低碳煉鐵、節(jié)能降耗和降低成本都要求降低燃料比。

　　。隨著冶煉強(qiáng)度的升高，燃料比迅速上升。不過目前有兩種中心加焦方式，即正常的中心加焦和“中心過吹”型的所謂中心加焦，應(yīng)加以區(qū)分。

　　降低燃料比、減少噸鐵爐腹煤氣量必須采取提高煤氣利用率的措施。應(yīng)提高鐵礦石的選礦技術(shù)，推行“粗糧細(xì)作”，為高爐提供冶金性能優(yōu)良的原料。

　　在當(dāng)前產(chǎn)能過剩的情況下，高爐高強(qiáng)度冶煉、高產(chǎn)不符合調(diào)控的需要，正是適當(dāng)調(diào)整高爐的利用系數(shù)和探索降低燃料比操作的時(shí)機(jī)，其中也包括研究低燃料比時(shí)的合適爐腹煤氣量指數(shù)范圍。為了解決幾十年來在合理強(qiáng)化問題上的爭論，研究者提出使用爐腹煤氣量指數(shù)來控制強(qiáng)度，避免冶煉強(qiáng)度過高導(dǎo)致燃料比升高的弊病。

　　新方法的高爐強(qiáng)化限度。實(shí)踐證明，冶煉強(qiáng)度這個(gè)指標(biāo)無法評價(jià)高爐強(qiáng)化程度的合理性。低燃料比是當(dāng)前高爐煉鐵發(fā)展的必然趨勢，也是長遠(yuǎn)的目標(biāo)。實(shí)踐證明，高產(chǎn)與降低燃料比之間存在矛盾。在當(dāng)前鋼鐵產(chǎn)能過剩和利潤微薄甚至虧損的情況下，不管是管理、生產(chǎn)、操作還是設(shè)計(jì)，都應(yīng)該用新的尺度來衡量所有技術(shù)措施的合理性。

　　低燃料比是高爐煉鐵的必然趨勢

　　當(dāng)前產(chǎn)能過剩，資源短缺，污染嚴(yán)重，降低燃料比是降低消耗的基礎(chǔ)，是降低成本的根本。國內(nèi)的實(shí)踐證明，在不同條件下存在對應(yīng)合適的強(qiáng)化程度。冶煉強(qiáng)度過高會(huì)導(dǎo)致燃料比的升高，已經(jīng)成為共識。

　　《高爐煉鐵工藝設(shè)計(jì)規(guī)范》曾經(jīng)提出“以精料為基礎(chǔ)，高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、長壽、環(huán)保的煉鐵技術(shù)方針”（“十字”方針）�，F(xiàn)在看來，這也是符合當(dāng)前節(jié)約燃料、節(jié)能、降低排放要求的。關(guān)于“高效”的解釋，不應(yīng)只是高產(chǎn)，更重要的是高效利用資源、高效利用能源，當(dāng)然也包括高效利用設(shè)備等。在“高效”利用設(shè)備中，應(yīng)該包括高利用系數(shù)、高作業(yè)率、長壽、高爐長期高效穩(wěn)定運(yùn)行的持續(xù)時(shí)間等。

　　低燃料比要求管理者轉(zhuǎn)變思想

　　鋼鐵企業(yè)的管理層應(yīng)該轉(zhuǎn)變管理思想，明確降低燃料比是降低成本的首選措施，把降低燃料比放在公司經(jīng)營和節(jié)能減排的重要位置。

　　建議在中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)的領(lǐng)導(dǎo)下，成立共同研究降低燃料比的措施的專門組織。協(xié)會(huì)應(yīng)該對2003年頒布的《中國鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)體系》中煉鐵生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行梳理。廢除那些鼓勵(lì)過分強(qiáng)化冶煉，阻礙節(jié)約資源、能源和降低燃料比的指標(biāo)，如綜合焦比、折算焦比、折算綜合焦比、冶煉強(qiáng)度、綜合冶煉強(qiáng)度、焦炭冶煉強(qiáng)度等，特別要廢除那些給虛假信息創(chuàng)造口實(shí)的指標(biāo)和折算系數(shù)（僅折合干焦系數(shù)就達(dá)11個(gè)之多）；補(bǔ)充那些對節(jié)能降耗有利的評價(jià)指標(biāo)，如爐腹煤氣量指數(shù)等。

　　煉鐵廠的管理層要了解高爐高產(chǎn)與降低燃料比存在矛盾，不能為追求高產(chǎn)、追求高指標(biāo)，而置燃料比于不顧。

　　低燃料比對高爐生產(chǎn)提出更高要求

　　精料是基礎(chǔ)。近20年來，我國高爐提高利用系數(shù)和降低燃料比方面有巨大成績，這與我國精料技術(shù)的提高、鐵礦石入爐品位的提高、加強(qiáng)原燃料的處理、減少原燃料質(zhì)量波動(dòng)、提高原燃料的強(qiáng)度等密不可分。

　　冶煉強(qiáng)度與燃料比的規(guī)律。煉鐵工作者要清楚冶煉強(qiáng)度與燃料比的關(guān)系，進(jìn)行科學(xué)煉鐵。

　　隨著我國對鋼鐵需求的變化，高爐煉鐵技術(shù)方針也隨之改變。雖然如此，有許多煉鐵工作者針對不同高爐統(tǒng)計(jì)得到，冶煉強(qiáng)度與焦比的“U”字形曲線，即冶煉強(qiáng)度存在一個(gè)合適的范圍；當(dāng)冶煉強(qiáng)度提高到一定程度以后，焦比將升高。可是由于過去鋼鐵的匱乏，高爐往往在焦比的高區(qū)間內(nèi)操作；而當(dāng)今產(chǎn)能過剩，高爐應(yīng)該轉(zhuǎn)變到低燃料比的區(qū)間操作，見右圖所示。

　　隨著原燃料質(zhì)量、高爐裝備水平和冶煉技術(shù)的提高，如采用高壓操作和富氧鼓風(fēng)等技術(shù)以后，利用系數(shù)大幅度提高。可是煤氣在爐內(nèi)的實(shí)際流速和噸鐵煤氣的容積受到更多因素的影響，更不可能確定合適的冶煉強(qiáng)度的數(shù)值。

　　研究者們搜集了近10座高爐的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)冶煉強(qiáng)度具有以下新特征：一是冶煉強(qiáng)度與燃料比，總體上存在“U”字形的關(guān)系；二是大多數(shù)高爐處于“U”字形的過度強(qiáng)化段，找不到谷底；三是有的數(shù)據(jù)分散找不出規(guī)律；四是一貫采用國外的操作理念，重視降低燃料比的高爐，如寶鋼高爐采取控制最大爐腹煤氣量，即使強(qiáng)化冶煉燃料比也沒有變化。

　　研究者們雖然進(jìn)行了大量研究，但始終沒有找到規(guī)范冶煉強(qiáng)度的尺度。這就導(dǎo)致近年來盲目強(qiáng)化冶煉強(qiáng)度，單純拼設(shè)備，不求實(shí)效，屢有以高利用系數(shù)圖虛名的現(xiàn)象�，F(xiàn)在已經(jīng)有一批高爐的實(shí)踐證明，爐腹煤氣量指數(shù)也可以理解為煤氣流速存在一定的上限值和合理區(qū)間。在生產(chǎn)條件和操作優(yōu)良高爐的爐腹煤氣量指數(shù)在58m/min~66m/min，以不超過66m/min為宜，并非越高越好。國內(nèi)外指標(biāo)優(yōu)秀的大中型高爐的爐腹煤氣量指數(shù)幾乎都控制在58m/min~66m/min。

　　落實(shí)低燃料比操作必須創(chuàng)造條件

　　長期以來，高冶煉強(qiáng)度的理念已經(jīng)滲透到高爐管理、生產(chǎn)和設(shè)計(jì)的方方面面。為了具體落實(shí)“十字”方針和低燃料比操作的要求，必須克服阻力才能為降低燃料比創(chuàng)造條件。

　　尋求適宜的爐腹煤氣量范圍。降低燃料比對爐腹煤氣量的影響表現(xiàn)為以下情形：由于燃料比的下降，礦石負(fù)荷提高，料柱透氣性下降、阻力系數(shù)提高，影響爐腹煤氣量。為了提高爐頂煤氣的利用率，改進(jìn)裝料制度使?fàn)t料分布合理化，勢必增加煤氣流動(dòng)阻力，降低爐腹煤氣量。延長煤氣在爐內(nèi)的停留時(shí)間，增加煤氣與礦石的接觸機(jī)率，特別是增加在間接還原區(qū)域的停留時(shí)間，必須降低爐腹煤氣量。提高噴煤比和強(qiáng)化冶煉都需要焦炭的質(zhì)量作支撐，適當(dāng)降低強(qiáng)化程度對提高煤比有利。在原燃料質(zhì)量下降、高爐失常和事故增多的情況下，更要?jiǎng)?chuàng)造條件把高爐順行和降低燃料比放在首位，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)調(diào)低年平均容積利用系數(shù)。為了定量、細(xì)化落實(shí)以降低燃料比和焦比為中心，保證爐頂煤氣的利用率達(dá)到48%~52%，估計(jì)與之配合的爐腹煤氣量指數(shù)在54m/min~62m/min、爐缸面積利用系數(shù)在54t/（m2·d）~68t/（m2·d）范圍內(nèi)較合適，大型高爐趨于高值。

　　堅(jiān)持以精料為基礎(chǔ)的方針。鋼鐵產(chǎn)能的擴(kuò)大，對資源的需求增加，原料質(zhì)量下降是全球的普遍現(xiàn)象，在這種情況下更要堅(jiān)持精料方針。渣量對高爐產(chǎn)量和燃料比有重大的影響，簡言之，多煉渣就少煉鐵。

　　以降低燃料比為中心來鑒別裝料制度的合理性。我國高爐布料大都用于解決高冶煉強(qiáng)度的順行問題。在新形勢下應(yīng)該研究提高煤氣利用率、降低燃料比的裝料制度。應(yīng)該改變以降低透氣阻力系數(shù)、增加煤氣通過量為目的的布料方式。采用合理的裝料制度，改變發(fā)展邊緣或中心過吹的裝料制度。

　　關(guān)于是否應(yīng)用中心加焦，各高爐應(yīng)根據(jù)各自的需要確定。

　　正常的中心加焦的特點(diǎn)是：在高爐中心加入少量焦炭（焦批重量的0.5%~5%）來減少高爐中心狹小范圍內(nèi)的礦焦比；形成穩(wěn)定的倒V形軟熔帶；僅僅是在中心狹小區(qū)域內(nèi)流過較多的CO煤氣不影響煤氣的利用率；抑制了溶損反應(yīng)，減輕焦炭高溫劣化，以改善死料堆的透氣性和透液性。

　　為了提高冶煉強(qiáng)度，部分高爐濫用了中心加焦，是“中心過吹”型的所謂中心加焦。其特點(diǎn)是：中心加入大量的焦炭，在高爐中心形成大面積的低礦焦比；形成穹頂開了大天窗的倒U形的軟熔帶，壓縮了間接還原區(qū)域；大量富集CO的煤氣沒有通過礦石層就從爐頂逸出，導(dǎo)致煤氣利用率的惡化。

　　其后果是：壓縮了煤氣在間接還原區(qū)域的停留時(shí)間，煤氣與爐料不能接觸，煤氣利用率下降；燃料比升高；軟熔帶根部肥大、過低，直接還原度升高；由于中心高溫區(qū)碳素溶損反應(yīng)區(qū)域的擴(kuò)大，以及中心失去了礦石熔化使料柱活躍和爐料運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力，高爐中心焦炭柱在高溫作用下長期呆滯、劣化，勢必造成死料堆擴(kuò)大、爐缸堆積；壓縮了下部軟熔帶與死料堆之間的距離，限制了通過的煤氣量，因此并不一定能夠保證爐況順行；高爐邊緣的O/C很高，而煤氣通過量不足，高爐下部有大量未充分還原的爐料可能直接進(jìn)入爐缸，會(huì)影響高爐爐缸的壽命。

　　在區(qū)分兩種中心加焦方式以后，應(yīng)進(jìn)行必要的試驗(yàn)、研究，才能正確使用中心加焦并達(dá)到預(yù)期的目的。

　　適宜的操作爐型。我國一般都認(rèn)為矮胖的高爐內(nèi)型有利于高爐的強(qiáng)化。

　　對于高爐矮胖內(nèi)型也要分為兩種情況：一種是改變早期瘦長內(nèi)型對順行的影響，以及形成操作內(nèi)型時(shí)，爐腰直徑擴(kuò)大使高爐的高徑比下降；另一種則認(rèn)為高爐爐身熱交換存在空區(qū)而砍掉3m的超矮胖高爐。

　　解放幾十年來，我國高爐逐漸矮胖，已經(jīng)滿足煤氣分布、順行的需要�？墒怯质艿讲粩嗵岣呷莘e利用系數(shù)的影響，寧愿擴(kuò)大爐缸，而不愿擴(kuò)大爐容。中小型高爐已經(jīng)有過分?jǐn)U大爐缸直徑的趨勢。

　　合理矮胖爐型。近年來采用薄壁高爐，其內(nèi)型逐漸趨向于厚壁高爐的合理操作內(nèi)型。由于厚壁高爐在形成操作內(nèi)型時(shí)高爐高度、爐缸直徑和爐喉直徑不變，爐腹上部、爐腰和爐身下部的內(nèi)襯被侵蝕，高爐Hu/D縮小，相應(yīng)地Vu/A會(huì)增大。而Vu/A的增大往往被忽視。

　　超矮胖高爐。經(jīng)實(shí)踐證明，為了提高利用系數(shù)和冶煉強(qiáng)度，將爐身砍掉3m的超矮胖高爐，使燃料比約升高30kg/t~50kg/t。這是由于在高爐爐內(nèi)，間接還原是在小于1200℃的爐身區(qū)域進(jìn)行的，盲目地把爐身去掉一截，壓縮了間接還原的區(qū)域，影響了煤氣的利用率，阻礙爐身效率的提高，使得燃料比上升。

　　超矮胖高爐使冶煉強(qiáng)度與燃料比的矛盾更為突出。過去高爐內(nèi)型服務(wù)于高強(qiáng)度冶煉，應(yīng)轉(zhuǎn)變到為降低燃料比出力。從低燃料比的角度考量，超矮胖高爐是不適合的。

　　以降低燃料比為中心，應(yīng)適當(dāng)提高有效容積與爐缸面積Vu/A之值、增加間接還原區(qū)域的容積，以及控制高爐的矮胖程度，這些方面也是值得研究的課題。

　　總之，降低燃料比和其他能源消耗能夠?qū)崒?shí)在在地降低成本。這是當(dāng)前高爐生產(chǎn)應(yīng)該提倡的。