锰铁合金供应商一直想表述一下中国矿热（电石）炉失败的多种原因，可找不到很好的切入点，这几天和一位老总谈他新建炉子问题经历，勾起了这个事，借此做一个全面的论述。

纵观中国1955年到现在几乎所有的中国冶炼书籍和案例，矿热炉数字化研究都没有实现过，几乎所有的书和实际案例或多或少都是有不同深度的错误，从各种冶炼事实看，也没有人知道矿热炉到底该怎么设计，没有人知道中国各台矿热炉的问题和根源，更没有人数字化列出它们的问题和解决方式。

实际，这一切早就都突破了，就是时间和理念合作逐台实施。实际不用看任何炉子的运行数据，只要拿到它的原料、设计、供电方式、设备特点、和运行点就能知道它的运行状态和主要数据，甚至可以预判其运行点，就是不看炉子的运行历史也知道炉子问题和运行特征，对新建项目更是可以准确的预知未来的运行结果。

电石炉中6300-12500-16500-20000-25500；31500-33000-36000；39000-40500；45000-48000-54000-63000-81000；195000KVA，我们都准确的分析和预见了它的开始和现状。在6300-16500-33000-39000KVA工业硅，硅铁12500-25500-33000-40500-45000-63000甚至国外85500KVA硅铁；硅锰、铬铁 16500-25500-33000-45000-63000-75000KVA都是如此。

冶炼的数字化就是你根本不用去看它运行，但它所有的运行都是吻合数据规律的，包括指标和周期波动关系，甚至特殊的几种运行手段和维持手段，当然也非常清楚能根治它们的数字化改造、运行方式，而且是有准确的数据关系和案例历史关系数据支持的，甚至可以用全国或全世界任何一台原料稳定和保连续运行的炉子验证，这就是矿热炉的数字化研究。

数字化包括矿热炉的数字化设计，数字运行和数字化短期恢复三个方面，这也是智能冶炼的基础技术，这些问题手段不清楚，离开基础技术研究和数字化去谈冶炼智能都是空中楼阁。

这些技术在几年前就已经实现了，实现后研发出了全新的矿热炉冶炼方式，去改变和实现矿热炉深处哲学般的共性和趋势优化，而且创新的趋势化关系可以通过数据和实际案例数据改变互相吻合，这就是自然科学的规律性，它就和编程一样，也和航天一样准确；只是矿热炉原料和产品不纯，加上各种原料差异和统计计量和仪表的误差存在，会有一个很小的带宽，多数可以把带宽做的很小，基本工业硅在200度电，硅铁100度，电石、硅锰铬铁就是30-50度，高硅硅锰、硅铬在50-70度。当然目前碳电极冶炼还是目前大型矿热炉短期无法越过的方式。

矿热炉全系冶炼多种冶炼的数字化研究就是打开各种冶炼的原料、产品、设计、长期运行和短期异常恢复的数字密码。它可以准确地实现全新无缺陷的大型化设计，清晰 明确各种关联，而且预期准确，可以一次性的数字化无缺陷的改造，实现冶炼低成本和极限冶炼指标和矿回收率。

矿热炉的操作只能是“就坡下驴”的优化，或改变运行点寻找目前错误中很好的平衡点，要实现还是要数字化的改造和消缺和技术创新，消缺问题的矿热炉常规利润市场下每年可增效百分之50-120，投资回收期1-4个月，具体投资看不同行业和错误，市场好时候努力挣钱，行情和市场不好时候可实施改造。

中国电石炉和铁合金矿热炉的前期小炉多是国内设计思路，后来上海吴淞化工厂引进日本电石炉和密闭设计，铁合金甘肃和贵州、湖南、上海等引进国外铁合金炉，再后来1980年左右，中国“高价”引进了四套埃肯255000KVA电石炉，也开始了密闭冶炼的时代，这些进口炉子设计总体还是比较科学，但不是很完美，电石因为原来的电石原料北方除了乌海地区，其它原料不是很好，南方白灰原料会吻合一些电石炉就稍好；硅系受原料地域化影响较大，锰铬系进口矿的矿热炉则没有太多地域性差异。

再后来，这些引进设计被各家专家和企业各自理的解演变的五花八门，有的电极直径增加，有的炉膛增大，有的炉盖加高，改造和设计如同选彩票，当然结果肯定也是五花八门，从演变的综合数据分析，一个好的都没有，更何况矿热炉从小到大还有非线性的关系几乎没有人准确的预知过。看看矿热炉二次电压设计，几乎就一个对的都没有，只有国外81000和195000KVA电石炉变压器是基本吻合的，但是有档位，从来没有开起了过，档位“老外”是设计了，为什么开不好“老外”他们也没想到，我们在开始就想到了但没有办法改变，冶炼的市场和技术就是这样。

实际矿热炉16500-25500KVA就是传统矿热炉的设计容量，33000KVA不过是国外意识到一个方向的变种设计，但是数字化分析和事实证明国外铁合金设计还是有问题的，从西北地区的硅铁和南方硅锰设计就可以看出来。因为规模效益优势，硅铁、锰、铬在33000-45000KVA还会有不错的机会，到

40500-54000-63000-81000KVA都不是很理想，这里的电石和硅铁40500KVA，在中国的多个版本，大概有四五个吧，大家和排列组合一样各自理解的去组合参数，有一、二个还算凑合，但也不是和太稳定，也都有很大提升空间；其它冶炼的内燃和密闭炉多数是电石炉改进的，除了国外引进的几台铁合金炉采用了独立设计。54000KVA电石错误比较大，63000KVA的电石有些硅铁和硅锰的混合思路，指标也是远不如同原料的小炉子，81000KVA的几次改造都是隔靴搔痒没有涉及根本，所以变化不大；63000KVA和超过63000KVA的各种矿热炉都是技术超限了，怎么设计都不会有太好的结果，需要新的方式改变增容后的冶炼关系。

当然这所有的不正常的矿热炉的问题都很清晰，新的技术方式也有很好的实用性，技术核心是需要根据大型炉趋势分步改造，可惜有些问题比较深，改起来成本不小。

早知如此，何必当初，没有矿热炉基础技术研发和前瞻性，让很多新建的矿热炉的时候闭门造车，满满的自信，搞起来不行了，又不肯共赢合作改造，总是不停一鳞半爪的瞎折腾，没有灵魂的全数字化手段，也就没有根本解决问题的手段，核心就是小看了冶炼的技术深度，矿热炉比PVC比电厂和化工复杂得多，也是迄今唯人类一没有体现技术规模效益和数字化的传统产业。

一）矿热炉失败的理念根源

矿热炉失败的理念根源就是多数中国人不讲原理，多数不能从原理和基础技术研究去创新和优化。很多时候，微小的科学改进，都有明显的冶炼效果，可是多数人会纠结得失，不肯改变，非要看到别人改才可以。人类的生产都是自然科学规律的利用，锰铁合金价格不信原理就会混淆科学和方法的责任关系，会扼杀很多很好的技术，会把行业创新变得不可知混乱无序，矿热炉领域就是如此。

多数国内的冶炼项目初期缺乏技术研发和论证，都是非商业性的交流为主，因为没有有效合作，所以也没实质效果，多数讨论越多，结果矿热炉开炉会更差，就是张三、李四、于五都借鉴的太多，然后干成“四不像”。实际上矿热炉不同原料都有数字化的规律和联动关系，也都有哲学般的共性，但是不同原料和供电会有不同参数配套关系和生产特点，多种冶炼可以换角度看问题和具有技术远见，只有对多种冶炼和多专门的熟悉，建立数字化体系才能实现设计和改造，瞎子摸象、摸石头过河肯定是不行的，“围三厥一”的才是兵法。

二）商业习惯和共赢思维失败

中国人喜欢小聪明，就是看眼前利益但没有长远规划，甚至怕技术付费和能效共赢，民众和政府都是这个习惯，东方人包括印度、越南、南亚、中亚都是这种意识形态，或许是多年战乱导致，都没有未来规划也不是很重视信用。在矿热炉产业也一样，我们中国人特别喜欢抄袭和免费，感觉这样省钱，实际这样是很贵的，每年损失数百万上千万。比如铬铁炉75000KVA炉子是国外总包，企业1000多万人民币买的工艺包，而且是预付款的，国内人多数觉得新炉子30-20万搞个参数甚至免费搞个图纸就可以了，可是自己类似原料的铬铁炉子开起来一年多损失5000万-1亿，就是达不到人家的水平。实际上75000KVA的技术也是极限了，还有更好的方式，所以锰铬系的增效空间比电石和硅铁大的多。

没有资金可以合伙，通过后期付费共同受益，不能走捷径，结果因小失大多年不正常，这些新项目前面省力气、省费用的“问题的矿热炉”多数是什么结果？结果就是多年不正常，铁打硬盘流水的兵不停换人，有的企业开始慕名找几个“专家”，付款没结果或没信用跑了，后面企业开始多疑，多数开始采用后付费搞好给钱，可是真正有水平的都是合同解决，肯定不是那种“地摊模式”，于是多年的臭炉子就成了“烂菜地”，冶炼菜鸟们谁都可以去瞎搞，但一个也没搞好过，能搞好的人知道局布不成，结果无法改变就 根本不去，让时间去验证“菜鸟”和“跑炉客”的业绩。国内铬系、锰系、硅铁问题炉都有这种案例。然后多数还是企业自己痛苦后自主凑合运行的指标很好，但是问题不去指标 也不可能太好。

三）轻视技术的失败

还有一些自己制作炉子的企业，或做总包的设备企业，说起来好像很自豪，八、十年炉子都不正常或很难实现，总是说运行问题，他们自己也不知道为什么不行，冶炼企业自己就是一直不停的换人换人，一年比别人损失上千万利润。矿热炉炉装置简单原理复杂，建炉子很容易，建好就很难，要好设计，好设备，还有好的运行水平。如果无视技术的自以为是，就因小失大的小聪明。所以中国真正的好炉子在百分之3左右，刚好不到5个要素的反正组合，就是2的5次方32的倒数百分之3.125。

无论装置还是人，轻视什么就会毁于什么，轻视朋友的人肯定孤立无援，轻视金钱的后期不会富有，轻视技术的必然吃技术亏。更有很多冶炼企业，留着错误多年，宁可每年损失数千万，就是不能采用科学的技术合作方式共同受益，在大型电石炉，工业硅，硅铁，硅锰、铬铁都是如此，他们自己搞得一塌糊涂，还自认为天下一，实际每一个错误的后果和预期懂得真技术人的都清晰，可是要么你都告诉他，他学会了自己吃“独食”，实际上他自己如果明白，当年就不会那么建设，原理和方法是不能保护的，没有共赢模式只能是他们烧钱中，明白的人看着什么都清楚，甚至有3-4种方式给它根治消缺，但是没有共赢，就不会改变，就眼看他们一次次凤毛麟角，一鳞半爪的改造和折腾。

那些问题炉没有绩效介入或高新技术的分步解决方式，多少企业都后期破产倒闭或艰难挣扎，甚至几年损失一台新炉的投资，或是一边企业烧钱，一边是不很懂的人一轮一轮在超载摸索瞎折腾，成了行业的常态，这些所有问题炉和不正常的炉子，好坏的根本原因我们都知道，但是我们也不说，因为没有共赢，这也是中国特色，那些不肯做能效合作的企业，不管多大多数都是不值得合作的企业。

为什么技术工艺包都是预付款？国外更是百分之100工艺包付款，而设备可以分步付款。因为技术解决首先是全技术百分之100输出，是在后面看结果，这里有核心方法和对错误预期的纠正，还有数字化操作，真技术的人知道科学方法得当肯定会有很好效果，本身合同付费对技术工艺包的效果也有考核，这是有效的技术解决手段。没有这种绩效介入而且分步解决方式，多少企业都后期破产倒闭或艰难挣扎，然后是一边他们烧钱，一边是不懂的一轮一轮去瞎折腾，铁打营盘流水兵，成了冶炼行业的常态。

四）矿热炉研发不足技术超限制

中国的冶炼都是源于国企，但是在改革开放中，因为矿热炉投资少回报高，私营企业发展迅。再加上矿热炉装置简单原理复杂，人、机、料、法、环、等贪腐机会非常多，所以多数冶炼国企都亏损出局了。

在实际冶炼中，我们接触了大量冶炼企业，设计企业和高校，矿热炉和电石炉产业等高耗能产业研发制造中有三类企业：

1）设计企业

多数都是当年国企设计院，名气很大，但是设计院接触实际太少，矿热炉是一个实战关联度很强的行业，很多企业找大设计院设计，结果指标不好，费用挺高，然后就是只花钱买资质，而且多数设计院是你要什么我设计什么，后果我也不担责任，于是中国各地矿热炉都是设备堆积，核心原理缺失互相矛盾着，好矿热炉的结果也是中彩票一样难。

2）总包企业

总包企业情况和设计院差不多，多数都是当年的国企，或国企搞设备的人分离出来的，国企总包价格高，私企有些价格不低做的挺好，比较有竞争力，设备除了用料焊接差压，实际都差不多，矿热炉的命运不是在设备手里，当然好的设备多数比较耐用，比较抗折腾，所以炉子整体运行率比较高，指标会好一些，中国矿热炉设备企业缺乏的是工艺配合，多数没有实战和数字化工艺研究清晰的配套能力，有些总包堕落到拼价格，甚至拼付款和垫资，实际水平高的总包企业都不垫资，垫资不是技术能力，是商业套路，垫的基本是自己利润，垫出去都会高回报拿回来，虽然电阻，但是垫资的建设的炉子很少有好的，能做的矿热炉企业也不屑选择垫资或低价，一分钱一分货，这是永恒的真理。那些被垫资的企业的矿热炉多数每年损失数千万的利润。

3）高校研发

高校研发分两类，一类是玩真实技术的，自己实践经验虽然不多，但是研发比较准确实用，会有很好的市场效果和市场，只是推广难度比较大。

一类是玩虚的，利用矿热炉的复杂和传统，在补偿，自控，智能化，电极测入料深度、矿热炉信息化等做样子，套取高校的研发资金，项目一塌糊涂、毫无实际价值，可是评奖和利益都输送的挺好，这也是高校的“中国特色”。

随着高耗能产业在国外发达国家消失，我们国内抄不到了，于是就在传统矿热炉不断放大，传统三电极圆形矿热炉就是显像管电视一样，不能无限放大，大到一定规模必须要新技术方式，就如同大型屏幕电视需要用液晶和激光电视技术一样，超级显像管 电视是肯定实现不了120寸4K画面的。

当然，中国搞电气的不少人想出来低压补偿，多电极，直流多电极冶炼等，在矿热炉上实验很多，从基础技术研究上看低压补偿只是中国电业局功率因数考核政策产物，也是超大型电石炉以错制错的补救策略，除了增加有功和保护变压器，其它作用都不大。技术超限的大型矿热炉多数变压器都超不到极限无功功率，很多甚至连超载都无法实现；直流矿热炉就是和“背影电视”一样的结果，它增加了功率但是没有优化功率的发热方式。

五）国外引进技术的失败

中国曾经是世界冶炼的鼻祖，4500-5000年前我们的祖先就冶炼出青铜，进入青铜时代，3000年前冶炼出生铁，2500年前冶炼出钢，这都比欧洲早1000多年的冶炼技术，可是近代中国落后了，因为电是西方人发明的，矿热炉炉从小到大都是抄袭西方的技术，或成套引进，但是成功的却不多。

所有这些引进项目的失败，根源都是我们使用的原料与国外引进的不同，没有建立数字化设计体系，有些原料接近了，但是原料加工处理指标不行，加上早期国企操作比较死板，宁可错失机会，不能冒险提高，而矿热炉这个东西，负荷和档位是关键，稳可以不会太差，可是永远不会太好。原料问题是国外资源比较丰富，地广人稀，中国人口密度大，而且喜欢走低质量路线，导致几乎所有的引进矿热炉都没有达到国外原料要求。个别国内引进项目是跨界了，比如硅铁，很多国外产品指标和我们不同，我们引进一样的炉子，却是生产不同的产品，这指标肯定难好；所以抄袭和引进也要动态理解的抄袭，不然就是刻舟求剑了。

还有些国外引进技术就是拿中国做实验，这也是中国人主动提出的，动机比较复杂，有的是为了好大喜功，追求容量超越，有的是引进时为了价格模糊，搞这些高大上的炉子没有价格的可比性，可以在私利中便于操作；还有的以实验和创新为名，给自己失败留下后手。毕竟国企时代是大锅饭，决策者的利益是复杂的，甚至动机都是复杂的。结果就是项目钱花了，甚至改的风马牛不相及，或者被不同专门的人拆得支离破碎，因为引进的自控比较复杂，有些连锁过多，完全不适合中国人的随心所欲，干脆把保护拆除，所以多数炉子不正常，还有就是不正常的炉子，原料耗材的黑利益比炉子 好了更好获得，所以炉子就不能好，必须不好。

在引进技术的改造和理解上看出了矿热炉的复杂，每个被引进的矿热炉都衍生出千姿百态的复刻版，好的没有一个，多年以后，发现欧美或日本的设计还是很有道理的。

实际上，矿热炉国外研究和研发也到了瓶颈，高新技术和突破性技术国外并没有我们国家目前研发的技术超前。目前中国矿热炉在从核心技术衍生出的设计方式已经超越了国外技术，数据原理和事实证明都是如此。比如国外还陶醉在大型三电极，和矩形多电极，以及直流矿热炉冶炼，目前证明这都是技术方向不正确的冶炼思路。

六）完美矿热炉的新建和设计流程

准确说叫矿热炉的基础技术研究与应用，这是把矿热（电石）炉全要素和原理深入研究后形成的准确无缺陷设计和运行技术，包括创新技术。矿热炉实际是和航天一样的准确产业，不同的就是原料差异，产品差异，供电设计不同，和原料杂质导致的有带宽误差，但是准确的研究可以把带宽做的很窄，可以实现准确的数字化设计和操作。深刻了解原理和设计方向，优化方向，针对产地原料和产业格局，作出利于企业的优势设计和规划。这种设计可以实现矿热炉冶炼指标，而且炉龄长，电耗低，生产非常安全。

新建矿热炉项目开始应该从以下几个方面入手：

1）项目开始时做好原料和资源调研

原料是基础，碳和白灰、硅石都很重要，还有白灰烧结水平、硅石也要和炉子配套，不同原料不同设计，包括主原料矿，还原剂，都考虑不利设计和替代措施。

2）项目位置做好物流，供电和产业链规划

目前物流成本比较高，各种相关原料辅料和产品的运输考虑好，供电价格之外还有变电站位置，和同变压器下客户和用电量，确定补偿方式，如果是自发电用户，就要按自发电设计，不能采用公网设计，如果二种电源供电，必须实现变压器兼容设计，防止很多公网设计在自发电电网运行不理想。

3）项目做好短期和长期产业计划和盈利优势计划

这里首先包括同产品的企业产品产能和技术水平，明白自己企业的优势，劣势，必要的技术升级潜力，对下游客户做分析，对近期和远期产品做规划和设计预留，包括出炉方式的兼容和预留。电石企业的资质是可以一个企业两种资质，电石外可以冶炼硅锰和铬铁，提前设计不同的运行点，可以有很好的市场产品空间选择。

4）项目做好产品计划和多种冶炼计划

多谋善断，未雨绸缪，实际很多电石炉都是可以兼容多种产品的，不仅是硅锰和高硅硅锰，还是铬铁，都是在设计之初就规划好的，硅锰、铬铁都是可以兼容冶炼的， 但。必须设计数字化区分手段，密闭的电石，硅锰，铬铁都是多种冶炼兼容，不同冶炼有不同变动方式，投资基本不增加，或增加300-500万，就可以实现多种冶炼。这是提前设计和规划，就需要搞清多种冶炼的相似和不同，也就能做好和实现各种冶炼的电耗高产高回收率，那种搞了多年冶炼不知区别，甚至一台炉子瞎冶炼各种产品，各种关系的数字化状态不明白，不管干几十年，都只能是初期冶炼的水平。职业和行业，不仅是挣钱获利，玩到才是乐趣，而且也是矿热炉安全生产的好手段。

5）矿热炉的容量设计和新技术优势

国内40500-42000KVA的电石炉和硅铁炉，都有多种版本，不同理解不同设计，不同的结果，但必须明白各种要素的关联和关系，不能买彩票一样堆积随机选择，否则矿热炉的结果要好如同中彩票一样。大型矿热炉的不同冶炼种类，根据不同技术极限和资源优势，选择不同设计容量和新技术，为后低耗高产，高利润运行做铺垫，很多特种冶炼，可以跨界运行冶炼多种产品，实现企业利润很大化。

6）矿热炉循环产业规划和布局及余热余气发电

前序有发电，后序有余气回收的矿热炉，都需要全面规划，一个是布局和物流，一个是电设计，前面说了，自发电和公网电设计不同，布局这里主要是余热发电的考虑，余热不能距离太远，否则热损失太多，尾气（一氧化碳）发电的，在原料和碳材烘干就要综合考虑，过多原料和碳水份不但增加电耗，而且影响后面尾气发电效率。

7）项目高新技术升级和产业拓展

所有矿热炉都有哲学般的规律，有规律就可以前瞻性的向有利方向实现规律预期，就是创新和优化设计，是基于原理的优化，如同空气动力学对火箭和飞机的指导作用，不是你生产过飞机没有，或生产过火箭没有的问题，这是深度的通过原理实现前瞻改进和优化的能力。中国两弹一星的都是这么干出来的，这么多矿热炉怎能总结不出全数字化的规律。

通过大型炉中数字化的准确设计，可实现多种原料和产品的极限冶炼，不但低耗、高产利润大，而且安全生产便于管理，同时对粗矿冶炼很好的适用性，还有多种冶炼同炉冶炼的技术优势。传统矿热炉行业的创新，锰铁合金利益巨大，社会效益巨大，是利国、利人、利己、利环境的“四利”产业。