发布时间：2025-01-14 22:00:57 人气：
张青华 张国华
（临沂钢铁投资集团特钢有限公司）
摘 要：成本，企业之大事，生死之地，存亡之道，不可不察也。在经历了去年的火热行情之后，钢铁行业在今年风向突变，上游原材物料涨价带来持续挤压，加之下游良好预期的突然落空及国际局势波动带来的市场疲软，需求“坍塌”之后，国内钢材价格出现史诗级大跌，全国超千家钢企陷入亏损状态，且亏损的范围还在扩大。钢铁寒冬已至，整个行业面临严峻形势，各钢厂持续亏损，经营困难。各钢企经营者更是通过各种手段降低生成本减少亏损，以确保企业之生存。
关键词：降本之道、降本之首要、降本之要点
面对当前之形式，为确保钢企的生存和发展，各钢企经营管理者正集思广益，从各个方面打响了系统“成本保卫战”。通过近些年的总结及对生产工艺细节的掌握，在笔者看来“系统降本之道”涉及如下几个方面，分别是设计、采购、生产工艺操作控制、系统平衡、人力配置等几个方面。
1、设计：在设计和设备选型方面，受工程院院士张寿荣前辈对钢铁企业建设思想的指导，当前的设计理念已从之前“追求规模化指标走向当今的集约化设计”，钢铁企业的集约化一是降低了高额的基础和输送设备投资金额，二是降低了厂内的运输费用（包含电费）、设备维护费用。同时由于生产理念不同，各企业还是有较大区别的，不少企业一般从吨钢建设资金投入比例、设备实用性、生产成本、错避峰电价、系统设备利用系数等几个方面进行调整，和设计院的原始设计往往存在较大的差距，在不涉及安全因素的前提下，会把系统配套参数调整到最为有利的范围内。然而多数企业则有所不同，和部分企业不同的是多数企业失去了部分企业的灵活性和实用性，所有的工艺设计、建设资金的投入、设备的实用性、系统设备的配套等，全部按照设计参数进行，其结果往往是不尽如人意，生产成本较同行企业高出很多，究其原因是设计、建设过程中很多先天性的工艺设计无法改变，其次是在部分企业中很多利于降低成本的技术措施未被冶金工艺设计规范所认可，以至于在设计和施工过程中部分企业运用比较成熟的工艺技术未被采用，造成后续成本比行业内不少企业持续偏高。
2、采购：对于采购方面各企业的体制不同、经营方式不同、管理理念不同，也导致后续生产成本有着较大的区别。无论是大宗含铁原料、焦炭、喷吹煤等燃料、五金辅料、工业用油、备品备件的采购价格、性价比、中标方式和最终的成本都有着千丝万缕的关系。借用笔者好友首秦采购部总负责人吴永健的理念，“当投标书的标价低于商品市场价的时候，一般存在两个问题一是商品本身存在问题，二是供货人或供货环节存在问题，赔钱的生意是没有人愿意做的”。“一件商品的好坏和成本，不能仅凭市场价格的高低说明问题，而是要通过采购商品的性价比、使用周期、吨铁耗材等综合指标进行评价其综合性能，比如开口机合金钻头市场价60元，甲报价65元，乙报价40元，如采用最低价中标的方式，乙厂中标甲厂未中标，但是在使用过程中甲厂钻头开两次铁口消耗一个，乙厂钻头一炉铁消耗两个，这就是两个厂家合金钻头性价比的差距和吨铁耗材成本的差距”。合金钻头只是吴总讲的一个案例，对于大宗含铁原料、焦炭、喷吹煤等燃料的中标方式也是如此，对其性价比的评价方式，不能只看“表观成本”，而是要根据其“综合成本”进行评价，唯有如此才能做到采购的“最佳成本”，这不仅是降本之道中重要的一环，更是降本之首要。
系统降低生产成本的方式特点和方式因系统负责人的不同而不同，2019年10月笔者发表的《烧结干好！高炉干倒！》一文中曾提到过这种现象，即从生产一线经过多年历练后逐级晋升至管理层的领导降成本的方式是从生产工艺的细节方面着手，以工艺为主设备及后勤管理为辅，通过各种方式降低生产成本；从设备管理方面晋升至管理层的领导，降成本的方式主要是从提高设备全生命周期、降低设备故障率、降低工业油品耗材以及设备跑冒滴漏等方面进行，以设备管理为主生产工艺及后勤管理为辅降低生产成本；由于主要负责人的经历、阅历不同，其降低生产成本的策略也不尽相同，文章此处主要是以生产工艺为主的方式进行介绍。
3、原料：大宗物料无论是通过何种方式进厂，为了能够保持原料的混匀效果，所有原料必须通过汽车卸料槽（公转铁的企业通过火车受料槽）通过皮带输送机和单侧悬臂式堆料机严格按照布料工艺要求进行堆料混匀，防止不同成分和不同粒度的物料集中堆放，其堆料方式有定点布料、往返布料、扇形布料三种（单侧悬臂式可旋转型堆料机），桥式刮板取料机在料耙的辅助作用下进行直行取料作业，能够起到较好的混匀效果，可以有效做到成分及粒度的混匀，从而确保烧结矿的强度降低烧结返矿率，提高烧结机的利用系数，降低烧结系统生产成本。对于通过悬臂式重型卸料车卸到受料槽的物料只能通过定点卸料和往返卸料（少数厂家通过对卸料漏斗进行改造后，通过液压油缸的调节可以做到卸料漏斗上下倾动，可以进行纵向卸料）对不同成分和粒度的物料进行混匀，避免后续烧结矿成分波动和粒度偏析，造成烧结矿质量下降，导致烧结矿成本的增加。
为确保烧结矿质量的稳定，对于不同批次、不同品种、不同供货厂家供应的各种大宗物料，从汽车（火车）受料槽开始至烧结系统配料仓，进行定置管理并严格区分，应根据生产工艺及配料计算的要求进行精准的上料，必须杜绝混料。其次严格控制含铁原料、各种燃料及高炉燃料的粒度，并严格执行工艺要求，一是防止因粒度造成物料偏析造成烧结漏风率增加，出现局部燃烧速度过快，二是防止在后料层烧结时因风量偏析造成局部为烧透的现象，导致烧结返矿率增加，整个烧结系统成本上升。三是防止大颗粒物料不能熔化，导致烧结矿液相数量下降，造成烧结矿转鼓强度下降，致使烧结矿返矿率增加，烧结系统成本上升。
4、烧结：降低烧结漏风率，是国内所有钢企长期难以解决的重点工程。随着烧结设备的更新和大多数厂家烧结机采用传统的硬质滑道、油膜密封方式不同的是，经过生产一线的民企烧结专家们多年的努力和试验，研制除了烧结台车软密封（耐高温硅胶板）方式。对于烧结台车的漏风处理，笔者在东北时曾参与过烧结台车软密封的改造工作，相较于硬质密封来讲，台车软密封无论是从漏风率还是从烧结油品的消耗上都有较为明显的优势。随着烧结漏风率的降低和烧结机的利用系数的提高，烧结矿的成本也有明显的变化。
厚料层烧结（≥900mm）是烧结系统降低成本的一个重要手段，料层厚度影响烧结矿的产量和质量，厚料层烧结的优势主要体现在以下几个方面：1、随着料层厚度的增加，可以改变料层的垂直燃烧速度，降低烧结机的机速，提高料层的表面成矿率。同时，由于高温保温时间的延长，使烧结矿的液相生成更加充分，有利于提高烧结矿的转鼓强度。2、提高料层厚度有利于发展烧结料层的自动蓄热作用，使位于台车上层的烧结矿热量得到充分利用，从而降低烧结工序的固体燃耗。从事高炉操作的工长、炉长们都知道提高高炉煤气利用率，可以起到降低吨铁燃料消耗的作用，达到降低成本的目的。在笔者看来厚料层烧结能够降低吨矿燃料消耗的机理在于提高烧结料层的蓄热能力，烧结料层的蓄热能力和高炉煤气利用率是同一道理。在高炉操作过程中，高炉煤气利用率是高炉操作的重要指标，但是在烧结生产过程中人们对于如何利用烧结蓄热能力和提高蓄热能力的认识程度还有很多不足之处，在未来的降本行动中应当加强对这项技术指标的重视程度。受文章篇幅的限制，对于厚料层烧结的注意要点事项和必备条件此处不再进行过多的介绍。
为实现“碳达峰、碳中和”既定目标，高能耗钢铁行业全力推进碳减排工作，加快低碳前沿技术的研发与应用。在长流程烧结工序中，随烟气循环烧结工艺的投入在提高空气温度的同时也造成了很大的弊端，首先是循环烟气中O₂体积分数不足的缺点，降低了烧结料层中燃料的燃烧效率，同时也降低了烧结机的利用系数，导致烧结系统综合成本持续偏高。为克服这一工艺缺点，烧结采用了变压式吸附氧烧结技术和烟气循环与梯级富氧耦合烧结技术；依据气体特性合理选取烧结机风箱烟气O₂体积分数，在循环烟道支管内形成1%~2%的梯级富氧，将高O₂体积分数（18%~20%）的中高温气流介质供给烧结。从而提高烧结料层中燃料的燃烧效率，实现低品质烧结烟气余热高效回收、固体燃料消耗降低和烧结矿产量、质量提升等多种需求，降低烧结系统的综合成本。
为克服烧结循环烟气带来的弊端，同时也为降低二次设备的投入，首钢企业选用了烧结表面喷洒蒸汽的工艺技术，其目的是通过喷吹H、O等介质改善烧结过程中焦粉燃烧效果，并通过热源的加入减少焦粉消耗，从而起到降低烧结过程消耗的效果及降低成本的最终目的。烧结表面喷洒蒸汽的工艺机理如下：（1）提高空气渗入速度，增加单位平方米内的有效抽风量；（2）提高燃料燃烧效率，水蒸汽促使CO与O2生成CO2的反应速率提高，提高CO2/(CO+CO2) ，使能用同样数量燃料产生更多热量，因此可起到降低燃料消耗的效果；（3）H2O与燃料C的气化反应扩大了燃料孔隙度，增加碳氧反应面积，有利于燃料的燃尽。H2和H2O都增强烟气的扩散能力和传热；三原子气体（ H2O ）的辐射发热强，可提高气体的辐射传热能力。（4）激活的氢原子引起C和CO燃烧的连锁和分支连锁反应（水蒸气助燃主要机理），H2O可加快CO的燃烧。
提高并稳定烧结点火温度，提高热量利用。降低焦粉用量增加无烟煤的配比，减少在自产焦粉不足情况下外购焦粉的数量，控制焦粉和无烟煤的成本差距，从燃料的配比上控制吨矿成本的范围，从而降低吨矿燃料成本。
拓宽矿粉的适用范围，根据各矿源品种的不同特点、综合成本、对烧结矿产量、质量的影响，配用成本最佳的矿粉。但需注意褐铁矿配比量过高很容易造成液相量过高，液相成分（性质）变化的问题，可能不利于烧结产量和成品率，从而为提高烧结矿产量、质量，降低烧结矿综合成本形成新的障碍。
为提高烧结台车混合料层的透气性指数和烧结垂直燃烧速度，降低吨矿燃料消耗，降低台车料层过湿层的厚度称为关键的环节。为此行业内众多钢厂对烧结混合料的温度控制有着较为严格的工艺规定，其通常的手法是在一次混合机的原料入口处加入热水提高混合料的温度，其次是在二次混合机中喷吹高温蒸汽和环冷高温废气进一步提高料温，确保二次混料机出口的混合料温度≥60℃。由于四季气温温差较大及工艺布局的原因，混合料离开二次混料机经皮带输送机输送至烧结机头布料仓的过程中会出现不同程度的温降问题，为解决这一问题，通常在机头布料仓采取保温措施或增加高温蒸汽喷吹，进而确保布入台车的混合料温度。总之系统降本之首要，在于降低大宗物料的“综合成本”，降本之关键在于提高烧结系统的产量、质量、烧结机利用系数、降低返矿率，只是技术手段和使用方法不同而已。
5、制粉喷吹：对铁前系统而言，除原料和烧结系统之外，对炼铁成本影响比较大的就是富氧和燃料喷吹。然而燃料喷吹、富氧量、焦炭CSR、烧结矿转鼓强度和平均粒级之间又是相辅相成的关系。在原燃料条件和烧结矿质量能够满足高炉较高冶强条件的情况下，燃料喷吹量及其成本便成了一个较为重要的环节。为了降低喷吹燃料的成本，各企业也是“八仙过海、各显神通”，为降低喷吹燃料的成本，配加低价烟煤降低混合煤粉的综合成本是多数企业的常规做法。沧州中铁和首钢京唐公司更是走在了行业的前列，尤其是首钢京唐在喷吹燃料中配加干熄焦的除尘灰和烧结系统剩余的大量自产焦沫，其配入量从最初的3%增加到目前的9%，通过首钢京唐的测算，每月降低喷煤成本500多万元。
6、炼铁：在介绍完各种原燃料和烧结系统之后，按照工艺流程路线接下来是高炉炼铁，在高炉公辅系统全负荷运行的状态下，对吨铁成本而言，除了设备维护、燃油消耗、工人工资、劳保用品之外并无太大的波动。真正导致成本波动的是高炉操作风量、风温、富氧率、料速、燃料比、煤气利用率、喷吹能力，毕竟七大指标的波动直接导致全天产量的波动，随产量波动整个高炉系统的五金耗材、辅料熔剂、耐材、电费、药品、工人工资都会出现不同程度波动。然而高炉操作七大指标又和原燃料质量条件、外围设备运行状况、冶炼理念、隐形成本有着较为重要的关系。对高炉本体而言在炉况稳定顺行、炉温充沛的基础上，确保料速的稳定及全天产量的稳定，就能将吨铁成本控制在较小的波动范围内。同时通过精准的布料，将布料环带的宽度、料面平台的平坦性、中心漏斗及两股气流的分布比例控制在合理的范围内即可保持较好的煤气利用率，进而为稳定炉况及降低燃料比提供较为有利的条件。进一步深挖热风炉的潜力，提高入炉风温在1150℃以上时，每提高10℃风温可以降低燃料比1kg，按目前焦炭价格3200元计算，每提高10℃风温可以降低3.2元的成本。提高入炉焦炭、块矿、球团的温度，使物料还原反应开始的等温线上移，减少对下部燃料的消耗，降低吨铁燃料比，降低吨铁成本。风量、氧量对成本的影响主要是取决于对全天料速和产量的影响。对于吨铁燃料成本的影响一是取决于焦炭在1300℃下的CRI和CSR，这两个数据决定了高炉下部的透气性、透液性和最大煤粉喷吹量；二是喷煤系统的最大制粉能力和小时喷吹能力，这两个因素决定了焦炭和喷吹煤粉的成本价格差。为此对高炉吨铁燃料成本而言，焦炭质量和喷吹系统设备能力至关重要。
对于冶炼理念和隐形成本来讲，受各企业的原料条件和工艺技术人员的不同认识和看法，其理念相差较大。由于笔者之前层长期从事高铝矿源的冶炼，其理念和对隐形成本的关注比较多，笔者对隐形成本的理解是，系统成本的核算一般是通过电子表格将各项消耗明细逐一计算出来的成本叫做表观成本，也叫可见成本。隐形成本是在电子表格中无法体现出来，在生产过程中却又时刻影响生产成本的因素叫做隐形成本，比如烧结系统厚料层的自动蓄热能力、高炉煤气利用率、入炉原燃料温度、高炉的炉渣热焓（炉渣热焓是指单位质量或摩尔的炉渣在升高一定温度时所吸收的热量，热焓值的大小可反映出一定成分炉渣的储热能力。炉渣热焓值越高，表明其拥有的物理温度越高，留给应对温度损失的空间也越大，从而维持较低的炉顶温度。），这三大指标在通过电子表格核算成本过程中无法体现，却又对生产成本产生着较大的影响，对于这一块的控制也是成本管控过程中较为关键的一个环节。
相较于大宗物料的成本而言，高炉出铁场的耐材成本受其质量和采购方式的影响，耐材成本是一块，对高炉操作和全天料速、产量本身所产生的影响也是非常大的。行业内对这一块的普遍做法是无论是炮泥还是渣、铁主、支沟全部实行吨铁承包的经营方式对外承包，各承包方受企业考核指标的影响，通常都能较好的做到炼铁厂的各项要求，综合成本也较为合理。
为实现“碳达峰、碳中和”既定目标，高能耗钢铁行业全力推进碳减排工作，促进钢铁行业节能降碳，将是实现“碳中和”的重要路径。多用1吨废钢可减少约1.6吨碳排放，加强废钢铁的综合利用，提高废钢比，将是钢铁工业减少碳排放量的重要途径之一。根据国家“十四五”的战略规划和目标，到“十四五”末全国炼钢综合废钢比达到30%。受转炉炼钢冶炼过程中热量平衡影响，炼钢工序可加入的废钢量已达到上限，继续加入炼钢过程产生的热量已经无法保证出钢温度达到规定要求，对转炉而言一般废钢加入量达到20%基本达到了平衡点，继续加大废钢比例需要消耗含碳、硅元素的补热剂，从而导致转炉系统的成本大幅度增加。致使高炉区域的废钢加入量要达到全系统的10%，根据徐州地区和首钢京唐高炉加废钢的调研，吨铁水每增加100公斤废钢铁，可增产铁5%降焦比7%。在废钢市场行情许可的条件下，根据成本平衡计算，高炉可采用配加废钢的方式降低综合成本。
7、人力配置：鞍钢有共和国“长子”之称，由于鞍钢的独立性然而很多人确不了解鞍钢的管理制度。世人皆知国家的根本大法是宪法，却不知中国有两部宪法，一部是中华人民共和国宪法，一部是毛泽东主席在1960年3月22日签批的“鞍钢宪法”。在“鞍钢宪法”中提到了行业内较为熟悉的“操检结合”，毛主席所批示的鞍钢宪法，后来被美国麻省理工学院一个叫罗伯特·托马斯的管理学教授总结为：毛的主义是“全面质量管理”和“团队合作”理论的精髓。到了70年代，日本的全面的质量管理和团队精神，也就是TPM早期雏形。也是基于“操检结合”的原则，很多民企的岗位工也肩负着部分机电仪检修人员的责任。笔者一位好友首钢集团首秦公司机动部总负责人田杰，介绍过全系统推行“操检结合”的前提是对生产岗位操作人员的不断培训，使之具备机电人员同等的技能素质，然后将机电人员的比例控制在较低的水平内，降低全系统非生产人员的占比，从而达到降低成本的目的。
8、系统平衡：对于全系统的生产平衡而言，大体以总结为采、销、成、检、运、人、机、料、安、环、风、水、电、气、液、辅、库、备、后、研，整个环节运行均涉及生产成本，只是所占比例不同而已。对于系统平衡的管理，一般以全局的成本作为最终的依据和目标，对各环节的生产和工艺进行微量调整，在不影响全系统成本平衡的前提下，做好局部的成本管控。当局部成本和全系统成本存在冲突的前提下，应采取牺牲局部成本，确保全系统成本的措施，这是高铝矿的冶炼理念，也是笔者写《烧结干好！高炉干倒！》的原因所在。
总结：
1、长达三年疫情和当前市场的严峻形势，对钢铁行业而言既是挑战又是机遇。疫情淘汰了一批企业，同时也倒逼很多企业对成本的管控和降低成本的技术手段不断革新，在如此困难的情况下仍有不少企业仍然保持盈利的状态，确实是钢铁行业的一大进步。
2、受篇幅所限只介绍了炼铁区域的降本之道，对于铁前系统的降本措施由于笔者自身对系统工艺的经历和理解的限制，对介绍不足之处还望同行朋友给予提出，对后续工艺的成本控制及降本措施下次更新。
3、在上述降本之道中，由于篇幅的限制，一些工艺技术笔者仅仅是做了粗略的介绍，细节性的要点各位读者有兴趣可以和笔者私下交流。
