中国金属学会和中国金属学会炼铁分会联合于2014年5月13－16日在河南郑州组织召开了“2014年全国炼铁生产技术会暨炼铁学术年会”。会议主题是“贯彻精料方针，提高高炉操作水平，实现高效、节能、环保、低碳、安全炼铁”。会议由中国金属学会副秘书长高怀、炼铁分会主任委员杨天钧主持。中国金属学会常务副理事长王天义致开幕词。包括钢铁企业、大专院校科研院所和设备技术提供商等430多人、150多个单位参加此次大会。

会议文集共收录了253篇文章，大会交流18篇；中国金属学会炼铁分会理事长杨天钧教授作了“坚持精料方针，提高高炉操作水平，实现高效节能、安全环保、低碳低成本炼铁”的主题报告。炼铁行业项钟庸、吴启常、王筱留等大师都出席会议并作了大会报告。包括宝钢、鞍钢、首钢京唐、首钢迁钢及长沙矿冶研究院、钢铁研究总院、鞍山热能研究院、北京科技大学、东北大学、中南大学的专家分别从高炉炼铁生产技术、炼铁原燃料制备、高炉长寿、低燃料比、节能环保和炼铁厂科学管理等方面做了汇报。分会交流了51篇，主要在高炉炼铁生产技术与操作、炼铁原燃料制备技术、高炉长寿、喷煤等、节能环保及非高炉炼铁等几个方面进行了深入交流、探讨，与此同时还组织了炼铁厂长座谈会，并利用半天时间组织行业专家进行了专家答疑会，对行业内存在的主要技术问题及代表提出的问题，进行了详细解答，并提出很多宝贵意见。

1、炼铁低燃料比操作技术受到高度重视

2013年中国生铁产量为70897.07万t，比2012年增长6.24%，我国已建成了包括焦化、烧结、球团及高炉在内的巨大高炉炼铁生产系统，其产量占世界总量的60%。中国现有高炉1480余座，但平均炉容偏小（平均580m³），目前大于1000m³的高炉约有520座，大于4000m³的高炉18座。2013年重点钢铁企业高炉炼铁的平均燃料比在537.26kg/t，焦比在362.63kg/t，较欧洲先进高炉的燃料比496kg/t高出50kg/t，比日本高炉的平均燃料比也高出40kg/t以上。北京科技大学王筱留教授指出高炉炼铁中碳消耗于生铁渗碳，少量元素还原和脱硫，铁的直接还原和风口燃烧带内燃烧气化，通过操作线和C-r_d法均可以计算冶炼单位生铁的真实燃料比。他分析认为在η_CO 55%~58%和热消耗接近9GJ/t的情况下，单位生铁的碳消耗就是高炉炼铁的低碳目标，中国现在冶炼条件下，理想的燃料比应在460kg/t左右。

目前国内容积在4000m³以上容积高炉中，只有宝钢和京唐高炉燃料比等生产指标一直保持在先进水平，保持在490kg/t左右。宝钢在高炉操作技术方面的进步包括：建立判别炉况顺行标准、建立上下部调节方式、优化煤气流分布，提高煤气利用率、优化操作实现高喷煤比，并提高煤焦置换比、低硅铁水冶炼、高风温低湿分等措施，选择合理操作制度，确保高炉稳定顺行，降低高炉燃料比指标，通过配入低价褐铁矿进行烧结、优化炼焦配煤结构，合理利用矿煤资源，实现低成本铁水冶炼。首钢京唐高炉降低燃料比的主要措施包括：①通过强化设备管理，优化冶炼操作，确保高炉稳定顺行，减少休慢风率；②通过降低原燃料质量波动的影响，尽量避免粉末入炉，来强化对原燃料管理；③保持1250℃的高风温和5%的高富氧率；④提高炉顶煤气压力，约为270kPa，充分利用煤气的化学能和物理热，大大提高了煤粉置换比；⑤选择了适宜的高炉综合冶炼强度和利用系数，并分别控制在1.10t/(m³·d)左右和2.3t/(m³·d)左右。

专家们提出，在技术层面要对降低高炉燃料比，在原燃料质量、合理冶炼强度、合理布料、提高炉身热效率、合适的风温和温度、提高喷煤效果及其炉内现象等方面进行深入研究。①要降低燃料比必须做到以“精料方针”为基础，提高铁矿石的选矿技术、“粗粮细作”，为高炉提供冶金性能优良的原料；②以降低燃料比、提高煤气利用率为中心采用合理的装料制度，改变煤气发展边缘或中心过吹的装料制度；③选择合适的冶炼强度和合理的操作炉型，进行合理计算和科学炼铁，保证工序能耗不断降低，在高炉稳定顺行的基础上建立相应的炼铁评估体系来科学指导生产。

厂长座谈会也主要是围绕各厂低燃料比生产操作实践进行了讨论。江阴兴澄特别顾问汤清华、宝山钢铁股份有限公司副厂长张龙来、常熟龙腾特钢厂长张海涛、华凌涟源钢铁厂烧结主任阳习瑞、武钢股份公司炼铁厂厂长邹明东、江阴兴澄特钢炼铁专职工程师崔广信、河北钢铁宣钢公司炼铁厂厂长郑艾军、太钢炼铁厂厂长王红斌、鞍钢炼铁厂副厂长王宝海等参加会议，并分别发言，他们对目前厂里情况及如何降低燃料比生产进行了经验交流和总结。

2、优化、科学制备原燃料技术得到发展

近2年来，中国钢铁行业受产能过程，资源和环保的条件制约，炼铁企业为降低生产成本，在原燃料采购和使用中，使用劣质焦和低品位矿，造成炼铁原料质量波动较大，高炉顺行受到影响，生产效率降低，生产铁水质量也受到不同程度的影响。专家呼吁，尽管目前受到原燃料价格和质量水平的限制，高炉冶炼还是应该坚持精料方针，精料水平对高炉生产指标的影响在70%左右。其中焦炭在高炉中主要起到热源、还原剂、渗碳剂及骨架的作用，它对高炉生产指标的影响率在35%左右。鞍山热能研究院孟庆波副院长提出，由于目前焦炭质量指标不够全面，所以还不能全面反映焦炭在高炉内的变化，应将炼焦煤矿物组成作为配煤的重要控制指标。在焦炭质量提升方面，应该将各强度指标中的M₁₀和CSR放在重要的位置，尽量把M₁₀控制在6.5%以下，CSR控制在60%以上。目前在炼焦行业捣固焦生产过程中存在多采用劣质煤，造成配煤不合理，致使捣固焦质量下降，所以在捣固焦配煤方面要规范化，生产工艺要不断优化。同时行业内还应该继续加大干熄焦技术的推广及应用。

在经济利益的驱使下，炼铁界普遍提高了添加劣质矿的比例，所以导致了一系列问题。一般建议入炉品位为：4000m³以上高炉58.5%以上；3000m³级高炉58%以上；2000m³级高炉57.5%以上；1000m³级高炉57%以上；1000m³级以下高炉56%以上。长沙矿冶研究院陈雯所长指出，我国在铁矿高效分选新工艺、新设备和新型药剂等研发方面的技术进步取得了显著进展。近年本钢、鞍钢、太钢、首钢、包钢、唐钢和酒钢等企业选矿技术进步，实现提高精矿品位，降低生产成本，促进高炉增效。

目前国内大多数钢铁企业高炉多数还是利用烧结矿为主，球团矿利用比例较低，目前添加比例较高的太钢已经达到30%。尽管球团矿制备能耗和造成的环境污染都是烧结矿的近1/3，入炉品位也比烧结矿最高时达10%，但国内炼铁工作者仍然不接受，主要原因在于国内生产的球团矿基本都是酸性球团，且精矿粉中SiO₂质量分数偏高，所以造成球团容易粉化，且1200℃左右的还原性能和冶金性能较差。中南大学教授姜涛开展了制备溶剂型球团的研究，并指出，溶剂型球团和含镁溶剂型球团矿的生产在国内应得到大力发展，综合考虑机械强度与冶金性能，生产熔剂性球团时消石灰、石灰石或白云石的总添加量不宜超过6%，球团矿中的MgO含量不宜超过3%。同时由于溶剂型球团的制备产品含硫高和焙烧球团相互粘结、结块，在原料选择、生球制备和焙烧工艺上采取有效的措施。

近几年来，在原燃料技术进步中，还有马鞍山钢铁公司三铁总厂、首钢京唐公司等企业，360m²和550m²烧结机上实现了850mm和900mm超厚料层烧结生产，并且在产量、燃耗和质量上取得了显著效果。与会代表还提出了燃料与熔剂外配的烧结制粒技术、预还原烧结技术处理含铁粉尘工艺、燃气烧结技术（在点火后向烧结料吹入燃气）及兰炭做烧结燃料的新技术，以及数值仿真模型等优化配料技术，对合理选用、优化配比炼铁原燃料起到了很好的作用。

3、高炉长寿及高风温、经济喷煤量得到广泛认识

高炉长寿是个系统工程，要从设计、耐火材料的选择和砌筑、高炉操作和维护、冷却器的选型、监测和维护等方面，全面开展工作，最终可实现长寿。尽管当前中国有一些高炉的寿命达到15年以上，宝钢3号高炉甚至近19年，但高炉长寿还是要引起业内高度重视，中国在2012年曾经有十几座高炉因破损引起事故和停产，且多发生在开炉不足4年内，给企业造成了巨大的经济损失，2013年中国高炉烧穿事故也有约6次之多，有的高炉寿命甚至只有2年左右。专家建议，目前中国高炉大型化发展较快，在高炉设计之初要充分考虑各方面限制条件做好合理设计：①首先炉型设计要合理，尤其在炉腹角和死铁层深度方面，炉腹角不能太大，要适宜才能有利于炉腹煤气的顺畅排升，从而减小炉腹热流冲击，而且还有助于在炉腹区域形成比较稳定的保护性渣皮，保护冷却器长期工作；近年来，死铁层深度有逐渐增加的趋势，但是从现实经验看，死铁层过厚也不利于高炉长寿。②高炉砌筑碳砖的选择，建议采用合格的微孔小块和微孔大块炭砖组合砌筑，消除通缝，原炭砖与冷却壁之间的炭捣料层往炉中心迁移200～300mm，强化捣料层施工质量或采用与炭砖导热能力相同的浇注料。③根据经验，一般高炉碳砖厚度小于300mm应该大修，所以检测环碳温度计的放置位置最好控制在300～400mm内为宜。④高炉冷却壁的使用，因目前各厂使用情况不同，使用铸铁冷却壁的容易发生渗碳反应，使用铜冷却壁的发生氢脆反应，同时在使用过程中还要注意选择卧式和立式冷却格局，不管使用哪种方式，在设计之初应考虑水量、水速、冷却比表面积和热流强度，真正做到高水温差、低水量。⑤高炉砌筑和施工质量，购买合格的碳砖和冷却壁材料，并提高安装质量。⑥在生产和操作方面，不再强调开炉3～7天达产及过高的冶炼强度操作，保持稳定的铁口深度，重视护炉操作，避免过分发展边缘煤气流，同时要严格控制炉料有害杂质入炉量，建议w(K₂O+Na₂O)≤3kg/t，w(Zn)≤0.15kg/t。

中国重点企业高炉的平均风温逐年提高，以现在高炉的条件看，风温提高100℃，可降低燃料比1.5%～3%。2013年重点企业高炉平均风温1169.9℃，有的企业长期保持在1250℃左右。目前存在的主要问题是要进一步缩小拱顶温度和热风温度的差值，以此来提高热风炉效率，主要措施包括：推广使用小孔径格子砖可以增大格子砖的加热面积和获得较大的周期换热系数；还可以通过提高热风炉燃烧末期的废弃温度，但在此环节需要科技工作者，对影响温度提高的炉箅子设计做深入的理论分析，不能生搬硬套。同时专家建议风温维持在(1250±50)℃比较好，过高会造成炉顶钢材发生晶间腐蚀，减少热风炉使用寿命；对于目前国内事故频发的内燃式热风炉应改造成顶燃式热风炉。

对于富氧率和喷煤比的高炉生产实践发现，企业不能盲目追求高富氧量和大喷煤比，要根据自身高炉生产条件特点，在以降低燃料比为前提，寻求适宜的富氧率（专家建议经济富氧率为4%±1%为宜）和经济喷煤量，以达到低成本炼铁的目的，这以宝钢适宜喷煤量确保较低的燃料比为例。

4、节能环保技术为低成本炼铁提供空间

节能和环保目前仍是钢铁行业需要面临和要解决的问题，加强这方面的工作不仅是响应国家政策，同时也是为企业降低生产成本、增加经济效益寻找出路。目前，我国炼铁系统节能环保主要包括的内容有：烧结烟气脱硫脱硝，高炉煤气除尘、煤气余压发电，烧结余热回收技术以及炉渣处理技术等。

目前，高炉煤气大多通过TRT进行余压回收后，用来发电。北京北大先锋科技有限公司开发了一种新型的高炉煤气利用技术——高炉煤气提纯（富化）技术。该技术是利用其开发的专有高效CO吸附剂，采用变压吸附的方式将高炉煤气中的主要可燃气体CO进行提纯（富化），根据使用需求可得到40%～99.99%的CO气体产品气，该产品气可作为高热值燃烧气体、还原性气体，还可用于化工生产等。2013年6月此项技术已应用在衡阳华菱钢管有限公司。

目前，我国烧结脱硫设施有530多套，80%是湿法脱硫，60%为石灰石膏法，有一半设施不达国家标准，需要进行再改造。上海克硫科技开发公司研发出国产的活性炭技术设备，投资和运行费均比国外低，引起有关代表关注。对于烧结余热回收，东北大学张琦教授课题组借鉴干熄焦炉的结构和工艺，开发了余热竖罐式回收技术克服了传统烧结余热回收系统存在漏风率高、烧结矿余热部分回收、载热介质温度较低等弊端，但同时因为是一项新技术，也存在罐内料层阻力特性和罐式气固传热特性等方面的问题需要深入研究。

总体上，近2年来，中国炼铁装备走向大型化、现代化，炼铁技术也有长足进步，但有些方面距国外先进水平仍有一定差距，所以今后炼铁科技工作者还应重视以下方面的工作：坚持精料方针；掌握科学、合理优化配矿技术，为减少污染和降低能耗重点发展球团矿；重视高炉长寿设计、操作、管理等工作，适当提高风温，寻求经济喷煤量和富氧率达到低燃料比冶炼，以实现高效、节能、环保、低碳、安全炼铁。

（中国金属学会 生产技术与书刊部）