人均產(chǎn)鐵量是衡量高爐生產(chǎn)效率水平的重要指標(biāo)，也是顯示高爐生產(chǎn)規(guī)模能力的一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)。大型高爐的人均產(chǎn)鐵量較小型高爐提升了近8倍，這也與大型高爐所具備的高自動(dòng)化水平相一致。

雖然建設(shè)大型高爐的投資額比小高爐要大得多，但是大型高爐服役時(shí)間長(zhǎng)和服役期間不需要中修等特點(diǎn)是大型高爐的生產(chǎn)效率明顯得到提高的基礎(chǔ)。據(jù)報(bào)道，5000m3級(jí)和3000m3級(jí)的高爐相比，噸鐵的基建投資可減少12%，勞動(dòng)生產(chǎn)率卻提高30%。為了發(fā)揮大型高爐生產(chǎn)效率高的優(yōu)勢(shì)，需要從高爐的初步設(shè)計(jì)階段就必須關(guān)注高爐的長(zhǎng)壽化技術(shù)。

從世界上大型高爐的運(yùn)行實(shí)績(jī)來(lái)看，大型高爐的服役時(shí)間明顯要長(zhǎng)于小高爐。

大型高爐的建設(shè)屬于大額投資工程，但是高爐投產(chǎn)后的爐況穩(wěn)定、高效低耗的績(jī)效使生鐵成本日益趨于合理。雖然大型高爐所需求的原燃料條件比較苛刻，但在同等產(chǎn)能的基礎(chǔ)上，單位投資成本和日常運(yùn)行維護(hù)成本會(huì)明顯下降。同時(shí)由于大型高爐的自動(dòng)化水平要求較高，使人均生產(chǎn)效率大幅提高，從而直接帶來(lái)人工成本的下降。

有關(guān)高爐大型化發(fā)展?fàn)顩r的探討

高爐大型化發(fā)展必須建立在特定條件基礎(chǔ)上，任何脫離現(xiàn)實(shí)條件的高爐大型化都會(huì)產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。建設(shè)和發(fā)展大型化高爐必須依據(jù)對(duì)企業(yè)內(nèi)外環(huán)境的科學(xué)評(píng)估和高度重視先進(jìn)技術(shù)的選擇和優(yōu)化。在原燃料資源持續(xù)劣化的大環(huán)境下，一些近年投產(chǎn)的大型高爐運(yùn)行實(shí)績(jī)基本未能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，這主要與高爐爐型的設(shè)計(jì)、日常操作和生產(chǎn)作業(yè)的穩(wěn)定性等密切相關(guān)。

高爐大型化絕對(duì)不是對(duì)中小高爐爐型尺寸等的比例擴(kuò)大，而是通過(guò)優(yōu)化高爐不同部位之間的比例關(guān)系和前瞻性考慮全爐中的技術(shù)創(chuàng)新和指標(biāo)創(chuàng)優(yōu)來(lái)設(shè)計(jì)的。

高爐利用系數(shù)作為大型高爐規(guī)模效應(yīng)的重要指標(biāo)一直受到大家的關(guān)注，但是大型高爐的利用系數(shù)與小型高爐的利用系數(shù)之間存在一定的差別。對(duì)比大高爐和小高爐的爐型參數(shù)發(fā)現(xiàn)，高爐容積和爐缸面積之間無(wú)對(duì)稱的比例關(guān)系，小高爐的單位爐容所對(duì)應(yīng)的爐缸面積比例明顯大于大高爐。根據(jù)該比例關(guān)系和高爐日產(chǎn)鐵水量進(jìn)行換算得到：500m3高爐的利用系數(shù)為4.0t/m3·d，相當(dāng)于4000m3高爐的利用系數(shù)2.1t/m3·d左右。因此，大高爐進(jìn)行強(qiáng)化冶煉所對(duì)應(yīng)的利用系數(shù)一般控制在2.2t/m3·d～2.4t/m3·d即可。

富氧大噴煤技術(shù)作為大型高爐低成本冶煉和實(shí)現(xiàn)環(huán)保的關(guān)鍵技術(shù)也成為廣大高爐操作者的追求目標(biāo)。伴隨高爐富氧高煤比技術(shù)水平的持續(xù)提高，高爐的煤氣流分布會(huì)發(fā)生一定程度的變化。具有充沛穩(wěn)定的中心氣流和適度控制的邊緣氣流是大高爐進(jìn)行強(qiáng)化冶煉和大噴煤操作時(shí)煤氣流分布的典型特征。

爐腹角和高徑比是大型高爐設(shè)計(jì)中必須高度重視的主要參數(shù)，該參數(shù)選擇的是否合理直接影響到高爐投產(chǎn)后爐況的穩(wěn)定和指標(biāo)的提升。大高爐的爐腹角和高徑比均比小高爐低，對(duì)于大型高爐而言，一般控制爐腹角在80.5～82.5°和高徑比在1.95～2.20。

在大高爐建設(shè)投資額要高于小高爐近7倍左右的條件下，實(shí)現(xiàn)大高爐的高效低成本目標(biāo)必須通過(guò)盡可能延長(zhǎng)高爐使用壽命來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，實(shí)現(xiàn)大高爐的長(zhǎng)壽化又是一項(xiàng)完整的系統(tǒng)工程。在沒(méi)有中修的前提下，高爐服役時(shí)間超過(guò)15年和單位爐容產(chǎn)鐵大于10000t/m3，才基本達(dá)到大高爐的長(zhǎng)壽化目標(biāo)。

實(shí)現(xiàn)大高爐長(zhǎng)壽化是設(shè)計(jì)和制造、施工和維修、操作和維護(hù)等工作的綜合結(jié)果。除了保證高爐日常操作的穩(wěn)定性和爐役期后的維護(hù)技術(shù)之外，在高爐設(shè)計(jì)中所采用的大高爐上部和下部的長(zhǎng)壽技術(shù)，才是實(shí)現(xiàn)高爐長(zhǎng)壽目標(biāo)的基礎(chǔ)和條件。

首先，高爐爐體長(zhǎng)壽的關(guān)鍵是爐型與操作制度的匹配性。其次，高爐爐缸的長(zhǎng)壽也越來(lái)越成為大高爐長(zhǎng)壽化的瓶頸環(huán)節(jié)。從高爐爐缸設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，加大死鐵層的厚度、爐缸部位使用高導(dǎo)熱磚和強(qiáng)化冷卻效果已經(jīng)在新投產(chǎn)的大高爐爐缸長(zhǎng)壽技術(shù)應(yīng)用上得到推廣。

雖然大型高爐采取的富氧大噴煤技術(shù)的降本增效和節(jié)能環(huán)保效果已經(jīng)得到大家的公認(rèn)和推廣，但是實(shí)施富氧大噴煤技術(shù)是需要一定的條件為前提的。優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的焦炭和低渣比是大型高爐成功實(shí)施富氧大噴煤技術(shù)的前提和基礎(chǔ)。

在大型高爐富氧大噴煤過(guò)程中焦炭的“骨架”作用尤為突出，焦炭的強(qiáng)度和焦炭灰分含量作為焦炭?jī)?yōu)質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)內(nèi)容必須得到保證。由于大型高爐在實(shí)施富氧大噴煤技術(shù)過(guò)程中仍存在一定數(shù)量的未燃煤粉作用，因此控制高爐低渣比不僅能夠有效改善料柱的透氣性，而且也確保爐缸焦炭柱的透液性和爐缸整體活性。同時(shí)還須考慮到控制渣比會(huì)對(duì)生鐵成本帶來(lái)一定的負(fù)面影響。在通常情況下，大型高爐在200kg/t噴煤比條件下的渣比基本控制在300kg/t以下。

籌建大型化高爐不僅要立足于現(xiàn)有的生產(chǎn)條件和技術(shù)水平，而且還要考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)的煤炭資源變化影響，否則無(wú)法保證高爐大型化的預(yù)期目標(biāo)得到實(shí)現(xiàn)。

在日常生產(chǎn)過(guò)程中，大型高爐的高生產(chǎn)率主要表現(xiàn)為渣鐵生成速度加快，爐前渣鐵排放程度和物流運(yùn)輸變化均會(huì)給正常的高爐生產(chǎn)過(guò)程和穩(wěn)定的爐況帶來(lái)潛在的影響。因此，確保爐缸貯存渣鐵及時(shí)排凈和鐵水運(yùn)輸暢通平衡是大型高爐正常生產(chǎn)之保證，爐前作業(yè)制度的穩(wěn)定是確保爐前出凈渣鐵的前提。

鋼鐵廠內(nèi)煉鋼與煉鐵工序的平衡性，也會(huì)對(duì)大型高爐的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。首先煉鋼工藝和煉鐵工藝的差異性決定了必須以高爐穩(wěn)定為中心和杜絕以高爐為生產(chǎn)調(diào)節(jié)的環(huán)節(jié)，才能確保大高爐的長(zhǎng)期穩(wěn)定。其次是只有煉鋼能力與煉鐵能力基本相匹配，且避免高爐與煉鋼爐之間單對(duì)多模式，才能確保高爐長(zhǎng)期在較合理的產(chǎn)量水平下穩(wěn)定運(yùn)行。在煉鋼能力和煉鐵能力基本匹配的條件下，煉鐵工序還必須具備臨時(shí)的應(yīng)急處理能力(如鑄鐵等)，否則一旦煉鋼過(guò)程發(fā)生短時(shí)間的異常情況，高爐就無(wú)法繼續(xù)保持穩(wěn)定生產(chǎn)。