高爐利用係數

衡量高爐鍊鐵生產率的一項重要技術經濟指標。利用係數值越高，表示高爐生產率越高 ^[2]  。

高爐有效容積是高爐有效高度內的內型容積，對有效高度各國的規定不同，最初是鐵口中心線到大鐘開啓後的下沿的垂直距離，後來改為從出鐵口中心線至料線的垂直距離。

料線位置定在大鐘開啓後其下沿以下1m處，或無料鍾爐頂的溜槽垂直向下700mm處。美國定在大鐘開啓下沿以下915mm處，前蘇聯將此值定為從鐵口中心線到爐喉上沿。

高爐利用係數在不同國家與地區採用不完全相同的表示方法，其計算方法與度量單位也有所不同。

日本採用與中國相同的方法計算，並稱為出鐵比（pro-ductivity coefficient）；美國的生鐵產量以短噸計，其高爐利用係數的單位是Nt/（m·d）；前蘇聯及東歐等國家按每晝夜生產1t生鐵所需高爐有效容積表示，單位是m/（t·d）；西歐等一些國家則按每平方米爐缸面積每晝夜生產生鐵量計算，單位是t/（m·d）。

還有些國家計算利用係數時不用有效容積而用工作容積。所謂工作容積是以風口中心線取代鐵口中心線計算的容積，它比有效容積少了風口中心線到鐵口中心線之間的那部分容積。日本、美國等國家與地區稱有效容積為全容積。

高爐利用係數有兩種表示方法：一種是面積利用係數（每平方米爐缸面積每天生產多少噸鐵水）；另一種是容積利用係數（每立方米有效容積每天生產多少噸鐵水） ^[3]  。

能夠準確代表高爐生產率的應該是面積利用係數，而不是我們一直沿用的容積利用係數。

在中國以每立方米高爐有效容積1晝夜的合格生鐵產量表示，計算式如下：

式中ηV為高爐利用係數，t/（m3·d）；P為高爐1晝夜生鐵產量，t；V為高爐有效容積，m 。

生鐵產量是以合格的鍊鋼生鐵產量為標準計算的，其他鐵種如鑄造生鐵、鏡鐵、硅鐵、錳鐵等的產量需分別乘以係數1.05～1.25、1.5、2.0、2.5等進行折算。

年平均利用係數（ ηV ）的計算式如下 ^[4]  ：

ηV=摺合的合格生鐵年產量 / 有效容積

（日曆日數-大，中修日數）

原料是高爐冶煉的基礎，精料工作非常重要。 注重燒結礦冶金性能的改善，同時還強調篩分工作，降低入爐粉末，保持高爐原料配比的相對穩定。這是目前高爐提高利用係數的重要技術措施。

確保高爐順利，探索合理的布料規律，通過探索合理的上下部調劑，達到了高爐強化的目的。根據生產試驗：多環布料的綜台角差控制在2.5~4.5。之間。礦石函數組合不應過分追求均勻化。礦石環帶以四環或三環為主，更加適用原料粉末多的實際情況。

同時適當的調整下部進風面積，逐步將進風面積由0.311縮至0.307。保證了吹透中心和活躍爐缸的風速。這樣，下部調劑以維持一定的鼓風動能和活躍爐缸為主，上部側重改善煤氣利用，上下部結合，爐況長期穩定。

強化高爐冶煉採用富氧，高風温和噴煤是高爐強化冶煉，提高利用係數和降低焦比的重要措施之一。

噴煤結合富氧和高風温，對提高煤粉的燃燒率、提高煤粉的置換比，保持高爐爐況順行係數提高都有利。

高風温有利於提高煤比，噴煤在爐缸燃燒帶的加熱分解需相應提高風温來補償。鍊鐵廠強調全風温操作，目前風温水平在1200℃以上，保持綜和負荷穩定，用煤量控制料速和爐温。增加煙煤配比，以改善煤粉燃燒率。提高噴煤必須增大富氧。風量越大，風中富氧率越高越有利於增大噴吹量。富氧提高燃燒單位碳所需的鼓風量減少，煤氣中CO濃度增大，鼓風中

的濃度降低，因此煤氣體積少。煤氣對爐料下降的阻力也減少，為增加鼓風量．提高冶煉強度創造了條件。

提高富氧率，鍊鐵廠高爐富氧仍然是利用鍊鋼剩餘氧氣。氧氣量波動大，鍊鐵廠強調鍊鋼剩餘氧氣全部用上，從理論上來説富氧每提高1%可增產3%。

高的冶煉強度並不能提高利用係數，降低燃料比對提高利用係數的貢獻率遠大於提高冶煉強度 ^[5]  。

強化高爐和提高利用係數一定要從降低燃料比着手。

改善原燃料條件和採取各種降低撇料比的措施才有可能提高利用係數，這是近年來全國高爐提高利用係數的可貴經驗。

實踐證明，低的燃料比才能有高的利用係數。

由於目前高爐強化的技術措施比較多，如高爐頂壓力、高富氧率等因素， 使得數據比較分散，要花費更多的力量才能尋求其規律。

但是, 對幾十座高爐的分析，幾乎所有高爐的冶煉強度與燃料比關係都呈U 字形。而增加冶煉強度由於燃料比升高得更快，亦即在利用係數與燃料比的圖表中，高冶煉強度、高燃料比區域的那些數據點的位裏處於低利用係數的區域之內氣使得利用係數與燃料比往往不呈U 字形。

因此，選擇合適的利用係數還應由冶煉強度與燃料比的關係曲線確定。此外, 還需説明的是選擇的設計年平均利用係數，與高爐設備能力，與今後高爐的實際操作指標是不相同的。

設計年平均利用係數並不能限制高爐以降低燃料比來達到更高的利用係數，並且在設計高爐時還應留有一定的富餘能力， 讓高爐達到更高的利用係數。

鋼鐵企業大部分的能源和資源消耗都在鍊鐵系統， 同樣，大部分的排放物也來自鍊鐵系統 ^[5]  。

因此,當前應把節約能源和資源作為鍊鐵工業發展的基點，大力發展循環經濟，建設資源節約型、環境友好型的高爐，堅持節約發展、清潔發展、安全發展，在科學發展觀的指引下切實走新型鍊鐵工業發展道路。

為此，我們關注和思考的問題之一，是如何解決一段時間以來我國高爐一味追求高利用係數的問題。

在過去一段時間裏，我國高爐由於以提高利用係數為中心， 忽視了高利用係數和高冶煉強度引起燃料比、焦比升高的一面；忽視了高利用係數和高冶煉強度導致高爐事故，影響高爐壽命的一面，使我國高爐利用係數這項指標位居於世界前列的同時，在高爐壽命、能耗指標、燃料比以及設備利用效率等方面，則與世界先進水平存在相當的差距。

由於前階段鋼鐵市場繁榮，不少企業在組織生產中，也許有一定的理由來要求高爐以完成產量為主，追求高的利用係數。但在今後產能過剩、控制產量的形勢下，企業應以降低成本為主， 把降低燃料比、焦比和能耗作為高爐的重要任務。

我國是能源和焦煤缺乏的國家， 在燃料比、焦比、能耗指標方面必須引起鍊鐵界的高度重視。重視能耗指標應當超過對利用係數的追求。