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1【7 表】14 4000m3！级高炉年平均利用系！数、燃料比》和焦比(含》。小块焦) — ！ 【表15 3》000m3级高炉】年，平均利用系数、【燃料比？和焦比 》 ！ 表16《 200《0m3？级高炉？年平均利用》系数、燃料比—。和焦比 《 》 ？ 【 表17 1【000m3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！200？0m3？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】。3000m3级【和，4，000m3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1？8为：炉腹煤气量指数【与其他高炉操作指标！的关系 — 表18  某！些高炉的主要指标 ！ 】。 ：。 《     根据！表1：8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68m／】。min以下特—别是大型高炉的【炉腹煤气量指数【基本：。上在66m／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60【。m／min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】。kg／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【66m／min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N？1、N2、Q1【、Q2、《N4、H《1，、H2、Q3—、M1、M》2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2000m3！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C1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2000m3！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【60m？／m：in左右由于2【000m3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？20：00m3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20】00m3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  20】00m3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54《。m／m？in～6《2m：／，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6—4，m／min》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54m／！m，in增？。加到64m／m【in最低燃》料比的增《加量在10kg／t！以内 》 ：     (2)在！炉腹煤气量指数在6！3m／min～6】4，。m／min》左右：有，明显变化；超过【64m／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η《co：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H【2高：炉的燃料比低是【由于炉？顶煤气的利用率ηc！o高的缘《故其平均《煤气利用率达到了】50.？32％？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ηco仍达到！了49.50—％ 《  《   图9(b)】所示的Q2高炉【。煤气利用率在炉【腹煤气量指》数为5？8m／？min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58.7【8，m／：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ηco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》10％？～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15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20 】 ， 表20  【 R厂2《号高炉原设计的【操作：水平 — 《