9月中旬煤炭企业焦精煤产销量分析：日均产量环比增2.0%，同比降5.4%

9 月中旬，30 家煤炭企业的焦精煤产销量情况如下：产 557 万吨，销 567 万吨。旬度日均产量相比上一旬有 2.0%的增幅，与去年同期相比下降了 5.4%。到 9 月中旬时，30 家煤炭企业累计生产焦精煤 14323 万吨，和去年同期相比下降了 4.3%。重点监测的 50 家钢焦企业，其炼焦煤消耗量为 467 万吨，旬度日均耗煤比上一旬增加了 0.5%，与去年同期持平。9 月中旬截止时，重点监测的 50 家钢焦企业消耗的炼焦煤累计为 11790 万吨，与去年同期相比下降了 11.7%。

国内主要炼焦煤进口接卸港有京唐港、日照港、连云港。这些港口的炼焦煤库存总量为 215 万吨。旬度环比来看，库存增加了 4 万吨，涨幅是 1.9%。与年初相比，库存下降了 147 万吨，降幅为 40.6%。与去年同期相比，库存减少了 181 万吨，降幅是 45.7%。

钢材价格呈现出小幅上涨的态势。其中，螺纹钢（三级）的出厂含税价为 4015 元／吨。旬度环比方面，上涨了 25 元／吨，涨幅为 0.6%。与年初相比，下降了 621 元／吨，降幅达到 13.5%。与去年同期相比，下降了 1604 元／吨，降幅为 28.5%。

焦炭价格保持稳定。山西临汾地区的一级冶金焦，其出厂含税价为 2500 元／吨，旬度与上一旬相比没有变化。该价格比年初低 700 元／吨，降幅达到 21.9%。同时，与去年同期相比低 1600 元／吨，降幅为 39.0%。

高温天气有所缓解，国内稳增长政策发挥作用，供应有所收缩，“金九银十”旺季的期望也对价格起到一定支撑。然而，当前国内疫情反复，楼市处于低迷状态，全球经济仍将面临诸多压力，这使得用钢需求一直呈现疲软态势，短时间内要改善需求状况比较困难。与此同时，随着“十一”国庆节和“二十大”的召开等重大活动逐渐临近，也会给近期市场带来一定的影响。预计在今后 1 到 2 个月的这段时间内，可能会有阶段性的好转出现。不过，其可持续性依然面临较大压力。钢价预计将会处于震荡运行的状态。后续必须持续重点关注供给端的变量、库存以及政策等方面的变化。

焦炭在高炉炼铁中起到以下四个作用：其一，支撑起高炉料柱的重量，发挥着骨架的作用；其二，能够将氧化铁还原成金属铁，充当还原剂；其三，在风口回旋区进行燃烧，为高炉提供热量，起到燃料的作用；其四，向铁液中渗入碳，具有渗碳的作用。

冶炼强度指的是高炉平均每立方米的有效容积，在一天时间内能够燃烧的综合干焦量或者干焦量。此指标可反映冶炼速度，并且能分为综合冶炼强度与焦炭冶炼强度。

冶炼强度对焦比的影响呈现多方面特点。一方面，冶炼强度提高时，煤气停留时间会缩短，这可能不利于煤气能量的充分利用；另一方面，煤气流速增加，对改善热的传导和还原是有利的；同时，压差的增加对顺行不利，并且会影响煤气的利用。如此等等。因此，要强调某方面的影响。不能轻易得出焦比随冶炼强度升高而升高或者降低的结论，这样做难免有失偏颇。究竟影响如何，需要根据不同的冶炼条件进行具体的分析。并且随着操作的改进，其结果也会有所不同。

当煤气流速处于过低的状态时（也就是冶炼强度过低的时候），因为气流在炉内的分布不均匀，其蕴含的能量不能被充分地利用，所以无法得到低焦比；然而，当冶炼强度过高时，由于还原以及热传导速度的增长赶不上气流速度的增加，煤气的能量难以被充分利用，并且强度过高的话，容易引发管道行程，这样焦比必然会升高。在一定的冶炼条件下，存在一个最适宜的冶炼强度。此时，焦比处于最低水平。同时，随着原燃料和操作条件不断改善，焦比的最低点会朝着更高冶炼强度的方向移动，并且焦比的绝对值也能够不断降低，就如《冶炼强度和焦比的关系》图所显示的那样。

焦炭在高炉中的作用

焦炭在高炉中主要有以下作用：一是作为热量来源；二是充当还原剂；三是提供碳；四是起到支撑骨架的作用。

表 1 焦炭在高炉炼铁中的作用

热量的来源是为矿石的还原和熔化提供所需的热量。通常来讲，每冶炼 1 吨生铁大概需要 500 千克左右的焦炭，焦炭几乎承担了高炉所需的全部热量。在风口富氧喷吹燃料的时候，焦炭供给的热量大约占全部热量的 70%到 80%。

高炉中矿石的还原依靠间接还原和直接还原这两种方式。间接还原和直接还原都需要焦炭来提供所需的还原气体 CO。

支撑骨架方面：焦炭起到对高炉炉料的支撑作用，充当着骨架的角色。并且，在高炉中，焦炭相较于其他炉料，其堆积密度较小，大概会占据炉料总体积的 35%至 50%左右的比例。

供碳方面：生铁的碳全部是由高炉焦炭提供的。进入生铁里的碳大概占焦炭含碳量的 7%到 10%，这样能让生铁的碳含量达到 4%左右。

高炉对焦炭质量的要求

实际炼铁高炉对焦炭强度有标准要求。大型高炉的 M40 为 82%～90%，M10 为 5%～6%，CRI 小于等于 25%，CSR 大于等于 65%；一般高炉的 M40 为 78%～82%，M10 为 6%～7%，CRI 小于等于 28%，CSR 大于等于 62%。

表2 不同炉容高炉对焦炭质量要求

粒度方面，大于 75mm 的大粒度焦炭在炉内容易破碎，进而产生较多粉末。这些粉末会导致炉料的透气性变差，使得高炉压差升高，从而不得不减少风量。这样一来，产量就会下降，焦比也会升高，所以需要对其进行控制。因此，要求焦炭的粒度均匀，要使 60mm 以上的焦炭占比达到 80%。

硫分方面，配煤中的硫大概有 85%至 90%会残留于焦炭中。所以，配煤中的硫分越低越好。通常情况下，炼焦配煤的硫分应当小于 1.0%。为了降低焦炭过高的硫分，需要增加溶液石灰石的用量以及焦炭的用量。这样做会导致高炉的利用系数降低，进而使生铁产量下降。当焦炭的硫分每提高 0.1%时，石灰石的用量将增加 3.7%，焦炭的用量将增加 1.8%，同时高炉的生产能力会降低 2%至 2.5%。

灰分方面，配煤中的灰分在炼焦后会全部残留于焦炭中，所以需要控制配煤的灰分。当焦炭的灰分每提高 1%时，焦炭用量会增加 2％—2.5%，溶剂石灰石的用量会增加 4%，高炉生铁产量会降低 3%，并且焦炭强度会下降 2.2％。

焦炭中的水分是在湿法熄焦时渗入的，一般在 2%至 6%之间。水分对于高炉冶炼没有影响，不过因为焦炭是按照重量送入炉中的，所以水分的波动必然会导致干焦量的波动，进而引起炉况的波动。

胶质层厚度 Y 值：配煤中需有一定量的液体物质，用以粘结那些不能熔融的物质，让它们变成坚固的冶金焦炭。配煤对胶质体的要求厚度是 15 到 20 毫米。

焦炭在高炉冶炼中起着关键作用，高炉炼铁一直承受着降低焦比的压力。在高炉冶炼的过程里，焦炭逐渐往高炉的下部下降，它的性质随之发生了显著的变化。焦炭的粒度降低了 30%，反应性显著提升，这些变化明显受到焦炭质量的影响。

这个耗用的吨数就是焦比。

焦比指的是每昼夜的焦炭消耗量（以吨为单位）除以每昼夜的生铁产量（以吨为单位），或者是平均每炼一吨生铁所消耗的焦炭量，且该量用千克来表示。

煤炭焦比

一般大中型高炉的焦比在 0.6 到 0.8 之间（或者 600 到 800 千克之间）。世界先进水平的焦比已经接近 400 千克，有的甚至达到 350 千克。降低焦比，能让每批炉料中的矿石相对增多，焦炭相对减少，这样就可以多出铁，降低炼铁的成本。降低焦比的主要措施包括：吃精料；将风温提高到世界先进水平，风温可达 1370°C；采用综合鼓风，如喷吹煤粉、重油或天然气并加富氧；增加高炉的有效容积；提高技术水平等。

理论焦比是在特定冶炼条件下，高炉冶炼 1t 生铁的最低焦炭消耗量。特定冶炼条件指高炉使用的原料成分和性能、喷吹燃料的数量、冶炼时的鼓风机参数（风温、湿度、富氧率）以及冶炼的生铁成分等都已确定。在这样特定的条件下，由高炉反应及热量消耗所决定的最低焦比，便是所谓的理论焦比。理论焦比的计算能够用于校验炼铁设计所选取的焦比是否恰当，还能对实际操作的高炉进行分析和比较，以寻求降低焦比的办法。然而，理论焦比并非高炉冶炼过程中的实际焦比。理论焦比与实际焦比之间存在着怎样的关系以及它们的计算方式，这就是需要探讨的问题。

计算条件及某些规定

以计算与冶炼 1t 生铁为基础，已知所用原料成份以及生铁成份。对于生产高炉来说，吨铁矿石用量是已知的，煤气成份和炉渣成份也都是已知的；而对于设计高炉，矿石用量可以通过铁平衡方程先行求出。人们有习惯，且要与某些文献资料相对照比较，所以在计算过程中采用千卡（kcal）作为热量单位，这样最后能够转换成千焦（kJ）。

当今高炉大多采用高碱度烧结矿进行冶炼，并且在寻求合理的炉料结构。在冶炼过程中，加入熔剂的数量已经非常少了。鉴于这种情况，在计算时首先假设高炉不使用熔剂。当算出焦比之后，依据炉渣碱度的要求，进行碱度的校核，以此来确定加入熔剂的种类（是石灰石还是硅石）以及数量。然后，根据熔剂在炉内的行为，再次进行追加焦比的计算。

高炉高温区界限温度选择在 950℃更为合适。在高温区内，碳的气化反应 C+CO2 = 2CO 能够充分发展。铁及合金元素的直接还原在该高温区内完成。对于浮氏体的间接还原 FeO+CO = Fe+CO2 ，在 950℃时，反应平衡常数 Kp = φ(CO2 ) /φ(CO) = 30.9 /69 。0.447 等于 1，所以要还原 1kmol 铁所需的 CO 的过量系数 n 应该是 n 等于 1 加上 1 除以 Kp，也就是 1 加上 2.237，结果为 3.237kmol。

现代高炉大多会采用富氧喷煤这种强化冶炼的措施。在这种情况下，规定了每吨生铁的喷煤量是已知的。同时，认为煤粉碳素在高炉的风口前能够全部燃烧掉。

焦比、直接还原度的联合计算

对于焦比算式 K × w ( C， k) =m ( C， b， k) +m( C， d， Fe)+ m( C， d， a) +m ( C， c) ，在特定条件下，碳量 m ( C， d， a )和 m( C， c) 是已知的。若要计算焦比，就需要求出 m ( C， b， k) 以及 m ( C， d， Fe) 这两项数值。需要列出两个方程，一个方程要满足高炉冶炼的热量消耗，另一个方程要满足还原剂消耗所需的碳量，然后联立求解。

通常高炉炼铁会有以下几种方式来增产增效。

第一个是高炉富氧鼓风，即将工业氧气注入高炉鼓风系统。这样能使高炉鼓风系统中的氧气密度大于大气含量，从而增加氧气含浓度。其结果是燃烧单位碳时的鼓风量降低，氮气含量也降低，进而减少了炉料下降的阻力，实现了降低焦比、节碳的目的。通常在进行富氧鼓风的同时，为了达到降低焦比、节碳、降碳的效果，高炉操作上还会使用喷吹煤作为助燃剂。焦炭在高炉中的主要作用是充当骨料架以及还原剂，因为焦炭燃烧会产生一氧化碳 CO。基于此，通过富氧鼓风和增加喷吹煤的使用，能够实现提高炉温以及节省焦炭使用的目的。

第二个是要多用优质入炉料，这些入炉料微量元素少且杂质少。比如提高入炉烧结矿的品位，增加球团矿的使用，减少块矿，甚至可以不使用块矿。常言道，烂矿费碳，好女费汉，意思是矿的品位等级越差，对焦炭的使用以及对燃料的使用比例就越高，焦比也就越高。在焦炭供应紧张时，为达成少费碳的目标，高炉炼铁在配矿方面，会以性价比的方式，优先挑选性价比最为合适的铁矿石，即扩大主流矿的使用比例，或者全部采用主流矿，以此来降低焦炭的消耗比例。尤其是当高炉铁水具有较高利润优势时，会加大力度使用诸如 PB、纽曼、卡粉等优质资源。并且在铁矿石的要求上，会尽量追求低铝低硅，因为铝含量过高会影响高炉铁水的炉内流动性，而硅含量过高则会导致高炉炉渣增多。为了多出铁水，当高炉利润合适时，会大力运用优质高品矿。在高炉炼铁厂，炼铁专家在生产工艺实践里，为达成减碳降成本的目标，在入炉烧结矿中搭配一部分焦丁、焦粉、焦末等。这样一来，降低了焦炭的损耗，降低了焦比，实现了节能降耗，同时也有利于提升高炉料柱的透气性。

提高工厂的管理水平和管理效率，提升生产计划的前瞻性，降低休风频次等，以此来实现提高高炉生产效率的目的。

希望高炉炼铁行业的行家里手多分享降碳增产的方式方法，希望他们多分享节能降耗的方式方法，希望他们多分享降低焦比的方式方法，希望他们多分享提高产量的方式方法，希望他们多分享增产增效的方式方法，以促进我国高炉炼铁水平的提升，降低能源损耗。