“新常態”下高爐煉鐵技術轉型升級和創新之路

邵新敏

（新余鋼鐵集團有限公司，江西 新余 338001）

當前，我國鋼鐵制造業出現了嚴重的產能過剩、環境污染和能源消耗、資金緊張、資源虧乏等諸多問題。從而21世紀首次出現全行業虧損之后，我國的鋼鐵制造業就邁入了微利甚至虧損的情況。再加上近些年來京津冀地區的污染問題日趨嚴重，鋼鐵制造業常被作用首要影響因素之一，承擔著相當大的社會壓力。而目前我國鋼鐵制造業所面對的“新常態”為“三低一高”，即低速增長、產品價格低廉、企業效益低下以及市場的高壓。對于此時艱難的“新常態”，我國鋼鐵制造業唯有進行產業的技術升級及創新轉型，才可以謀求更好的未來發展。

1 “新常態”下我國高爐煉鐵產業的形勢

1.1 生鐵產量趨向飽和以及產能過剩

近幾十年的發展，我國煉鐵行業得到快速發展。我的鋼產量已從2000年一路保持著不斷增長的水平，直到2014年其鋼鐵產量達到了7.11億噸，除了因2008年全球金融風暴的影響，我國的鋼鐵產量稍稍有所下降以為，依然可以維持在平穩上升的趨勢。我國的生鐵產量占全球總產量的比值，已然從22.64%增加到了60.85%，除了2014年其比值有所下降(60.38%)之外，自2008年以來，我國的生鐵產量一直是全球生鐵生產的主力軍。然而，我國的產量年增長率自2005年之后表現出了下滑的趨勢，直到2010年及后來的幾年內都保持在10%以下，2014年當年的常量增長率僅為0.37%，產量僅有輕微的上浮[1]。

1.2 先進與落后指標共存

自21世紀初期至今，對于高爐煉鐵的標準已經進行了顯著的優化。中國的高爐煉鐵燃料比一直保持著穩定比例，而近些年來因為受到原燃料的品質影響，導致燃料比出現了稍微的上升，焦煤比近些年來維持在一個較為穩定的水平。隨著高風溫技術的有效應用，風溫已經從原來的1005℃提高到了最高的1194.39℃。而近兩年風溫出現了略微的下降，到了2014年風溫降低到了1134.69℃。同時資源的短缺對我國煉鐵產業的發展也有著一定的制約作用，自2003年至今，高爐入爐品位保持著降低的趨勢，尤其到了2014年降低到了最低的53.74%，高爐利用系數也表現出了降低的趨勢。隨著國內相關技術的不斷發展，生產效率也獲得了顯著的提升，近些年來也提高到了相對穩定的平臺。

1.3 現代與傳統理念共存

對于復雜的市場競爭，不同水平的企業也有著其特有的生產理念，并通過不同措施迎接著各種挑戰，從而形成了現代與傳統理念共存的形式。而部分為了謀求參數驚艷，生產的數據與實際情況相背離。

比如，2018年中國煉鐵燃料比與前些年有著很大的差別：有多個企業未上報小塊焦比；部分企業上報的燃料比與計算數據存在差異性；一些企業對前幾年的數據進行了修改，數據不一致，沒有可比性。少數企業仍采用落后的“綜合焦炭比”，其噴煤替代比任意性很大；還存在部分企業把焦丁當作噴吹物，使得置換比小于1.0。因而這些企業焦比并不是很高，但是其實際燃料比卻比較高。從90年代開始，每年冶金部都會主張取消“綜合焦比”的使用，如今中鋼協還在努力促進相關統計標準的頒布，旨在對燃料比進行有效的降低。實際上，從而整體上來看，2014年重點企業與過去相比較而言已有了非常大的提升。

2 高爐煉鐵技術轉型升級和創新之路

2.1 轉變創新觀念及理念

依據目前的形勢下我國高爐煉鐵行業的所進行的技術創新工作，需要開展多學科的技術交融，從而建立以基礎理論為基礎，知識革新、面向生產的創新理念以及信息化管理思想。并實現產、學、應用、管理等創新交匯的新業態，進而實現思想的解放，尤其關注的內容是管理層必須進行最先的觀念革新。

2.2 開發與應用推煉鐵新技術

2.2.1 一體化燒結—高爐配料技術

最近幾年，因為鐵礦石等原料存在價格上的波動，因而導致鋼材價格也是起伏不定的，從而導致鋼鐵企業面對著利潤微薄的挑戰。因此，國內外許多企業都在積極實施低投入戰略。而燒結礦的價格直接影響著鐵水的成本，燒結礦的價格約占鐵水總投資的50%。在過去，鐵礦石的評價和配料的優化都是基于最小燒結投入。

然而，在實際生產過程中發現，這種以燒結投入的判斷，無法預示著鐵水投入的下降。常因為低價格的燒結礦其性能降低，廢渣變多，焦比上升，爐渣缺乏穩定性，使得鐵水的總投入可能會出現上升的現象[2]。所以，非常需要以煉鐵的整體總成本為基礎，構建燒結配料及高爐一體化的智能模型。

2.2.2 開括輔助燃料在煉鐵中的應用

在高爐中燃料是必不可少的，其使用過程是非常繁雜的。隨著優質煉焦煤和高爐噴煤產量的下降，利用藍碳等輔助燃料已成為一條重要途徑。我國藍碳資源十分豐富，是低品位煤的低溫干餾產物，按粒度可分為大、中、小、粉狀三種類型。其他藍碳主要用于生產鐵合金、化肥等產品，常作為燃料和還原劑，也可作為生產活性炭等產品的原料。由于有3個高碳和4個低碳，即高含量的固定碳、高活性、高電阻，低灰分、具有較低含量的鋁、硫、磷元素。特別是具有較為低廉的價格，因此使用蘭炭等輔助燃料能夠有效節約鐵水的生產投入。

2.2.3 可視化及高爐管控技術

高爐是一種逆流密閉反應裝置，上升的煤氣與爐內部下降的材料發生復雜的傳熱、反應、溶損反應等，都對高爐生產率和順利度有著極大的影響。高爐使用人員可通過對溫度、壓力、流量及煤氣成分等的檢測，對爐的狀況、高爐的操作進行監控，從而掌握更加精確的高爐信息實現對高爐使用的指導。北京科技大學與北京神網公司共同研發的高爐可視化技術，可對高爐的布料及冶煉情況進行實時的監控，并對高爐的操作進行相應的指導，其具有非常顯著的效果并在國內外已經得到了推廣高和廣泛的使用，其可以實現對爐內氣流情況、設備故障和引導高爐操作有著非常有效的作用[3]。

3 總結

近年來，隨著高爐煉鐵工業的快速發展，鋼產量已接近飽和，且存在過剩產能，先進與落后、現代與傳統并存的“新常態”[4]。鋼鐵制造作為鋼鐵制造的核心組成部分，擔負著整個行業的資源、能源、環保、污染等方面的責任，并正朝著科學設計、合理發展的方向不斷提升。為迎接“新常態”的挑戰，我國煉鐵制造企業必須轉變技術創新觀念，建立以理論為基礎，以生產、學習、研究和應用為核心的技術創新。倡導燒結與高爐裝藥一體化技術、高爐與燒結輔助燃料使用、可視化高爐控制技術等新型煉鐵技術的研發與應用，進而完成高爐煉鐵技術的技術創新及轉型。