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| 高炉炼铁生产的条件论 | |
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每一位炼铁工作者和领导均希望本单位的高炉生产技术经济指标先进，甚至出现一些领导要求高炉生产技术经济指标中某些项目要达到全国前几名的现象。高炉炼铁技术是个技术含量比较高的专业，它所包括的内容很广泛，包括高炉炼铁原燃的准备，生产工艺、技术、装备条件、高炉操作技术水平、外界因素（水、电、运输）的变化，管理水平的高低和前后生产工序的影响等。上述每个因素发生重大变化均会对高炉生产产生负面影响。应当承认，高炉炼铁生产是有它内在的科学生产规律，有些条件的影响结果是不以人们的意识而转移的。所以，我认为，高炉炼铁是个有条件的生产规律。不同的生产条件，就会产生出不同的生产结果。我们是唯物主义者，要充分认识到高炉炼铁生产是有条件论，但不唯条件，重在企业管理。只要认真研究好适应本企业生产条件的高炉炼铁，就一定能够实现所预期的目标。
高炉炼铁生产各因素对技术经济指标影响的比例
高炉炼铁的操作方针是以精料为基础。精料技术水平对高炉炼铁生产的影响率在70%左右，设备的影响率在10%左右，高炉操作技术的影响率在10%左右，综合管理水平影响率约5%，外界因素影响率约5%。
1 高炉精料技术的内涵
高炉精料技术包括：“高、熟、净、小、均、稳、少、好”八个字。
“高”是入炉矿石含铁品位要高；烧结，球团，焦炭的转鼓强度要高；烧结矿的碱度要高（一般在1.8～2.0）。入炉矿品位要高是精料技术的核心。入炉矿品位每提高1%，高炉燃料比会下降1.5%，高炉产量提高2.5%，吨铁渣量减少30kg，允许高炉增加喷吹煤粉15kg/t。
“熟”是高炉入炉原料中熟料比要高。熟料是指烧结矿、球团矿。随着高炉炼铁生产技术的不断进步，现在已不十分强调熟料比要很高。有些企业已有20%左右的高品位天然块矿入炉。
“净”是指入炉原燃料中＜5㎜粒度要低于总量的5%。
“小”是指入炉料的粒度应偏小。高炉炼铁的生产实践表明，最佳强度的粒度是：烧结25～40㎜，焦炭为20～40㎜，易还原的赤铁矿和褐铁矿粒度在8～20㎜。对于中小高炉原燃料的粒度还允许再小一点。
“均”是指高炉入炉料的粒度要均匀。不同粒度的炉料分级入炉，可以减少炉料的填充性和提高炉料的透气性，会有节焦提高产量的效果。
“稳”是指入炉原燃料的化学成分和物理性能要稳定，波动范围要小。目前，我国高炉炼铁入炉原料的性能不稳定是影响高炉正常生产的主要因素。保证原料场的合理储存量（保证配矿比例不大变动）和建立中和混均料场是提高炉料成份稳定的有效手段。
“少”是指铁矿石，焦炭中含有有害杂质要少。特别是对S、P的含量要严格控制，同时还应关注控制好En、Pb、Cu、As、K、Na、F、Ti（TiO2）等元素的含量。
“好”是指铁矿石的冶金性能要好。冶金性能是指铁矿石的还原度应大于60%；铁矿石的还原粉化率应当低；矿石的荷重软化点要高，软熔温度的区间要窄；矿石的滴熔性要温度高，区间窄。
2 要高度重视焦炭质量对高炉炼铁的影响
焦炭质量变化对高炉炼铁生产指标的影响率在35%，也就是说，占精料技术水平影响率的一半。焦炭在高炉内是起到炉料骨架的作用，同时又是冶炼过程的还原剂，主要高炉炼铁热量收入的来源（约占60%～80%），以及生铁含炭的供应者。特别是在高喷煤比条件下，焦比的显著降低，使焦炭对炉料的骨架作用就更加明显。这时焦炭质量好，对提高炉料的透气性，渣铁的渗透性都起到十分关键的作用。大型高炉，采用大矿批装料制度，使焦炭层在炉内加厚（可达300～500㎜厚），形成好的焦窗透气性，对高炉生产顺行起到良好的作用。由于大型高炉的料柱高，炉料的压缩率高，对焦炭质量的评价，已不能只满足对M40、M10、灰分、硫分等指标的要求，应当增加对焦炭的热反应性能指标的要求，如反应后强度（CSR），反应性指数（CRI）等指标的要求。工业发达国家大型高炉所用的焦炭质量普遍优于我国，这是国外高炉指标行进的重要原因之一。国外大型高炉所用焦炭的M40一般大于85%，M10小于6.5%，灰分在＜11.5%，S＜0.55%。宝钢从投产起就十分重视对焦炭质量的高要求，使提出焦炭的热性能CSR≥66%，CRI≤26%。国内的一些企业，如武钢、首钢、鞍钢等企业也加强了对焦炭质量性能研究。一些企业认识到，多花钱买好煤，加大对炼焦技术的研究，开发，对提高高炉炼铁生产指标的作用是明显的、是值得的。
3 积级采用先进工艺、技术、装备、实现高炉高效化
高炉高效化是指高利用系数和低能耗。提高入炉矿品位是实现高利用系数的有效手段。实现合理的炉料结构就可以提高入炉矿品位。目前，我国高炉炼铁炉料结构中球团矿配比偏低（全国重点钢铁企业平均为11%）。球团矿的铁品位可以实现在60%～66%，而烧结矿品位在58%以上就算是高水平了。所以，我国应当努力提高球团生产能力，将球团配比提高到20%以上。建议积极采用带式培烧机和链篦机——回转窑生产设备生产球团矿。该设备生产的球团质量是优于竖炉。
要大力推广使用无料钟炉顶设备，实现合理布料，提高煤气中CO2利用率（煤气中CO2含量提高0.5%，可减少燃料消耗10kg/t），进而可以降低燃料消耗；还可以有效地控制煤气流的边缘发展，进而提高高炉的寿命。我国已成功地开发出多种形式的无料钟炉顶设备，并已应用到大型高炉上，造价也低于引进的50%以上。我们应当大力推广国产设备，支持中国制造业的发展。
积极推广高炉炉顶煤气压差发电技术（TRT），可以回收高炉鼓风机能量的30%，可降低炼铁工序能耗11～18kgce/t。高炉炉顶煤气压力大于120kpa的高炉均应上TRT装置，其发电量是随炉顶煤气压力而变化，一般每吨生铁可发20～40度电。采用干法除尘可提高发电量30%左右。因煤气温度每提高10℃，发电透平机出力可提高3%。
高炉喷吹煤粉是炼铁系统结构调整的中心环节，也是国内外炼铁技术发展的大趋势。高炉喷吹煤粉不但可能节省焦炭缓解我国全焦炭短缺的矛盾，而且可以减少焦炭生产过程造成的环境污染，同时还可以节能（焦化工序能耗为144.4kgce/t，煤粉工序能耗为20～35kgce/t）和降低炼铁成本（1吨煤粉要比1吨焦炭价格低500元左右）。
大高炉对原燃料的质量要求是高于中小高炉
国内外高炉炼铁的实践表明，大型高炉的炉料料柱高，炉料的压缩率高，堆比重大，造炉料的透气性差，会造成煤气流运动不稳定。为弥补这方面的不足，就要求大高炉的炉料质量要高于中小高炉。前几年曾有过一些企业高炉扩容或建设新的高炉，但炼铁原燃料质量没有得到改善，造成高炉炼铁技经指标落后的现象。
1 中小高炉原燃料质量高于大高炉
据统计，2005年上半年我国一批中小高炉所用的原燃料质量是高于大高炉，有关情况如下：
焦炭灰份低于12.5%的企业有长治（11.07）、新临钢（12.09）、邯钢（83.36）、天铁（83.27）、韶关（82.50）、三明（82.14）；M10低于7%的企业有邢钢（5.40）、昆钢（5.98）、新临钢（6.11）、萍乡（6.14）、川威（6.41）、苏钢（6.66）、涟钢（6.76）、长治（6.78）、徐州（6.80）、天铁（6.80）、新兴铸管（6.98）。
烧结矿含铁品位大于57%的企业有徐州（58.81）、新兴铸管（58.46）、三明（57.57）、承钢（57.38）、安阳（57.19）、莱芜（57.25）、新临钢（57.01）；精鼓指数大于80%的企业有川威（86.26）、唐山宝业（88.53）、广钢（83.25）、苏钢（81.87）、唐钢（81.43）、南京（80.83）、承钢（80.04）。
本述企业的一批中小高炉使用优质的炼铁原燃料之后，高炉的技术经济指标得到全面改善。据统计，2004年全国有80多座中小高炉利用系数在3.0t/m3.d以上，有13座高炉入炉焦比低于400kg/t有51座高炉入炉焦比低于450kg/t。
2 不同容积的大型高炉对原燃料质量的要求是不一样的
高炉容积越大，对于原燃料质量的要求越高。现在，太钢、本钢、首钢等单位拟新建4000m3以上容积的高炉，就要结合本企业实际，制订出科学、合理、实用的高炉炼铁原燃料质量标准。根据国外大型高炉生产实践，本人提出不同容积高炉的原燃料质量要求，详见表1～4。 表1 高碱度烧结矿质量 （图片）表3 入炉块矿质量 （图片）表4 焦炭质量要求 （图片） | |
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