2008 年全国炼铁技术交流会论文集1我国大高炉炼铁技术发展我国大高炉炼铁技术发展王维兴（中国金属学会）1 1 概述概述近年来，我国炼铁工业处于高速发展阶段，2007 年全国生铁产量达到 4,6944 亿 t，比上年度增长 15.19%，占世界总产量的 49.74%。预计今年全国生铁产量会超过 5.2 亿 t，炼铁生产能力超过 6 亿 t，但有 6000 万 t/年的生产能力居于淘汰之列（主要是 300m以下容积小高炉） 。我国现有高炉 1300 多座，大于 1000 m以上容积的高炉有 130 多座。近年来，高炉大型化的步伐加快，建设了三座 4000 m级的高炉，五座 3200 m级的高炉，拟建 7 座 4000 m高炉。大型高炉均采用了先进的技术装备，促进了高炉炼铁技术进步。进入 2008 年我国炼铁生产出现了滑坡现象，炼铁燃料比、入炉焦比、休风率升高，喷煤比、热风温度下降。主要原因是炼铁原燃料供应紧张，质量下降，精料水平下降所致。2 2 我国高炉炼铁技术不断进步，但我国高炉炼铁技术不断进步，但 20082008 年首季出现下滑年首季出现下滑我国高炉炼铁技术水平已居国际水平，宝钢、武钢、首钢、鞍钢等一批企业的大型高炉部分技术经济指标已达到或接近国际先进水平。表 1 为全国重点钢铁企业高炉炼铁指标。表 2 表 3 为2007 年部分高炉的技术经济指标。表 1 全国重点钢铁企业高炉技术经济指标项目2008 年首季2007 年2006 年2005 年2004 年全国生铁产量，万 t46944.6340416.7033741.1325185.05高炉利用系数，t/(m3d)2.5632.6772.6752.6422.516综合焦比，kg/t518516522526入炉焦比，kg/t401392396412427喷煤比，kg/t131137135124116热风温度，10851125110010841074入炉矿品位，%57.5057.7157.7858.0358.21休风率，%1.8381.5241.6611.8461.850炼铁工序能耗，426.09426.84430.59445.71466.202008 年全国炼铁技术交流会论文集2kgce/t表 2 2007 年度 4000 立方米级高炉经济运行指标1#2#3#4#太钢马钢 A、B年产量 万 t3246452379225739107814069048288.5容积 m406347064350474743504000燃料比 Kg/t94.22499.7495.67499.37465.75入炉焦比 Kg/t288.7276.7280.65266.86304294.9小块焦比 Kg/t10.9417.5318.9417.8218.538煤比 Kg/t194.58205.47196.04214.68181.25158.8电耗 Kwh/t59.0642.5943.1462.1834.4430.7氧耗 m/t35.7852.2962.6956.8731.0939.7蒸汽耗 Kg/t1613.1214.2911.8510.89压缩空气单耗 m/t55.50鼓风单耗 m/t1051.9968.2959.23918.4983.75热风温度 12401239124412421225.751210TRT Kwh/t31.2231.8636.8637.932.323除尘方式 湿法湿法湿法湿法布袋除尘湿法环保运行率 12 万度/日12.3水耗 m/t0.5410.5590.6560.640.390.63入炉品位 % 60.3260.2260.3460.2559.75表 3 2500 m级 高炉技经指标企业鞍钢承德马钢南钢沙钢唐钢武钢首钢首迁炉号炉容 m72580112580525002500225002680325604260012536325361265022650综合焦比Kg/t504.94496.93521.18542.4542.78507.79487.9481.5472.5407.3465.1入炉焦比Kg/t354354.37462.05369457.8440.98393.6325.2325.4344.4307.1294.7小块焦比Kg/t49.7546.259.543723.543.8421.1239.119.623.930.533.9喷煤比 Kg/t136.11129.4163.7215679.383.43121.62164.4139.7119.2157.5155.4吨铁电耗Kwh/t41.1134.6866.2548.35154.3529.5530.1227.5321.3836.0430.7727.682008 年全国炼铁技术交流会论文集3吨铁氧耗m/t28.6615.0712.0936.1116.5931.3716.2576.5614.73.2028.4534.50吨铁蒸汽耗 Kg/t0.1440.143400.04729.2091.0621.3324.5325.0715.7914.58吨铁压缩空气耗m/t43.2243.2226.30.02916.8149.1523.6824.62鼓风风量m/t 1146115310651330117546104644热风温度11231120107511381028.7916811092114012201235吨铁耗新水 m/t0.6520.6530.774.611.5210.742.583.250.430.272.12.1 高炉燃料比有所上升高炉燃料比有所上升近年来，世界性的原燃料供应紧张，价位攀升，成份波动大，给高炉炼铁带来了较大的负面影响。突出表现在入炉品位下降和成分不稳定，加大了高炉操作技术的难度，呈现出炼铁燃料比在上升的态势。2008 年第一季度全国重点钢铁企业炼铁燃料比为 532Kg/t，比上年同期上升3Kg/t。燃料比较好的企业有：首钢 469Kg/t，宝钢 480Kg/t，太钢 485Kg/t，武钢 491Kg/t，鞍钢493Kg/t，马钢 489Kg/t，冶钢 501Kg/t，唐钢 511Kg/t。国际领先水平的炼铁燃料比为 440460Kg/t。2006 年全世界高炉炼铁平均燃料比为543Kg/t，德国为 496Kg/t，中国台湾为 488Kg/t，欧盟 15 国为 494Kg/t，南美为 496Kg/t，日本为 498Kg/t，南韩为 503Kg/t，北美为 510Kg/t。燃料比=焦比+喷煤比+小块焦比。喷煤比是不考虑置换比。这样比较科学，企业之间有可比性。南韩燃料比之中的喷煤比最高，在 160Kg/t 以上，日本、南美、欧盟、中国台湾及德国的喷煤比也是比较高的，在 130Kg/t 以上。2.22.2 入炉焦比在升高入炉焦比在升高2008 年我国重点企业燃料比的升高主要原因是入炉焦比在升高，喷煤比在下降。炼焦煤供应紧张，导致焦炭质量下降，特别是焦炭的热性能劣化，对大型高炉的影响是比较大的。2008 年首季全国重点钢铁企业入炉焦比为 401Kg/t，比上年同期升高 8Kg/t。入炉焦比低的企业有：宝钢311Kg/t，太钢 312Kg/t，武钢 350Kg/t，鞍钢 342Kg/t，首钢 342Kg/t，邢台 359Kg/t，莱芜363Kg/t，马钢 368Kg/t，天铁 369Kg/t，长治 372Kg/t，新兴铸管 378Kg/t，鄂钢 379Kg/t。宝钢高炉入炉焦比在 266288Kg/t，已属国际领先水平。国际水平的入炉焦比是在 400Kg/t。以下 2007 年我国有 27 个企业入炉焦比低于 400Kg/t。炼铁燃料比是在一定范围内波动，要想降低焦比，只有采取提高喷煤比，提高热风温度等措施。当前影响我国高炉生产的最大因素是原燃料成分不稳定。2008 年全国炼铁技术交流会论文集42.32.3 喷煤比呈下降态势喷煤比呈下降态势2007 年我国重点钢铁企业喷煤比为 137Kg/t，但 2008 年首季下降 6 Kg/t。这是近年来少有的态势。说明炼铁企业是不得已而为之的。我们应当认真研究提高喷煤比的技术措施。当前，炼铁企业因原燃料涨价，成本上升的压力已经很大。提高喷煤是降低成本的重大措施，喷一吨煤粉，代替焦炭，约有 1000 元的利润。提高喷煤粉的重要技术措施有：提高入炉品位，降低渣量，提高风温，进行脱湿和富氧鼓风，提高高炉燃料透气性（原燃料转鼓强度高，煤气分布均匀） ，进行均匀喷吹和混合煤喷吹，优选喷吹煤种（可磨性好，燃烧性好，流动性好，含碳量高，灰分低）等。高风温已成为提高喷煤比的关键因素，应当引起高度的重视。2008 年首季，喷煤比高的企业有：太钢 173、宝钢集团 169、石钢 164、江阴兴澄 164、酒钢163、新兴铸管 162、邢台 162、武钢 161、长治 160、莱钢 158、济源 153、德龙 152、鞍钢 151。2.42.4 热风温度在波动之中热风温度在波动之中2008 年首季全国重点钢铁企业热风温度为 1085，比上年度下降 40。风温较高的企业有：河北德龙 1184、鞍钢 1169（比上年下降 5） 、首钢 1166（与上年持平） 、攀钢 1160（比上年升高 6） 、宝钢集团 1159（比上年下降 22） 、邢台 1150（比上年升高 65） 、莱芜 1146（比上年上升 40） 、沙钢怀特 1139（比上年度下降 1） 、武钢 1135（比上年下降 5） 、本钢 1020（比上年下降 3） 。热风温度下降有两个原因。其一为热风炉供不上高风温。其二为高炉生产用不了高风温。这里有多方面的因素，就总体上讲，我国热风温度偏低，已经成为我国高炉炼铁技经指标中与国际先进水平差距最大的地方。相差在 100150。国外已有热风温度在 1300水平的实例（芬兰） 。我国宝钢 3 号高炉年平均风温在 1244已属于世界先进水平。热风温度是廉价的能源（使用高炉煤气 45%而转换来的） ，对企业节能减排，提高能源利用效率是有着重大的作用（企业生产用煤的能值有 34%会转换为副煤气，煤气去烧热风炉比发电的能源转换率要高） 。所以炼铁企业要高度重视高风温的作用。风湿升高 100可降低炼铁焦比1520Kg/t，允许多喷吹 3040Kg/t 煤粉，使风口区理论燃烧温度升高 60。我国已全面掌握了实现高风温的设计，原材料供应、施工、操作和维修的方面的先进技术。企业没实现高风温完全是在管理和技术上有不到之处。实现高风温的技术措施是：热风炉拱顶采用耐高温的硅砖，在拱顶钢板内铺设一层铝箔，防止产生晶界腐蚀。采用蓄热面积大的小孔格子砖（1930 孔） ，拱顶砖不要坐落在热风炉的大墙上，要有膨胀节。热风炉操作上，送风和燃炉时，拱顶温度温差要控制在 100150，送风时间最好小于 1 小时。送风管道系统要能适应高风温要求，选用优质热风阀和热风炉之间的短管要有膨胀节等。高炉正常生产要求时风口区理论燃料燃烧温度在 220050，而喷吹 10Kg/t 煤粉会使理论燃烧温度下降 2035。这样大喷吹煤量会使风口理论燃烧温度下降 200400。为此，大喷煤量必须要有高风温作保证。一般来讲，低于 1000风温的高炉，不适于喷煤，而热风温度低于 1050是不适于高炉喷煤比作业。如果热风炉能提供高风温，而高炉用不上去，可以进行加湿鼓风，将高风温用上去。其结果会使高炉增产节焦。2008 年全国炼铁技术交流会论文集5热风炉的寿命一般是在 20 年左右，大修一次需要上千万元。所以，要求热风炉使用的耐火砖质量一定要好，决不能购买价低的劣质砖，也不能降低耐火砖的质量要求。不少企业实现不了高风温，热风炉寿命低，均是耐火材质不好，或砌筑质量不高等原因。3 3 高炉炼铁要以精料为基础高炉炼铁要以精料为基础炼铁精料对高炉生产技术指标的影响率在 70%，工长操作水平占 10%，企业管理水平占 10%，设备影响率占 5%，