關于若干鋼鐵生產問題的探討

王維興

科學發展觀要求我們要尊重冶金學的基本原理研究鋼鐵生產，實事求是地對待生產過程中出現的各類問題，不掩蓋矛盾，不回避矛盾，正視現實問題，用科學、合理的方法加以解決。目前，在鋼鐵生產中出現了一些現象，就是不能面對現實，不能真實反映生產一線情況，我們應盡快以予扭轉和糾正。

科學研究不能浮躁，要做深入的基礎理論研究，重視前人已研究的科技成果，加大技術創新力度，循序漸進地工作。學術上要允許不同的觀點存在，進行廣泛的交流、研討，取得共識，這有利于促進科學技術的發展。

1.技術經濟指標的失真

1.1 高爐爐容的失實現象

因各種原因，目前一些高爐爐容沒有展示真實數據：

把小高爐爐容說大：300m3左右的高爐，外報為500m3-600 m3；750 m3高爐外報為1000m3-1200m3。其主要原因是為逃避淘汰落后或為接近鋼鐵產業政策要求的爐容規格。

把大高爐爐容說?。?200 m3高爐外報為1800 m3；3800 m3高爐外報為3200 m3。一些大型高爐采用銅冷卻壁后，進行薄壁爐墻設計，爐容擴大約15%，但外報數據仍是原設計的容積。

1.2 煉鐵燃料比失真現象

一些企業的燃料比統計中沒有包括小塊焦比。焦炭計量應按干焦量，但扣除水分時數據偏高。自產和外購焦炭量與高爐消耗焦炭實際數值的差值大，有客觀因素，也有主觀原因。燃料比的高低與煉鐵工序能耗有直接關系，高爐煉鐵所需的能量有78%是碳素（即燃料）燃燒提供的。而煉鐵工序的能耗占鋼鐵聯合企業的50%。一些企業為完成國家（地方政府下達的指標）硬性考核的能耗指標，而進行人為的修正，將燃料比數據值調低。

一切先進的指標的實現，均需要一定的技術支撐條件。煉鐵生產條件惡劣，必然會使生產指標下降，這也是煉鐵學的基本原理所決定的。國際領先水平的燃料比在420 kg/t -450kg/t，但人家的客觀條件是：入爐鐵品位在65%-68%，熱風溫度在1250℃-1300℃，焦炭質量M40在88%左右，M10在<6%，灰分9%-11%等條件下實現的。而我們一些煉鐵企業的生產條件比較差，入爐礦含鐵品位一般在52%-54%，風溫在1100℃左右，焦炭質量一般，但煉鐵燃料比數值也不高，這不得不引起人們的質疑。更讓人質疑的是，個別企業的燃料比不先進，但煉鐵工序能耗值卻達到了先進水平。

2.高爐噴吹焦爐煤氣的技術問題

我們提倡高爐噴吹焦爐煤氣，但不能簡單地將焦爐煤氣從高爐風口噴入。焦爐煤氣含氫量在55%-60%，其中含有26%-35%左右的甲烷。從風口的噴入焦爐煤氣會很快與氧氣發生反應，生成水，產生熱量，但沒有對鐵礦石起到還原反應，這不是我們希望看到的情況。因焦爐煤氣是高能氣體，起燃燒發熱作用，能量利用效率低，其取代焦炭的效應不高。如果將焦爐煤氣從高爐爐身噴入，這個區域氧氣的含量很低，氫能很快與鐵礦石進行間接還原反應，且是放熱反應，能源利用效率就能得到大大提高。因為鐵礦石進行直接還原煤氣成分是：CO+H2>90%。焦爐煤氣中的甲烷，需要進行裂解為CO和H2。所以，焦爐煤氣在噴吹前要進行重整。

推廣焦爐煤氣向高爐內噴吹技術，還有許多基礎研究工作要做。如焦爐煤氣裂解技術、焦爐煤氣加壓和輸送系統的合理配置與優化、如何向高爐噴吹以及具體部位、噴槍結構、數量、壓力、安全保護設施等等。

3.全氧高爐煉鐵技術探討

高爐煉鐵是還原反應，用全氧高爐煉鐵，控制好高爐內還原性的氣氛是首要問題。否則，在氧化氣氛條件下不能實現對鐵礦石的還原。某企業在進行全氧高爐煉鐵試驗時，高爐出來的全是黑色的泡沫渣（氧化鐵和氧化錳），沒有鐵，就是由于沒有控制好高爐內的還原氣氛。

全氧高爐煉鐵風口區的燃燒溫度很高，可達3000℃左右，硅被大量還原，爐料透氣性變差，高爐難操作。這種高溫情況下，高爐爐缸耐火材料和風口的壽命也會很低（COREX和FINEX已經出現這個問題）?？梢圆捎么罅繃姶得悍鄣窒邿崃?。但極低焦比的高爐會很難穩定順行操作，主要是爐料的透氣性不好，煤氣流很難控制，且煤氣中CO含量低，造成鐵礦石間接還原度降低，使燃料比升高。

不能用正規高爐進行全氧煉鐵，要根據其特點重新設計爐型，最好是細高型。爐腰細并且要有高度。全氧高爐的燃燒帶窄小，風速低，鼓風動能小，煤氣流是邊緣過分發展，易形成中心死料堆。因爐喉直徑小，布料作用會弱化。且要根據不同的爐料結構，探索不同的高爐操作方法。

因氧氣供應量的限制，全氧高爐煉鐵的爐容不能太大。否則，大高爐因風速低、鼓風動能小，高爐內中心料柱吹不透，爐缸不活躍。會嚴重影響高爐生產效率。主要是煤氣流如何控制的技術問題。全氧高爐爐頂煤氣中含CO很低，約在0.1%-0.2%。這說明，高爐內還原氣氛很低，鐵礦石不能進行間接還原反應。

高爐煉鐵有熱風爐，高爐煉鐵的能量有19%左右是由熱風供給的，熱風的能量由燃燒高爐煤氣獲得，這是個廉價的能源。但全氧高爐煉鐵不能用熱風爐，所以，這在能耗和生產成本上存在不足。

要重視國內外全氧高爐試驗的經驗教訓，認真分析別人的試驗條件和經濟性，以確定我們的試驗方案。一般講，氧氣是用電能換來的，對于電價高的地區，經濟性會差。

要深入研究全氧高爐的基礎理論，研究分析鐵礦石在全氧條件下的反應機理、合理爐型、優化爐料結構、爐內煤氣流分布、溫度場的合理控制、煤氣除塵的特點等。

4.要實現企業效益的最大化，不追求某個指標的先進

一些企業提出追求經濟噴煤比（170kg/t）、經濟燃料比（寶鋼為470 kg/t～480kg/t），實現企業經濟效益的最大化。噴煤比的高低要與高爐的生產條件相適應（爐料質量、設備狀態、高爐操作水平、噴吹煤質量等）。當前，國內外高爐煉鐵原燃料質量劣化，價位攀升，出現噴煤比下降的趨勢。如寶鋼的噴煤比從200kg/t調整為160 kg/t-170kg/t。判斷噴煤比數值的合理性，主要看增加噴煤比后，燃料比是否增加。如增加了，說明煤粉沒有完全燃燒，煤粉置換比下降了，以致經濟效益不好，污染物排放增加。

5.不要過度追求高冶煉強度

一些中小高爐追求高冶煉強度的目標，采用大風機、大風量，實現高冶煉強度、高利用系數、高產量。這是一條錯誤的理念。煉鐵學理論和生產實踐表明，高爐冶煉強度在1.15 t/m3-1.20t/m3.d是較適宜的。低于這個值時，提高冶煉強度會有節焦增產的效果。大于這個值時，提高冶煉強度，產量會有所增加，但燃料比會增加，而且冶煉強度提高的幅度越大，燃料比升高的幅度越大。

利用系數=冶煉強度÷燃料比。

通過提高冶煉強度，來實現高利用系數，是不經濟的。我們應采取降低燃料比的辦法來實現高利用系數。寶鋼建設4350m3高爐的風機，經二次擴容（擴容為4747m3和4995m3）后，仍在使用，還能滿足生產的需求；噸鐵風量降到770 m3/t -950m3/t.，實現高效化煉鐵。

目前，一些小高爐噸鐵風量在1200 t/m3-1300 m3/t，個別企業達到1500 m3/t以上。本人認為，設計高爐的風機容量應是高爐容積的1.7倍左右，最高為2.0倍。但一些企業選擇的風機容量是高爐容積的2.5-3.0倍，雖然可實現高冶煉強度，出現大馬拉小車現象。這樣即浪費投資，又增加運行費用，使生產成本升高，燃料比居高不下，污染物排放也多。過去的情況是粗放式經營，有鐵就有效益?，F在，在鋼鐵生產處于低利潤時期，要集約式組織生產，不能再走擴大產能的道路，所以必須在降低燃料比、降低成本上下功夫。