[科普中国]-高炉利用系数

术语简介

衡量高炉炼铁生产率的一项重要技术经济指标。利用系数值越高，表示高炉生产率越高2。

高炉有效容积是高炉有效高度内的内型容积，对有效高度各国的规定不同，最初是铁口中心线到大钟开启后的下沿的垂直距离，后来改为从出铁口中心线至料线的垂直距离。

料线位置定在大钟开启后其下沿以下1m处，或无料钟炉顶的溜槽垂直向下700mm处。美国定在大钟开启下沿以下915mm处，前苏联将此值定为从铁口中心线到炉喉上沿。

高炉利用系数在不同国家与地区采用不完全相同的表示方法，其计算方法与度量单位也有所不同。

日本采用与中国相同的方法计算，并称为出铁比（pro-ductivity coefficient）；美国的生铁产量以短吨计，其高炉利用系数的单位是Nt/（m·d）；前苏联及东欧等国家按每昼夜生产1t生铁所需高炉有效容积表示，单位是m/（t·d）；西欧等一些国家则按每平方米炉缸面积每昼夜生产生铁量计算，单位是t/（m·d）。

还有些国家计算利用系数时不用有效容积而用工作容积。所谓工作容积是以风口中心线取代铁口中心线计算的容积，它比有效容积少了风口中心线到铁口中心线之间的那部分容积。日本、美国等国家与地区称有效容积为全容积。

高炉利用系数有两种表示方法：一种是面积利用系数（每平方米炉缸面积每天生产多少吨铁水）；另一种是容积利用系数（每立方米有效容积每天生产多少吨铁水）3。

能够准确代表高炉生产率的应该是面积利用系数，而不是我们一直沿用的容积利用系数。

计算方式在中国以每立方米高炉有效容积1昼夜的合格生铁产量表示，计算式如下：

ηV=

式中ηV为高炉利用系数，t/（m3·d）；P为高炉1昼夜生铁产量，t；V为高炉有效容积，m 。

生铁产量是以合格的炼钢生铁产量为标准计算的，其他铁种如铸造生铁、镜铁、硅铁、锰铁等的产量需分别乘以系数1.05～1.25、1.5、2.0、2.5等进行折算。

年平均利用系数（ ηV ）的计算式如下4：

ηV=折合的合格生铁年产量 / 有效容积 （日历日数-大，中修日数）

提高方法坚持精料方针原料是高炉冶炼的基础，精料工作非常重要。 注重烧结矿冶金性能的改善，同时还强调筛分工作，降低人炉粉末，保持高炉原料配比的相对稳定。这是目前高炉提高利用系数的重要技术措施。

探索合理的布料规律确保高炉顺利，探索合理的布料规律，通过探索合理的上下部调剂，达到了高炉强化的目的。根据生产试验：多环布料的综台角差控制在2.5~4.5。之间。矿石函数组合不应过分追求均匀化。矿石环带以四环或三环为主，更加适用原料粉末多的实际情况。

同时适当的调整下部进风面积，逐步将进风面积由0.311缩至0.307。保证了吹透中心和活跃炉缸的风速。这样，下部调剂以维持一定的鼓风动能和活跃炉缸为主，上部侧重改善煤气利用，上下部结合，炉况长期稳定。

富氧喷煤高风温强化高炉冶炼采用富氧，高风温和喷煤是高炉强化冶炼，提高利用系数和降低焦比的重要措施之一。

喷煤结合富氧和高风温，对提高煤粉的燃烧率、提高煤粉的置换比，保持高炉炉况顺行系数提高都有利。

高风温有利于提高煤比，喷煤在炉缸燃烧带的加热分解需相应提高风温来补偿。炼铁厂强调全风温操作，目前风温水平在1200℃以上，保持综和负荷稳定，用煤量控制料速和炉温。增加烟煤配比，以改善煤粉燃烧率。提高喷煤必须增大富氧。风量越大，风中富氧率越高越有利于增大喷吹量。富氧提高燃烧单位碳所需的鼓风量减少，煤气中CO浓度增大，鼓风中的浓度降低，因此煤气体积少。煤气对炉料下降的阻力也减少，为增加鼓风量．提高冶炼强度创造了条件。

提高富氧率，炼铁厂高炉富氧仍然是利用炼钢剩余氧气。氧气量波动大，炼铁厂强调炼钢剩余氧气全部用上，从理论上来说富氧每提高1%可增产3%。

发展现状高的冶炼强度并不能提高利用系数，降低燃料比对提高利用系数的贡献率远大于提高冶炼强度5。

强化高炉和提高利用系数一定要从降低燃料比着手。

改善原燃料条件和采取各种降低撇料比的措施才有可能提高利用系数，这是近年来全国高炉提高利用系数的可贵经验。

实践证明，低的燃料比才能有高的利用系数。

由于目前高炉强化的技术措施比较多，如高炉顶压力、高富氧率等因素， 使得数据比较分散，要花费更多的力量才能寻求其规律。

但是, 对几十座高炉的分析，几乎所有高炉的冶炼强度与燃料比关系都呈U 字形。而增加冶炼强度由于燃料比升高得更快，亦即在利用系数与燃料比的图表中，高冶炼强度、高燃料比区域的那些数据点的位里处于低利用系数的区域之内气使得利用系数与燃料比往往不呈U 字形。

因此，选择合适的利用系数还应由冶炼强度与燃料比的关系曲线确定。此外, 还需说明的是选择的设计年平均利用系数，与高炉设备能力，与今后高炉的实际操作指标是不相同的。

设计年平均利用系数并不能限制高炉以降低燃料比来达到更高的利用系数，并且在设计高炉时还应留有一定的富余能力， 让高炉达到更高的利用系数。

钢铁企业大部分的能源和资源消耗都在炼铁系统， 同样，大部分的排放物也来自炼铁系统5。

因此,当前应把节约能源和资源作为炼铁工业发展的基点，大力发展循环经济，建设资源节约型、环境友好型的高炉，坚持节约发展、清洁发展、安全发展，在科学发展观的指引下切实走新型炼铁工业发展道路。

为此，我们关注和思考的问题之一，是如何解决一段时间以来我国高炉一味追求高利用系数的问题。

在过去一段时间里，我国高炉由于以提高利用系数为中心， 忽视了高利用系数和高冶炼强度引起燃料比、焦比升高的一面；忽视了高利用系数和高冶炼强度导致高炉事故，影响高炉寿命的一面，使我国高炉利用系数这项指标位居于世界前列的同时，在高炉寿命、能耗指标、燃料比以及设备利用效率等方面，则与世界先进水平存在相当的差距。

由于前阶段钢铁市场繁荣，不少企业在组织生产中，也许有一定的理由来要求高炉以完成产量为主，追求高的利用系数。但在今后产能过剩、控制产量的形势下，企业应以降低成本为主， 把降低嫩料比、焦比和能耗作为高炉的重要任务。

我国是能源和焦煤缺乏的国家， 在燃料比、焦比、能耗指标方面必须引起炼铁界的高度重视。重视能耗指标应当超过对利用系数的追求。