不同矿种配矿综合成本差异，这些差异会对钢厂配矿选择产生影响，进而影响不同矿种价差和绝对价格。
对于铁矿石价格研究，市场近年来已经越来越精细。典型的例子，就是高低品价差越来越为市场所关注，也和期货绝对价格的相关度极高，如图1所示。即使在总量过剩的情况下，阶段性的高品矿紧缺，也会导致铁矿石价格出现大幅上涨。
高炉生产工艺及配矿原理简介
本部分首先简要介绍，高炉生产工艺流程，对入炉原料的要求。以及为了满足生产要求，各个矿种配矿时的选择依据。
一、高炉生产流程简介
高炉是长流程炼钢的重要一环。在我国，90%以上的钢材是通过长流程工艺生产。工艺流程见图2所示。主要以铁矿石为原料，使用高炉对铁矿石进行加热、还原，生产成铁水，这是炼铁环节。再经过转炉吹氧，对铁水进行脱碳、脱硫、脱磷、脱硅等杂质的处理，生产出钢水，这是炼钢环节。最后经过连铸，轧制成不同型号的钢材，这是轧钢环节。
二、高炉配矿简介
在高炉生产中使用的铁矿石，主要分为以下三类。
1. 块矿。原矿品质较好，只需要经过简单破碎筛分，粒度在6.3-40mm的铁矿石。可以直接进入高炉进行冶炼。市场常见的有PB矿、纽曼块等品种。
2. 粗粉。原矿品质较好，经过破碎筛分，粒度在0-6.3mm的铁矿石。粗粉不能直接进入进入高炉冶炼，必须经过烧结工序，生产成烧结矿，才可以进入高炉冶炼。粗粉是市场主要的供应品种，占比75%以上，市场常见的PB粉、纽曼粉、巴粗、超特粉等等，均属于此类。
3. 精粉。原矿品质较差，需要经过破碎、研磨到粒度0-0.75mm，经过选矿提高品位。精粉也不能直接进入高炉冶炼，需要经过造球或者烧结，成为球团矿或者烧结矿，才能进入高炉冶炼。
在我国，高炉冶炼以烧结矿为主，入炉配比在70%以上。
三、烧结配矿中各元素的影响
烧结是一种主要的人工造块方法，将铁矿粉、固体燃料、熔剂等按比例混合，在烧结机上，进行高温烧结，铁矿粉和熔剂中的部分成分液化，冷却时将其余的铁矿粉粘结成块。可以把粒度低、不能直接进入高炉的矿粉，加工成块状，进入高炉冶炼。
不同的铁矿粉元素含量各不相同，对最终烧结矿的元素含量以及冶炼性能，影响很大。烧结配矿，就是优化选择烧结时使用的粗粉品种，使得最终的烧结矿满足高炉冶炼的要求，同时尽量降低成本。
表1是主要的几种粗粉元素含量，可以看到，不同的矿种，各个元素含量各不相同。需要对不同的品种搭配使用，满足工艺要求，同时降本增效。
Fe是最重要的铁元素，也直接影响烧结矿的品位。一般来说，烧结矿入炉品位提高1%，燃耗降低1.5-2%，产量提高2.5-3%，可减少渣量30千克。在这些元素中，P和S，以及表中未列出的Zn、Pb、As、K、Na等等，是有害杂质，会影响最终的钢材质量，也会对高炉寿命产生不良影响。在选择矿粉时，有一个限量标准。
Si和Al直接影响炉渣量，炉渣过多，不仅导致焦比升高、浪费焦炭，还会降低高炉内软熔带和滴落带的透气性和透液性。但Si的含量也不能过低，过低的话会导致烧结过程中液相不足，无法将其余矿粉粘结在一起。一般烧结矿中Si含量控制在4.5-5.5%为佳。
配矿综合成本测算
一、综合成本测算过程
简要说明一下我们的测算过程。
（1）首先根据不同矿种的不同元素含量，计算出该矿种的有效铁品位。
（2）然后我们以PB粉为基准，测算其他矿种由于有效铁品位的不同，对于焦比的影响比例、产量的影响比例、固定费用的影响比例。
（3）通过代入焦炭现货价格、估算的钢厂现金利润、固定费用，测算出焦炭成本、产量效益和固定费用的增减。
（4）和该矿种不含税成本相加，得到该矿种的综合成本。
特别说明：
（1）矿种的元素比例采用典型值计算，不同船次矿粉的元素含量会存在波动。（2）由于不同企业生产设备参数、利润情况不尽相同，影响的焦比、产量效益和固定费用不同，测算结果也可能不同。但分析框架和思路可供借鉴。
二、测算结果概览
通过上述测算过程，我们测算了PB粉、金布巴粉、超特粉、混合粉、纽曼粉、SSFT、BRBF、卡粉等有代表性的高、中、低品位矿石的综合成本。结果汇总如图3所示：
举例来看，2017年4月，不同矿种的综合成本差异很小。当时钢厂利润较为低迷，热卷品种甚至出现过小幅亏损。同时焦炭现货价格未大幅上涨。导致高品矿的增产量、省焦炭的效益不明显，综合成本优势就不突出了。而到了2017年11月，经过了钢材现货价格1000元/吨的上涨后，钢厂利润达到1500元/吨以上，带动焦炭现货也有200元/吨的涨幅，此时，高品矿增产量、省焦炭的效益就非常明显，高低矿种间成本差异极大。从图3可以直观看出，不同矿种的综合成本，在有的市场阶段，相差不大，线条纠缠的很紧密，而有的市场阶段，不同品种间的成本差异极大。造成这种变化，除了矿种本身价格变动外，钢厂利润和焦炭现货是最大的影响因素。
我们将在第三部分，进一步探讨综合成本差异，对矿种价差和绝对价格的影响。
通过综合成本差异，从需求角度分析矿种价差及价格
本部分，通过计算不同的配矿结构的成本差异，分析是否会对矿种的绝对价格和矿种价差产生影响。
如第二部分所述，在目前钢厂普遍盈利、焦炭现货相对高位的情况下，卡粉的增产量、省焦炭带来的效益非常明显，尽管卡粉现货绝对价格最高，但综合衡量下来，综合成本却往往是最低的。但是，卡粉的Si和Al都很低（参见表1），单独烧结的液相不足，需要和其他矿种搭配使用。我们采取卡粉和超特粉搭配，看看这种高低品搭配的组合，与纯粹的中品矿PB粉之间，成本的变动情况。
从图4-5可以看出，中品矿PB粉和卡粉超特粉高低搭配的组合，成本差异在一个区间内波动，且高低点基本同步，或者略微领先于PB粉现货价格的高低点。2017年6月、8月、10月这几次转折点，领先时间大约在20-30天。
我们分析背后逻辑在于，当成本差异达到高点（50-100元/吨）时，利用卡粉搭配低品铁矿，综合成本的优势更大。钢厂有调整配矿品种的动力。这将导致中品矿PB粉需求下降，进而从需求角度，导致PB粉绝对价格下降，与低品矿的价差也随之下降。反之，在中品矿成本优势明显时（-50元/吨左右），钢厂配矿偏好转向PB粉等主流中品矿，导致PB粉绝对价格上涨，与超特粉等低品矿的价差也随之拉开。
领先时间20-30天，也与平均的钢厂原料库存天数相吻合。
特别说明：上述举例是说明性质，实际配矿涉及多个品种，不会单纯以某一个或两个矿种进行烧结。但在不同市场结构下，由于利润和焦炭现货价格的不同，不同矿种的综合成本会产生差异，在差异过大时，钢厂有调节矿种配比的动力。
总体来看，可以通过综合成本这一指标，跟踪钢厂对于不同矿种可能的需求偏好。进而从需求角度，研判矿种的绝对价格、与其他矿种的价差走势。而高低品铁矿的价差，与盘面价格高度相关，也就给了研判盘面价格走势，提供了参考。
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