焦炭成为当今炼铁高炉不可或缺的“主菜”，并不像铁矿作为“主食”是“铁定”的别无选择，而是经历不断替代与尝试后的“绝配”。

01

“生生不熄（息）”的焦炉

古代中国人很早就会使用优质的煤替代木炭炼铁，推动了一次炼铁技术的进步，但直接用煤炼铁也存在一些天然缺点。因为煤在炼铁炉内燃烧时很容易开裂破碎，影响炉体的透气性；即使是优质的煤与木炭相比，含硫及其他有害杂质也相对较高，会影响生铁的质量。中国人随后受到用木材加工木炭的启发，把煤（炼焦煤）在不完全隔绝空气的条件下，利用煤自身的燃烧加热炼成焦炭，再用焦炭来炼铁，可以说是扬长避短，既保留了煤的长处，又避免了煤的缺点。

据史料记载，中国使用焦炭炼铁的历史至少可以追溯到明代，是世界最早使用焦炭炼铁的国家，但受当时经济发展水平的限制，炼焦生产一直采用手工作坊型的经营方式，真正推动焦炭大量产业化生产的，是名为亚伯拉罕·达比（Abraham Darby）的英国人。他于1709年成功地利用焦炭炼出了高质量生铁。随后他的焦炭炼铁技术迅速在欧洲和北美洲传播开，焦炭的需求开始大幅增加。炼焦炉如雨后春笋般出现，呈拱形的土焦炉大多连成片，建在山坡上，有时多达数百孔，远看酷似蜂窝，被形象地称作“蜂窝焦炉”，这是早期形成产业化生产的炼焦炉，所炼出来的焦炭就是已被逐步淘汰的 “土焦”。

早期的土焦炉构造简单，成本极低，容量小，周期长，燃烧效率低。随着炼焦技术的改进与提高，机械替代了人工填装与扒焦，焦炉容积也越来越大，还通过改变加热方式做到了完全隔绝空气干馏炼焦，先后出现了现今主要的两类大型焦炉：顶装式机械焦炉与捣固式机械焦炉，所生产的焦炭就是现在所谓的“机焦”，质量也有了本质性的提高。按照不同的质量指标要求，把机焦细分成特级焦炭、一级焦炭、准一级焦炭与二级焦炭。2011年4月，中国大连商品交易所上市的焦炭标准品就是准一级焦炭。

现代焦炉已是容积大、结构复杂的大型生产设备，炼焦周期也大幅缩短至二十几个小时，因此生产效率与早期的土焦炉相比早已是天壤之别，但与之相对应的是焦炉的建造工艺与成本也不可同日而语。现在新建一座现代焦炉一般需要近1年的时间，且投产后就只能“生生不熄（息）”。现代焦炉不能停熄，是因为焦炉主体结构的内部是用多种耐火砖砌成的墙体(一座中小规模的焦炉耐火砖使用量达到8000吨以上),耐火砖一旦升高到一定的温度后，就不能有明显的降温，否则会使焦炉墙体出现裂缝，无法使用，而更换耐火砖从一定程度上差不多相当于再次新建焦炉，产生成本较高。焦炉 “生生不熄（息）”的特性，当遇到焦炭需求明显下降或产量明显过剩时，想通过供给调节，以实现供需的再平衡，就很被动。

中国近代第一座炼焦炉于1919年在辽宁鞍山诞生，后在战火中曾遭破坏一度熄灭，新中国成立后修复重启，从此新中国炼焦产业的发展也开始“生生不熄（息）”。1957年起开始自己独立设计建造，至1970年中国炼焦炉的建造已达到较高水平。随着中国的改革开放，炼焦产业也进入一个快速发展期，到1991年中国的焦炭产量超过苏联，首次跃居全球第一位，并延续至今。焦炭生产不仅可以自给自足，中国甚至一度成为全球最大的焦炭出口国。

小贴士

现代焦炉建成投产后，一般能够连续生产（炉龄）25年左右，部分焦炉在操作与维护好的情况下可达30年以上。

02

自西向东，从北到南

尽管中国的焦炭生产能够自给自足，但炼焦与炼铁产业的供需分布存在较大的区域性差异。2017年焦炭生产大省山西，占全国产量近20%，而炼铁量仅占全国产量的5%左右；陕西省焦炭产量占全国产量近10%，而炼铁量占比不足2%；炼铁最多的河北省，炼铁量占全国约25%，而焦炭产量占全国仅11%；炼铁大省江苏，炼铁量占全国约10%，而焦炭产量占全国不足5%。因此中国焦炭的贸易流向上就形成了“自西向东，从北到南”长距离流通的大格局（见下表）。

表  2017年中国焦炭生产排名前十位省份产量、占全国比重

资料来源：国家统计局

表  2017年中国生铁生产排名前十位省份产量、占全国比重

资料来源：国家统计局

焦炭“自西向东”主要是由主产地山西与陕西等地，以铁路为主、公路为辅，向河北及周边主要需求地运销；“从北到南” 是将山西与陕西及北方省份的焦炭，先通过铁路与公路运送到唐山、青岛、天津、日照与连云港等东部港口，再由水路转运至江浙沪及其他南方地区，或出口国外。

不管是自西向东，还是从北到南，运输距离都比较远，所以除了供需的主因外，运力与运费的变化也会对焦炭消费地的价格产生影响。2016年出现过的汽运量突然减少，就曾激起焦炭市场不小的波澜，导致焦炭消费地价格短期大幅上涨。2016年9月21日，为了保证公路交通运输安全，号称“史上最严治超”措施正式实施，交通部联合公安部等五部委上路从严执法，对驾驶货车超载30%上的记6分，最高罚款3万元。新规一出使得原本靠超载才能赚钱的汽运市场陷入困境，有很多车主选择了暂时停运。运量的突然下降，让消费地焦炭价格短期直接跳涨。同样因运输距离较远，北方冬季易出现连续冰冻雨雪的天气，也会对短期的供给产生影响，钢厂为了保证生产，往往会抬高价格鼓励运输。

正是由于中国焦炭贸易流通的特点，东部的几个港口成为焦炭的主要贸易集散地，所以在2011年4月大连商品交易所推出焦炭期货交易时，所确定的现货交割地除了少数几个炼焦企业外，主要的交割地就为东部转运的青岛、天津、日照与连云港等几个港口（见下表）。

表  大连商品交易所焦炭期货合约

资料来源：大连商品交易所

小贴士

在焦炭陆路运输中，铁路适用于运距在500—1500公里的长距离运输，公路比较适合运距在500公里以内的运输。

03

腹背受压的独立焦化厂

独立焦化厂是相对钢厂自有的焦化厂而言，其存在的空间主要是弥补钢厂自有焦化厂生产能力的不足。大多数独立焦化厂都是随着中国钢铁行业的快速发展（1991—2008年）而诞生的。在目前全国焦化约6.5亿吨的总产能中，独立焦化厂占比达到2/3之多，相比欧美、日本钢厂基本配套自有焦化厂的产业结构，可以说是独具中国特色。

钢厂的焦化厂所生产的焦炭仅为了满足自有高炉炼铁的需求，其产出的焦炭一般不进入市场贸易流通，这样中国焦炭市场的贸易主体就是独立焦化厂与有采购需求的钢厂。由于独立焦化厂多为民营资本，规模小且分散，焦炭的单一竞争较大；此外，大部分独立焦化厂也没有炼焦煤自给能力，原料成本控制能力低，因此抵御市场风险的能力相对较差，一旦遇到市场波动，极易受到上游煤企与下游钢厂的腹背挤压，陷入困境。2009年上半年，受金融危机时国内与出口需求快速下降的影响，较多规模较小的独立焦化厂，熄炉停产，从此退出市场，“再无生还”。此后在2015—2016年由于中国宏观经济减速，需求下降，再加上国内环保要求加强，又出现了一次小规模独立焦化厂集中关停现象。从整个产业的角度看，两次独立焦化厂的集中退出，大大改善了焦炭产能相对钢厂需求过剩的格局。

独立焦化厂的腹背挤压还体现在资金层面上。焦化厂在向炼焦煤生产企业采购原料时一般需要先付款后拿货，而把焦炭销售给钢厂时一般是先供货后结款，回款周期较长，也存在很大的价格波动风险。从价格波动与避险需求的角度看，中国独立焦化厂特有的市场结构与所面临的市场风险，也正是中国能够成功开展焦炭期货交易的立足之本。2011年4月，焦炭期货在大连商品交易所成功上市后，为焦化厂、钢厂和贸易商均提供了很好的、新的避险工具。

小贴士

旭阳集团是目前全球最大的独立焦化厂，其焦炭年产达1000万吨以上，约占全国焦炭有效总产能的15%。

04

焦化厂的“三大宝贝”

焦炉煤气、煤焦油、粗苯现在已成为焦化厂的“三大宝贝”。这三大宝贝来自炼焦煤在隔绝空气高温加热、达到熔融状态时裂解所产生的焦化副产品。其中可回收利用且价值较高的就是焦炉煤气、煤焦油、粗苯。一般每生产出1吨焦炭需要1.32—1.45吨的炼焦煤，同时可产出400立方米左右的焦炉煤气、大约46千克的煤焦油及12.5千克上下的粗苯，焦炭副产品及附加化工产品对生产成本的抵扣达到10%—30%（见下表）。

表 焦炭生产主要成本构成

资料来源：恒泰期货，恒泰盈沃

在早期焦炭市场供需结构较好、生产利润可观时，很多中小规模的焦化厂对副产品回收利用的投入动力不足，大部分被“视而不见，放任自流”。所产生的焦炉煤气，除不到一半被用于自身加热炼焦外，其余的大多被点了“天灯”，排向空中，其他副产品则“悄无声息”地直接排放，不仅造成了浪费，还严重污染了环境。

后来随着焦化厂生存条件的每况愈下，焦化副产品才被“关怀备至”，成为贴补生产利润的重要来源，所以目前绝大部分焦化厂都已具备对副产品回收的能力，对副产品附加利用的产业链也在不断延伸。这是焦化厂，特别是独立焦化厂，在延长上下游产业链都不占优势的困境下，通过延伸自身的附加产品线来改善生存条件的重要选择。焦化副产品也成为估算生产利润的重要组成。

小贴士

烟尘也是炼焦炉生产时的主要污染，在装煤、推焦及熄焦时，吨焦产生的烟尘量会达1公斤以上。按此推算，一个日产焦炭万吨的焦化厂，每天会产生10吨多的烟尘，如果任其排放，会对当地环境造成严重危害。