【技术文摘】 高炉炼铁生产管理

（来源：中国炼铁网）

王维兴

（中国金属学会）

现代化钢铁企业必须实行现代化管理制度，先进的技术装备必须与先进的管理相结合，才能促进钢铁企业生产力的发展，走可持续发展的道路。钢铁企业要建立“三高一流”的战略发展目标。即高质量，高效率，高产出，世界一流水平的目标。

钢铁企业的领导结构:总经理下设总工程师（负责科技和生产）、总会计师（负责企业运营的经济效益分析）、总经济师（负责企业总体技术经济状况分析）。总经理抓战略，三总师抓战术。

企业管理要实现:标准化、规范化、精细化、流程化、数量化。用完善、健全、系统的规章制度使企业生产正常地运行。而不是依靠某个长官意识去指挥生产。目前，一些企业的主要领导是“早七晚八，星期天白搭”，整天在厂内为维持简单再生产而奋斗。这是企业管理出现缺失的表现，也是生产粗放式经营的体现。

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要进行科学炼铁

高炉炼铁要尊重炼铁学基本原理，认真贯彻执行新修订的《高炉炼铁工程设计规范》，《烧结厂设计规范》，《铁矿球团设计规范》，《钢铁企业节能设计标准》等，特别是这些文件的条文说明，是很有价值的；内容全面、详尽、丰富，有大量的数据，指出了条文制定的原因及相关条件，对企业实际生产有很大的指导意义、有好多参考价值。

高炉炼铁是以精料为基础，是世界炼铁界的共识。精料技术水平，对高炉生产指标的影响在70%；在高冶炼强度和高喷煤比条件下，焦炭质量对高炉指标的影响在35%；焦炭指标中要关注M10数据，应当在8%左右，它是焦炭抗碎指标，严重影响炉料透气性和炉缸工作状态；精料技术的核心是努力提高入炉铁矿石的品位，在57%品位条件下，品位提高1%，燃料比下降1.5%，产量提高2.5%，有较高的经济效益。高炉炼铁是有条件生产的工艺，在具备有一定的生产条件下，就会出现有什么样的技术经济指标。所以高炉生产要满足基本条件要求（见《高炉炼铁工程设计规范》）；不能去糊弄高炉，它会给你颜色看的。高炉生产一失常，需要较长时间才能恢复。个别企业高炉生产顺行后，要使用劣质的炉料（以为可以降低成本），但是高炉会翻脸，几天均翻不过身，造成的损失远大于采购劣质的炉料省的钱；而且炼钢和轧钢均有损失。这是领导者“贪”的表现。炼铁厂要参与原燃料的采购，至少要有参与原燃料的采购活动的话语权.不能让供应部门采购什么， 炼铁厂只能用什么的现象再存在下去。要用科学的态度去审时度势，打破不科学管理体制，一切为全公司效能的最大化服务。采购人员要懂得高炉炼铁技术，知道炉料质量水平，会严重影响高炉的指标；企业要建立铁矿石的评价体系，去科学地采购炉料。

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高炉生产稳定是生产的灵魂

有生产稳定，才会有技术经济指标稳定，好的经济效益，又能节能减排，降低成本。高炉稳定的条件是入炉料的质量和供应量要稳定；希望入炉料含铁品位波动≦0.5%，碱度波动≦0.08倍，FeO含量低于8.0%，合格率在80%以上。高炉操作要规范，科学制定操作规程，实现标准化管理、数字化管理（建议实行标准偏差操作:每个班之间上料批误差在1~2批料，每次出铁的含硅量误差在小于0.2%等）；为此，铁矿石的采购要减少采购点，要求80%以上的炉料采购要有定点，不主张使用百家矿（近年来一批企业已调整采购范围，均取得了显著效果），努力降低炉料质量的波动，并希望降低有害杂质含量（钾、钠含量低于3%，铅、锌含量低于0.15%），可以实现高炉长寿（10~15年）。马钢在这方面取得了宝贵经验，近年高炉生产保持稳定顺行，有较好的经济效益。

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炼铁系统实现一体化管理

钢铁公司内，烧结厂、球团厂、焦化厂统一由炼铁厂管理，一切为炼铁服务，冶金部存在时就提倡这种管理体制；可以降低管理人员，企业之间没有内耗。宝钢多年就是这样运行，各项生产指标一直在行业的前列，经济效益高。

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建立适合现代化大生产需要的管理制度

力求做到“预知管理”，不要“事后管理”；对生产各项活动建立预案，能够实现生产不出事故，在事故有苗头时，就及时处理了，这是管理者的高水平；不能表扬处理事故、问题的高手，要表扬有预见、能及时把事故处理在苗头的人员。要实行以预防为主的设备点检定修制度，可以降低高炉的休风率，提高生产效率。高炉的主要备品备件由公司统一管理，各分厂不设备件库，降低资金的积压。

建立社会化专业协作体系，不搞“大而全”和“小而全”，摆脱“企业办社会”的沉重负担和“万事不求人”的落后观念。基建、房产、检修、动力、自动化等部门，由公司统一管理。

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精简管理机构

企业内非生产人员占职工总数的5%左右，合并一些科室，实现人员一专多能，提高工作效率。一切工作扎根于基层，要把基层管理和基础工作做好。向宝钢学习，取消车间，实行作业长制度， 作业长既指挥生产，又进行管理，还做人的思想工作。三付担子一肩挑，是基层的“小厂长”。严格执行标准化，定量化，数据化的管理，要提高管理的科学性，准确性。

实行集中，一贯的内部管理体制。根据生产自动化，连续化和紧凑化程度高，工序衔接紧密的特点，管好主体，放活辅助，统一经营，集中管理，服务到第一线，真正做到机构简，效率高，用人少。

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关注企业物流和能源的平衡

各生产工序的物流平衡严重影响企业的经济效益。企业内烧结矿、球团矿、焦炭产量要与炼铁生产相匹配，且相关品种质量和供应要完全满足炼铁的需求。

木桶装水多少取决于短板的高度。钢铁企业生产能力的发挥取决于生产能力低的工序工作状态。一些单位扩大再生产，先从某工序扩能开始，造成物流平衡严重失衡。出现面多了加水，水多了加面的重复现象。企业要有总体发展规划，尽量避免各工序生产能力严重失衡，力求最大经济效益。

各生产工序的物流中要减少物质亏损，中间产品不落地，实现紧凑化，连续化生产。这是钢铁企业生产高效化的重要标志。韩国浦项钢铁公司从矿石到出钢材只用14小时，完全可以按订单组织生产，且成本比新日铁低15%。我国曹妃甸京唐钢铁公司就是这样设计的。

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开展继续教育工作

使科技人员的知识得到不断更新和补充。国家规定，科技人员每年有12天的脱产学习时间；希望他们能及时掌握相关领域的专业知识（国内外技术发展水平、分析本单位存在的主要技术问题、技术发展方向）；企业要提供相关条件（购买资料、参加技术会议，企业内要有技术图书馆，企业掌握相关领域学科带头人是谁，并能建立联系，建立企业内部信息网等）。厂长们工作每天不能只在维持简单再生产，要有一定时间去学习，去思考主要技术问题，要抓大事。

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科学对标挖潜

企业之间进行对标挖潜，是提升炼铁企业技术水平的好方法，但方法需要科学。任何一项先进的指标均需要有一定的技术支撑条件。所以，我们不只是看这个指标的先进性，还要看它所需要的技术支撑条件。例如，分析炼铁工序能耗水平，要看炼铁用能的结构:高炉炼铁所需的能源有78%是碳素（焦比和喷煤比）燃烧提供的，有19%是热风提供的，有3%是炉料化学热。某企业炼铁工序能耗低，一定是燃料比低、热风温度高，精料技术水平高等。而影响燃料比的因素很多，要找出影响燃料比的主要因素，进行科学分析。表1是影响燃料比变化的因素。

从表1可看出影响燃料比的因素有近30个，还有几十种没列上。总体上讲，高炉炼铁是以精料为基础。精料技术水平对高炉生产指标的影响率在70%，工长操作水平占10%，管理水平占10%，设备运行状态占5%，外界因素（动力、供应、上下工序作业等）占5%。从炼铁学角度出发，炼铁就是要用好料，才会有好指标。但炉料高质量会带来炼铁高成本，这就要用技术经济观点来进行科学分析，进行科学管理。

上述，就是炼铁指标水平评价的生产条件论，是科学的分析方法。

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建立企业技术创新机制

技术创新已是我国经济发展的国策，企业是技术创新的主体。要建立国家级、省级技术中心，形成产、学、研联合的技术创新的体系。

（1）国家规定，企业销售收入的3%，可用于技术开发费，可享受免税；开发出的新产品，2年内免税；进口技术中心所用仪器、设备可免关税等优惠政策。

（2）技术中心的科技人员在企业内起技术创新的骨干作用，享有一定优惠政策，并要有手段和机制。他们应是企业技术的带头人，有前瞻眼光。

目前，大多数企业的科技人员是在生产一线，在从事维持简单再生产的工作，没有为企业的技术创新做出贡献。这种人力资源的安排是浪费了企业人才。应当将大多数科技精英去做技术创新工作。

（3）技术中心的职能就是搞技术创新，产品开发（包括市场预测和工艺技术发展方向等），不能成为企业生产的救火队。

（4）技术中心要参与企业发展规划的制定，参与技术改造，设备选型和重大技术问题的决策活动；

（5）企业要认真贯彻以人为本的发展战略，要建立梯级人才队伍，有各专业学科带头人，领军人。在政策和机制上对科技人才有倾斜。要鼓励技术创新，新产品开发，促进企业技术进步；

（6）企业技术创新要走群众路线，鼓励全体职工提合理化建议，积极发明创造；

（7）要不断提高劳动者素质，建立长效的继续教育体制。培养人才，发现人才，使用人才，重用人才；

（8）完善信息统计系统，企业的科技人员要了解国内外科技发展动态。有能力分析本企业现状和存在的主要问题，提出今后发展方向和具体实施办法。

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一些技术问题探讨

10.1  钢铁企业内产生的有害杂质高的尘泥的处理:

大多数企业是将有害杂质高的尘泥给烧结厂使用，这样促进了有害杂质含量高的富集，不利于高炉生产。建设转底炉是可以脱除炉料中有害杂质。但是，其产品（直接还原铁），因铁的还原度达不到大于90%，含FeO高，而电炉不能使用（没有满足电炉用直接还原铁的质量标准），只能给高炉炼铁用。这样，建设转底炉的代价高了。已经建设成功的7条转底炉生产线，均没有达到理想状态。国外已经不再建设转底炉了。

我们建议将含有害杂质高的高炉布袋除尘灰、烧结机头灰，添加石灰，混合、造球、干燥，再给转炉用；这样切断了有害杂质富集循环链。鞍钢就是这样做的，同时开发出回收铅、锌技术。

10.2  关于高炉喷吹焦炉煤气技术分析

高炉喷吹焦炉煤气，可以降低焦比，但是效果不理想。焦炉煤气含甲烷高（进行铁矿石直接还原，需要煤气重整，实现CO+H2含量大于90%），是铁矿石进行间接还原的好气源；是从高炉风口喷进去焦炉煤气，只能起到燃烧作用（发热），不能进行铁矿石的间接还原（铁矿石进行间接还原是个放热反应，不需要热量）。如果煤气是从炉身喷进去，煤气不能与氧气燃烧，就可以进行铁矿石的间接还原。这样做，经济效益高。

10.3  高含量Al2O3铁矿石冶炼技术

一般将高含量Al2O3铁矿石，配加MgO，实现镁铝比0.5的炉渣，是科学的。但使用低MgO后，炉渣相图的冶炼区间很窄，如炉料质量很稳定，尚可以冶炼顺行；但如果炉料质量波动大，很容易出现短渣，造成炉渣粘度加大，流动性变差，炉缸冻结。韩国浦项高炉有过惨痛的教训。故，建议炉料质量波动大的企业，实现镁铝比大于0.5的炉渣操作制度。

10.4  转变操作观念，不再追求产量，要实现低成本、利润最大化

目前，一批中小高炉操作采用大风量，高冶炼强度，实现高产，牺牲了低燃料比。

炼铁学基本原理:利用系数=冶炼强度÷燃料比

科学的高炉操作方针是，通过降低燃料比，来获得高利用系数。高炉最佳冶炼强度是在1.2t/m3.d左右。高于这个值，高炉产量会有所增加，但燃料比要升高、成本要升高。一些中小高炉采用大风量、高冶炼强度，来实现高利用系数，是不正确的操作方针。吨铁风耗高（宝钢、太钢等4000m3级高炉吨铁风耗在1000m3以下），燃料比必然高（燃烧1kg碳需要0.93m3的氧气，约4.42 m3的空气），也造成炼铁工序能耗高（鼓风能耗占炼铁总能耗的4.5%左右）。所以说，中等冶炼强度，可获得炼铁最佳指标。工业发达国家高炉就是进行中等冶炼强度、中等利用系数操作，获得低燃料比，同时获得高炉长寿，详见表2、3。

10.5  科学评价捣固焦

捣固焦的气孔呈扁圆形，且多盲肠气孔，密度大，但化验出的焦炭指标比顶装焦的焦炭要好是假象（与顶装焦相比，要乘以0.85%系数）；其燃烧性不如顶装焦的焦炭，造成高炉煤气中CO含量降低，矿石间接还原降低，出现燃料比升高，产量下降的现象。捣固焦不抗碱金属侵蚀，易粉化。使用含有害杂质高的炉料，高炉操作会受较大负面影响。1000m3以下高炉使用捣固焦，对高炉操作无大影响。但3000m3以上高炉使用捣固焦，操作会出现一些问题，技术经济指标不好，要慎用捣固焦。

捣固焦是以降低主焦煤配比，降低成本的生产，造成焦炭密度大，盲肠气孔多，燃烧性差。国外大型先进指标的高炉基本不用捣固焦。涟源3200m3高炉使用捣固焦，是公司内部焦化厂生产，炼焦配煤的主焦煤与顶装焦一样，使捣固焦的质量得到改善。

我们建议高炉开炉、停炉时，不要使用捣固焦，以利于快速恢复正常生产。

10.6  科学使用MgO

高炉炼铁生产使用铁矿石含Al2O3高，需要配加MgO，以提高炉渣的流动性和脱硫效率。大多数企业将MgO加入在烧结矿中，出现烧结矿中MgO含量超过2.0%的现象。这会使烧结矿质量下降，粉化率升高。为解决这个问题，建议烧结矿中就不要再加MgO了。将MgO加到球团矿中，或直接加入高炉中。韩国浦项（烧结中Al2O3含量1.75%、MgO含量0.68%）和我国沙钢、宝钢等企业高炉均采用低MgO操作，实现了高炉生产稳定顺行是一致的。是在提高炉缸温度（炉渣碱度高）条件下进行的。炉渣MgO含量低，促进降低渣量，有利于提高炉料透气性和降低燃料比，也会使生产成本降低。烧结矿中MgO含量增加1%，铁品位要下降1%，高炉渣量要增加10%。

10.7  努力提高高炉炉料中球团矿配比，是炼铁技术发展的大方向:

（1）提高炼铁炉料球团矿配比，可有效地促进炼铁入炉矿含铁品位的提高。据统计，2017年重点钢铁企业球团矿含铁品位为63.60%，烧结矿含铁品位为55.79%；球团矿含铁品位比烧结矿高7.81%。高炉多用球团矿可有效地提高入炉矿含铁品位。

（2）炼铁提高入炉铁品位，促进降低燃料比、增加产量。炼铁学理论是，入炉矿含铁品位提高1%，高炉燃料比下降1.5%，生铁产量增长2.5%，减少渣量1.5%。如果炼铁100%使用球团矿，要比使用烧结矿，燃料比下降11.52%，生铁产量增长19.2%。这个效益是十分可观的。

（3）提高炼铁炉料球团矿配比，促进炼铁系统节能减排。据统计，2018年重点钢铁企业球团工序能耗为25.36kgce/t，烧结工序能耗为48.60kgce/t；球团工序能耗比烧结低23.24kgce/t。如果用一顿球团矿代替一顿烧结矿炼铁，就会使炼铁系统降低23.24kgce/t的能耗。

（4）提高炼铁炉料球团矿配比，会降低污染物排放，降低对烧结烟气治理费用。烧结生产会产生大量的SO2、NOX、二噁英、粉尘等有害物质。2012年国家公布了对烧结烟气综合治理的标准（GB28662-2012《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》），指标基本上与国际先进水平接轨了。这会加大钢铁企业对环保治理的成本（约50元/吨烧），企业要付出较大的代价（环保投资和运行费）。如用球团代替烧结，既可以减少或没有污染物排放，大大减少了污染物治理费用。

球团生产废气源量排放比烧结生产烟气量低一半，球团生产废气中含有二噁英、CO 2和SO2 ，NXO等比烧结生产少（详见表4），环保治理简单容易，工厂清洁。生产球团用天然气，不用煤炭，减少排放CO 2和SO2，NXO少，相应降低了环保治理费用。

目前，一些地区政府已提出要降低本地区的污染物排放总量，希望钢铁企业停止烧结生产（欧美已这么去做了）；我国也将面临这个问题。