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4 000 m3以上大型高爐是高爐煉鐵先進技術的集中體現(xiàn), 相對于容積小的高爐, 大型高爐單位爐容投資少、能耗低、環(huán)境負荷低、勞動生產(chǎn)率高。2000年以來, 隨著鋼鐵需求的迅猛增加, 一批4 000 m3以上大型高爐在中國相繼投入運行。近年來, 通過煉鐵工作者的不懈努力, 中國在大型高爐生產(chǎn)管理和操控技術等方面取得了突出的成績和效果。本文通過對中國4 000 m3以上大型高爐的裝備水平、原燃料指標及技術經(jīng)濟指標等方面進行分析, 對存在的問題提出了改進建議, 并對煉鐵的發(fā)展進行了展望, 希望對中國高爐煉鐵發(fā)展有一定的借鑒意義。
1 中國大型高爐生產(chǎn)現(xiàn)狀
1.1 裝備水平
2000年以來, 以首鋼京唐5 500 m3高爐為代表的一批大型高爐在國內相繼投入運行。截至2016年, 4 000 m3以上大型高爐達到22座, 高爐的大型化和自主創(chuàng)新成為這一階段高爐煉鐵發(fā)展的最主要特點。隨著高爐操作和管理理念的不斷改進, 裝備水平也取得了突飛猛進的發(fā)展, 爐頂料面監(jiān)控、水溫差在線檢測、爐缸侵蝕模型、風口監(jiān)控及煤氣在線檢測等先進技術不斷得到推廣應用, 傳統(tǒng)意義上的高爐"黑匣子"逐步向"透明化"方向發(fā)展, 一大批國產(chǎn)高爐的設備設施已經(jīng)達到國際領先水平。
然而, 與西歐、日本等鋼鐵工業(yè)發(fā)達的國家和地區(qū)相比, 中國在高爐大型化方面還有很大的差距。據(jù)統(tǒng)計，2015年中國擁有煉鐵高爐近1 500座, 平均爐容僅770 m3;但是, 1990年至2008年, 西歐高爐平均爐容由1 690 m3擴大到2 063 m3, 日本高爐平均爐容由1 558 m3擴大到4 157 m3。
1.2 技術經(jīng)濟指標
近年來, 中國大型高爐的操作管理水平不斷提高, 指標逐步優(yōu)化。2015年, 中國4 000 m3以上高爐的平均利用系數(shù)為2.07 t/ (m3•d) , 高于日本同期同級別大型高爐1.93 t/ (m3•d) 的利用系數(shù)。這反映出中國大型高爐的操作管理及順行程度已經(jīng)達到了國際先進水平, 但是, 從另一方面也反映出中國高爐操作上更追求產(chǎn)量, 這可能是受鋼鐵需求大幅增加以及長期以來形成的產(chǎn)量至上操作思路的影響。2015年, 中國4 000 m3以上高爐的平均燃料比為510.74 kg/t, 平均焦比為345.4 kg/t, 平均煤比為156.18 kg/t。平均焦比較前4年增加了5.52 kg/t, 但是平均工序能耗卻比4年前降低了12.47 kg/t, 達到了380.99 kg/t。這反映出中國大型高爐在操作管理上更加科學, 更加注重適宜煤比和能耗的控制。2016年上半年, 中國大高爐的焦比較2015年增加了2 kg/t, 噸鐵能耗則基本持平。焦比增加的原因主要還是受新投產(chǎn)高爐焦比高的影響。中國20座4 000 m3以上大高爐2016年上半年生產(chǎn)技術指標見表1。
表1 中國20座4 000 m3以上大高爐2016年上半年生產(chǎn)技術指標