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如何正確評(píng)價(jià)高爐生產(chǎn)效率，一直是多年來(lái)業(yè)界爭(zhēng)論不休的話題。在鋼鐵工業(yè)發(fā)展的不同時(shí)期有著不同的標(biāo)準(zhǔn)。在鋼鐵需求旺盛、產(chǎn)能不足，鋼鐵產(chǎn)品有較大利潤(rùn)空間的時(shí)期，往往以提高產(chǎn)量作為標(biāo)準(zhǔn)，崇尚高冶煉強(qiáng)度、高利用系數(shù)。然而我國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展對(duì)鋼鐵工業(yè)提出了更高的要求，相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也要隨之發(fā)生變化。

由于歷史原因，我國(guó)對(duì)高爐強(qiáng)化的認(rèn)識(shí)存在誤區(qū)，多是重產(chǎn)量、輕能耗，重系數(shù)、輕焦比，導(dǎo)致燃料比長(zhǎng)期居高不下。高爐煉鐵是高資源和高能源消耗工序，焦化、燒結(jié)、球團(tuán)、高爐生產(chǎn)工序組成的煉鐵系統(tǒng)碳排放量約占整個(gè)鋼鐵生產(chǎn)的90%，而資源和能源消耗以及污染物排放量約占70%；高爐煉鐵的碳排放量約占整個(gè)鋼鐵生產(chǎn)的70%以上，而資源和能源消耗以及污染物排放量約占50%以上，煉鐵工序在鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排工作中占有舉足輕重的地位。

??? 科學(xué)認(rèn)識(shí)高爐強(qiáng)化與燃料比的關(guān)系

20世紀(jì)50年代以來(lái)，我國(guó)煉鐵生產(chǎn)采用提高冶煉強(qiáng)度、追求利用系數(shù)為中心的高爐強(qiáng)化冶煉方針，阻礙了燃料比和焦比的降低以及減量化生產(chǎn)。

筆者曾經(jīng)對(duì)梅鋼、馬鋼、邯鋼、武鋼2004年的操作數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)冶煉強(qiáng)度未能反映出高爐冶煉過(guò)程的本質(zhì)，沒(méi)有抓住冶煉的關(guān)鍵；而在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期，我國(guó)煉鐵生產(chǎn)多以犧牲寶貴的焦炭為代價(jià)，一味追求高產(chǎn)和高冶煉強(qiáng)度。

用冶煉強(qiáng)度衡量高爐強(qiáng)化程度并不正確。首先，冶煉強(qiáng)度并不能反映爐內(nèi)的真實(shí)情況，不能反映高爐過(guò)程矛盾的實(shí)質(zhì)，特別是采用了富氧等新技術(shù)以后與實(shí)際的出入更大，往往引起誤導(dǎo)。其次，把冶煉強(qiáng)度與利用系數(shù)直接掛鉤，導(dǎo)致產(chǎn)生了許多違反高爐冶煉規(guī)律的觀念，它們長(zhǎng)期對(duì)立，對(duì)設(shè)計(jì)也造成了混亂影響。寶鋼高爐一直以減少噸鐵爐腹煤氣量來(lái)達(dá)到強(qiáng)化的目的，高爐操作始終貫徹降低燃料比和控制爐腹煤氣量的方針，通過(guò)富氧、提高爐頂壓力來(lái)減少噸鐵爐腹煤氣量、保持低燃料比的辦法來(lái)提高利用系數(shù)。

燃料比高低是重要的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。煉鐵工作者應(yīng)把高效利用資源和能源放在評(píng)價(jià)高爐生產(chǎn)水平的首要位置。高效利用資源和能源最重要的是降低燃料比，降低燃料比要比提高利用系數(shù)的難度大得多，需從技術(shù)細(xì)節(jié)上加以掌控。

對(duì)于各級(jí)別高爐，冶煉每噸生鐵的碳素消耗和熱量消耗幾乎相等，這一點(diǎn)已為國(guó)內(nèi)外許多先進(jìn)高爐生產(chǎn)數(shù)據(jù)所證實(shí)，無(wú)論爐容大小，高爐年平均燃料比都能達(dá)到490kg/t±5kg/t。爐容小一些的高爐并不比爐容大的高爐燃料比高?？墒菄?guó)內(nèi)仍有一批小型高爐“癡迷”于高冶煉強(qiáng)度，忽視降低燃料比和焦比。

有分析研究表明，高爐強(qiáng)化受爐內(nèi)煤氣通過(guò)能力、通過(guò)量的制約，以降低燃料比和噸鐵爐腹煤氣量為中心，用爐腹煤氣量指數(shù)來(lái)對(duì)高爐合理強(qiáng)化程度進(jìn)行定量分析和科學(xué)解釋，這一觀點(diǎn)已經(jīng)得到煉鐵界的廣泛認(rèn)同。因此，用爐缸面積利用系數(shù)較有效容積利用系數(shù)來(lái)衡量高爐的利用效率更為合理。

有研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)論高爐容積的大小，單位面積爐內(nèi)煤氣的通過(guò)能力和流速相差不大，因此用面積利用系數(shù)要比容積利用系數(shù)衡量強(qiáng)化程度更為科學(xué)。而小高爐的有效容積利用系數(shù)高只是一種假象。從爐缸面積利用系數(shù)來(lái)看，大小高爐沒(méi)有明顯差別。

大中型高爐的面積利用系數(shù)穩(wěn)定在70t/(m2·d)左右，有相當(dāng)一部分小型高爐的面積利用系數(shù)低于大型高爐。片面強(qiáng)調(diào)以高容積利用系數(shù)、冶煉強(qiáng)度來(lái)衡量高爐生產(chǎn)效率，造成了錯(cuò)誤的強(qiáng)化觀念，致使燃料比升高，形成了小高爐生產(chǎn)效率優(yōu)于大型高爐的假象。而從燃料效率來(lái)看，許多片面追求高強(qiáng)度的小高爐低于燃料比低的大型高爐。

降低燃料比是最有效的增產(chǎn)措施，也是降低成本的有效措施。提高富氧率和爐頂壓力是強(qiáng)化高爐的合適選擇。

高爐強(qiáng)化方式。筆者依據(jù)寶鋼3座高爐1999年~2009年11年間月平均操作數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出噸鐵爐腹煤氣量1440m3/t、爐腹煤氣效率1.0正好是高爐強(qiáng)化的兩種不同認(rèn)識(shí)、不同觀點(diǎn)的分界線；采取不同的強(qiáng)化方式，會(huì)得到兩種不同的效果。因此，對(duì)于那些在生產(chǎn)方式上仍舊采取多燒燃料，而爐腹煤氣量指數(shù)很高，爐缸面積利用系數(shù)卻偏低的高爐應(yīng)該進(jìn)行整頓。

降低燃料比、提高煤氣利用率應(yīng)控制爐腹煤氣量指數(shù)。在循環(huán)區(qū)燃燒產(chǎn)生的高爐煤氣是冶煉生鐵所需化學(xué)能和熱能的載體。為了更好地利用資源和能源，降低燃料比，必須抓住高效利用爐內(nèi)煤氣這個(gè)“綱”。

一方面，改善高爐爐料透氣性應(yīng)該加強(qiáng)原燃料的處理、提高原燃料的強(qiáng)度、采取整粒等措施，這是強(qiáng)化高爐冶煉的重要途徑；另一方面，降低燃料比、充分利用高爐煤氣的熱能和化學(xué)能、提高煤氣利用率、降低噸鐵爐腹煤氣量也是強(qiáng)化高爐冶煉的重要途徑。而后者更符合高效利用資源、能源冶煉方針的要求。雖然發(fā)展邊緣或開(kāi)放中心能夠降低爐料透氣阻力系數(shù)，提高爐腹煤氣量指數(shù)，但是影響爐內(nèi)煤氣與爐料的接觸，使煤氣利用率下降，會(huì)導(dǎo)致燃料比提高，是不可取的。

為了提高煤氣利用率，應(yīng)該加強(qiáng)煤氣與爐料的接觸。隨著高爐的強(qiáng)化，透氣阻力系數(shù)有可能提高，料柱通過(guò)煤氣的能力會(huì)受到限制。合理的布料應(yīng)該是在保證低燃料比、較高的煤氣利用率的基礎(chǔ)上，保證爐腹煤氣量指數(shù)在合理的范圍內(nèi)，采取降低噸鐵爐腹煤氣量來(lái)合理強(qiáng)化高爐。為了提高煤氣利用率，可能使透氣阻力系數(shù)值升高，引起高爐故障。因此，透氣阻力系數(shù)和煤氣利用率與爐腹煤氣量指數(shù)之間存在制約關(guān)系，應(yīng)該很好地研究在低燃料比的前提下，合理強(qiáng)化和合理的裝料制度。

當(dāng)爐內(nèi)料柱透氣性限制高爐強(qiáng)化時(shí)，應(yīng)采用提高原燃料的質(zhì)量，以提高爐內(nèi)通過(guò)煤氣的能力，提高爐腹煤氣量指數(shù)。在爐腹煤氣量指數(shù)受到限制的情況下，提高利用系數(shù)應(yīng)通過(guò)降低噸鐵耗風(fēng)量、降低噸鐵爐腹煤氣量和提高爐腹煤氣效率，更加有效地利用爐內(nèi)煤氣來(lái)降低燃料比。

在原燃料一定的條件下，對(duì)應(yīng)著一個(gè)合理的煤氣流速范圍。當(dāng)原燃料質(zhì)量高時(shí)，爐腹煤氣量指數(shù)可以高；而原燃料質(zhì)量較差，相應(yīng)的爐腹煤氣量指數(shù)不能太高，存在限制值，爐腹煤氣量指數(shù)不是越高越好。

根據(jù)氣體動(dòng)力學(xué)，在料柱中氣體的通過(guò)能力是有限的?？墒?，有一些中小型高爐爐腹煤氣量指數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)70m/min以上，而煤氣利用率卻只有40%左右，如果按爐缸面積利用系數(shù)計(jì)算，其生產(chǎn)率并不高。即使在煤氣利用率很低的情況下，仍然在開(kāi)放中心。本來(lái)中小型高爐中心就容易吹透，中心氣流容易發(fā)展，大量中心加焦勢(shì)必造成大量煤氣流失，煤氣的大量熱能和化學(xué)能均未被利用，導(dǎo)致能源和資源的浪費(fèi)。應(yīng)該改進(jìn)布料，采取提高煤氣利用率、降低燃料比、減少噸鐵爐腹煤氣量的措施來(lái)提高產(chǎn)量，而不是提高爐腹煤氣量指數(shù)。從根本上來(lái)講，須改變操作者、管理者的生產(chǎn)指導(dǎo)思想，從以產(chǎn)量為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐缘吞己徒档腿剂媳葹橹行牡能壍郎蟻?lái)。

??? 采用新指標(biāo)評(píng)價(jià)高爐效率推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步

在節(jié)能減排的基本原則指導(dǎo)下，應(yīng)將爐腹煤氣量指數(shù)和爐腹煤氣效率列入高爐生產(chǎn)操作的評(píng)價(jià)指標(biāo)。爐腹煤氣量指數(shù)和爐腹煤氣效率的數(shù)值建議作如下規(guī)定：爐腹煤氣量指數(shù)以58m/min～66m/min為宜，小型高爐以不超過(guò)70m/min為宜。評(píng)價(jià)大、中型高爐生產(chǎn)效率的主要指標(biāo)的數(shù)值如下：操作指標(biāo)良好的高爐，燃料比<510kg/t，相當(dāng)于噸鐵爐腹煤氣量<1440m3/t；爐缸面積利用系數(shù)應(yīng)高于爐腹煤氣量指數(shù)，即爐腹煤氣效率＞1.00；有待提高的高爐，燃料比<540kg/t，相當(dāng)于噸鐵爐腹煤氣量<1620m3/t，爐腹煤氣效率＞0.889。在一定的冶煉條件下，在高爐強(qiáng)化的同時(shí)，也要獲得較高的爐腹煤氣效率才比較合理。因?yàn)闋t腹煤氣量及爐腹煤氣指數(shù)指標(biāo)都有一個(gè)合理的范圍。

為促進(jìn)我國(guó)高爐煉鐵科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，須補(bǔ)充更新評(píng)價(jià)高爐生產(chǎn)效率的方法和指標(biāo)，對(duì)我國(guó)高爐技術(shù)進(jìn)步發(fā)揮正確的導(dǎo)向作用。

采用爐缸面積利用系數(shù)、爐腹煤氣量指數(shù)和爐腹煤氣效率作為評(píng)價(jià)高爐生產(chǎn)效率的指標(biāo)具有以下優(yōu)勢(shì)：一是使用爐腹煤氣量指數(shù)和爐腹煤氣效率作為指標(biāo)可以更全面、科學(xué)地衡量高爐生產(chǎn)操作狀況，有助于扭轉(zhuǎn)高爐的粗放型生產(chǎn)；二是在一定的原燃料條件下，當(dāng)采取強(qiáng)化高爐的措施時(shí)，應(yīng)該采用爐腹煤氣效率來(lái)考核對(duì)燃料比、能耗等產(chǎn)生的影響；三是在接近相應(yīng)的最大爐腹煤氣量和最大爐腹煤氣量指數(shù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)以提高爐腹煤氣效率，降低噸鐵爐腹煤氣量來(lái)提高利用系數(shù)；四是以上所述要求操作者、領(lǐng)導(dǎo)者須改變生產(chǎn)操作理念，把過(guò)去以產(chǎn)量為中心的生產(chǎn)指導(dǎo)思想，轉(zhuǎn)變?yōu)橐越档腿剂媳葹橹行?，以提高精料水平，合理采用新技術(shù)為手段來(lái)爭(zhēng)取更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

隨著我國(guó)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，高爐生產(chǎn)效率的評(píng)價(jià)體系也應(yīng)隨之改變。以往采用冶煉強(qiáng)度、有效容積利用系數(shù)這兩個(gè)強(qiáng)化指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)高爐強(qiáng)化程度和操作水平，導(dǎo)致生產(chǎn)者陷入圖虛名、損效益的誤區(qū)而不能“自拔”。而采用有效容積利用系數(shù)這一評(píng)價(jià)指標(biāo)，造成小高爐比大高爐生產(chǎn)效率高的“怪象”，大高爐與小高爐互相攀比高利用系數(shù)和高冶煉強(qiáng)度，掩蓋了大高爐的優(yōu)越性，浪費(fèi)了寶貴的焦炭、煤粉等資源；導(dǎo)致高爐仍然采用粗放型的操作方式，單純?cè)诙喙娘L(fēng)、多燒焦炭上作文章；為了追求容積利用系數(shù)和冶煉強(qiáng)度，很多企業(yè)不惜扭曲高爐合理內(nèi)型，采用較小容積、較小爐腰的爐型，使有效容積與爐缸面積的比值縮小，惡化了煤氣能量的利用效率，使燃料比提高。

要減少CO2排放、降低燃料比和焦比，需全工序上下總動(dòng)員，從原燃料的整粒、混勻，從燒結(jié)、焦化等工序全面提高原燃料的質(zhì)量入手，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)轉(zhuǎn)變高爐強(qiáng)化的理念，調(diào)整高爐操作制度，變革規(guī)章制度、操作標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)新的突破。