论高炉容积的选择
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高炉的规格可以根据具体项目和需求而有所不同,以下是一些常见的高炉规格参数:
1.容积:高炉容积是指高炉内部可容纳冶炼物料的体积大小,通常以立方米(m³)为单位进行表示。
高炉的容积大小直接关系到其生产能力和冶炼效率。
2.高度:高炉的高度是指从高炉顶部到高炉底部的垂直距离,通常以米(m)为单位进行表示。
高度直接影响高炉内部的气体流动和冶炼物料的下降速度。
3.内径:高炉的内径是指高炉内部炉身的直径,通常以米(m)为单位进行表示。
内径直接关系到高炉内部冶炼物料的堆积状况和煤气在高炉内的流动速度。
4.排气温度:高炉的排气温度是指高炉顶部排出的煤气温度,通常以摄氏度(℃)为单位进行表示。
排气温度直接影响高炉冶炼过程中的热能损失和冶炼效率。
5.炉龄:高炉的炉龄是指高炉建成至今的运行时间,通常以年为单位进行表示。
炉龄直接关系到高炉的使用寿命和维护保养情况。
需要注意的是,高炉的规格参数会根据不同的冶炼过程和技术要求而有所差异,例如煤气发生量、燃料种类、冶炼产量等因素都会对高炉的规格造成影响。
因此,在具体项目中,需要根据冶炼工艺设计和工程要求进行详细的规格确定。
炼铁用计算公式1、根据焦炭负荷求焦比焦比=1000/(负荷×综合品位)=矿批/(负荷×理论焦比)2有效容积利用系数=每昼夜生铁产量/高炉有有效容积3焦比=每昼夜消耗的湿焦量×(1-水分)/每昼夜的生铁产量4理论出铁量=(矿批×综合焦比)/0.945=矿批×综合品位×1.06不考虑进去渣中的铁量因为焦炭也带入部分铁5富氧率=(0.99-0.21)×富氧量/60×风量=0.013×富氧量/风量6煤比=每昼夜消耗的煤量/每昼夜的生铁含量7 综合焦比=焦比+煤比×0.88 综合燃料比=焦比+煤比+小块焦比9 冶炼强度=每昼夜消耗的干焦量/高炉有效容积10 矿比=每昼夜加入的矿的总量/每昼夜的出铁量11 风速=风量(1-漏风率)/风口总面积漏风率20%12 冶炼周期=(V有-V炉缸内风口以下的体积)/(V球+V烧+V矿)×88%=719.78/(V球+V烧+V矿)×88%13 综合品位=(m烧×烧结品位+m球×球品位+m矿×矿品位)/每昼夜加入的矿的总量14 安全容铁量=0.6×ρ铁×1/4πd2hh取风口中心线到铁口中线间高度的一半15 圆台表面积=π/2(D+d)体积=π/12×h×(D2+d2+Dd)16 正方角锥台表面积S=a2 +b2 +4( a+b/2)hV=h/3(a2+b2+ab)=h/3(S1+S2+√S1S)17、圆锥侧面积M=πrl=πr√r2+h2体积V=1/3πr2h18、球S=4πr2=πd2V=4/3πr3=π/6d319、风口前燃烧1kg碳素所需风量(不富氧时)V风=22.4/24×1/(0.21+0.29f) f为鼓风湿度20、吨焦耗风量V风=0.933/(0.21+0.29f)×1000×85%f为鼓风湿度85%为焦炭含碳量21、鼓风动能(1)E=(764I2-3010I+3350)dE-鼓风动能I-冶炼强度(2)E=1/2mv2=1/2×Q×r风/(60gn)v风实2Q-风量r风-风的密度g=9.8 n-风口数目22、石灰的有效容剂性CaO有效=CaO熔-SiO2×R23、洗炉墙时,渣中CaF2含量控制在2%-3%,洗炉缸时可掌控在5%左右,一般控制在4.5%每批料萤石加入量X=P矿×TFe×Q×(CaF2)/([Fe]×N)P矿-矿批重TFe-综合品位[Fe]-生铁中含铁量Q-吨铁渣量(CaF2)-渣中CaF2含量N-萤石中CaF2含量24、风口前燃烧1kg碳素的炉缸煤气量V煤气=(1.21+0.79f)/(0.21+0.29f)×0.933×C风C风-风口前燃烧的碳素量,kg25、理论出渣量渣量批=QCaO批/CaO渣渣量批-每批炉料的理论渣量,tQCaO批-每批料带入的CaO量,tCaO渣-炉渣中CaO的含量,%25、喷吹煤粉热滞后时间t=V总/(V批×n)V总-H2参加反应区起点处平面(炉身温度1100℃~1200℃处)至风口平面间的容积,m³V批-每批料的体积,m³n-平均每小时的下料批数,批/h26、高炉某部位需要由冷却水带走的热量称为热负荷,单位表面积炉衬或炉壳的热负荷称为冷却强度Q=CM(t-t0)×103Q-热负荷kJ/hM-冷却水消耗量,t/hC-水的比热容,kJ/(kg.℃)t-冷却水出水温度℃t0-冷水进水温度,℃。
1.料速的变化可以反映炉温的状态。
当炉温向热时,料速由快变慢,当炉温向凉时,料速由慢变快。
料速的大小可以通过每小时下料批次来计算获得。
2.透气性指数的值在某一范围内,表示炉况顺行,小于某一数值,表示炉况难行,更小时就表明炉子悬料。
3.铁量差指的是理论出铁量与实际出铁量之差。
当铁量差为一个较大的正值时,说明炉缸里还有一定量的铁水未出尽,这些滞留的铁水使铁水硅含量升高。
如果铁量差保持在较小的范围内,表示炉缸保持热平衡状态。
当铁量差为较大的负值时,炉缸的热平衡被打破,导致铁水硅含量降低。
4.风温主要是直接影响到炉缸温度,并间接的影响高炉高度方向上温度分布的变化,以及影响到炉顶温度水平。
高炉鼓风的温度。
风温越高,鼓风带入炉内的热量越多,高炉的燃料比越低。
因此,通常都将风温用到高炉可能接受的最高水平。
高炉接受风温的程度主要决定于冶炼条件。
原料、燃料质量越好,喷吹燃料越多,鼓风湿度越高,炉况越稳定、顺行,高炉能接受的风温越高。
中国高炉风温多在900~1250℃之间;工业发达国家的高炉风温多在1150~1350℃之间。
增减风温是调节炉况的重要手段,提高风温可以使炉温升高,降低风温可以使炉温降低。
但先进的高炉多把风温稳定在最高水平,而用调整燃料喷吹量或鼓风湿度的办法来调节炉况。
只有在非常必要时才降低风温。
这样可以获得较低的燃料比。
5.风量引起的炉料下降速度和初渣中FeO 的含量的增减,以及煤气流分布的变化,都会影响到煤气能的利用程度和炉况顺行情况,这也表示对高炉内直接还原和间接还原的比例有一定的影响,这些都会影响到炉缸温度。
单位时间进入高炉的风在标准状态下的体积(m3 / min 或m3/h)。
在相同条件下,风量越大,产量越高。
高炉风量首先取决于高炉容积,一般是每立方米炉容2.0~2.2 m3 /min。
由于风量的测定常因漏风和仪表本身误差而失准,而风量又与焦炭和喷吹燃料的消耗量成正比,故高炉操作人员多习惯于以冶炼强度来估量风量。
炼铁用计算公式1、根据焦炭负荷求焦比焦比=1000/(负荷×综合品位)=矿批/(负荷×理论焦比)2有效容积利用系数=每昼夜生铁产量/高炉有有效容积3焦比=每昼夜消耗的湿焦量×(1-水分)/每昼夜的生铁产量4理论出铁量=(矿批×综合焦比)/=矿批×综合品位×不考虑进去渣中的铁量因为焦炭也带入部分铁5富氧率=-×富氧量/60×风量=×富氧量/风量6煤比=每昼夜消耗的煤量/每昼夜的生铁含量7 综合焦比=焦比+煤比×8 综合燃料比=焦比+煤比+小块焦比9 冶炼强度=每昼夜消耗的干焦量/高炉有效容积10 矿比=每昼夜加入的矿的总量/每昼夜的出铁量11 风速=风量(1-漏风率)/风口总面积漏风率20%12 冶炼周期=(V有 -V炉缸内风口以下的体积)/(V球+V烧+V矿)×88%=(V球+V烧+V矿)×88%13 综合品位=(m烧×烧结品位+m球×球品位+m矿×矿品位)/每昼夜加入的矿的总量14 安全容铁量=×ρ铁×1/4πd2hh取风口中心线到铁口中线间高度的一半15 圆台表面积=π/2(D+d)体积=π/12×h×(D2+d2+Dd)16 正方角锥台表面积S=a2 +b2 +4( a+b/2)h V=h/3(a2+b2+ab)=h/3(S1+S2+√S1S)17、圆锥侧面积M=πrl=πr√r2+h2体积V=1/3πr2h18、球S=4πr2=πd2V=4/3πr3=π/6d319、风口前燃烧1kg碳素所需风量(不富氧时)V风=24×1/+ f为鼓风湿度20、吨焦耗风量V风=(+)×1000×85%f为鼓风湿度 85%为焦炭含碳量21、鼓风动能(1)E=(764I2-3010I+3350)dE-鼓风动能 I-冶炼强度(2)E=1/2mv2=1/2×Q×r风/(60gn)v风实2Q-风量 r 风-风的密度 g= n-风口数目22、石灰的有效容剂性 CaO 有效=CaO 熔-SiO 2×R23、洗炉墙时,渣中CaF 2含量控制在2%-3%,洗炉缸时可掌控在5%左右,一般控制在%每批料萤石加入量X=P 矿×TFe ×Q ×(CaF 2)/([Fe]×N) P 矿-矿批重 TFe-综合品位 [Fe]-生铁中含铁量 Q-吨铁渣量 (CaF 2)-渣中CaF 2含量 N-萤石中CaF 2含量24、风口前燃烧1kg 碳素的炉缸煤气量 V 煤气=(+)/(+)××C 风 C 风-风口前燃烧的碳素量,kg25、理论出渣量 渣量批=QCaO 批/CaO 渣渣量批-每批炉料的理论渣量,t QCaO 批-每批料带入的CaO 量,t CaO 渣-炉渣中CaO 的含量,%25、喷吹煤粉热滞后时间 t=V 总/(V 批×n )V 总-H 2参加反应区起点处平面(炉身温度1100℃~1200℃处)至风口平面间的容积,m ³V 批-每批料的体积,m ³ n-平均每小时的下料批数,批/h26、高炉某部位需要由冷却水带走的热量称为热负荷,单位表面积炉衬或炉壳的热负荷称为冷却强度Q=CM(t-t)×103Q-热负荷 kJ/hM-冷却水消耗量,t/hC-水的比热容,kJ/(kg.℃) t-冷却水出水温度℃-冷水进水温度,℃t。
高炉炉型计算高炉炉型是指高炉内部耐火材料构成的几何空间,近代高炉炉型由炉缸、炉腹、炉腰、炉身和炉喉五部分组成。
炉型的设计要适应原燃料条件,保证冶炼过程的顺行。
高炉炉型设计的依据是单座高炉的生铁产量,由产量确定高炉有效容积,以高炉有效容积为基础,计算其它尺寸。
一、确定容积1、确定年工作日高炉的工作日是指高炉一代寿命中,扣除大、中、小修时间后,平均每年的实际生产时间。
根据国内经验,不分炉容大小,年工作日均可定为355天。
2、确定高炉日出铁量年工作日年产量高炉日出铁量=t/d3、确定高炉的有效容积V uUu PV η高炉有效容积利用系数高炉日出铁量=二、高炉缸尺寸1、炉缸直径d炉缸直径的计算可参考下述经验公式:大型高炉 45.032.0u V d =3620m 以下高炉 37.0564.0u V d = 计算后取整2、炉缸高度'hA 渣口高度h 渣 m 式中:b ——生铁产量波动函数,一般取值1.2 N ——昼夜出铁次数,取9铁γ——铁水密度,取值7.1t/m3C ——渣口以下炉缸容积利用系数,取值055一般小高炉设一个渣口,大中型高炉设两个渣口,高低渣口标高差一般为100~200mm ,2000m 3以上高炉渣口数目应和铁口数目一起考虑,如有两个铁口,可以设二个渣口。
B 、风口高度h 风k ——渣口高度与风口高度的比,一般k 二0.5~0.6(渣量大取低值)。
C 、炉缸高度h 1h 1=h 风+a式中a ——风口结构尺寸,一般a=0.35~0.5m ,中小高炉取下限,大高炉取上限。
227.1d c N bp h 铁渣γ⋅=kh h 渣风=三、死铁层厚度h 0死铁层的作用在于防止炉底炉渣,煤气侵蚀和冲刷,使炉底温度均匀稳定。
通常死铁层厚度为450~600mm ,新设计的大型高炉多在1000mm 左右或更高。
四、炉腰直径D 1、炉腰直径D大型高炉D/d=1.10~1.15 中型高炉D/d=1.15~1.25 小型高炉D/d=1.25~1.5 2、炉腹角α炉腹角α一般为79°~82°。
3600m3高炉本体设计原始数据:高炉有效容积:Vu=3600 m3高炉年工作日:355天⁄ )高炉利用系数:h v=2.0t ( d. m3设计内容:1.高炉炉型的选择;2.高炉内型尺寸的计算(包括风口、铁口、渣口数量,大型高炉一般不设渣口);3.高炉耐火材料的选用;4.高炉冷却方式和冷却器的确定;5.高炉炉壳厚度的确定。
高炉本体包括高炉基础、炉衬、冷却装置、以及高炉炉型设计计算等。
高炉的大小以高炉有效容积(V u)表示,本设计高炉有效容积为3600 m3,按我国规定,属于大型高炉;高炉炉衬用耐火材料,是由陶瓷质和砖质耐火材料构成的综合结构;有些高炉也采用高纯度 Al2O3的刚玉砖和碳化硅砖;高炉冷却设备器件结构也在不断更新,软水冷却、纯水冷却都得到了广泛的应用。
1.高炉炉型选择高炉是竖炉。
高炉内部工作剖面的形状称为高炉炉型或称高炉内型。
高炉冶炼的实质是上升的煤气流和下降的炉料之间所进行的传热传质过程,因此必须提供燃料燃烧的空间,提供高温煤气流与炉料进行传热传质的空间。
炉型要适合原料的条件,保证冶炼过程的顺行。
近代高炉炉型为圆断面五段式,是两头小中间大的准圆筒形。
高炉内型如图1。
1.1高炉有效高度(H u)炉腰直径(D)与有效高度(H u)⁄是表示高炉“细长”或之比值(H u D)“矮胖”的一个重要指标,在我国大型高炉Hu/D =2.5—3.1,随着有效容积的增加,这一比值在逐渐降低。
在该设计⁄ 2.23。
中,H u D=1.2炉缸高炉炉型下部圆筒部分为炉缸,炉缸的上、中、下部位分别装有风口、渣口、铁口。
炉缸下部容积盛液态渣铁,图1 高炉内型上部空间为风口燃烧带。
铁口位于炉缸下水平面,铁口数目依炉容或产量而定,对于3000m3以上的高炉,设置3—4个铁口,以每个铁口日出铁量1500—3000t设置铁口数目。
在该设计中,设置4个铁口。
渣口与铁口中心线的距离称为渣口高度(H Z),它取决于原料条件,即渣量的大小。
高炉工艺参数炼铁厂高炉内型尺寸 m³1280m³三、1800m³高炉内型尺寸工长常用调剂参数原燃料质量要求一、焦炭质量要求二、烧结矿化学成份:球团矿质量要求块矿质量要求喷吹煤粉质量要求看水工艺参数一、450m³高炉1、450m³要求2、各部位冷却器水温差规定:四、1280 m³高炉和1800 m³高炉冷却系统参数规定煤气工艺参数一、煤气系统指标1、煤气净化指标:净煤气含尘量≤5mg/m3温度:100℃≤T≤280℃2、煤气压力控制:450m³、1280m³净煤气支管压力不小于3KPa,1800m³净煤气支管压力不小于4KPa3、热风炉部分二、1280 m³高炉热风炉1、各部分工艺设计参数2、1280m³操作参数3、1280m³换热器设计参数三、1800m³高炉1、1800m³煤气系统控制要求2、1800m³煤气系统设计参数3、1800m³煤气系统操作参数上料系统一、450m3上料二、1280m3高炉三、1800m3高炉上料操作参数炉前操作参数规定1、铁口深度参数2、打泥量的规定3、液压参数的规定4、耐材浇注规定水泵房操作参数一、高炉对软水要求二、、密闭系统运行控制指标风机房一、450高炉二、汽拖风机正常运行指标三、汽拖风机报警值一、空压机工艺参数及报警、停机参数表:TRT 一、1280m³高炉TRT工艺参数二、1280m³高炉TRT润滑系统各调整项目与联锁报警##。
高炉炉体内型参数表高炉各部分的热流强度设计取值表w/m²热风炉主要性能参数热风炉耐火球堆比重(t/m³)热风炉使用球的数值热风炉主要性能参数柳钢6号高炉球式热风炉设计参数青钢500m³高炉卡鲁顶燃式热风炉设计参数烘炉操作及改进1 烘炉准备工作青钢两座500m³高炉采用卡鲁金顶燃式热风炉均采用天津热能设备厂专用内燃式烘炉器进行烘炉。
烘烤器安装在热风炉顶部燃烧器的下部点火孔上。
改设备用柴油作燃料,产生的热气体,经配风系统调节送风温度。
送风系统出口风速达到80m/s,产生很大的动能,搅动燃烧产物循环使炉内温度均匀,提高了烘炉质量。
烘炉前需要做好如下工作:1)热风炉的修建和检修工作全部完成,并达到质量要求。
2)热风炉系统各阀门必须进行全部联合、联锁试车,各机电设备运转正常。
3)热风炉冷却水通水正常。
4)各仪表必须正常运转,保证准确可靠,特别是炉顶温度,废气温度、煤气压力表必须保证好用。
5)各热风炉试漏合格。
6)烟囪烘好,具有抽力。
7)如烘炉期间,高炉内常有人施工,热风炉与高炉必须彻底隔断。
8)一切烘炉设备安装完毕,提供三相380v动力电源,24h不间断,供三台18.5kw助燃风机、油泵及现场照明使用。
9)准备好可装10吨柴油的油罐。
10)提供不间断压缩空气源,压力>0.60MPa。
11)烘炉报表台账等数据记录及材料器具准备完毕。
烘炉曲线的制订青钢5、6号高炉热风炉在炉顶和上部高温区均采用了硅砖砌筑。
烘炉曲线由俄方提供,计划烘炉30天,如图中I所示。
烘炉时严格按烘炉曲线升温,温度误差±2°C。
在烘炉过程中实验了两种烘炉曲线,5号高炉的热风炉实际烘炉时间为30天,6号高炉的热风炉为23天。
这两座高炉热风炉计划和实际烘炉曲线如图2所示。
图3为霍戈文(Hoogov-ens)供鞍钢新一号高炉(3200m³)硅砖热风炉的烘炉曲线。
图2 改进前后卡鲁金顶燃式硅砖热风炉烘炉曲线I—改进前(青钢5号高炉热风炉烘炉曲线);Ⅱ--改进后(青钢6号高炉热风炉烘炉曲线硅砖热风炉的烘炉曲线是最复杂的一种。
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2003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,只是想说明在评价或建设高炉时,不要仅着眼于容积,更应注意其实际产铁能力。
三、由投资考虑钢铁工业是投资密集型产业,特别是高炉建设更是需要投入大量的资金。
因此,钢铁行业的投资者,应根据筹资能力量力而行。
表3列出的是近几年各种炉容级别一座高炉的投资量。
在具体高炉建设中,因征地价格、包含范围、装备水平及原有公用设施的利用等的差异,实际投资与表3数据可能略有不同,但大致范围是不差的。
按理,设备越是大型化,单位容积的投资应该越少。
但这一规律在国内高炉建设上并不明显。
特别自2000m3以下,倒是容积越小,单位容积投资越省。
这主要是因为,炉容越大,装备越复杂,档次越高,特别是所需造价高得多的进口设备越多的缘故。
按表3,2000m3以上的高炉,单位容积投资比450m3高炉要增加25.4%-34.5%。
特别要指出的是,在国内的实践中,较小的高炉,利用系数要高得多。
因此,若按年产1吨生铁的投资量考虑,投资随炉容的减少而下降的幅度,比按容积计算要大得多。
尤其是各级别高炉都按先进的利用系数水平(各级别高炉中少数高炉达到的年或月平均先进水平)计算时,这种差距就更为明显,450m3高炉的吨铁投资要比3200m3和4000m3高炉节省一倍还多。
既然容积较小的高炉单位容积和单位产量的投资省,我以为,在现阶段,应该允许因生产建筑钢材或周边市场较小而产钢规模不大的企业(如≤300万吨);或是筹资能力不够大的企业,根据他们的需要和可能,建设相应容积的高炉。
这也是市场经济体制下,企业自主决策应该有的权利。
特别是对于正在崛起的民营企业和西部地区,应该允许他们有一个从小到大的发展过程。
当然,为了避免过度竞争和形成恶性循环,对于过度的能力扩张和重复建设,特别是针对近两年钢铁投资过热的局面,政府还是应该从政策上加以抑制,而当前最有效的办法是控制建设用地和投资贷款。
我国现有的中小型高炉(这里主要指300-1000m3高炉),仍占据着我国生铁总产量的半壁江山以上。
根据今明两年新建和改造扩容的计划,到2005年上述比例将有所改变。
2003年的2亿吨生铁,有61.8%是中小高炉生产的。
其中<500m3的占49.7%。
随着我国钢铁工业的发展和结构调整的需要,近两年高炉大型化取得可喜进展,新建了一批大型高炉,另有一批大型高炉正在建设中。
特别是原来只有中小型高炉的企业,纷纷建起了大型高炉。
今后几年高炉容积结构将发生变化。
但是,目前中小高炉存量太多,而且还有一批中小高炉在建设中,所以,预计到2005年中小高炉的产量比仍将高达56.5%。
今后几年,随着国家对钢铁投资过热的控制,这一进程可能会加快,但是仍然可以肯定,我国高炉大型化的道路会是相当漫长的。
中小高炉在相当长的时间内,仍将在我国国民经济的运行和发展中起着重要的支撑作用;同时也是钢铁工业取得经济效益和赖以生存和未来发展(如为大型化积累资金)的重要基石。
在重点关照大高炉和实行大型化的同时,对于存量中小高炉要理智地对待,使其有生存和适当发展的空间。
四、从生铁成本考虑降低产品成本,追求利润最佳化,永远是企业生产经营活动的核心目标。
国内钢铁企业的生铁成本,主要取决于原燃料资源的占有和取得。
特别是近来由于铁矿石和煤炭资源供应全面紧张,价格猛涨,这一特点更加突出。
凡是自有矿石比例大;靠近矿山和煤炭产地;沿江(长江)沿海水运费用低,便于使用进口矿;与国外供矿商和海运公司签有长期供矿运输合同;自身炼焦能力强,不用或少用外购焦炭的企业,生铁成本就低。
这一点与高炉容积大小无关。
笔者在几年前进行的生铁成本调查中发现,由于大型高炉对原燃料要求严格,原燃料加工费较高,生铁成本往往比中小型高炉高。
特别是在同一个企业内出现这种现象,很能说明问题。
大型高炉在成本上的优势主要在于燃料和动力消耗较低。
中小型高炉由于利用系数高,建设投资低,折旧和其他固定费用要比大高炉低。
两相抵消,大高炉在成本上基本没有优势可言。