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依据钢铁生产过程的中国铁矿石需求预测模型

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Series No.3682007金属矿山METAL         MINE总第368期2007年第2期依据枷钦生产过程的中国钦矿石需求预测模型刘铁敏,,2周伟,王青‘(1.东北大学;;2.辽宁石油化工大学;;3.鞍钢弓长岭矿业公司)    摘要考虑铁矿石在钢铁生产过程中的地位,根据物料平衡原理,按照粗钢需求预测一粗钢产量预测一生铁产量预测一铁矿石需求预测的研究思路,利用计量经济软件Eviews,建立中国铁矿石需求量的预测模型,并应用该模型预测中国2005-2010年的铁矿石需求量。预测结果表明中国铁矿石需求呈逐渐增长的趋势,但增长速度趋缓,2010年铁矿石需求总量达到10. 210 x 108 t(国产矿石品质矿量)。关键词铁矿石需求预测计量经济模型粗钢    生铁Model for Chinag Iron Ore Demand Based on Steel-Making ProcessLi            u Tiemin''2  Zhou Wei'  Wangqing'(1. Northeastern University; 2. Liaoning University of Petroleum&Chemical Technology;3.                 Gongchangling Mining Co. of Anshan Steel)Abstract  In consideration of the signiifcance of iron ore in steel making and based on the material balance principle,metric software Eviews and a research approach ofset up using an econoa prediction model for China'sir on ore demand wasutput prediction-iron ore demand prediction. Thecrude steel demand prediction-crude steel output prediction-pig iornomodel was used to forecast China'si on rdemand in 2005一2010 and theresultsindicatethat China'si on rore demand will bein a trend of gradual increase with a reduced increase rate. By 2010,the grosst(with domestic iorn ore quality).ll be reach 10. 210 x 108ore demandwiIron ore demand prediction, Econometric model, Crude steel,Pig iron2    005年中国粗钢产量为3. 49 x 108 t,生铁产量为3. 30 x 108 t,铁矿石消耗量为9.709 7 x 108 t,进口铁矿石依存度达到56.69%。中国铁矿资源虽然总量比较丰富,但开采难度大,国内铁矿生产还远不能满测中国2003-2010年的铁矿石需求量。本项研究的铁矿石需求预测模型首先根据钢铁    生产过程,按照铁元素平衡原理,建立了铁矿石与下游生铁与粗钢之间的关系式,然后建立粗钢需求量与宏观经济指标之间的计量经济模型,最后,应用所建立的预测模型对2005-2010年中国铁矿石需求量进行预测。1中国铁矿石需求皿以及影响因素的分析铁矿石的需求量主要取决于炼铁的铁矿石消耗    以及生铁的产量,吨铁的铁矿石消耗量在逐年降低,近年来稳定在2.7一2.9 t之间,而生铁产量在逐年升高。1978-2004年中国的粗钢需求量、粗钢产量、生铁产量、铁矿石产量和需求量如表1所示。表中粗钢需求量是粗钢产量与进口钢材折合粗钢需求之和(包括中国国内粗钢需求和出口粗钢需求的总需求量);铁矿石需求是国内产量与进口量之和,由刘铁敏(1966-),男,东北大学资源与土木工程学院,博士研究生,辽宁石油化工大学经济管理学院.  副教授,113001辽宁省抚顺市。足钢铁工业发展的需求川。面对中国铁矿资源供给短缺与高速发展的钢铁工业对铁矿石的需求急增的矛盾,科学预测铁矿石需求对制定钢铁工业发展规划与铁矿资源利用战略是非常重要的。铁矿石需求预测研究方法目前主要有专家推断、    经验推测和数学经济模型。实际研究中,短期预测利用经验进行推断和推测的比较多,中长期预测多使用经济模型法。赵瑞荣、王汉波把矿石的需求看成灰色系统,采用灰色预测法预测1996-1999年中国铁矿石消费量[’];张宗成、王俊建立了中国铁矿石贸易模型,预计2010年国内铁矿石产量、消费量和进口量〔’〕;张惠丽建立中国铁矿石需求预测系统动力学模型,预测2010年中国铁矿石需求量[41;张东亮利用计量经济学软件G7建立铁矿石需求计量经济模型,预・6・刘铁敏等:依据钢铁生产过程的中国铁矿石需求预刚模型2007年第2期于国产矿石与进口矿石品位不同,计算时,进口矿石与国产矿石折算系数为2.0。表1数据显示,随着中国经济的不断发展,1978年以来中国的粗钢需求量、粗钢产量、生铁产量、铁矿石需求等指标总体趋势是在不断增加的。表1中国粗钢需求、粗钢产f、生铁产f.式中,Q:为铁矿石需求量,104 t;认,为生铁产量,104 t; S为矿铁比。生铁产量与粗钢产量之间的关系式为    Q2                1=Q31  x p1,(2)式中,Q3,为粗钢产量,104t;p。为铁钢比。粗钢产量与粗钢需求量之间的关系式为    铁矿石产f和需求f                     104年份粗钢需求粗钢产量生铁产量铁矿石产量19784 157.013 1783 47911 77913 38319794407.6734483 67311 87613 30819804278.3237123 80211 25812 70819813 935.1535603 41710 45911 12719824 161.043716  3 55010 73211 42219835 106.024002  3 73811 33912 21719845   885.24384  400112 89414 08819856892.584679  438413 735巧75719867 183.565221  506414 94517 34719876950.565 6285 50316 14318 56319886899.715 9435 70416 77018 92219897079.426 1595 82017 1851966719907046.7  6 5356 23717 93420 77219917470.667 1006 76519 05622 86419928 882.3380937 58920 97626 010199312 308.648 9548 73822 63529 239199411 781.69 2619 74125 07032 538199511 071.049 53610 52926 19234 422199611 871.5410 12410 72125 22834002199712 329.310 89111 51126 86137 883199812 801.6211 45911 85224 68935043199913 991.8312 39512 53324 80034 7772峨)0014 559.6212 85013 101245加35 476200116 939.8515 10314 65421 70040 293206220 832.1118 22517 07923 14345443200326 184.7822 23421 36726 10055 726200430 802.7627 27925 18533 54672 618钢铁工业的发展越来越多地依靠进口铁矿石,    中国进口矿石2003年达到1.48 x 108 t,成为世界第1大铁矿石进口国〔’]。    生铁的产量取决于炼钢对生铁的需求。生铁绝大多数用于炼钢,只有少量生铁用于生产铁制品以及出口,因此生铁的产量取决于吨钢生铁消耗及钢产量。吨钢的生铁消耗主要取决于炼钢的废钢使用量,炼钢的废钢使用量是与所采用的工艺过程有关的。由于多种原因,在中国用铁矿石来生产钢的成本要低于用废钢生产钢的成本,目前中国主要是采用铁矿石一炼铁一炼钢的流程〔‘〕。2铁矿石需求预测模型2.1模型基本框架    按照钢铁生产过程,铁矿石与生铁产量之间的关系式为Q1=Q2                  1 x 5,(1)Q3              1=Q3一Q32,(3)式中,Q,为粗钢需求总量,104 t; Q32为进口钢材折合粗钢当量,104 to进口钢材的粗钢当量可以按式(4)计算:    Q3                2=Q42/a4,(4)式中,Q42为钢材进口量,104 t ; +4为钢材的综合成材率。本项研究建立粗钢需求的计量经济模型,预测    粗钢需求,进而一步步预测铁矿石的需求。铁矿石预测模型是粗钢需求预测一粗钢产量预测一生铁产量预测一铁矿石需求预测的系统模型。2.2粗钢需求预测模型及粗钢需求预测这里建立粗钢需求与GDP组成(按支出法核算    的组成)的模型函数。按支出法核算GDP的方法,粗钢需求主要受居民消费、消费、固定资产投资、出口和进口的影响。考虑到实际经济变量普遍存在滞后效应的事实,在模型中加人各经济变量的滞后变量。1978-2004年粗钢需求量与GDP各组成的数据见表20利用Evi    ews5. 0计量经济软件的线性回归分析功能对表2中数据进行了拟合计算,通过上百次的模拟试验,剔除统计检验不能通过或者经济意义不符合实际的变量,经过经济意义检验、各种统计指标检验(拟合优度、相关系数、t检验、F检验等)、计量经济学准则检验(异方差检验、随机误差项自相关检验等)〔’〕,模型参数计算结果如表3所示。    这样可得到按支出法核算GDP的我国粗钢需求量预测模型为:    Q3=3 595.716+1. 458 626FI一1. 258 56FI(一1)+2.  635 937EX一1. 750 835IM十1. 390 892IM(一2)一1 573.109DD+[AR(1)=一0.118 941030 4],(5)     回归标准误差=(    313. 009 3) (0.398 324)(0.       375 766) (0.511 911)(0.550 747)(0.       441 720) (536. 191 9) (0. 278 712),t=(11.487     57)(3.661 996)(一3.349319)总第368期金属(5.149 209)(一3.179 018)(3. 148 813)(一2.933     854)(一0.426752),表2粗钢消费A及GDP组成        年份消费  出口进口粗钢/1      08元/108元元/108元/101,元需求量/108/104 t1978 1 759.10480.00823.-40167.60『.187404 157.011979 1 883.00601.%869.30207.34勺‘38004407.671980 2000.95609.62901.88268.51,‘95844 278321981 2083.28636.86949.60370.85内j71053 935.巧1982 2 153.08682621 218.22418.22气、】61494 161.041983 2216.23731.881 417.34435.28418.835 106.021984 2292.26866.611 791.69594.62623.465 885.201985 2531.16924.282287.05727.43  1 131126892.581986 2733.76(  X巧:632704.16937.69  1 298357 183.561987 2980.60022  3043.101 179.78 1 295516950.561988 3551.93 1  000.00 3 319.691 233.73 1 435136899.711989 3 98667999.51  2595.88 1巧1.32 1 294827079.421990 4 123.621 08426 2553.421人687.85 1455237046.701991 4309.06月.二324.29 2888.23,‘037.86 1 809747470.661992 4609.62钾.卫550.75 3462.50,‘331.16 2 215000口882.331993 5367.01‘.176528 4623.27,‘124.81 2 407.00 12308641994 6845.331192979 5427.943 506.66 3 351.31 11781601995 8222.311187830 6021.023646.21 3 235.17 11071041996 8993.65 2078.24 6643.723578.94 3 288.96 11871541997 9359.45 2 291.18 7092.194326.68 3 369.43 12329301998 9392.32 2 557.24 8093.634 53083 3 4印.15 12801621999 9298.91 2 88724540.654926.77 4 18796 13 991.832000 9532.36 3 302859 314.57 6 07251 5 48529 14559.622001 10748.97 3 705. 72 10 487.996566.61 6 01199 16939.852002 11 540.11 3 990.05 12 235.23 8215.82 7 44930 20 832.n2003 12 28882 4 237.17 15 292.8610 814.4510 190.9126 184.782004 13 245.58 4 591. 19 18 367. 8413 792.2913 043.0330 802.76注:表中的居民消费、消费、固定资产投资和进、出口的数据是按1978年不变价折的可比价。表3模型参数计算结果            变  量回归系数标准误差r统计系数显著性水平C                3 595.716 313.009 3 11.487 570.0000  FI               1.458 626 0.398 314 3.661 9960.0021  FI(一1)  一1.258 560 0.375 766一3.349 3190.0041  EX      一1. 750 835 0.550 747一3.179 018  0.0058EX(一2)        1.390 892 0.441 720 3.148 8130.0062  /      M         2.635 937 0.511 911  5.149 2090.0001  DD      一1 573. 109 536.191 9一2.933 854  0.0097AR(1)    一0.118 9410. 278 712一0.426 7520.6752  决定系数  0.995 135因变量均值11 373.65调整决定系数0.993 007因变量标准差6760.568回归标准误差565.3499赤池信息准则15.773 97残差平方和  5113 929斯瓦茨准则16.166 65对数似然估计值一181.2876      F统计量467.5668D.   W.检验值1.972 198   F检验显著性水平0.砚XX〕《X)0RZ=0.995 135=0.993007,・s・矿山2007年第2期F=467.5668,                D.袱              =1.972 198,式中,FI为固定资产投资可比价;FI(一1)为固定资产投资滞后1期(a)的变量;EX为出口总值可比价;EX(一2)为出口值滞后2期(a)的变量;IM为进口值可比价;DD为虚拟变量,1978-1993年取值为0,1994-2004年取值为1。根据“+一五”规划预计201    0年GDP以2000年为基数翻一番的目标,确定2006-2010年GDP增长率为9. 0%,8.0%,7. 5%,7. 2%,7. 2%,再根据近几年GDP组成部分与GDP的比例,确定将来的比例,进而可以对模型的自变量赋值。利用Eviews预测功能预测2005-2010年中国粗钢需求结果见图to5000040000成咽30000摇辈2甲1000000001982 1986 1990 1994 1998 2002 2006 2010年份                            图1粗钢需求模型模拟及预测结果一模拟预测值;                .一实际值    模型预测2005年中国粗钢需求为3. 741 6 x108 t,而实际2005年中国粗钢产量为3.493 6 x 1O8t,如果再加上进口钢材折合的粗钢当量,预测结果与实际值基本相当,说明模型不但历史模拟效果较好,预测结果也比较合理,2010年粗钢需求预测为4.1724x10't也是比较合理的。2.3其他钢铁产品的预测2004年中国矿铁比为2.    90,考虑到炼铁技术已经很成熟,今后不会有太大的变化[81,预测年份的矿铁比取2004年的水平。铁钢比主要受炼钢废钢用量的影响,考虑到目前我国钢铁积蓄量以及近几年我国废钢资源不会大幅度增加的现实和全球低铁钢比的趋势,铁钢比取值为0.90 (2004年、2005年中国铁钢比分别为0.92 ,0.945 )。依据对进口钢材折合粗钢需求的预测和前述对粗钢需求的预测,可以预测粗钢产量、生铁产量。预测结果表明2010年粗钢产量、生铁产量分别为39 143 x 108 t ,35 229 x 108 t o朱及天等用增长率预测,2010年和2015年钢的需求量分别为3.83亿t和4.89亿t191。(下转第37页)吴卫国等:有机登合剂对活化石英的抑制及其作用机理2007年第2期    (2)柠檬酸、酒石酸、草酸、EDTA和茜素红S5r门J「.一.一LJ刘邦瑞.鳌合浮选剂〔M].北京:冶金工业出版社,1982:168-种有机鳌合剂都对被Fe 3+离子活化的石英有很好183.L.的去活作用,特别是在酸性条件下,已活化的石英可.4lesesLl王淀佐.浮选剂作用原理及应用【M].北京:冶金工业出版社,1982.被完全抑制。[5]见百熙.浮选药剂【M].北京:冶金工业出版社,1985.(    3)在合适的pH范围内,Fe,十离子以铁氢氧络[6]Carleson T E, Moussavi M. Chelation and separation of metal ions合物Fe00H的形式在石英表面产生特性吸附,增加from solutions[J].Separation Science and Technology, 1988,23石英表面的活性点,使油酸钠能够在石英表面产生(10/11):1093-1104.化学吸附,从而活化油酸钠对石英的浮选。川王建棋.电子能谱学(XPS/XAES/UPS)引论仁M〕北京:国防(    4)5种有机赘合剂都能够与石英表面特性吸工业出版社,1992:532.[sjFuerstenau M C, Palmer B R. Anionic lfotation of oxides and sili-附的Fe,十离子鳌合而生成水溶性的鳌合物,从而使cates [ C ]//Fuerstenau M C. Flotation: A. M. Gaudin Memorial已活化的石英表面失去吸附油酸钠的活性点,达到Vo      lume 1. New York: AIME, 1976: 148-196抑制石英的目的。[9〕张祥麟・配合物化学[M].北京:高等教育出版社,1991:46.[10]雷东升,许时.柠檬酸与硅线石、石英作用机理研究「J].有参考文献      色金属,1995,47(2):24-27.[1〕孙传尧,印万忠.硅酸盐矿物浮选原理【M].北京:科学出版仁11」张祥麟.络合物化学〔M].北京:冶金工业出版社,1985:13.[12〕朱玉霜,朱建光.浮选药剂的化学原理【M].长沙:中南工业社,      2001.[2〕刘亚川,龚焕高,张克仁.石英长石矿物结晶化学特性与药剂大学出版社,      1996:254.作用机理「      11.中国有色金属学报,1992,2(4) :21-25.(收稿日期              2006-12-10).州卜.叫卜一朴.,卜..州卜.州卜..州卜” ̄卜.州卜.州卜”叫卜.叫卜..e卜”叫卜”叫卜“叫卜一叫卜..州卜一叫卜..州卜一州卜..叫卜.州卜一州卜..we卜“叫卜”一卜..州卜翻叫卜”叫卜”叫卜..州卜”刊卜”州卜..州卜.州卜.. ̄卜. ̄卜.一卜..ew卜.一卜..州卜” ̄卜“州卜”州卜..州卜。(上接第8页)矿石的需求更加切合实际,预测结果也充分说明了3中国铁矿石需求预测这一点。所建立的粗钢需求预测计量经济模型具有根据前述对钢铁生产过程主要产品的预测结果    很好的检验结果,利用粗钢需求预测一粗钢产量预和物料平衡原理,可以预测中国的铁矿石需求。预测一生铁产量预测一铁矿石需求预测的系统模型,测期选择为2005-2010年,预测得到的铁矿石需求对中国2005年至2010年铁矿石需求量预测的结果量(国产矿石品质矿量)结果如图2所示。是能够反映中国近期经济发展对铁矿石需求的状况120000的。预测结果表明中国铁矿石需求量将从2005年曰限100000的97 097 x 104 t增加到2010年的10.2106 x108 to、咽80000兴参考文献罐60000冲每40000r.1气..L.J国土资源部信息中心.世界矿产资源年评:2000-2001 [ MI.书20000北京:地质出版社,2002.r.,,0氛.妇.L.J赵瑞荣,王汉波.灰色理论在铁矿石需求预测中的应用仁J].黄1982 1986 1990 1994 1999 20(12 2006 2010金科学技术,1999(4/5):18-21.年份                                    r..飞、.L〕.J张宗成,王俊.世界铁矿石的生产与贸易和中国铁矿石供需图2铁矿石需求t实际值和预测值          的经济学分析【J].国际贸易问题,2005(9):28-33.L一模拟预测值;                  一实际值4,IJJes.曰张惠丽,郭.中国铁矿石需求预测系统动力学模型研究2    005年中国实际铁矿石需求量为97 097 x 104 t[J].金属矿W,2006(2) :22-25.Les1、飞I(国产原矿品质的矿量),利用模型预测2005年铁}J焦玉书,周伟.世界铁矿资源开发利用和我国进口铁矿石的矿石需求量为98 327 x 104 t,预测值与实际值基本发展态势[J].中国冶金,2004(11):13-18,(12):5-28.r.6les.lLJ林加冲,李炜.国内废钢行情的回顾与展望【J ] . Non -ferrous接近,说明模型比较合理。因此,对2010年的预测metal ercycling and utilization, 2006(2) :7-9.也是比较合理的,能够基本反映中国经济发展对铁[7]孙敬水.计量经济学〔M].北京:清华大学出版社,2005.矿石的需求。结果表明中国铁矿石需求量2010年[8]傅杰,史美伦.现代炼钢流程冶炼工序的共性问题[J].中国将达到10.2106 x10' to冶金,2005,15(12):11-14.[9]朱及天,洪天求.我国钢铁需求预测及铁矿资源安全供给对策4结论[J].金属矿山,2006(10) :9-12.依据钢铁生产过程,根据物料平衡原理预测铁    (收稿日期               2006-12-18)・37・

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