我国大型高炉生产现状分析及展望

4000m3以上大型高炉是高炉炼铁先进技术发展方向的体现，大型高炉相对于容积小的高炉，单位炉容投资经济、能耗低、环境负荷低、劳动生产率高。 2000年以来，随着钢铁需求的迅猛增加，一批4000m3以上大型高炉在我国相继投入运行，在生产管理和操控技术等方面取得了明显的成绩和效果。本文对我国4000m3以上大型高炉的装备水平、原燃料指标、技术经济指标等方面进行了分析，对存在的问题提出了改进建议，并对炼铁的发展进行了展望。 我国大型高炉生产现状 装备水平 2000年以来，以首钢京唐5500m3高炉为代表的一批大型高炉在国内相继投入运行。截至目前，4000m3级以上大型高炉达到22座，高炉的大型化和自主创新成为这一阶段高炉炼铁发展的主要特点。随着高炉操作、管理理念的不断改进，装备水平也取得了突飞猛进的发展，炉顶料面监控、水温差在线检测、炉缸侵蚀模型、风口监控、煤气在线检测等先进技术不断得到推广应用，传统意义上的高炉“黑匣子”逐步向“可视化”的方向发展，一大批国产高炉设备设施已经达到国际领先水平。遗憾的是，我国炼铁高炉平均炉容仅为770m3。而西欧1990年~2008年高炉平均炉容由1690m3扩大到2063m3，日本1990年~2008年平均炉容由1558m3扩大到4157m3。 技术经济指标 近年来，我国大型高炉的操作管理水平不断提高，指标逐步优化。2016年，我国4000m3级以上高炉平均利用系数为2.06t/(m3·d)，高于同期日本同级别大型高炉1.93t/(m3·d)的利用系数。2016年，我国4000m3级以上高炉的平均燃料比为512.44kg/t，平均焦比为348.91kg/t，平均煤比为155.98kg/t；平均焦比较2011年~2014年平均值提高了5.29kg/t，而平均工序能耗却下降了8.51kgce/t，达到了384.95kgce/t，这反映出我国大型高炉在操作管理上更加注重适宜煤比和能耗的控制。附表是我国20座4000m3级以上大高炉2016年生产技术指标。 近年来，随着企业经营压力增大，成本意识在高炉的日常操作管理中逐步占主导地位，大型高炉开始逐步尝试所谓的“经济配料”，加之原燃料市场急剧变化导致供应保障能力下降，大型高炉的波动、失常也屡见不鲜，技术经济指标有一定波动。稳定顺行是高炉最大的效益，对大型高炉尤其如此。因此，必须坚持对大型高炉至关重要的“精料方针”，在努力降低铁水成本的过程中，操作者应更加注重炉况的长期稳定顺行及长期效益，在大型高炉具体的操作、管理方面更加精细。 原燃料指标 焦炭质量的优劣，对高炉生产稳定顺行、技术经济指标、产品质量和高炉长寿至关重要，对大型高炉的顺稳影响极大。2016年，我国大型高炉焦炭的平均灰分为12.02%，含硫量为0.70%；焦炭平均粒度为51.52mm，比2015年降低0.43mm，比2011年~2014年平均值降低1.04mm；M40平均为89.61%，比2015年增加0.63%，说明各企业重视焦炭质量的改善和提升。 煤粉的质量，对高炉喷煤操作的稳定顺行、煤焦置换效果均有重要影响。对喷吹煤粉质量的总体要求是有害元素少、灰分低、热值高、输送性能好、反应性和燃烧性高，挥发分选择合适。2015年我国大型高炉的煤粉灰分平均为9.37%，比2011年~2014年平均值有所上升，挥发分为18.33%。2016年，大高炉的煤粉灰分平均为9.56%，挥发分为17.88%。 由于钢铁产量增长，优质的铁矿石资源一度紧张，而且质量和性能呈下降趋势。我国自产的铁矿石品位较低，大部分的高品位铁矿石须要从国外进口，2015年我国的铁矿石对外依存度已达到84%。大型高炉要求渣量应小于300kg/t，炉料成分稳定、粒度均匀、粉末少、冶金性能良好和炉料结构合理。2016年，我国大型高炉的炉料结构为71.87%的高碱度烧结矿+19.12%的球团矿+9.01%的块矿，烧结矿占主导地位，因此，对烧结矿质量的管理是大型高炉精料管理的主要内容。与2015年相比，烧结矿的比例增加了1.25%，球团矿的比例降低了0.84%，块矿的比例降低了0.41%。 主要控制参数 高炉实施低硅冶炼，可达到高效、低耗、优质、长寿、环保的目标，降低生铁成本。同时低硅、低硫铁水可以降低炼钢渣量，提高铁的收得率，缩短冶炼时间，对开发新钢种、冶炼高级纯净钢、提高转炉生产能力、降低成本有重要意义。低硅冶炼的高炉，应该在保证铁水温度的情况下，尽量降低高炉的生铁含硅量。2015年，我国大型高炉的铁水含硅量和铁水温度平均分别为0.43%、1503.11℃，铁水含硅量比2011年~2014年平均值降低了0.01%，铁水温度也降低了1.36℃。2016年，大高炉铁水含硅量及铁水温度平均值分别为0.43%、1502.68℃。铁水温度下降幅度不大。 高炉生铁一级品率是指含硫量小于或等于0.03%的生铁占所有生铁的比例。2015年，我国大型高炉的铁水含硫量和一级品率的平均值分别为0.029%、76.35%，铁水一级品率比2011年~2014年平均值降低了2%。2016年，大高炉铁水含硫量和一级品率的平均值分别为0.029%、73.76%，仍然呈下降趋势，这主要是受经济配料、使用低品质矿的影响。 2016年，我国大型高炉平均渣量和二元碱度分别为299.40kg/t和1.18倍。除宝钢4座高炉外，其他大型高炉渣量都在300kg/t以上。大高炉的渣量比2015年降低了3kg/t。与国外的大型高炉相比，我国的渣量仍然偏高。 煤气利用率与高炉的吨铁燃料比有着直接的关系。2015年，我国大型高炉的平均煤气利用率为48.72%。2016年，平均煤气利用率和燃料比分别为48.40%和512.44kg/t。宝钢几座高炉的煤气利用率高于50%，其燃料比也低于500kg/t。 (来源：钢铁产业)