前言:   

2000年以来钢铁工业迅猛发展．促使采矿，选矿和焦化工业均得到很大发展，铁矿石的品位和焦炭质量也有比较大的提高，同时也带来了发展中的问题。对铁矿石的需求量愈来愈大，至今进口铁矿石的数量已经占有人炉铁矿石的55—56 %，进口铁矿石的品位也在下降．与之同时，随着我国高炉大型化和喷煤量的增加，对焦炭质量尤其是焦炭热性质也提出了更高的要求。可是高品位的铁矿石和优质炼焦煤的资源越来越紧张，价格年年上涨。如何合理利用优质资源，和扩大使用低品位的铁矿石和炼焦煤资源就成为我们当前的紧迫任务。

      笔者在退休前是冶金工业部鞍山热能研究院煤焦研究所所长，曾经在国家重点科技攻关项目《高炉大喷吹》项目下的子课题《焦炭质量与质量控制因素的研究》专题中承担主要负责人。退休后，从2006年开始在上海泛矿贸易有限公司承担高级技术顾问。公司主要业务是进口铁矿石，炼焦煤，喷吹煤和动力煤。近一年来访问了许多钢铁公司炼铁厂，焦化厂与技术人员进行有关问题的交流．今天有机会参加精料会议更是向大家学习的好机会．现对一些问题的看法与大家商讨。主要就焦炭热性质发表意见，同时对铁矿石提一些不成熟的想法，不当之处，请大家指正。

1    合理要求焦炭的热性质和铁矿石的品位．

    生产实践一再证明：精料是保证高炉顺行和高产的前提。当高炉大型化和喷煤量增加以后，大型企业重视焦炭反应性和反应后强度，这是因为随着喷煤量的增加使高炉下部沉积了更多的焦粉，以致高炉的透气性变坏，最终使高炉顺行受到影响。所以大高炉喷吹煤粉后，要求进一步提高焦炭质量，尤其是焦炭的热性质。因此，如何控制焦炭反应性和反应后强度的考核指标是大家关心的课题。各钢铁企业纷纷制订了各自的焦炭反应性和反应后强度考核指标，以保证大量喷煤时高炉的顺行。这是很必要的。

    我们知道：生产企业的原料和燃料质量标准是以保证企业正常生产为基础，以合理利用资源为责任，以达到最大经济效益为目标。可是，由于我们控制焦炭反应后强度的生产经验不足，目前部分企业的考核指标有偏高的情况。例如：有的钢铁公司对焦化厂的焦炭反应性和焦炭反应后强度的考核指标要求年年有提高，这是不科学的。又例如：有一个企业提出2010年焦炭反应后强度的考核指标要达到70%，我没有了解其依据是什么。有的钢铁公司对1000立方米和小于1000立方米高炉也要求焦炭反应后强度大于60%。按经验这个要求有些偏高。

    我们仍然要推广按不同大小的高炉使用不同质量焦炭的成功经验。我们同样应该在不同大小高炉中，按喷煤量的多少来制订企业的焦炭反应后强度的考核指标，以达到降低企业成本，提高经济效益，保护国家资源的目的。

    下表提出的指标起抛砖引玉的作用，望大家商讨和用生产来修正和完善。

    宝钢有大于4000立方米高炉4座。2000年以来宝钢4座高炉年平均喷煤比一直在200kg／t左右和200kg／t以上。宝钢的科技人员2000年以来发表了大量论文，介绍了许多先进经验。在《宝钢高炉200kg／t以上喷煤比的实践》的论文中(《炼铁》2005年9月)，作者提出：喷煤比200kg／t以上时，CRI和CSR二个指标分别控制在25%和67％左右。目前宝钢的焦炭质量除焦炭灰分以外，无论冷态机械强度和热态强度均达到世界领先水平。它有力保证了4000立方米高炉200kg／t以上喷煤比的生产。

    2005年底我国有大于2500—4000立方米高炉25座。主要集中在鞍钢，本钢，武钢，马钢，沙钢，首钢等大型企业。这些企业的高炉利用系数在2．1—2．5左右。由于炼焦煤原料不同，它们焦炭质量是有差异的。

某企业3200立方米高炉，月喷煤比185公斤／t以上．其焦炭反应性28．5％，焦炭反应后强度>60％．另一企业2500立方米高炉，焦炭灰分小于12％，M40>80，M10<8．0．CSR>60，CRI<25．喷煤量100公斤／t，二个企业高炉生产均正常。当然，对大型企业而言：努力的方向仍然是将喷煤量提高到160一180公斤／t以上。

    2005年底我国有大于1000—2500立方米高炉70座。这些高炉使用较多的独立焦化厂供应的外购焦炭。而不少独立焦化厂供应钢铁公司高炉用焦炭质量波动较大，它们不制订焦炭反应性和焦炭反应后强度的考核指标，大型独立焦化厂生产的焦炭其反应后强度据生产厂方介绍在55—58 %左右，供1500—2000立方米高炉能正常使用。按独立焦化厂目前的炼焦生产工艺的条件，如果要生产反应后强度大于62％的焦炭，他们将可能要配用65—70％的好煤。他们认为：既增加成本，又浪费资源。

    用于小于1000立方米高炉的焦炭，在冷强度达到一级冶金焦标准时，我认为可以不考核焦炭反应后强度。如果M40<78，M10>8．0。高炉喷煤量160公斤／吨铁以上，热强度CSR>50为好。

    制订合理的考核指标应该通过科学试验和生产验证，可是由于高炉生产的复杂性很难做到。好在按生产经验：在高炉中喷煤量增加以后，如果煤的置换比明显下降，高炉煤气中煤尘量增大，风口焦粒度组成的平均块度小于20一25mm，就要从原料质量，高炉操作，焦炭质量全面分析，炼铁和焦化共同努力加以解决。

    总之，合理制订企业的反应后强度考核指标有利于企业降低成本，提高经济效益。而从根本上来说是优质炼焦煤紧缺的缘果，是保证钢铁工业发展的需要。铁矿石品位的提高是有利于炼铁生产，问题同样是高质量的铁矿石原料的稀缺，进口铁矿石价格年年上涨，故按不同大小高炉使用不同品位的铁矿石同样是适宜的．

    事实上，钢铁公司原料的选择是以经济效益为前提。应该将铁矿石，炼焦煤，喷吹煤各种参数，将炼铁专家的经验和焦化专家的经验也同时列在一个专家系统中，这方面以前是做得不够的。特别是我们焦化与炼铁的交流比起炼铁与烧结的交流少得多，而焦化与烧结的联系和了解更少。希望以后加强相互联系，相互了解。

2     高炉造渣和焦炭的灰成分。

    炼铁冶炼过程实质上是一个高炉造渣过程，铁矿石脉石成分和数量在很大程度上决定熔剂与燃料的消耗量．它也是评价铁矿石质量的重要指标．高炉工作者也一直重视高炉炉渣的碱度，故对铁矿石脉石成分和数量的研究比焦化工作者对焦炭灰分成分组成的研究深入．

    由于高炉大型化和喷煤量愈来愈大，焦化工作者也重视对焦炭的灰成分进行了研究，因为焦炭反应后强度实质上是焦炭的化学性质是焦炭的反应性指标。灰成分组成中的各种矿物质均是化学反应的催化剂。

    近10年来，进行很多研究工作，有的注意钾，钠的作用，也有讨论Fe₂O₃，CaO的影响，更有专门研究铁离子影响的论文。对灰成分中各种正，负催化作用的研究工作也已经得到一定的重视。同时提出了矿物质催化指数(MCI)的综合指标．

    图1是国内外42个在焦炉生产上使用的单种煤矿物质催化指数与焦炭反应后强度关系图。我们看到：单种煤的矿物催化指数增大，焦炭反应后强度下降。图上也显示：同一矿物催化指数的不同单种煤炼焦所得焦炭的CSR可以波动20～25%。一般来说：具有同一矿物质催化指数，焦煤，肥煤的焦炭反应后强度好于气煤，瘦煤的焦炭反应后强度。在图中有9个在生产上已经使用的矿物质催化指数大于3的单种煤。其中有气煤，1／3焦煤，焦煤和肥煤如果使用矿物质催化指数大于3的单种煤，最方便的办法就是用配煤来加以解决。因为矿物质催化指数是有可加性的虽然灰成分组成对焦炭反应后强度影响的研究工作有一定的进步。但是许多问题没有深刻了解，工作也刚刚开始．在冶炼过程中铁矿石和焦炭在高炉中任务不同，所起的作用也不同，但是它们相互作用，相互化学反应。鉴于目前国内进口铁矿石品质下降的趋势，在冶炼过程中要加强铁矿石和焦炭学科交叉课题的研究，例如：能不能用焦炭的质量去平衡或弥补炉料的质量不足；铁矿石脉石中矿物含量和焦炭的灰成分组成在高炉中的行为是否一致和有所差异．

    事实上炼铁工作者对焦炭质量的要求，从根本上讲，至今也没有真正明确．焦化工作者对现在使用的M40，M10，对焦炭热性质CRI，CSR指标也认为有不解人意的问题。这些均是我们可以思考的课题．也是放在我们面前的共同任务．由于炼铁过程的复杂性，仍然有许多工作可以做．这就是我们加强联系，加强了解，加强合作的需要．

3  开发国内，国际二种市场，利用国内，国际二种资源。

    开发国内，国际二种市场，利用国内，国际二种资源是我国政府的明确方针政策．对于铁矿石来说已经不是进口不进口的问题，而是如何合理进口的问题．按我们公司了解进口铁矿石2008年仍然有涨价的趋势，而且世界铁矿石的品位也在下降。可以说，铁矿石的数量和质量已经是炼铁工业发展的瓶颈。．如何合理利用国内，国际二种铁矿石资源是我们的紧迫和重要的任务．从技术上讲要更加重视国内，国际二种铁矿石资源合理配矿，要加强对炉料组成的研究工作．

    对于炼焦煤来说：国家为了保护优质炼焦煤资源，实施开发二种市场，利用二种资源的方针也是一个长期的战略方针．2007年第一季度我国首次成为煤炭的净进口国，第一季度煤炭进口量1430万吨，比去年增加60%，2007年1一5月份我国煤炭进口量已经达到2297万吨，预计全年将超过5000万吨，这在以前是很难想象的。

    从我国经济发展看，钢铁工业将进一步发展，到时优质炼焦洗精煤就可能缺口，有一位煤炭专家预计到2010年我国炼焦煤将缺口4000万吨。另一方面新建的大高炉，近一，二年将先后投产，关停小高炉，兴建大高炉对优质炼焦煤的数量有更大要求，可能促使中国优质炼焦煤价格有进一步上涨的趋势。加上人民币升值，从而加快了煤炭市场的国际化。

    对于炼焦工作者来说，因为目前国外煤矿是不测定粘结指数G．值，和胶质层Y值，为了适应将来可能遇到国内优质炼焦煤短缺的问题，从现在起就要加强了解和认识进口焦煤的技术参数和性质

4    加快开发新工艺，努力提高低品位资源的使用比率．

    我国煤炭资源丰富，但是炼焦煤比例小，在炼焦煤中焦煤，肥煤贮量小，气煤弱粘结性煤贮量大，所占比例高．

    而且大多数气煤，弱粘结性煤灰分低，硫分含量小，可选性好，价格也比焦煤低，故扩大使用气煤和弱粘结性煤一直是焦化工作者的努力方向．

    总结我国多年试验研究和生产经验，扩大使用气煤和弱粘结性煤和提高焦炭质量的技术措施及其效果见下表

    2000年以来，我国焦炭质量有了很大提高．正是由于我国焦化新技术，新工艺得到了比较大的发展：焦炉大型化有很大发展，现在有大量6米焦炉，而6．98米焦炉．和7．62米焦炉也已经有10座以上．干法熄焦已经国产化，正常生产44套，正在建设的有30多套，全部生产以后，年生产能力为7800万吨，位居世界第一．捣固焦炉已有260座，，年生产能力接近7000万吨．5．5米捣固炼焦已经投产，6．25米捣固炼焦正在唐山施工．煤水分控制(调湿)正在宝钢，太钢建设，将要投产。

    前面已经提到：铁矿石的数量和质量已经是炼铁工业发展的瓶颈。针对我国铁矿石储量大，品位低的特点，加快开发新工艺，新技术努力提高铁矿石的品位显得尤为重要．

    在我国钢铁工业要成为钢铁强国的今天，让我们共同努力，加强合作，为提高原料质量做出我们的一份应有的贡献．

    谢谢大家!望愿和大家加强联系!