沙永志

（中國(guó)鋼研新冶高科技集團(tuán)有限公司，北京100081）

我國(guó)的鋼鐵工業(yè)是以高爐—轉(zhuǎn)爐流程為主的生產(chǎn)過程。2014年我國(guó)鋼產(chǎn)量達(dá)8.227億t，占世界總產(chǎn)量的49.5%，生鐵產(chǎn)量達(dá)7.116億t，占世界總量的60.3%。面臨著鋼鐵產(chǎn)能過剩的現(xiàn)狀以及日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，確定我國(guó)正確的煉鐵工業(yè)發(fā)展方向不僅是各鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)自身的需求，更是支撐我國(guó)鋼鐵工業(yè)整體健康發(fā)展的重要基礎(chǔ)。本文從我國(guó)的煉鐵基本狀況和需求出發(fā)，分析未來煉鐵的生產(chǎn)規(guī)模變化、面臨的挑戰(zhàn)及應(yīng)采取的措施，以期拋磚引玉，與行業(yè)專家同仁共謀發(fā)展良策。

1 我國(guó)煉鐵工業(yè)的基本狀況

1.1 生產(chǎn)工藝

我國(guó)煉鐵生產(chǎn)全部是高爐生產(chǎn)流程。高爐工藝因其成熟、高效以及能力巨大的優(yōu)勢(shì)，一直保持著壟斷地位。Corex熔融還原工藝曾在國(guó)內(nèi)建成兩套生產(chǎn)裝置，但未能持續(xù)生產(chǎn)。雖曾建成多條煤基直接還原鐵回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線，但均已停產(chǎn)。前些年所建的數(shù)套轉(zhuǎn)底爐直接還原裝置均用于處理鋼鐵粉塵或特殊礦，其產(chǎn)品不是用于煉鋼的原料。

1.2 生產(chǎn)狀況

1.2.1 高爐生產(chǎn)

近十年來，相對(duì)國(guó)外生鐵長(zhǎng)期保持4億t左右的總量不變，我國(guó)生鐵產(chǎn)量的變化是巨大的（見圖1）。 生鐵產(chǎn)量的激增不僅支撐了我國(guó)鋼產(chǎn)量的增長(zhǎng)，而且?guī)?dòng)了全球鐵礦業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。當(dāng)前我國(guó)巨大的生鐵生產(chǎn)規(guī)模已成為影響世界煉鐵生產(chǎn)和全球鐵礦生產(chǎn)的主要因素。

高爐的操作指標(biāo)不斷改善，主要體現(xiàn)在高爐風(fēng)溫和煤比的提高及燃料比的降低，見圖2所示［1］，高爐壽命得到普遍延長(zhǎng)。特別是近些年，在鋼鐵產(chǎn)能過剩及原燃料質(zhì)量下降的惡劣形勢(shì)下，各煉鐵廠采取各種措施，保持生鐵加工成本不斷下降。

1.2.2 燒結(jié)礦及球團(tuán)礦生產(chǎn)

為支撐我國(guó)巨大的高爐煉鐵生產(chǎn)，我國(guó)的燒結(jié)礦和球團(tuán)礦生產(chǎn)保持同步增加。2014年，估算燒結(jié)礦產(chǎn)量達(dá)到8億t，球團(tuán)礦產(chǎn)量達(dá)到2.4億t。高爐的爐料結(jié)構(gòu)得到明顯改善，見圖3。球團(tuán)礦的比例顯著增加，達(dá)到20%以上。同時(shí)，在鐵礦原料質(zhì)量變差及供應(yīng)穩(wěn)定性嚴(yán)重惡化的情況下，通過采取厚料厚料層燒結(jié)及鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯等先進(jìn)工藝和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)低成本燒結(jié)礦和球團(tuán)礦的生產(chǎn)，保證了高爐煉鐵良好指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，見圖4。

1.2.3 焦炭生產(chǎn)

我國(guó)焦炭生產(chǎn)很好滿足了高爐煉鐵的需要。2014年生產(chǎn)焦炭4.77億t，其中鋼鐵聯(lián)合企業(yè)所產(chǎn)焦炭約占1/3。隨著焦?fàn)t大型化、干熄焦、煤調(diào)濕以及頂裝焦技術(shù)的應(yīng)用，焦炭質(zhì)量得到保證，焦炭?jī)r(jià)格持續(xù)下降。

1.3 生產(chǎn)設(shè)備

近年來，我國(guó)建設(shè)投產(chǎn)了大批中型和大型高爐。現(xiàn)已有4000 m3以上高爐18座，1000 m3以上300余座，另有多座5000 m3高爐在建設(shè)中。高爐的大型化取得顯著進(jìn)步。估算高爐產(chǎn)能達(dá)到9億t，甚至更多。我國(guó)高爐總體裝備和控制水平處于世界領(lǐng)先水平。

我國(guó)的燒結(jié)機(jī)大型化進(jìn)步顯著，除了有660 m2世界最大的燒結(jié)機(jī)外，大于100 m2燒結(jié)機(jī)數(shù)量約264臺(tái)，占總燒結(jié)面積的70%以上。

我國(guó)的球團(tuán)生產(chǎn)設(shè)備得到優(yōu)化，先進(jìn)的鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯工藝裝備已占總產(chǎn)量的55%以上。年產(chǎn)400萬t的帶式機(jī)裝置已穩(wěn)定運(yùn)行3年多，落后的豎爐工藝正在被淘汰。

焦?fàn)t的大型化發(fā)展迅速。新建的頂裝焦?fàn)t均為6 m以上，搗固焦?fàn)t在5.5 m以上。

總體評(píng)價(jià)，我國(guó)的煉鐵設(shè)備已基本實(shí)現(xiàn)大型化和現(xiàn)代化，無需投入進(jìn)行大規(guī)模改造。

1.4 環(huán)保狀況

我國(guó)煉鐵廠遍及除西藏和海南的全國(guó)各地，而且許多是在城市的邊緣，甚至是在城市之中。近年來，煉鐵的環(huán)保改造取得顯著進(jìn)步，一些企業(yè)的清潔生產(chǎn)程度達(dá)到世界領(lǐng)先水平。然而，不可否認(rèn)的是，許多煉鐵廠的污染物排放控制水平還很低，包括出鐵場(chǎng)的粉塵未得到有效控制，燒結(jié)煙氣的污染物處理不理想，缺乏有效的污染物排放監(jiān)控手段，尤其是對(duì)煉鐵工序PM2.5的排放狀況缺乏認(rèn)識(shí)，更未采取有針對(duì)性的控制。在國(guó)家采取各種措施大力解決日益嚴(yán)重的大氣霧霾天氣的過程中，處于相當(dāng)被動(dòng)的地位。

2 我國(guó)煉鐵工業(yè)發(fā)展前景

2.1 煉鐵生產(chǎn)工藝

我國(guó)非高爐煉鐵工藝仍在開發(fā)應(yīng)用過程中，包括Corex裝置的搬遷以及Finex工藝的應(yīng)用嘗試。然而，考慮到高爐煉鐵工藝的成熟和高效性，特別是現(xiàn)已處于煉鐵產(chǎn)能嚴(yán)重過剩階段，加之我國(guó)的資源特點(diǎn)，使各種非高爐煉鐵工藝難以獲得足夠的發(fā)展空間。毫無疑問，高爐工藝仍將長(zhǎng)期在我國(guó)未來煉鐵工業(yè)中占據(jù)壟斷地位。

2.2 煉鐵生產(chǎn)規(guī)模

在產(chǎn)能過剩的情況下，未來煉鐵產(chǎn)量的變化是備受行業(yè)內(nèi)外關(guān)注的。影響未來煉鐵生產(chǎn)規(guī)模變化的因素主要是鋼產(chǎn)量需求和鐵鋼比變化。對(duì)二者的變化簡(jiǎn)要分析如下。

2.2.1 未來鋼產(chǎn)量的變化

長(zhǎng)期以來，我國(guó)每年的鐵產(chǎn)量一直保持著與鋼產(chǎn)量一致的水平，即產(chǎn)多少鋼就需要多少鐵，見圖5。近年來，雖然二者之間有所差距，但鋼產(chǎn)量仍將是決定鐵產(chǎn)量的最主要因素。

未來的鋼產(chǎn)量取決于我國(guó)的鋼材消費(fèi)量變化，進(jìn)口鋼材量變化及出口鋼材量的變化。

近十年來，我國(guó)鋼材消費(fèi)量逐年增加，見圖6。人均鋼材消費(fèi)已達(dá)545 kg，處于世界先進(jìn)水平。國(guó)家工信部預(yù)測(cè)，2015年我國(guó)的鋼材消費(fèi)將達(dá)7.5億t，2015～2020 年，逐步達(dá)到 7.7～8.2 億 t/a。

我國(guó)進(jìn)口鋼材量已從最高的3 600萬t（2003年）逐步降低到近幾年的1 500萬t左右（2014年為1 451萬t）。我國(guó)的鋼材市場(chǎng)占有率(自給率)在不斷提高，已達(dá)到98%以上。未來的進(jìn)口鋼材量仍將保持略有下降的趨勢(shì)。因此，如果未來我國(guó)的鋼材消費(fèi)達(dá)到8億t/a，即使以目前的市場(chǎng)占有率不變估算，需要粗鋼產(chǎn)量達(dá)8.3億t左右。

驅(qū)動(dòng)我國(guó)鋼產(chǎn)量增加的另一因素是鋼材出口。自2009年達(dá)到低谷以來，鋼材出口量逐年快速增加，見圖7。 2014年鋼材出口量達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的 9 378 萬 t。

雖然鋼材出口面臨著出口國(guó)的不同貿(mào)易壁壘，但從總的趨勢(shì)來看，由于我國(guó)鋼材供應(yīng)的量大、面廣、低價(jià)，在世界市場(chǎng)具有強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)力。因此，有理由相信我國(guó)的鋼材出口量將保持不斷增長(zhǎng)。以2015～2020年保持9 000萬t出口鋼材量計(jì)算，帶動(dòng)粗鋼產(chǎn)量增加9 600萬t。

按上述數(shù)據(jù)推算，2015～2020年期間，我國(guó)粗鋼產(chǎn)量應(yīng)達(dá)到8.5～9.0億t。因此，未來的時(shí)間里，只要我國(guó)的經(jīng)濟(jì)保持平穩(wěn)發(fā)展，我國(guó)的鋼產(chǎn)量將維持在高位運(yùn)行。而鋼材出口量的增加甚至?xí)龠M(jìn)鋼產(chǎn)量的進(jìn)一步提高。隨著我國(guó)鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)鋼產(chǎn)量在全球鋼產(chǎn)量中的比例已從十年前的不足20%到目前的50%。鑒于鋼鐵廠建設(shè)所需的巨大投資、鋼鐵生產(chǎn)的高昂運(yùn)行費(fèi)用以及全球鋼鐵行業(yè)的產(chǎn)能過剩、利潤(rùn)下滑，國(guó)外新建鋼鐵廠的數(shù)量銳減，許多在建項(xiàng)目進(jìn)展緩慢。因此，預(yù)測(cè)我國(guó)鋼產(chǎn)量在全球中的高比例將會(huì)持續(xù)下去。

綜合分析，未來我國(guó)保持8.5～9億t的粗鋼產(chǎn)量有相當(dāng)?shù)默F(xiàn)實(shí)性。國(guó)外一些著名鐵礦公司甚至紛紛給出高達(dá)10～11億t鋼的更樂觀預(yù)測(cè)。當(dāng)然，如果國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)停滯，或出口受限，鋼產(chǎn)量出現(xiàn)下滑也是情理之中的。

2.2.2 未來鐵鋼比的變化

從目前的狀態(tài)來看，隨著我國(guó)鋼產(chǎn)量的增加，鐵產(chǎn)量也必將同步增加。然而，一個(gè)不可忽視的因素是未來鐵鋼比的變化。它將影響著我國(guó)鐵產(chǎn)量的增長(zhǎng)速度，甚至?xí)?dǎo)致鐵產(chǎn)量的下降。

（1）鐵鋼比下降是一個(gè)必然趨勢(shì)

鋼作為最好材料的原因之一是其可循環(huán)使用。隨著社會(huì)鋼的積蓄量的增加，廢鋼的供應(yīng)量也不斷增加。使用廢鋼通過電爐煉鋼的比例在不斷增加。統(tǒng)計(jì)國(guó)外鐵鋼產(chǎn)量可見，二者之間的差距在不斷擴(kuò)大，見圖8。 目前，國(guó)外鐵鋼比已降至0.55左右，見圖9。

我國(guó)長(zhǎng)期以來，由于缺乏足夠的廢鋼資源，鐵產(chǎn)量和鋼產(chǎn)量基本相當(dāng)，鐵鋼比一直維持在1左右。然而，應(yīng)當(dāng)注意到，近些年來雖然鋼鐵產(chǎn)量均高速增長(zhǎng)，但二者之間的差距開始擴(kuò)大（見圖5），鐵鋼比開始出現(xiàn)下降的趨勢(shì) （見圖8），2014年則降低到0.865。因此，未來鐵鋼比不斷下降是必然的，而下降的速率快慢將取決于廢鋼的供應(yīng)量和工藝選擇等復(fù)雜因素。

（2）未來廢鋼供應(yīng)量

在過去的十多年里，我國(guó)廢鋼消耗量整體呈增加的趨勢(shì)，從2001年的4 000萬t增加到2014年的約9 000萬t，增加一倍。

廢鋼的來源包括三部分：進(jìn)口廢鋼，自產(chǎn)廢鋼，社會(huì)廢鋼。

近年來，我國(guó)的進(jìn)口廢鋼總量在500～600萬t，呈現(xiàn)波動(dòng)大，且有減少的趨勢(shì)。這主要是因?yàn)槲覈?guó)電爐鋼的比例相對(duì)很低，且電爐吃大量鐵水，對(duì)廢鋼的需求程度差。國(guó)外許多有廢鋼資源的國(guó)家，因大量采用電爐煉鋼，使貿(mào)易量有限，加之一些國(guó)家如土耳其和韓國(guó)，大量采購(gòu)廢鋼，廢鋼資源量有限。由此推斷，未來進(jìn)口廢鋼不會(huì)成為影響我國(guó)鐵鋼比變化的主要因素。

由于我國(guó)鋼產(chǎn)量的高速增長(zhǎng)，鋼廠的自產(chǎn)廢鋼量也在增加，2012年達(dá)到3 650萬t。但考慮到未來鋼產(chǎn)量的穩(wěn)定和企業(yè)成材率的提高，未來的自產(chǎn)廢鋼量不會(huì)有大的變化，因而也不會(huì)對(duì)鐵鋼比產(chǎn)生大的影響。

社會(huì)廢鋼是一個(gè)不斷增加的資源。自建國(guó)以來，我國(guó)的鋼鐵儲(chǔ)蓄量已累計(jì)達(dá)近80億t，而且每年在以7億t左右的速度增長(zhǎng)，社會(huì)廢鋼的供應(yīng)量將會(huì)不斷增加。在過去的十多年里，鋼鐵企業(yè)使用的社會(huì)廢鋼量由不足2 000萬t增長(zhǎng)到9 000萬t左右。多位專家學(xué)者預(yù)測(cè)在不遠(yuǎn)的將來，社會(huì)廢鋼回收量將超過1億t，甚至達(dá)到2億t以上。

（3）廢鋼供應(yīng)量對(duì)鐵鋼比影響的不確定性

如果按照國(guó)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，隨廢鋼供應(yīng)量的快速增加，電爐鋼將發(fā)展迅速，從而使鐵鋼比快速降低，鐵產(chǎn)量不斷下降。事實(shí)上，2014年，我國(guó)鐵產(chǎn)量?jī)H比上年增加260萬t，鋼和鐵產(chǎn)量之差已達(dá)1億t之巨，鐵鋼比降低到0.86。 這預(yù)示著鐵產(chǎn)量已達(dá)頂峰，并將開始下降。

當(dāng)然，我國(guó)的電價(jià)比較高，不利于電爐鋼的發(fā)展。當(dāng)廢鋼供應(yīng)量大量增加時(shí)，除電爐和轉(zhuǎn)爐的使用量會(huì)增加外，高爐也有可能使用部分廢鋼。高爐吃廢鋼同樣具有節(jié)能降耗的優(yōu)點(diǎn)。國(guó)外許多高爐均配加不同比例的廢鋼便是一個(gè)證明。這種情況下，鐵鋼比下降的速度將減緩，高爐煉鐵的生產(chǎn)規(guī)模將得到保持。

根據(jù)上述因素分析，以2015～2020年廢鋼消費(fèi)量增加到1～2億t，且假定均用于電爐流程，估算鐵鋼比將降低到0.8左右。粗略推算，在2015～2020年，受鋼產(chǎn)量的需求拉動(dòng)以及廢鋼使用量增加的減量影響，我國(guó)的鐵產(chǎn)量將圍繞現(xiàn)有的年7億t生產(chǎn)規(guī)模波動(dòng)。

數(shù)年后，隨著我國(guó)進(jìn)入社會(huì)廢鋼回收量增長(zhǎng)的高速期，如電爐鋼得到大力發(fā)展，鐵產(chǎn)量將會(huì)快速下降。但如高爐在消化廢鋼上體現(xiàn)出技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，煉鐵的生產(chǎn)規(guī)模仍將會(huì)保持在較高水平。

站在維護(hù)高爐生產(chǎn)流程的角度，應(yīng)充分發(fā)揮已有的高爐規(guī)模裝備的優(yōu)勢(shì)，積極開發(fā)高爐使用廢鋼的方法和技術(shù)，以適應(yīng)未來的新形勢(shì)。

3 未來煉鐵生產(chǎn)面臨的挑戰(zhàn)

3.1 原燃料供應(yīng)

3.1.1 鐵礦供應(yīng)

隨著我國(guó)煉鐵生產(chǎn)的高速發(fā)展，鐵礦石的消耗量大幅度增加。由此導(dǎo)致進(jìn)口礦量逐年增加并帶動(dòng)國(guó)產(chǎn)鐵礦產(chǎn)量的增長(zhǎng)，見圖10。

國(guó)產(chǎn)鐵礦石雖已達(dá)14億t以上，但因原礦品位低，經(jīng)折算其提供的鐵量?jī)H為總鐵量的30%左右。而2014年進(jìn)口鐵礦石達(dá)9.2億t，提供的鐵量占70%以上。2012年我國(guó)進(jìn)口鐵礦主要來自澳大利亞和巴西，分別占比達(dá)47.27%、22.09%，南非占5.46%，印度占4.45%，其他國(guó)家占 20.73%，統(tǒng)計(jì)的進(jìn)口鐵礦國(guó)家高達(dá)62個(gè)。

隨著國(guó)外幾大鐵礦公司的產(chǎn)能擴(kuò)張，眾多新礦山的投產(chǎn)，鐵礦的供應(yīng)量也已進(jìn)入供大于求的階段。在最近幾年里，進(jìn)口鐵礦的價(jià)格從最高的180美元/t降低到目前的60美元/t左右，反應(yīng)了未來足夠的供應(yīng)量。預(yù)計(jì)未來鐵礦價(jià)格仍有下降的空間。

然而，即使鐵礦價(jià)格大幅下降，在鋼鐵生產(chǎn)各工序成本系統(tǒng)已是透明的狀態(tài)下，勢(shì)必引起鋼材價(jià)格的進(jìn)一步降低。在過去的幾年里，已有無數(shù)次鋼材價(jià)格隨鐵礦價(jià)格波動(dòng)的實(shí)例。因此，未來鐵礦供應(yīng)量是有保障的，但鋼廠寄托于鐵礦價(jià)格降低來獲得更多利潤(rùn)是很難實(shí)現(xiàn)的，除非鋼廠有自己的礦石基地。

3.1.2 焦炭

我國(guó)煉焦行業(yè)的產(chǎn)能也處于過剩階段。未來焦炭生產(chǎn)的不確定因素主要是焦煤的供應(yīng)問題。國(guó)內(nèi)焦煤資源的相對(duì)緊張導(dǎo)致近年來進(jìn)口焦煤量逐年增加，2013年約 7 300萬 t，2014年有所下降，為6 236萬t。但國(guó)內(nèi)焦煤供應(yīng)仍占主導(dǎo)地位，而且因產(chǎn)能過剩，導(dǎo)致價(jià)格下滑。因此，針對(duì)目前的煉鐵生產(chǎn)規(guī)模，在短期內(nèi)我國(guó)焦炭的供應(yīng)在數(shù)量和價(jià)格上應(yīng)當(dāng)是有保障的。

如果進(jìn)口焦煤的比例逐漸增加，則存在類似鐵礦石的漲價(jià)風(fēng)險(xiǎn)，給我國(guó)煉鐵帶來新的挑戰(zhàn)。

3.2 生產(chǎn)成本的控制

在產(chǎn)能嚴(yán)重過剩的情況下，煉鐵生產(chǎn)成本的控制將成為各鋼鐵廠生存的關(guān)鍵。面對(duì)種類繁多的原燃料供應(yīng)渠道和已從年合同交易轉(zhuǎn)為現(xiàn)貨交易的采購(gòu)機(jī)制，各企業(yè)勢(shì)必以成本最小化為目標(biāo)來不斷調(diào)整采購(gòu)的原燃料品種和數(shù)量，由此必然帶來高爐入爐原燃料品種和質(zhì)量的頻繁波動(dòng)，這對(duì)于強(qiáng)調(diào)以穩(wěn)定運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)低成本為核心的高爐煉鐵工藝，無疑是最大的挑戰(zhàn)。

各企業(yè)所應(yīng)采取的應(yīng)對(duì)措施包括：

（1）加強(qiáng)原燃料基礎(chǔ)性能的研究

對(duì)可選擇的原燃料進(jìn)行充分的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)研究，明確其性能及使用特點(diǎn)，確定工業(yè)應(yīng)用的最佳使用條件和比例，高爐入爐原料質(zhì)量的變化及影響，最終在實(shí)際應(yīng)用中取得預(yù)期的低成本的目的。以用量最大的鐵礦粉為例，必須進(jìn)行新礦種的鐵礦粉燒結(jié)基礎(chǔ)性能試驗(yàn)，確定其燒結(jié)性能特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行燒結(jié)杯試驗(yàn)，確定其在一定配比下的最佳燒結(jié)工藝參數(shù)（混合料配碳及水分），明確燒結(jié)使用后的燒結(jié)礦化學(xué)成分和冶金性能的變化，確定實(shí)際應(yīng)用時(shí)，燒結(jié)工序及高爐冶煉所應(yīng)采取的控制措施。

（2）優(yōu)化高爐爐料結(jié)構(gòu)

生鐵成本的主要組成部分是入爐鐵料。經(jīng)濟(jì)爐料結(jié)構(gòu)是一個(gè)隨時(shí)間和地區(qū)不斷變化的過程。在過去的幾十年里，歐洲和北美等國(guó)的爐料結(jié)構(gòu)均發(fā)生較大變化。我國(guó)的爐料結(jié)構(gòu)相對(duì)較穩(wěn)定，雖然球團(tuán)比例有較大增加，但各廠基本仍以燒結(jié)礦為主。 在今后鐵礦資源和種類多變的情況下，各廠依據(jù)自己可獲得的資源條件，不斷調(diào)整入爐燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、塊礦的配比，實(shí)現(xiàn)低成本爐料結(jié)構(gòu)。同時(shí)，積極開發(fā)高爐使用廢鋼和其它含鐵爐料，促進(jìn)鐵水成本的持續(xù)降低。

（3）提高生產(chǎn)過程的控制水平

在原燃料條件不斷變化的情況下，為保證各工序的生產(chǎn)穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，必須進(jìn)一步提高各工序的生產(chǎn)控制水平。如對(duì)于燒結(jié)工序，必須加強(qiáng)對(duì)混合料水分的測(cè)量，提高測(cè)量精度，從而保證混合料的水分最佳化且波動(dòng)范圍在±0.2%以內(nèi)。對(duì)燒結(jié)混合料透氣性實(shí)行在線測(cè)量，減少燒結(jié)終點(diǎn)的波動(dòng)。

對(duì)于高爐工序，要建立現(xiàn)代的高爐操作控制制度。確定合理的操作模式。要提高對(duì)爐缸工作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和控制水平，結(jié)合爐頂布料控制，保持高爐爐缸煤氣流的穩(wěn)定和合理分布，提高煤氣利用率，降低高爐燃料比。

應(yīng)當(dāng)注意到，我國(guó)雖建設(shè)了許多裝備先進(jìn)的煉鐵裝置，但在生產(chǎn)過程的控制水平上，從理念、監(jiān)測(cè)設(shè)施、到控制精度等，總體與國(guó)外先進(jìn)水平相比仍有很大的差距。如普遍不重視對(duì)高爐風(fēng)口理燃的控制，普遍將煤量調(diào)節(jié)作為控制爐溫的首選手段；缺乏對(duì)出鐵過程的有效監(jiān)測(cè)；布料控制理念落后，等等。由此導(dǎo)致諸如高爐運(yùn)行穩(wěn)定性差、煤氣利用率低、高爐燃料比高問題頻繁出現(xiàn)。而在未來原燃料不斷變化的情況下，問題會(huì)更加嚴(yán)重。因此，提高煉鐵過程控制水平不僅必要，而且十分迫切。

3.3 環(huán)保生產(chǎn)問題

當(dāng)前我國(guó)煉鐵生產(chǎn)面臨的最大社會(huì)壓力是環(huán)境污染問題。在全國(guó)范圍（特別是京津冀地區(qū)）的嚴(yán)重霧霾天氣已使包括鋼鐵生產(chǎn)在內(nèi)的高能耗、高排放行業(yè)成為眾矢之的。雖然，目前尚沒有充分的證據(jù)定量地將鋼鐵生產(chǎn)，特別是煉鐵生產(chǎn)的污染物排放與整體的大氣污染聯(lián)系起來。但不可否認(rèn)的是，我國(guó)存在著大量污染嚴(yán)重的鋼鐵企業(yè)，尤其是體現(xiàn)在煉鐵生產(chǎn)過程。因此，未來鋼鐵企業(yè)獲得生存與發(fā)展權(quán)利的基本條件是滿足越來越嚴(yán)格的環(huán)保要求，見表1［2-3］。而通過環(huán)保條件的制約是被多方面認(rèn)可的最有效的淘汰鋼鐵產(chǎn)能的手段。

表1 煉鐵排放國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（部分）

為實(shí)現(xiàn)環(huán)保清潔生產(chǎn)，在煉鐵生產(chǎn)過程需加強(qiáng)以下工作：

3.3.1 不斷優(yōu)化煉鐵生產(chǎn)工藝流程，實(shí)現(xiàn)低成本清潔生產(chǎn)

（1）消減燒結(jié)生產(chǎn)

燒結(jié)生產(chǎn)因污染物排放量大，加之與鋼鐵廠在一起位于城市周圍，處理成本高，在一些先進(jìn)國(guó)家和地區(qū)正在被部分取締。如北美基本已取消了燒結(jié)礦生產(chǎn)，高爐使用100%的球團(tuán)生產(chǎn)。歐洲著名的芬蘭羅德洛基鋼廠將最好的燒結(jié)礦生產(chǎn)線關(guān)閉，轉(zhuǎn)而外購(gòu)球團(tuán)來滿足環(huán)保要求。

我國(guó)高爐以燒結(jié)礦為主要入爐原料，燒結(jié)產(chǎn)量巨大。然而，在未來的發(fā)展中，不僅從與球團(tuán)的品質(zhì)比較上限制了燒結(jié)工藝的發(fā)展，從污染處理費(fèi)用上，也使燒結(jié)工藝處于更苛刻的環(huán)境中。燒結(jié)生產(chǎn)比例的不斷降低將持續(xù)下去。

（2）高效低成本污染物排放控制

在保留燒結(jié)生產(chǎn)的情況下，如何通過原料品種的選擇和工序的優(yōu)化來減少污染物的排放，以及如何選擇高效低成本的末端處理技術(shù)，都需要認(rèn)真研究。國(guó)外開發(fā)應(yīng)用的多種煙氣循環(huán)燒結(jié)工藝(如LEEP工藝、EOS工藝、Eposint工藝等)可使燒結(jié)生產(chǎn)的各種污染物排放減少45%～80%，從而顯著地降低了末端處理負(fù)荷。該方法對(duì)國(guó)內(nèi)燒結(jié)工藝改進(jìn)有重要參考價(jià)值，在國(guó)內(nèi)也已有成功嘗試，值得普遍采用。目前國(guó)內(nèi)燒結(jié)煙氣的末端處理技術(shù)種類繁多，處于發(fā)展的高潮期。企業(yè)需加強(qiáng)對(duì)運(yùn)行成本評(píng)估和產(chǎn)物的處理。

（3）重視塊礦的環(huán)保價(jià)值

塊礦作為可直接入高爐使用的原料，因避免了造塊過程，不僅有成本優(yōu)勢(shì)，更具有環(huán)保的附加價(jià)值。我國(guó)的塊礦使用比例僅為8%，遠(yuǎn)低于某國(guó)18.9%的平均水平。企業(yè)需要全面評(píng)估塊礦的價(jià)值，以期通過增加使用量獲得更好的效益。

3.3.2 CO2排放控制

根據(jù)國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，全球鋼鐵工業(yè)所排放的碳排放占總量的6.5%，各行業(yè)占比分別為：電力和熱力占41%，運(yùn)輸業(yè)占22%，工業(yè)占20%，其他占10%，住宅占7%。鋼鐵工業(yè)雖不是最大的，但卻是被關(guān)注的行業(yè)。對(duì)我國(guó)來說，高的鐵鋼比和巨大的煉鐵生產(chǎn)規(guī)模使其碳排放所占比例更大。在全球開始努力減少碳排放的情況下，我國(guó)煉鐵的碳排放將成為受抑制的目標(biāo)。

縱觀世界低碳煉鐵工藝技術(shù)的開發(fā)（ULCOS，COURSE 50等），目前尚無可與高爐工藝匹敵的可工業(yè)化生產(chǎn)工藝。而高爐工藝的成熟性也使其自身可降低碳排放的潛力有限。因此，在未來我國(guó)巨大的煉鐵規(guī)模仍將繼續(xù)維持的前提下，對(duì)碳排放的付費(fèi)或被征稅，尤其是對(duì)超過某指標(biāo)的碳排放部分，將成為最有可能的控制煉鐵碳排放水平的措施。

在這種情況下，各企業(yè)努力采取各種措施降低煉鐵碳排放將是減少此部分費(fèi)用支出，贏得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的重要環(huán)節(jié)。當(dāng)前煉鐵廠的工作重點(diǎn)是提高煤氣利用率、降低燃料比，從而減少碳排放。此外，應(yīng)積極探索使用低碳燃料（如噴吹高揮發(fā)份煤粉，噴吹焦?fàn)t煤氣）以及使用金屬爐料等。

3.3.3 煉鐵PM2.5排放監(jiān)控

PM2.5含量超標(biāo)被認(rèn)為是形成霧霾天氣的主要因素。雖然尚無有說服力的數(shù)據(jù)表明鋼鐵廠的PM2.5排放與大氣霧霾天氣之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在當(dāng)前全國(guó)范圍的嚴(yán)重污染形勢(shì)下，控制鋼鐵企業(yè)的PM2.5排放成為企業(yè)不可回避的社會(huì)責(zé)任，而煉鐵工序則再一次成為工作的重點(diǎn)。

提高參照國(guó)外鋼鐵廠對(duì)PM2.5的監(jiān)控實(shí)踐，煉鐵的主要PM2.5排放點(diǎn)包括：原料場(chǎng)、焦化的燃燒室煙氣、炭化室爐門煙氣、燒結(jié)煙氣、球團(tuán)煙氣、高爐槽下、高爐出鐵場(chǎng)、熱風(fēng)爐煙氣、噴煤制粉煙氣、高爐渣處理煙氣等。

PM2.5顆粒又分為可冷凝PM2.5和可過濾PM2.5兩部分。對(duì)于前者，尚缺乏有效的監(jiān)測(cè)手段和控制方法。對(duì)于后者，可通過連續(xù)監(jiān)測(cè)排放點(diǎn)的煙氣濁度計(jì)（opacity monitor）、粉塵濃度測(cè)量或定期直接測(cè)量PM2.5含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，然后通過安裝和改進(jìn)布袋除塵效率等措施加以控制。

4 結(jié)論

（1）我國(guó)已建成了包括焦化、燒結(jié)、球團(tuán)、及高爐在內(nèi)的巨大高爐煉鐵生產(chǎn)系統(tǒng)。其產(chǎn)量占世界總量的60%，其整體裝備和生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)處于國(guó)際先進(jìn)水平。但在環(huán)保和清潔生產(chǎn)方面尚存在一定差距。

（2）未來我國(guó)煉鐵工業(yè)仍將依靠高爐流程。而煉鐵生產(chǎn)的規(guī)模將取決于未來的鋼產(chǎn)量和鐵鋼比的變化。綜合分析，預(yù)計(jì)2015至2020年，我國(guó)的年鐵產(chǎn)量可保持在7億t左右，高爐高效使用廢鋼是保持其競(jìng)爭(zhēng)力的重要因素。

（3）我國(guó)煉鐵面臨的主要挑戰(zhàn)是原燃料品種、質(zhì)量、及價(jià)格的頻繁波動(dòng)情況下，如何實(shí)現(xiàn)高爐穩(wěn)定運(yùn)行和煉鐵生產(chǎn)成本的控制，以及整個(gè)工序的清潔環(huán)保生產(chǎn)等問題。認(rèn)真借鑒國(guó)外已有的成功經(jīng)驗(yàn)，積極開發(fā)應(yīng)用各項(xiàng)有針對(duì)性的技術(shù)措施，是保持我國(guó)煉鐵工業(yè)健康發(fā)展的重要條件。

［1］ 楊天鈞.堅(jiān)持精料方針，提高高爐操作水平，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能、安全環(huán)保、低碳低成本煉鐵［C］//2014年全國(guó)煉鐵學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，北京：中國(guó)金屬學(xué)會(huì)，2014：2-3.

［2］環(huán)境保護(hù)部，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB 28662-2012鋼鐵工業(yè)燒結(jié)和球團(tuán)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)［S］，北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012：4-5.

［3］國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局.GB 28663-2012煉鐵工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012：5-6.