再论高炉生产效率的评价方法

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1、冶金之家网站再论高炉生产效率的评价方法项钟庸1，王筱留2，银汉3(1.中冶赛迪工程技术股份有限公司，重庆401122；2.北京科技大学冶金与生态工程学院，北京100083；3.武汉中达制铁工程技术有限公司，湖北武汉430000)摘要：根据高炉炼铁原理和实际生产统计数据对炼铁生产效率指标之间的关系进行了分析。提出了一些具体建议。例如，在装料制度和布料模式的选择上，除了保证高炉顺行以外，还应该增加煤气利用率，作为判定合理煤气流分布的标准。在比较实际高炉操作指标的同时，进行了能耗、成本的对标及经济比较。提出了对设备能力过剩的高炉进行

2、扩容改造，以强化设备的利用率来提高产量、降低能耗、降低成本。关键词：节能；减排；炉腹煤气量指数；煤气利用率；燃料比中国是资源、能源短缺的国家，高炉炼铁又是高资源消耗和能源消耗的产业。因此为了可持续发展，节能减排是永恒的课题。制订评价高炉生产的科学体系是长期促进高炉生产贯彻节能减排的有效手段。过去把高产作为衡量高炉效率的标准，因此重产量、轻资源和能源的利用效率，今后必须重视节能减排，并作为衡量高炉炼铁优劣的指标。在此转变高炉炼铁生产方式的关键时期，对评价高炉生产效率的指标进行了深入研究。1炼铁节能减排指标笔者曾提出了炉腹煤气量指

3、数χBG和炉腹煤气效率ηBG等指标，并且提出与高炉炉缸面积利用系数ηA相配合，来评价高炉生产效率[1-3]。为了能够将它们纳入新的指标体系，本文从高炉炼铁冶炼原理进行了研究，以及从实际运用方面进行探讨。高炉节能减排、减少CO2排放是炼铁的重要任务，相信以炉腹煤气量指数取代冶炼强度是符合大方向的。高炉是一个复杂的体系，要建立高炉节能减排的指标体系，必须符合高炉冶炼的规律；其导向应该对高炉冶炼的各个方面是积极的，能够全面表征高炉各种因素对生产率、节能等各个方面的关系。因此符合节能减排的高炉生产指标，必须经受生产实践的检验。根据过去

4、使用的传统指标产生了一些副作用的教训，指标之间必须存在相互制约的关系，以表达生产中各种关系的复杂性和自律性。2各指标之间的关系笔者曾提出了衡量高炉生产效率的炉腹煤气量指数、炉腹煤气效率和炉缸面积利用系数3个指标[1]。对它们与表征高炉能耗的煤气利用率ηCO和燃料比指标没有深入进行分析，只表示了不同燃料比和不同富氧率时，吨铁炉腹煤气量vBG的变化。本文将阐述它们具有密切的关系，并说明高炉强化不能偏离节能减排的轨道。燃料比与煤气利用率之间的关系用热平衡和物质平衡的理论计算就可以解决。图1为利用Fe-C-O-H的平衡关系编制的最低燃

5、料比图表。这里间接还原度的概念与过去间接还原度不同之点是：这里的间接还原度不是FeO还原时，用CO还原的百分率，而是全部铁的氧化物用CO还原的百分率。采用这个间接还原率就可以知道在最低燃料比时，能够达到的最高煤气利用率ηCO，max。为了更能说明燃料比与煤气利用率的关系，把它作成图表，并且把某些高炉的实际燃料比和煤气利用率绘在图1中。冶金之家网站由此，炉腹煤气量指数、炉腹煤气效率、面积利用系数、煤气利用率和燃料比之间的关系可以用炼铁原理进行计算确定。3对生产数据的分析表1为某些高炉的实际操作数据。把以上5个指标的关系绘制在一张

6、图上，以图象的方式显现出来，见图2。在评价高炉操作状况时，可以一目了然地看出操作的合理性，是否符合节能减排的要求。关于腹煤气量指数、面积利用系数与炉腹煤气效率的关系已经用实际数据进行过讨论。这次再把燃料比、炉缸面积燃烧强度JA冶金之家网站和煤气利用率等参数的高炉生产实际数据都制作在一张图表上(图2)。把文献[1]中图3的腹煤气量指数、面积利用系数与炉腹煤气效率的关系反转到本文的图2左上部分。另外，把燃料比与面积利用系数的关系，绘在图中右上部分，其中还画出了一组炉缸面积燃烧强度的曲线。图的左下部分为腹煤气量指数与煤气利用率的关系

7、，图的右下部分为燃料比与煤气利用率的关系。由图可知，实际高炉生产中，腹煤气量指数、面积利用系数、炉腹煤气效率、燃料比与煤气利用率都存在良好的相关关系。图2左上角，即炉腹煤气量指数、炉腹煤气效率和面积利用系数图。图中炉腹煤气效率接近1和燃料比都在528kg/t的2座高炉(邯郸6号高炉和沙钢宏发3号高炉)的煤气利用率分别为48.7%和46.0%，腹煤气量指数分别为54.57和66.85m/min，因此面积利用系数与分别为57.4和68.6t/(m2·d)。由此可见腹煤气量指数对高炉利用系数的影响。可是，炉腹煤气量还不能完全决定利用

8、系数的高低。以下的实例可以说明，燃料比、炉腹煤气效率和煤气利用率对利用系数的影响也很大。在图1中给出了武钢和宝钢高炉的间接还原度、煤气利用率、风口燃烧和溶损碳素量以及燃料比的关系。由于两者的煤气利用率相差约7.8%，致使燃料比相差约48kg/t，即约差10%。2厂高炉及A组和