从高产到高效

　　在钢铁生产过程中，炼铁系统的资源消耗和能耗消耗约占70%，在炼铁系统中削减CO2排放量是迫切的任务。因此近年来，我国高炉生产理念已经发生了根本变化，过去单纯强调高产，如今转变为高效，即高效利用资源、高效利用能源、高效利用设备，提出了以精料为基础，“高效、优质、低耗、长寿、环保”的炼铁生产技术方针。我国高炉运行面向大型化、高效化和低排放，因此在高炉设计、生产中出现的一系列新问题已经得到各方面的重视，并采取了相应的措施。 

　　高炉操作界限的科学化 

　　高炉稳定顺行是充分利用资源、能源的根本途径。由于高炉的复杂性，在高炉失常时，有经验的操作专家也主要是依靠高炉的各种表象临场处理，这就成为提高控制水平的障碍，必须把表象的内在因素弄清楚，这是研究高炉操作界限的动因。 

　　对高炉强化界限研究的目标是燃料比降低到450kg/t，削减CO210.5%。而实现低燃料比操作的障碍是悬料、崩料、液泛、出铁和出渣不顺等破坏高炉顺行的故障。探索高炉操作的界限并不是限制生产，而是利用规律，为进一步强化高炉冶炼服务和提高能源使用效率。随着高炉大型化，下料的不稳定因素增加，发生悬料、崩料的可能性增大、频率增高，为了确保稳定生产，对高炉下料行为的研究越来越重要。高炉下部受风口前循环区内焦炭供应的漏斗流区域与炉缸中心死料堆的影响非常大。确保高炉下部死料堆的透气性和透液性对维持稳定生产非常重要。 

　　高炉界限观念的科学化，必将引起高炉操作方针、操作制度的精细化。研究证明，炉腹煤气量指数存在界限，并由此确立在低燃料比条件下强化高炉冶炼的途径。 

　　在低燃料比条件下提高利用系数 

　　过去高炉计量设备落后，通过称量燃烧掉的焦炭的重量，得到每天每立方米高炉容积燃烧的焦炭量———冶炼强度，用以作为判断高炉生产最方便的指标。由于冶炼强度只能代表高炉燃烧焦炭的能力，相当于发生煤气的能力，为了强化就要增加煤气发生量，而为了通过更多的煤气量，不得不采取疏松料柱的措施，使得炉内煤气利用率下降，燃料比上升，强化的效果越来越差，往往提高不了高炉利用系数。 

　　随着高压操作、富氧鼓风等新技术的广泛运用，以及高炉计测仪表的完备，当前人们已经可以精确计算炉腹煤气量，并作为控制高炉操作的条件。 

　　强化高炉冶炼可以分为两部分：一部分是适当提高炉腹煤气量，并用最大炉腹煤气量指数来控制；另一部分是用提高炉腹煤气效率的方法，充分利用炉内煤气的热能和化学能。这样既提高利用系数，又保持低燃料比。 

　　围绕节能降耗发展装备技术 

　　近年来，我国高炉的大型化有了很大进步。随着高炉大型化，高炉装备水平有了很大提高，为提高高炉指标、科学管理和取得更好的效益创造了物质条件。今后高炉装备技术的发展也应围绕着节约资源、能源，减少排放这个课题，并依靠挖潜来降低成本增加效益。 

　　喷吹煤粉能够拓宽燃料利用的范围，节约宝贵的焦煤。各企业正纷纷采取措施提高煤焦置换比，以提高喷煤的利用效率。 

　　干式煤气除尘能够提高余压发电装置的发电量约35%。在全干式煤气除尘方面，我国处于领先地位。干式煤气除尘和炉顶煤气发电装置也已经国产化，但煤气结露对管道和余压发电装置的腐蚀问题亟待解决。 

　　高风温热风炉得到推广应用。为高炉提供更高风温必须提高热风炉拱顶温度，在高热值煤气缺乏的情况下，通过预热煤气和助燃空气的办法提高燃烧温度。顶燃式热风炉燃烧器可使拱顶温度与风温之间的温度差缩小，提高热风炉的利用效率也可以提高风温。降低吨铁炉腹煤气量从而控制高炉入炉风量，既能降低鼓风能耗，又能提高热风炉的能力。 

　　重视高炉长寿及快速大修技术 

　　世界各国都十分重视高炉的长寿技术，超过15年的长寿高炉不断增加，我国也出现了超过15年的长寿高炉，宝钢3号高炉正在向20年的长寿目标迈进。业界一直在下大力气研究改善高炉炉体结构的设计技术、高炉稳定操作技术和炉体维修技术： 

　　在合理的高炉炉体设计技术方面，采用合理薄壁内型，优化内型参数，同时提高炉容与炉缸面积Vu/A的比值；在炉体冷却设备和耐材损坏机理分析的基础上，采用合适的冷却设备和耐材；为了克服炉缸环流加深死铁层难题，提高炉缸炉墙耐材的抗铁水侵蚀性，提高碳砖性能，防止铁水的渗透将气孔微细化；改进炉体冷却过程。 

　　在操作管理技术方面，由高炉布料控制炉内气流分布降低炉墙热负荷；采取活跃炉缸的操作制度，减轻铁水环流；保持高炉的稳定操作，降低炉体、炉缸热负荷的波动；控制炉缸、炉底冷却，强化侧壁温度管理，建立炉底、炉缸在线监测和炉缸侵蚀模型；改善出铁制度和布料技术，控制炉缸铁水流动。 

　　在高炉长寿和维修技术方面，开发出破损测量和调查技术，以及有效修补破损部位的技术。 

　　为了避免高炉停炉带来的巨大损失，除了延长高炉寿命以外，还要求缩短停炉的时间进行快速大修。在快速大修方面，我国也开发出世界一流的高炉快速大修技术。宝钢1、2号4000m3级高炉采用分段装卸的大修工艺，一次搬运最大重量达到3200t，大修时间分别为78天和98天。 

　　装备合理化才能降本增效 

　　装备合理化能使高炉生产过程节能、降耗，同时降低成本。 

　　降低基本建设投资的观念已经被广泛接受。降低基本建设投资应该在不降低装备水平、不降低工程质量的前提下，从优化装备配置、减少装备的冗余入手。装备能力不应“大马拉小车”。“大马拉小车”不但积压了投资，降低投资效益，而且为高炉“过度强化”创造了条件。例如，高炉选择过大的鼓风机，使得占总投资一半以上的鼓风系统、热风炉、煤气净化系统能力闲置。由于投资高、折旧高，成本也随之提高。有的高炉以为提高冶炼强度就能提高产量，早日回收投资；其实过高的冶炼强度会浪费资源、能源，影响高炉长寿，增加成本。 

　　提高工程质量，科学地操作高炉，充分运用新技术，加强高炉维护维修，对延长高炉寿命至关重要。 

　　依靠大修扩容挖掘高炉鼓风机、热风炉、煤气系统等设备的潜力，从而节约能源、降低成本、增加效益。例如，宝钢1号高炉扩容近25%，炉容由4063m3扩大至4966m3，高炉主要设备都没有更换，产量由9600t/d增加到12000t/d左右。 

　　装备国产化是降低投资的有效办法。我国的高炉装备技术已经能够替代进口产品，可以满足高炉炼铁“高效、优质、低耗、长寿、环保”的要求。