4000m3以上大型高爐是高爐煉鐵先進技術發(fā)展方向的體現(xiàn)，大型高爐相對于容積小的高爐，單位爐容投資經(jīng)濟、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4000m3以上大型高爐在我國相繼投入運行，在生產(chǎn)管理和操控技術等方面取得了明顯的成績和效果。本文對我國4000m3以上大型高爐的裝備水平、原燃料指標、技術經(jīng)濟指標等方面進行了分析，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。

我國大型高爐生產(chǎn)現(xiàn)狀

裝備水平

2000年以來，以首鋼京唐5500m3高爐為代表的一批大型高爐在國內(nèi)相繼投入運行。截至目前，4000m3級以上大型高爐達到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)展的主要特點。隨著高爐操作、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、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“可視化”的方向發(fā)展，一大批國產(chǎn)高爐設備設施已經(jīng)達到國際領先水平。遺憾的是，我國煉鐵高爐平均爐容僅為770m3。而西歐1990年~2008年高爐平均爐容由1690m3擴大到2063m3，日本1990年~2008年平均爐容由1558m3擴大到4157m3。

技術經(jīng)濟指標

近年來，我國大型高爐的操作管理水平不斷提高，指標逐步優(yōu)化。2016年，我國4000m3級以上高爐平均利用系數(shù)為2.06t/(m3·d)，高于同期日本同級別大型高爐1.93t/(m3·d)的利用系數(shù)。2016年，我國4000m3級以上高爐的平均燃料比為512.44kg/t，平均焦比為348.91kg/t，平均煤比為155.98kg/t；平均焦比較2011年~2014年平均值提高了5.29kg/t，而平均工序能耗卻下降了8.51kgce/t，達到了384.95kgce/t，這反映出我國大型高爐在操作管理上更加注重適宜煤比和能耗的控制。附表是我國20座4000m3級以上大高爐2016年生產(chǎn)技術指標。

近年來，隨著企業(yè)經(jīng)營壓力增大，成本意識在高爐的日常操作管理中逐步占主導地位，大型高爐開始逐步嘗試所謂的“經(jīng)濟配料”，加之原燃料市場急劇變化導致供應保障能力下降，大型高爐的波動、失常也屢見不鮮，技術經(jīng)濟指標有一定波動。穩(wěn)定順行是高爐最大的效益，對大型高爐尤其如此。因此，必須堅持對大型高爐至關重要的“精料方針”，在努力降低鐵水成本的過程中，操作者應更加注重爐況的長期穩(wěn)定順行及長期效益，在大型高爐具體的操作、管理方面更加精細。

原燃料指標

焦炭質(zhì)量的優(yōu)劣，對高爐生產(chǎn)穩(wěn)定順行、技術經(jīng)濟指標、產(chǎn)品質(zhì)量和高爐長壽至關重要，對大型高爐的順穩(wěn)影響極大。2016年，我國大型高爐焦炭的平均灰分為12.02%，含硫量為0.70%；焦炭平均粒度為51.52mm，比2015年降低0.43mm，比2011年~2014年平均值降低1.04mm；M40平均為89.61%，比2015年增加0.63%，說明各企業(yè)重視焦炭質(zhì)量的改善和提升。

煤粉的質(zhì)量，對高爐噴煤操作的穩(wěn)定順行、煤焦置換效果均有重要影響。對噴吹煤粉質(zhì)量的總體要求是有害元素少、灰分低、熱值高、輸送性能好、反應性和燃燒性高，揮發(fā)分選擇合適。2015年我國大型高爐的煤粉灰分平均為9.37%，比2011年~2014年平均值有所上升，揮發(fā)分為18.33%。2016年，大高爐的煤粉灰分平均為9.56%，揮發(fā)分為17.88%。

由于鋼鐵產(chǎn)量增長，優(yōu)質(zhì)的鐵礦石資源一度緊張，而且質(zhì)量和性能呈下降趨勢。我國自產(chǎn)的鐵礦石品位較低，大部分的高品位鐵礦石須要從國外進口，2015年我國的鐵礦石對外依存度已達到84%。大型高爐要求渣量應小于300kg/t，爐料成分穩(wěn)定、粒度均勻、粉末少、冶金性能良好和爐料結(jié)構合理。2016年，我國大型高爐的爐料結(jié)構為71.87%的高堿度燒結(jié)礦+19.12%的球團礦+9.01%的塊礦，燒結(jié)礦占主導地位，因此，對燒結(jié)礦質(zhì)量的管理是大型高爐精料管理的主要內(nèi)容。與2015年相比，燒結(jié)礦的比例增加了1.25%，球團礦的比例降低了0.84%，塊礦的比例降低了0.41%。

主要控制參數(shù)

高爐實施低硅冶煉，可達到高效、低耗、優(yōu)質(zhì)、長壽、環(huán)保的目標，降低生鐵成本。同時低硅、低硫鐵水可以降低煉鋼渣量，提高鐵的收得率，縮短冶煉時間，對開發(fā)新鋼種、冶煉高級純凈鋼、提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)能力、降低成本有重要意義。低硅冶煉的高爐，應該在保證鐵水溫度的情況下，盡量降低高爐的生鐵含硅量。2015年，我國大型高爐的鐵水含硅量和鐵水溫度平均分別為0.43%、1503.11℃，鐵水含硅量比2011年~2014年平均值降低了0.01%，鐵水溫度也降低了1.36℃。2016年，大高爐鐵水含硅量及鐵水溫度平均值分別為0.43%、1502.68℃。鐵水溫度下降幅度不大。

高爐生鐵一級品率是指含硫量小于或等于0.03%的生鐵占所有生鐵的比例。2015年，我國大型高爐的鐵水含硫量和一級品率的平均值分別為0.029%、76.35%，鐵水一級品率比2011年~2014年平均值降低了2%。2016年，大高爐鐵水含硫量和一級品率的平均值分別為0.029%、73.76%，仍然呈下降趨勢，這主要是受經(jīng)濟配料、使用低品質(zhì)礦的影響。

2016年，我國大型高爐平均渣量和二元堿度分別為299.40kg/t和1.18倍。除寶鋼4座高爐外，其他大型高爐渣量都在300kg/t以上。大高爐的渣量比2015年降低了3kg/t。與國外的大型高爐相比，我國的渣量仍然偏高。

煤氣利用率與高爐的噸鐵燃料比有著直接的關系。2015年，我國大型高爐的平均煤氣利用率為48.72%。2016年，平均煤氣利用率和燃料比分別為48.40%和512.44kg/t。寶鋼幾座高爐的煤氣利用率高于50%，其燃料比也低于500kg/t。