硅铁原材料：兰炭及其产业链介绍

报告要点：

兰炭,又称半焦，是利用神府（神木+府谷）煤田盛产的优质侏罗精煤块烧制而成的，作为一种新型的炭素材料，被广泛运用于电石、铁合金、高炉喷吹、锅炉燃料、民用燃料、工业制气等众多领域。

兰炭的生产多以低温干馏为主，干馏温度一般控制在600℃-750℃之间。生产兰炭的过程中，同时生成煤气及煤焦油等副产品。

我国兰炭产能主要分布在陕西、新疆、内蒙、宁夏及河北地区。其中，陕西（产能占比约48%）及新疆（产能占比约37.5%）是我国兰炭产能占比最大的两个区域。陕西的产能主要集中在榆林的神木(产能占比约27%)及府谷地区(产能占比约19%)。新疆的产能主要集中在哈密地区(产能占比约20%)。

电石是兰炭下游最大的消费领域；兰炭在铁合金冶炼中主要用于硅铁(8386, -40.00, -0.47%)的冶炼；兰炭作为新型高炉喷吹燃料，在高炉喷吹领域对于传统喷吹煤的替代，我们认为有可能是一块未来消费增量较为突出的领域。

PART.1

兰炭及其产业链介绍

兰炭,又称半焦，是利用神府（神木+府谷）煤田盛产的优质侏罗精煤块烧制而成的，作为一种新型的炭素材料，以其固定炭高、比电阻高、化学活性高、含灰份低、铝低、硫低、磷低的特性，被广泛运用于电石、铁合金、高炉喷吹、工业制气等多领域，成为一种不可替代的炭素材料。（百度百科兰炭介绍）

兰炭结构为块状，粒度一般在0-80mm之间，颜色呈浅黑色.根据粒度的不同，可将兰炭区分为大料（>40mm）、中料（18-40mm）、小料（8-18mm）、焦面（<8mm）。

PART.2

兰炭生产工艺

兰炭的生产多以低温干馏为主（即煤在隔绝空气条件下，低温热解的过程），干馏温度一般控制在600℃-750℃之间。生产兰炭的过程中，同时生成煤气及煤焦油等副产品。生产兰炭主要使用长焰煤、不黏煤、弱黏煤等无黏结性或弱黏结性、中高挥发分的烟煤。

传统的兰炭炉包括外热式和内热式。外热式采用的是火道加热的方式干馏，炉型复杂，热效率低，投资是内热式的三倍左右。内热式兰炭炉主要有鞍山热能院、陕西冶金设计院和神木三江开发的直立三段式炉型，其中神木三江的SJ-V型兰炭炉的单炉产能达到了20万吨/年，原料煤粒度使用的下限达到3mm。（中国铁合金网《榆林兰炭产业现状分析及高质量发展》）

目前，市场上主要使用的兰炭炉为直立三段式炉型（内热式），且以SJ低温干馏炉为主。兰炭装置主要由备煤工段、炭化工段、筛运工段、煤气净化工段等部分组成。

PART.3

兰炭产能情况

据MYSTEEL数据，截至2021年，我国兰炭年产能约为1.31亿吨，年产量在5308万吨，产能利用率仅40.45%。产能主要分布在陕西、新疆、内蒙、宁夏及河北地区。其中，陕西（产能占比约48%）及新疆（产能占比约37.5%）是我国兰炭产能占比最大的两个区域。陕西的产能主要集中在榆林的神木(产能占比约27%)及府谷地区(产能占比约19%)。新疆的产能主要集中在哈密地区(产能占比约20%)。

我国兰炭的主产区，陕西榆林和新疆哈密，其原料煤均为长焰煤，但因其特有煤质差异、热解工艺不同，导致兰炭产品质量有较大区别。（榆镁观察《走进“镁”世界   | 兰炭——助推金属镁绿色生产的新型清洁燃料》）

榆林兰炭产品的主要特点为：1）油、气综合收率较高，1t原煤经热解可以生成约0.6t兰炭，副产0.06t煤焦油、600m3煤气；2）兰炭产品质量优异，其块粒度较好、机械性能适宜、固定碳含量达80%以上，还原性能优越。榆林兰炭还具有高化学活性、特低灰、特低硫等特点，适宜铁合金、电石、化工等领域，可满足当前冶金工业生产工艺要求，现已出口俄罗斯、日本等国。（榆镁观察《走进“镁”世界   | 兰炭——助推金属镁绿色生产的新型清洁燃料》）

哈密兰炭产品的主要特点为：1）油、气收率高，1t煤经热解可以生成约0.5t兰炭，副产0.1t煤焦油、900m3煤气；2）兰炭产品质量较差，其灰分较高、粉末率较高，≤6mm焦沫达70%以上，多作为动力煤(880, 49.00, 5.90%)燃烧，仅少量块兰炭与焦炭(2858, 10.00, 0.35%)混配后，才可用于生产电石、铁合金等。（公众号榆镁观察《走进“镁”世界   | 兰炭——助推金属镁绿色生产的新型清洁燃料》）

PART.4

兰炭产业链简介

原料端，兰炭主要使用原煤（长焰煤、不黏煤、弱黏煤等）进行生产，生产1吨兰炭平均需要消耗1.6-1.7吨原煤。同时，能够得到副产品煤焦油及煤气（0.1-0.16t左右煤焦油，900-1500m3左右煤气）。

终端消费端，兰炭被广泛应用于电石生产、铁合金冶炼、高炉喷吹（替代无烟煤）、锅炉燃料、民用燃料、工业制气等众多领域。

其中，电石（碳化钙，是重要的基本化工原料，主要用于产生乙炔气，也用于有机合成、氧炔焊接等）是兰炭下游最大的消费领域，平均每吨电石的生产消耗约0.85吨兰炭。2021年，我国电石产量合计约1392.2万吨，折合消费兰炭约1183万吨，占2021年兰炭总产量的22.3%。据MYSTEEL数据，截至2022年，我国电石产能约4014.5万吨，环比2021年增加164.5万吨。

此外，兰炭在铁合金冶炼中主要用于硅铁的冶炼（注：中国冶标（YB/T034-92）规定了铁合金焦的技术要求，要求粒度为2-8mm，8-20mm，8-25mm。因此，冶炼硅铁所使用的兰炭为兰炭小料），每吨硅铁平均消耗兰炭约1.15-1.2万吨。据铁合金在线数据，2021年我国硅铁产量合计约856万吨，折合消耗兰炭约674万吨，占2021年兰炭总产量的12.7%。截至2021年，我国硅铁产能约为1020万吨。

最后，兰炭作为新型高炉喷吹燃料，在高炉喷吹领域对于传统喷吹煤的替代，我们认为有可能是一块未来消费增量较为突出的领域。以2021年全国铁水产量约8.7亿吨，喷煤比145kg/t（全国重点钢铁企业平均水平）估算，每年我国需使用喷吹煤约1.26亿吨，如以兰炭替代30%喷吹煤估算，则需要兰炭达3780万吨，这是一块广阔的消费领域。现阶段，在我国首钢集团、攀钢、酒钢、鞍钢、宝钢、新兴铸管等已进行过高炉喷吹兰炭的研究分析与实验。

兰炭生产工艺（低温干馏）中产生的副产品，煤气及煤焦油也能够被充分利用：

1）煤气可作为制氢原材料用于煤焦油加氢（2020，占比17.7%）；作为燃料用于金属镁冶炼（2020，占比17.7%）、发电（2020，64.6%）；此外还可以作为化工原材料进一步提炼乙二醇、甲醇(2617, 16.00, 0.62%)、LNG等（新发展方向）。

2）煤焦油主要用于煤焦油加氢，生产传统的汽、柴油等。同时也通过萃取等手段，生产精酚、环烷基油、芳烃等。