： 4.2  高】炉生产技术指标【 ： 》 4.2.1  】高，炉，设计选？用的年平均》有效容积利用系数、！炉缸面积利用—系数、燃料比、焦比！、炉腹煤气量—指数等主要》设计指标应根据原】料、燃料《条件、风温、富氧】率，、高炉装备水平【等综合因素并参照条！件基本相同而—操作较好的》高炉的生产》指标来选取 — ，     】(1)？利用系数《、燃料比和焦比【 《     根据中！国金属学会》和炼铁信《息网的统计》数据按高炉炉—容级：别列出了近年—来各：高炉：的利用？系数、焦比和燃【。料，比的数？据见表？14～表《17 【 表14 40【00m3级高—炉，年平均利《用系数、燃料比和】焦比(含小块焦)】 》 — ？ ， 表15— 30？00m3级高炉年平！均利用系数、燃【料比和焦比 【 》 ， 表16 2！。000m《。3级高炉年平均利】用系数、燃》料比和焦比 】 》 】 表1《7 ：1000m3—级高炉年《平均：利用系？数、燃料比和—焦，比 — 【 —    ！ ，在对表中的数—据进行分析后得知】1000m3级和2！000？m，3高炉的利用系数参！差不齐(生产条件】不同原？燃料质量差》。距大)不《见得能与3000m！3级和？40：。00m3级高—炉媲美 ！ ，   ？我国的能源、矿产资！源和环境状况对经济！发展已构《成严重？。的制约高炉炼铁应】把节约资源和能源作！为基点？发展循环经济建【设资源节约型环境】友，好型的高炉切实走新！型炼铁工业的发展道！路坚：持节约发展、清洁】发展、安《全发展实现》可，持续发展《 《     制约】我国高炉指标—改善的主要》因素是高炉燃料比】高大：型，高炉的优《势在于燃料比较低】。各级高炉的燃—料比统计见》图5 【 — 图5？。 ， ，高炉炉容与》燃料比的统计数据】 《 ：    总体—上，我国炼铁技》术已经进《。入世界先进》行列企业之间技【术水平差距》大大多数企业在高】炉寿命、《能耗指标《、燃料比《以及设备效用率【等方面仍《与世：界先进水《平存在一定的—差，距我国是能源和焦】煤缺乏？。的国：。家在：降低燃？料比、？焦比、能耗指—标方：面必须引起炼—铁界：。的高：度重视重视优化能耗！指标：应，当超过对利》。用系数？的，追求 —     (【2)炉？腹煤：气，量，指数与？燃料比和利用系数】   】  由于提高炉腹】煤气量是强化高【炉冶炼的手》段之一？。因，此，必须说明《。它具：。有两面性吨铁—炉腹煤气量与燃料】比、能源《介质的消耗密切相】关为了获得》良好的高《炉，能耗指标《必须减少吨》铁炉：腹煤气量；而—提高炉？腹煤：气量指数将提高炉内！煤，气的流速和》阻力损失过分—提高炉内煤气流速将！影响高炉顺行并招致！。。煤气在炉《内的停留时间过【短使得炉《顶煤气利用率下降、！燃料比上升 —  —  ： 为了研究合适的】。最大炉腹煤气量【指数和日《常操作采用的炉【腹煤气？量指数规范》编制组广泛征集【一些高？炉操作较好》时期有关高炉—强化的数据进—。行了分析表18为】炉腹煤？气量指数与》其，他高炉？操作指？标的关系《 表1】8  某些》高炉的主《要指标 《 ， ：。 ， ，。 】     根！据表18中的高炉】操作指标做成炉腹】煤气量指数》与燃料比《的关系图见》图6： 》 图6！  各高《炉炉腹煤《气量：指，数与：燃料：。比和：有，效容：积利：用系数的回》归曲线？汇总：图 ？ ？     》由表：18：和图6可知》 ： ？     (—1)：大部分操作指—标较好的高炉日【最大炉腹煤气量指】数，在6：8m／min以下】。特别是大型高炉的】炉腹煤气量指数基】本上在6《6m／min以下炉！腹煤气量《指数：较高的？高，炉燃料比也较高 ！ ：     (2】。)高炉的炉腹煤气量！指数与燃料比均【呈“U？”字形的关系—存在最低点》大多数高炉》经常：操作点是处于“U”！字形：右侧的上升段上说明！。高炉还有降低—。燃料比的潜力 【。 》    (》3)燃？料比回归曲线的最】低点在500kg／！t以下？的，高炉平？均炉腹煤气量指【数均在60m／m】in：左右回归的燃料比】。最低：点，随着炉？腹煤气？量指数而《升高时？最低燃料比的数【值也上升《而不是？下，降说：明控制炉腹煤—。气量指数对降低燃料！比有利对高炉操【作也有重要意义 ！    【 (4)高炉利【用系数呈相反的趋】势也存在最高—点而：且较高的炉腹煤气】量指数操作的—高炉数据在》回归时？不得不删除较多的】因炉况波动使得【容积利用系数低【于1.？7t／(m》3·d)或者燃【料比：偶然上升30—k，g／t的日平均【数，据例如有的高—炉一段时期炉—腹，煤气量过高操作【。数据波动太》大而：无法作？出，回归：曲线的情况见图7】(d)？ ？ 《 ！ ， 图7？  ：几种高炉炉腹煤气】量指数？与燃料比《和有效容积利用系】数之间的关系 ！    — 由图7可知—    ！ ，前两种类型的炉【腹煤气量《。指数与燃料比的关系！呈“U”字形存在】最，低点由图7(—a)：。～7(b)可—知，形成“U”》字形的两翼中—的左翼即炉腹—煤气：量指数较《低，的那侧是由于炉况波！动所造？成燃料？比的上升因此左翼有！其偶然性 —   —  形成“U”字】形的两翼《中的：右翼即？炉腹煤气量指—数较高的那侧是【由于炉内煤气流【速上升含铁》。原，料与煤气《的接触条件》变差引起燃料比的上！升， ：。 ：     —从，图7(a)可知第】一种炉腹《煤气：量指数控制的—范，围比较合理炉况【波，动的概率《低、炉况稳定利【用系数的波动—范围小？、燃料比低》；即：。使达到最高炉腹煤】气，量指数时燃》料比的上升也—不多这也证明炉腹】。煤气量不宜》高于6？6，。m／mi《n这：种，操作：方式应？该是当前降低燃料比！、降低能源消耗、降！。低成本的主流—  【   由图7(【b，)可知第二种—炉腹煤气量指数较】。高大多数时间—在高炉腹《煤气量？指数条件下操作炉况！容易波动燃料比较高！所举实例是较早【时期G高炉》的数：据目的有《两，个一是那时刚采用炉！腹煤气量指数控【制高炉？操作应？用得还不够熟—练当时是由过—去盲目追《求高冶？炼，强，度转变为重视降低燃！料比和成本的—过渡阶段二是那时的！原，料质量比较高可以】说明忽视控制—炉腹：煤气量指数也是引起！燃料比较《高的：原因之一 — 《    由图7【(c)可知》第三：种情况企图》高，强度冶？炼，其结果？炉况波动高炉不接受！。风量经常因炉—况，不顺加？空焦：、燃料比升》高采用这种操作【。。方式：的高炉已经很少【 《     —因，此我们推荐采用第一！种类型的操》作，控，制炉：腹煤气量指》数控制炉内煤—气流速进行操作【 ， 《    《。 我们将各厂提供】的，。数据再次《进，行，了整理对炉腹煤气】量指：数与燃料比等日平】均数据进行了回归得！到图8回归的结【果可以分为三种类】型 —。     》第一种类型合理控】制炉腹？煤气量见表18中的！N1、N2、Q1、！。。Q2、？N4：。、H1、H2、Q3！、M：1、M2和N5高炉！占一半以上高炉【的燃：料比较？低达到本规》范表4.2.—1的要求目前用这】种，类型操作的高炉【越来越多以》H1号3200m3！高炉为代表》 ， 》    第》二种类？型炉腹？。煤气量偏高这种【类型的？高炉比较多》约占：表18中高炉数目的！一半并且在20【00m？3，级高炉多一》些有些高《炉的燃料比超过了规！范表4.《3.1的规定以C】。1高炉为代》表  】  ：。 第三种类型过去用！冶炼强度来》衡量高炉《的，强化程度时现在已经！很少见到《了目前？大多数高炉已经较好！地控制了炉腹煤气量！指数以T3-3【高炉为代表 】  《   由表》18的数据来看【。除，了2：000m3级—高炉的强化程度【变化比较大以—外其他级别的高炉】绝大部分日》平均炉腹煤气量都控！制在6？0，m／mi《n左：右由：于2000m3【级高炉的气体动力】。学条：件有：利并且受《小型高？炉影响比较大许【多厂级领导要—求向小型高炉—看齐因？此，炉腹煤气量指数的高！。低参差不齐因此【有必要对2》000？m，3级高炉炉腹煤气】量指：数与燃料《比的关系进行—分析从中寻找一【些规律图8为200！0，m3级高炉炉—腹煤：气量指数《与燃料比的》。。关系回归结》果，。表明：。所有高炉的炉腹【煤气量指数》与，。燃料比？的关：系都呈“U》”字形的规律— ：   —  为了使炉腹【煤气量指数与燃【料比和利用系数【的关系？更明显在图8中将各！。高炉“U”》。字形回归曲线最低】。。燃，料，比的点用方框—红，点表示；圆形绿色】为各：高炉操作期间—日平均燃料比—的位置；右上角的】黑色圆点为高炉操作！期间的日平均有效】容积利用系数 】 — 图8  】2000m3级高】炉炉腹煤气量指数与！燃料比的关系 】     】由，图，8，可以得到以下结【论 》     (1】)从回归曲》线的最低燃料比【和，。。。操，作的：燃，。料比的分布》来看在？炉腹煤气量》指数54m／min！～62m《。／min的区间内最！。低点上？升得比较缓慢—；燃料比的最低值一！般出现在炉腹煤气量！。指数60m》／，。min左右；而【炉，腹煤气量指数—小于64m／mi】n时“U”字形曲线！的最低燃《料比上升得》很不明显炉腹煤气】量指数由54—m，。／min增》加到64m》／min最低燃【料比的增加量在1】0kg／t以—内 —     (—2)在？炉腹煤气《量指数在《63m／min～】64m？。／m：i，n左右？有明显变化；超过6！4m／min燃料比！迅速抬升并且—上下波动比较—大操作点变得—混乱  ！   (3)不但单！个高炉？的燃料比与炉腹煤气！量指数符合》一定的？。。规律各高炉“U”】字形回归曲线—的最：低燃：。料比随炉《腹煤气量《指数的上升存—在一个突变说明控】制炉腹？煤气：量是降？低燃：料比的重要手—段之一 —     (】4)图中黑色圆【点为高炉炉腹—煤气量指数与—有效容积利用系数】的，关系在总体上—随着平均炉腹煤气量！。指数上升平》均利用系《数并没有上》升基本上持平—因此单纯《用提高炉腹煤气量】。来强化？高炉并没有得—到任：何效果反而引—起燃料比、能耗【的上升 》 ，。     综】合以上调研的—结果证明本规范【。表4.2.》1规定？的炉：腹煤气？量指数？范围是？正确的可《以采：用表中的炉腹煤气量！指数值作为高—炉正：常的操作控制范围 ！ ，    【 为：了说明在炉腹煤【气量指数与》燃料比呈“U”字】形曲线中随着炉腹】煤，。气量：指数升高燃料比升高！的原因我们对高【炉煤气利用率ηco！与炉腹煤气量指数的！关系进行了回归现】举例：如下 —    》 图9为H2高炉】炉，腹煤气量《指数与炉顶煤—气利用？率ηco的关—系 ：。 ： ：     正如前面！图7(a)》和，图9(a)所—示H2？高炉的？燃料比低是》。由于炉？顶煤气？的利用率《ηco高的缘故其平！均煤气利用率达到】了50.3》。2％即？使在回归《期间最高的》炉腹煤？气量指？数为65.》53：m／min》仍然在？合适的范围内煤气】利，用率ηc《o仍达到了》49.5《0％ 》   》  图9(》b)所示的Q—2高炉煤气》利，用率在炉《。腹煤：气量指数《为58m／m—in左右《达到最高点约50】.5％；煤气利用率！的最高？点，正好与回归得到的燃！料比：最低点位于炉腹煤】气量指数58—.78m／min处！相对：应而且煤气利—用率随炉腹煤—气量指数的上升迅】速下降还可以解【释图9中Q2高【炉的燃料比随着炉腹！煤气量上升迅速上】升的原因 】 ， 】。 图—9  高炉炉腹【煤气量指数与炉【顶煤气利用率ηc】o的关？系 ？ ？     》然而：G，高，炉日常操作的炉【腹煤气量指数比较高！流速比较高煤—气在：炉内：的停：留时间缩短炉料与】煤气的接触条件变】差在炉腹煤气—量高的区域燃料比升！高的同时《炉顶煤？气利用率下降；其】次炉内的煤气流量多！炉料下降的阻力【比较高为了让大【量的煤气《较顺畅地《通过：料柱就？必须：采取疏松边缘或者】中心的布《料措：施也：使煤气的利》用率：降低目前虽》然大家都认识到控制！炉腹煤气量》。指数的重要性可【。是提高利用》系数的想法仍然诱惑！着许多管理者所以尚！。存在强化《程度过高的倾向【这是使得炉》顶煤气利用率下降、！燃料比？有上：升，的，重要因？素   ！  根据以上调研的！结果证明本》规范规定的年—平均炉腹煤气量指】。。数是合适的 【     】本规范研究了历年】的生产统计》数据规定《。的设计年平均有【。效容积？利用系数和炉缸面积！利，用系数应该是正常】年份所能达到的【为了：能较：。早的回收投资必【须有较高的利—。用系数因此设定【了下限值在改—善了原料《、燃料的条件下高】炉的年平均利—用系：。数仍然存在着上限】值本规范设》定了：。年平：均利用系数的—。上限值只要降—低燃：料比完全能够取【。得更高的《利用系数本规—范设置上《限值的目的是为了克！服过高的年》平均利用系数—引起的？。如下：弊端 《。    【 (1)对全面贯彻！高炉炼铁的技术方】针不利如果过分强化！来提高利用系数而】不是：以降低燃《料比的？方式来提高利用系数！不符：合钢：铁产业发《展，政，策的要求不符合【钢铁：工业可持续发—展的道路 》   【。。  (2)》。不利于？。炼铁车间综合—设备能力的发挥设】。计过程一般根据【总体规模先》定产量高炉》。的上料能力》、送风系统和煤【气除尘系统的能力】渣铁处？理，系统：的能力等都是直【接按铁产量定的唯】有炉：容有较大弹性高炉】本体的投资在总【投资中的比重一【般为：1，0％：～15％在设计【时很有必要考虑【设备综？合能力的利用—效率防止出》现“大马拉》小车”？。现，象   ！  (3《)不利于企业的生产！平衡：使高炉生《产始终？处于被动状态—炼铁经常《处于生产的“瓶【颈”：使得整个企业的投资！和设备？能力难？以发挥 《 ， ？     (4【)从我国的钢铁产业！政策和能源政策来】看，首先要抓的是降低】能耗：。利用系数将在次要】位置只？。有以：降低能？耗而得到的高利用】系数才是科学的 ！ 《 ，   (5)在【本规范中规定—的设计？年平均炉腹煤—气量：指数能够《把设计？年平均有效容积利】用系：数和：。。炉缸：面积利用系数和燃料！比联系起《来形成？一个：完整：的指标体系 】   》  (6)》过高的利用系数将导！致燃料？比、能耗上升—高炉寿命《缩，短对降低成本不利高！炉按适？宜，炉腹煤？气量来强化高—炉操作可实现最【佳指标近年日本【高炉指标证明了【按炉腹煤气量—操作的合理性—。 《。 ：表19  》。近年来日本高炉指标！ 》 ：。  —   总《之设计要反对—设定过高的、不易到！。达的利用系》数，造成能力的长期积压！避免在低的设—备效用率、高的【空运转？率下运行；防—止宽：打，窄用 》。 4.2.【2  为了与钢铁企！业其他生产单—元相：衔接：与国外高《炉指：标相一致为了生【产统：计的方便本规范采】用作：业率而不采》用原苏联的年工作日！数过去对规》。定工作日数的定【义为日历《日数减？掉大、中《修休风日数》高炉寿命已经延【长，至1：。5年以上并取—消了中修高炉大【修，又取决于生产组织】和大修？规模等不《确，定因素因此无法分摊！到每年中 【 4.》2.：3  高炉应保持在！合适的利用系数下操！作以达到绩效的最佳！化高炉的强化、【生，产，能力的提高主要依】靠改善原料、燃【料条：件、降？低燃料比和》焦比以及提高炉顶压！。力、提高富氧率【降低单位生》铁，炉腹煤气量和鼓风量！来达到R厂高—。炉就：是以此理念》进行设计的高—炉在不同利》用系数下操》作对应有不》同的：操作指标《设计R厂《2号高炉时采用的】操作指标见表2【0 ： 表2【0  ？ R：。厂2号高炉原设计】的操作水平》 》 ？