论高炉容积的选择

论高炉容积的选择

刘琦

钢铁联合企业中高炉容积的选择，与企业生产规模、产品结构、高炉座数、投资能力、资源状况、所选高炉的生产效率以及日常组织生产是否顺畅等诸多因素密切相关。必须综合考虑才能作出科学、合理的选择。由于这种选择对企业未来的生产运行、经营状况、经济效益和进一步的发展有重要影响，在市场经济条件下企业应经过全面思考，科学论证后，慎重决策。在此拟就采用传统流程（高炉－转炉）的钢铁联合企业如何科学地选择高炉炉容的问题，谈一些意见，供决策者参考。

一、由企业规模和产品结构考虑

钢铁联合企业的规模以年产粗钢能力为代表，以吨钢耗铁水０.９－０.９５吨计算，就可得出生铁的生产规模。再根据各类炉容的高炉能够达到的利用系数（每昼夜、每立方米炉容产铁量），即可计算出总炉容。由生产组织顺畅出发，现代钢铁企业的高炉座数以２－４座为好，而以３－４座为最佳。单高炉生产因煤气系统处理复杂，为钢铁生产之大忌。两座高炉虽无煤气之忧，但高炉检修时，对后部工序生产影响太大。而３－４座就好得多。但超过４座，会带来如原料供应、铁水运输等诸多生产组织方面的困难，也不可取。当然，到底选几座还与场地大小有关。生产规模和高炉座数决定后，就可据此决定每座高炉容积的大小了。

企业适宜的规模，最主要是由产品结构决定的。如果企业的产品主要是棒、线材、窄带等建筑用材，因其附加值低，轧机规模小，产品销售半径不大，所以１００万吨／年左右就可以形成经济规模，一般不应超过３００万吨／年。这类企业可以选择较小容积的高炉。这一点，对于产品结构中建筑用钢材占很大比例的中国现阶段而言，与以板管和大型材为主的发达国家有所不同。根据当前我国各类高炉所达到的利用系数水平，１００－１５０万吨／年钢的企业，可以建设２－３座３８０－４２０ｍ３的高炉；２００万吨／年钢的企业，可建设４２０－５００ｍ３的高炉３－４座；２５０万吨／年钢的企业可建设５００ｍ３的高炉４座或７５０ｍ３的高炉３座；３００万吨／年钢的企业可建设７５０ｍ３级的高炉３－４座。也可建１２００ｍ３高炉３座。

如果企业的产品以热连轧板卷为主，因轧机规模大，并且必须用大吨位的转炉与之匹配，要求企业规模相对较大。其经济规模的下限是３００万吨／年钢，上限在七八十年代国际上曾认为是８５０万吨／年钢。近二、三十年因高炉容积和转炉吨位加大，特别是＞４０００ｍ３高炉和≥３００吨转炉的出现，被放大到１２００－１５００万吨／年钢。年产钢的规模与高炉容积的配套可以是：３５０－５００万吨钢配２０００ｍ３×２或１７５０－２０００ｍ３×３；也可以１２００ｍ３×４；５００－６５０万吨／年钢配２０００－２５００ｍ３×３；５５０－８００万吨／年钢配３２００ｍ３×２－３；８００－１５００万吨／年钢配３２００ｍ３×３－４或４０００－４５００ｍ３×３－４。

国内在高炉容积和产钢能力配套上曾出现误区。一是拥有大高炉、大转炉，钢的能力达到８００万吨以上，而最终产品只是棒线材，白白浪费了炼铁、炼钢功能，如同用尼子大衣的衣料做了许多短裤。并且大转炉配小方坯连铸出钢温度拉得很高，极不合理。而且因产品销售半径小，造成销售困难。二是钢产量已超过３００－４００万吨，而高炉容积仍是３００－４００ｍ３，座数高达６－７座或更多，造成生产组织上的困难，劳动生产率也低。

由以上论述可知，选择高炉容积应遵循钢铁工业内在的技术经济规律。既不能因容积较小的高炉投资省而普遍建设中小型高炉，也不能盲目追求大型化而普遍建设大型高炉。

二、从高炉指标考虑

因为容积较小的高炉容积与炉缸截面积的比值比大型高炉小，所以，相同冶炼强度下中小型高炉（在本文中指＜１０００ｍ３高炉）单位炉缸面积上产生的煤气量小。也就是说，中小型高炉更容易强化。虽然在高炉设计上大型高炉（在本文中指＞１０００ｍ３高炉）采用了较高的炉顶压力，但在实际生产中，中小型高炉还是达到了比大型高炉高得多的冶炼强度，从而取得了高得多的利用系数。因此，不同容积的高炉，每１ｍ３容积在产品数量上的贡献是不同的。

国内目前正在生产和建设（或拟建）中的高炉容积系列大致是４０００ｍ３、３２００ｍ３、２５００ｍ３、２０００ｍ３、１２００ｍ３、１０００ｍ３、７５０ｍ３、６２０ｍ３、３８０ｍ３。此处讨论中，将与上述炉容接近的合并列入上述系列。低于３００ｍ３的高炉不作讨论。我将２００２和２００

３年参加炼铁情报网统计的１４９座和１８８座高炉的利用系数和燃料比（焦比＋煤比）按炉容级别分类统计。因只有１－２座３２００ｍ３高炉生产，故指标统计在２５００ｍ３一级中。另外，攀钢４座１２００ｍ３级高炉，因冶炼特殊矿，品位偏低，燃料比高，在统计该级别燃料消耗时扣除。

容积较小的高炉，利用系数高。特别是３００－５００ｍ３的高炉，虽然这一级别的高炉座数较多，生产水平参差不齐，但在２００２年高炉利用系数还是比１０００ｍ３、１２００ｍ３和２０００ｍ３三个级别分别高５１.２％、５０.２％、５３.３％；比２５００ｍ３级和４０００ｍ３级高４７.４％和４０％，２００３年也极为相近。

４０００ｍ３和２５００ｍ３级的大型特大型高炉，一般都拥有优越的装备、精良的原料和一流的操作水平，因此能达到较高的利用系数。而１０００ｍ３、１２００ｍ３和２０００ｍ３的高炉，装备和精料水平多数不如上边两档，因此，这三个级别高炉的系数普遍比以上两组偏低。而７５０ｍ３、６２０ｍ３和３８０ｍ３三个级别，近几年由于精料和设备操作水平的提高，容易强化的特点得到充分发挥，达到很高的利用系数，成为中国高炉技术的亮点。

随着高炉容积的缩小，燃料消耗上升。这是大型高炉无可争议的优势，也是符合高炉基本理论的。因为随着高炉容积缩小，料柱变短、煤气在上升过程中与矿石接触的机会减少。但是，从表１也可看出，这种差距比前些年小了许多。这是因为近些年来，中小高炉的精料水平明显提高，有些甚至赶上或超过了大型高炉。因而出现虽然中小高炉冶炼强度很高但燃料消耗却不致过高的局面。

高炉的业绩，代表了我国当代的炼铁水平。而且这种优秀的高炉不是个别的，各类高炉中都有一批达到或接近此等水平。特别是容积较小的高炉，达到高水平的更为普遍。２００３年≤５００ｍ３的高炉中，利用系数≥３.３吨／ｍ３?日的就有４０座，其中２１座＞３.５０吨／ｍ３?日。以产量而论，许多中小高炉的日均产量超过比他们容积大得多的高炉。如杭钢４５０ｍ３与青岛５００ｍ３高炉的日均产量就赶上甚至超过好几座１０００ｍ３级的高炉。而莱钢７５０ｍ３高炉２００４年前几个月的日均产量不仅超过（除湘钢１＃以外）所有１０００ｍ３级高炉，并且超过了５座１２００－１５１３ｍ３的高炉。笔者在这里不是主张不要建设１０００－１２００ｍ３高炉，而去普遍推广５００－７５０ｍ３的高炉，只是想