“新常态”下高炉炼铁技术转型升级和创新之路

邵新敏

（新余钢铁集团有限公司，江西 新余 338001）

当前，我国钢铁制造业出现了严重的产能过剩、环境污染和能源消耗、资金紧张、资源亏乏等诸多问题。从而21世纪首次出现全行业亏损之后，我国的钢铁制造业就迈入了微利甚至亏损的情况。再加上近些年来京津冀地区的污染问题日趋严重，钢铁制造业常被作用首要影响因素之一，承担着相当大的社会压力。而目前我国钢铁制造业所面对的“新常态”为“三低一高”，即低速增长、产品价格低廉、企业效益低下以及市场的高压。对于此时艰难的“新常态”，我国钢铁制造业唯有进行产业的技术升级及创新转型，才可以谋求更好的未来发展。

1 “新常态”下我国高炉炼铁产业的形势

1.1 生铁产量趋向饱和以及产能过剩

近几十年的发展，我国炼铁行业得到快速发展。我的钢产量已从2000年一路保持着不断增长的水平，直到2014年其钢铁产量达到了7.11亿吨，除了因2008年全球金融风暴的影响，我国的钢铁产量稍稍有所下降以为，依然可以维持在平稳上升的趋势。我国的生铁产量占全球总产量的比值，已然从22.64%增加到了60.85%，除了2014年其比值有所下降(60.38%)之外，自2008年以来，我国的生铁产量一直是全球生铁生产的主力军。然而，我国的产量年增长率自2005年之后表现出了下滑的趋势，直到2010年及后来的几年内都保持在10%以下，2014年当年的常量增长率仅为0.37%，产量仅有轻微的上浮[1]。

1.2 先进与落后指标共存

自21世纪初期至今，对于高炉炼铁的标准已经进行了显著的优化。中国的高炉炼铁燃料比一直保持着稳定比例，而近些年来因为受到原燃料的品质影响，导致燃料比出现了稍微的上升，焦煤比近些年来维持在一个较为稳定的水平。随着高风温技术的有效应用，风温已经从原来的1005℃提高到了最高的1194.39℃。而近两年风温出现了略微的下降，到了2014年风温降低到了1134.69℃。同时资源的短缺对我国炼铁产业的发展也有着一定的制约作用，自2003年至今，高炉入炉品位保持着降低的趋势，尤其到了2014年降低到了最低的53.74%，高炉利用系数也表现出了降低的趋势。随着国内相关技术的不断发展，生产效率也获得了显著的提升，近些年来也提高到了相对稳定的平台。

1.3 现代与传统理念共存

对于复杂的市场竞争，不同水平的企业也有着其特有的生产理念，并通过不同措施迎接着各种挑战，从而形成了现代与传统理念共存的形式。而部分为了谋求参数惊艳，生产的数据与实际情况相背离。

比如，2018年中国炼铁燃料比与前些年有着很大的差别：有多个企业未上报小块焦比；部分企业上报的燃料比与计算数据存在差异性；一些企业对前几年的数据进行了修改，数据不一致，没有可比性。少数企业仍采用落后的“综合焦炭比”，其喷煤替代比任意性很大；还存在部分企业把焦丁当作喷吹物，使得置换比小于1.0。因而这些企业焦比并不是很高，但是其实际燃料比却比较高。从90年代开始，每年冶金部都会主张取消“综合焦比”的使用，如今中钢协还在努力促进相关统计标准的颁布，旨在对燃料比进行有效的降低。实际上，从而整体上来看，2014年重点企业与过去相比较而言已有了非常大的提升。

2 高炉炼铁技术转型升级和创新之路

2.1 转变创新观念及理念

依据目前的形势下我国高炉炼铁行业的所进行的技术创新工作，需要开展多学科的技术交融，从而建立以基础理论为基础，知识革新、面向生产的创新理念以及信息化管理思想。并实现产、学、应用、管理等创新交汇的新业态，进而实现思想的解放，尤其关注的内容是管理层必须进行最先的观念革新。

2.2 开发与应用推炼铁新技术

2.2.1 一体化烧结—高炉配料技术

最近几年，因为铁矿石等原料存在价格上的波动，因而导致钢材价格也是起伏不定的，从而导致钢铁企业面对着利润微薄的挑战。因此，国内外许多企业都在积极实施低投入战略。而烧结矿的价格直接影响着铁水的成本，烧结矿的价格约占铁水总投资的50%。在过去，铁矿石的评价和配料的优化都是基于最小烧结投入。

然而，在实际生产过程中发现，这种以烧结投入的判断，无法预示着铁水投入的下降。常因为低价格的烧结矿其性能降低，废渣变多，焦比上升，炉渣缺乏稳定性，使得铁水的总投入可能会出现上升的现象[2]。所以，非常需要以炼铁的整体总成本为基础，构建烧结配料及高炉一体化的智能模型。

2.2.2 开括辅助燃料在炼铁中的应用

在高炉中燃料是必不可少的，其使用过程是非常繁杂的。随着优质炼焦煤和高炉喷煤产量的下降，利用蓝碳等辅助燃料已成为一条重要途径。我国蓝碳资源十分丰富，是低品位煤的低温干馏产物，按粒度可分为大、中、小、粉状三种类型。其他蓝碳主要用于生产铁合金、化肥等产品，常作为燃料和还原剂，也可作为生产活性炭等产品的原料。由于有3个高碳和4个低碳，即高含量的固定碳、高活性、高电阻，低灰分、具有较低含量的铝、硫、磷元素。特别是具有较为低廉的价格，因此使用兰炭等辅助燃料能够有效节约铁水的生产投入。

2.2.3 可视化及高炉管控技术

高炉是一种逆流密闭反应装置，上升的煤气与炉内部下降的材料发生复杂的传热、反应、溶损反应等，都对高炉生产率和顺利度有着极大的影响。高炉使用人员可通过对温度、压力、流量及煤气成分等的检测，对炉的状况、高炉的操作进行监控，从而掌握更加精确的高炉信息实现对高炉使用的指导。北京科技大学与北京神网公司共同研发的高炉可视化技术，可对高炉的布料及冶炼情况进行实时的监控，并对高炉的操作进行相应的指导，其具有非常显著的效果并在国内外已经得到了推广高和广泛的使用，其可以实现对炉内气流情况、设备故障和引导高炉操作有着非常有效的作用[3]。

3 总结

近年来，随着高炉炼铁工业的快速发展，钢产量已接近饱和，且存在过剩产能，先进与落后、现代与传统并存的“新常态”[4]。钢铁制造作为钢铁制造的核心组成部分，担负着整个行业的资源、能源、环保、污染等方面的责任，并正朝着科学设计、合理发展的方向不断提升。为迎接“新常态”的挑战，我国炼铁制造企业必须转变技术创新观念，建立以理论为基础，以生产、学习、研究和应用为核心的技术创新。倡导烧结与高炉装药一体化技术、高炉与烧结辅助燃料使用、可视化高炉控制技术等新型炼铁技术的研发与应用，进而完成高炉炼铁技术的技术创新及转型。