D0I:10.13374/j.issn1001-053x.2005.06.025 第27卷第6期 北京科技大学学报 Vol.27 No.6 2005年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2005 典型流程区段炼铁炼钢界面的比较优势研究 邱剑田乃媛 北京科技大学治金与生态工程学院，北京100083 摘要运用系统科学还原论和整体论的研究方法，从时间、温度、流量、生产组织、铁水预处 理效果、能耗、环境污染等方面分析了六种典型流程区段炼铁炼钢界面技术特点.可以看出 六种不同流程区段炼铁炼钢界面各自的比较优势，铁水预处理“三脱”只适合大高炉一大转 炉流程区段，其中含转炉脱磷技术的流程更具有优势，指出取消混铁炉、采用铁水包功能多 样化和“一包到底”是高炉一转炉界面发展的方向。 关键词钢铁冶金过程工程：生产流程：比较优势：过程优化 分类号TF087:F203 炼铁炼钢界面指钢铁生产流程中高炉和转 还原论相结合的研究方法， 炉之间的衔接缓冲面，包括物质流（如流量、成 分等)、能量流、温度、时间等基本参数的衔接、匹 1六种典型高炉一转炉界面模式 配、协调、稳定，也包括工序、装置、容量、输送设 的还原论解析研究 备、运输路线、调度管理等多方面内容.流程比较 优势是指特定生产流程所需要投入的装置和技 纵观150多年钢铁企业的生产工艺流程的发 术的组合与在生产经营活动中所涌现的秉赋结 展过程，可以概括为从简单到复杂，再从复杂到 构和生产流程能达到的指标是否匹配，如果二者 简单的过程.在连铸（凝固）工序之前，生产工序 具有一致性，则符合比较优势，反之则是比较劣 呈不断解析一优化的趋势，虽然工序越分越 势.从经济学角度看，比较优势涉及到钢铁行业 细、工序数目看似越来越多，而其实质却是另一 的生产要素，传统钢铁企业的基本生产要素，诸 种类型的简化，即单体工序功能集合的简化.铁 如地理位置、劳动力、原燃料储存量等，对企业竞 水“三脱”预处理和钢的二次治金工艺的出现使 争力有很大影响.但随着科技的发展，高级生产 得包括转炉在内的各工序的功能日益简化集中， 要素的重要性与日俱增，它包括生产流程结构、 在这种从复杂到简单的演变历程中，来研究比较 设备技术、高科技人才等. 不同高炉一转炉生产流程区段之间诸目标群定 钢铁工业技术进步的指标是一系列的目标 量关系. 群，包括成本、生产总时间或生产的周期时间、总 高炉一转炉界面模式从历史演变来看，有很 产量、人时劳动生产率、能耗、品种、质量、过程排 多种模式，而我国现阶段钢铁企业高炉一转炉界 放（物质、能量）等" 面选择的模式主要有以下六种： 长期以来，研究冶金学科、金属材料学科的 (1)高炉出铁一受铁罐一火车输送（等待）一 方法主要是还原论方法，它主要适用于单体工序 铁水倒入混铁炉一混铁炉出铁一兑铁包一天车 (装置)层面的研究，而对于复杂的、集成的流程 输送一转炉.这种模式的流程区段以下简称流程 问题，在这一较高层次上更需要整体论方法，当 区段1，如济钢小高炉小转炉流程区段. 然并不否定还原论方法.因此在研究炼铁炼钢 (2)高炉出铁一铁水包一汽车运输到转炉车 界面流程区段的比较优势时，这里采用整体论和 间（等待一天车起吊输送一转炉，这种模式的流 收稿日期：2004-11-10修回日期：200503-20 程区段以下简称流程区段2，如沙钢小高炉一小 基金项目：国家经贸委资助课题No.01bk099-01) 转炉“一包到底”流程区段 作者简介：邱剑(1971一)，男，博士研究生 (3)高炉出铁开始一鱼雷罐一火车输送（等第 7 卷 第 ` 期 2 5 年 1 月 20 0 2 北 京 科 技 大 学 学 报 O J u rn a l o U f 加e 招 n iy t o s f e i e e e a n n d e T e h o n e l gy B e i j i g n 7 O V b L 2 N 一 6 伙 D 。 5 2 0 0 典型流程 区段炼铁炼钢界面的 比较优势研究 邱 剑 田 乃 媛 北 京科技 大学冶 金与 生态工 程学 院 , 北京 10 0 0 83 摘 要 运 用系统科 学还 原论 和整体 论 的研 究 方法 , 从时 间 、 温度 、 流 量 、 生产 组织 、 铁水 预 处 理效 果 、 能耗 、 环 境污染等 方 面分析 了六种 典 型流程 区段 炼铁 炼钢 界面 技术特 点 . 可 以看 出 六 种 不同流 程 区段 炼铁 炼钢 界面 各 自的 比较 优势 , 铁 水预 处理 “ 三脱 ” 只 适合 大高 炉一大转 炉 流程 区段 , 其 中含转 炉脱 磷技 术的流 程更 具有 优势 . 指 出取 消混铁 炉 、 采 用铁 水 包功 能 多 样 化和 “ 一包 到底 ” 是 高炉 一转 炉 界面发展 的方 向 . 关键 词 钢 铁 冶金过 程 工程 ; 生 产流 程 ; 比 较优 势 ; 过程 优 化 分类 号 吓 0 87 : F 2 0 3 炼 铁 炼 钢 界 面 指 钢铁 生产 流 程 中 高 炉和 转 炉 之 间 的衔 接 缓 冲面 〔, , , 包括 物质 流 ( 如流 量 、 成 分 等 ) 、 能量 流 、 温 度 、 时 间等 基本 参数 的衔 接 、 匹 配 、 协 调 、 稳 定 , 也 包 括工 序 、 装 置 、 容 量 、 输 送 设 备 、 运输路 线 、 调度 管理 等 多方面 内容 . 流程 比较 优 势 是指特 定 生 产 流程 所需 要投 入 的 装 置和 技 术 的 组合 与 在 生产 经 营 活 动 中所 涌 现 的秉 赋 结 构和 生产 流程 能达 到 的指标 是否 匹配 , 如 果二 者 具有 一致 性 , 则 符 合 比较优 势 , 反之 则 是 比 较劣 势 . 从经 济 学角 度 看 , 比 较优 势涉 及 到钢 铁行 业 的生产 要素 . 传 统钢 铁企 业 的基 本 生产 要素 , 诸 如地 理位 置 、 劳动 力 、 原燃料 储存 量等 , 对 企业 竞 争 力有 很 大 影响 . 但 随着科 技 的发 展 , 高级 生产 要 素 的重 要性 与 日俱 增 , 它 包 括生 产 流程 结构 、 设备 技术 、 高科技 人才 等 . 钢 铁 工 业 技 术 进 步 的 指标 是 一 系 列 的 目标 群 , 包 括成 本 、 生产 总 时间或 生产 的周期 时间 、 总 产量 、 人 时劳 动生产 率 、 能耗 、 品种 、 质量 、 过程 排 放 (物 质 、 能量 )等 `1] . 长期 以来 , 研 究冶 金 学科 、 金 属 材料 学科 的 方法 主要 是还 原 论方 法 , 它主 要适用 于单 体 工序 (装置 ) 层 面 的研究 , 而 对 于复 杂 的 、 集 成 的流程 问题 , 在这 一较 高层 次上 更 需要整 体 论 方法 , 当 然 并 不否 定还 原 论 方法 【2] . 因此在 研究炼铁炼 钢 界 面流程 区 段 的 比较 优势 时 , 这里采 用 整体 论和 收稿 日期 : 2X() 今1 一 10 修 回 日期 : 2 0 5刁3刁O 荃金 项 目 : 国家经贸委资助 课题困.o ol b k . 0 9 9一 l) 作者 简介 : 邱剑 ( 1 97 1一) , 男 , 博士研究生 还 原 论相 结合 的研 究方 法 . 1 六 种 典 型 高炉一转 炉 界 面 模 式 的 还原 论 解析研究 纵观 150 多年钢 铁企 业 的生产 工 艺流程 的发 展 过程 , 可 以概 括 为从 简单 到 复 杂 , 再 从复 杂 到 简单 的过程 . 在连 铸 (凝 固 ) 工序 之 前 , 生产 工序 呈不 断 解 析— 优 化 的趋 势 , 虽 然 工序越 分 越 细 、 工序 数 目看 似越 来 越 多 , 而 其 实质 却 是另 一 种类 型 的 简化 , 即单 体 工序 功 能集 合 的简化 . 铁 水 “ 三 脱 ” 预 处 理和 钢 的二 次 冶金 工 艺 的 出现 使 得 包括 转炉 在 内的各 工序 的功 能 日益 简化集 中 . 在 这种 从复 杂到 简单 的演 变历 程 中 , 来研 究 比 较 不 同 高炉 一转 炉 生产 流程 区 段 之 间诸 目标 群 定 量关 系 . 高 炉一转炉 界 面模 式从 历 史演变 来 看 , 有 很 多种 模式 , 而我 国现 阶段钢 铁 企业 高炉一转 炉界 面选 择 的模 式主 要 有 以下 六种 : ( l) 高 炉 出铁一受 铁 罐一火 车输 送 ( 等 待 )一 铁 水 倒入 混 铁 炉一混 铁 炉 出铁一兑 铁 包一 天车 输送一转炉 . 这种模式 的流 程 区段 以下 简称流 程 区 段 1 , 如 济钢 小 高炉 小 转炉 流程 区 段 . (2 ) 高炉 出铁一铁 水 包一汽 车运 输 到转 炉车 间 (等待 )一天 车起 吊输送 一转 炉 . 这 种模 式 的流 程 区段 以下 简称流 程 区段 2 , 如沙 钢 小 高炉一 小 转炉 “ 一包 到底 ” 流程 区段 . (3 ) 高炉 出铁 开始 一鱼 雷罐一 火车 输送 ( 等 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2005. 06. 025