一 : 曹妃甸新首钢廿八：钢材高端看冷轧

曹妃甸新首钢廿八：钢材高端看冷轧

在钢铁产品的一般生产流程中，热轧钢材是基础，冷轧钢材为高端。当我们看完京唐公司的2250宽带钢热连轧机之后，很自然地就是要接着去看京唐公司的宽带钢冷连轧机。

不过在参观之前，咱得先多少对冷轧钢板的知识有一点了解，否则啥也看不懂就没有意思了。

现代化的薄板、带钢生产技术是一个国家钢铁工业发展水平的一项重要标志。薄钢板除了供汽车、农机、化工、食品罐头、建筑、电器等工业使用外，还与日常生活有直接关系，如家用电冰箱、洗衣机、电视机等都需要薄钢板。因而在工业生产比较发达的几个产钢大国中，薄板、带钢在钢材中所占的比例很大，一般达到或超过50％，特别是冷轧板占据很大部分，而热轧板的应用领域相对减少很多。

钢板（带）如果按照生产方法来分类，第一类就是热轧钢板和钢带，第二类是冷轧钢板和钢带，而且热在先，冷在后，没有热轧钢板做为基板，就不能继续生产出冷轧钢板。按过去的习惯，钢铁业内通常把宽的钢板才称作“板”，窄的钢板要称为“带”，这与热轧钢材分宽窄本来是一样的。高端钢材价格也高，尤其是冷轧钢材价格远高于热轧钢材。只是近十几年来，由于高效率连轧机的出现，都把生产宽带钢与生产钢板卷等同起来看待，而且窄带钢也可以不再一根一根慢慢轧制，可以用宽带钢（钢板卷）快速纵剪一下子得到十几根，所以产品分宽窄的界限就被打破了。所以你要是跟业内人士谈业务，一下子说钢卷，一下子说宽带，其实是指同一种东西。不分热轧和冷轧产品，意思都一样。

如果按照钢板的表面特征分类，在冷轧钢板及衍生品范围内，最主要的可分为几大类：一是冷轧光面板（包括硅钢板），二是镀层板（包括热镀板、电镀板），三是复合钢板，四是彩色涂层钢板。其中仅就镀层板来说，还要细分出镀锌板、镀锡板、镀铝板、镀铝锌硅板等若干个品种。

按照卷板交货的应用品种上，冷轧钢板比较常见的主要有结构钢板（多用于制作其它镀层板和涂层板的基材，或制作大口径焊管），高端产品有汽车钢板、电工钢板（硅钢板）等。

前面我们看到的“热连轧”过程，都是把钢坯加热到1200℃以上进行热态轧制的。然而，当轧制的钢材越薄，在热轧过程中的“温降”也就越大，即冷却速度会更快，所以温度分布也不均匀，往往薄的钢板（带）首尾温差较大。这就给轧制厚度小而长度大的薄钢板（钢带）出了一个难题。尽管轧件全部都通过了同一架轧机碾压，但是往往成品钢材前后端因为温度不同，造成压下变形量实际有差异，使钢材前后端的性能出现显著差异，或尺寸超出公差范围。当厚度小于一定限度时（很薄时），轧制过程中的温降很剧烈，以致根本不可能在轧制周期之内保持热轧所需的温度。这时要获得热轧薄卷板就十分困难。因此，事实上存在着一个热轧厚度的下限值，当钢板厚度薄于这个值，热连轧机就没办法轧制了。

上个世纪70年代初期，日本、法国、意大利、原西德等国曾经致力于在热连轧机的精轧机组后面，再增加第八、第九机架，用来生产更薄的1mm或0.8mm薄钢带，也就是企图使热轧钢带的加工“一步到位”。但是实践证明，从产品质量（工艺达不到）和设备（投资巨大）两方面来说这都是不可行的。

现代化的热连轧机目前设计可能轧出的最小厚度，也就是1.2mm，尽管国内外皆如此，但是在实际生产中仍然很少生产1.8mm或1.5mm以下的热轧板卷。即使是在今天，首钢迁钢2160轧机和京唐2250轧机这样高水平的热连轧机组，也很少能直接生产这么薄的钢板。

在热轧难关出现之后，人类的创造性思维又开始了：能不能在原有的热轧工艺之后，采用全新的方法来加工更薄的钢板或钢带呢？在需求指导下（现在时髦的说法是“在市场指引下”），终于研究发展出了低于“再结晶温度”的轧制方法——冷轧工艺。在热轧钢材基础上进行新一轮的冷轧，可以获得硬度更高、性能更为优异的冷轧钢材产品。

采用冷轧工艺，就不存在热轧温降与温度不均匀的弊病，可以得到厚度更薄、精度更高的冷轧带钢和冷轧薄板。用现代冷连轧宽带轧机加双机架的二次冷轧方式，已经可以生产厚度为0.1－0.17mm的冷轧薄板作为镀锡原板，即使不经过二次冷轧也能生产0.2－3.5mm厚的冷轧薄板。用现代化的可逆式轧机可以生产出0.15－3.5mm厚的冷轧板，0.15－0.38mm厚的板带为一般薄板，0.07－0.25mm厚的为较薄薄板，0.025－0.05mm厚的板带为极薄薄板。用多辊冷轧机或窄带钢冷轧机可生产最薄达0.001mm的产品，也称为“极薄钢带”。

我们常见同样规格（厚度）的钢板或钢带，冷轧产品的各项性能都全面超越了热轧产品。人们日常生活中接触的钢材制品（汽车、家用电器等），主要结构部件和外壳无一不用冷轧钢材。

还有象硅钢片（silicon steelsheets，在冶金行业通称为“电工钢”，我们搞电力和电气行业的习惯称为“矽钢片”），属于精密合金产品，占世界钢材产量1％上下，硅钢片是上世纪初（1906年）才代替低碳钢用来制造电机和变压器铁芯的，但是热轧产品性能不行，磁导率低、铁损高，到60年代后逐渐改为冷轧产品，目前国际市场上热轧硅钢片几乎已经消失，国内30多年来建设的所有冷连轧机生产的也全部都是高性能冷轧硅钢片。

那么什么叫作“冷轧”呢？在金属学教科书上的说法是：加工温度低于该钢种在特定变形条件下的“再结晶温度”的压力加工，称为“冷加工”。物理名词“再结晶温度”与金属在退火时内在晶体的生长形态有关系，此处不具体解释了。铜和铝的再结晶温度大约是200℃上下，纯铁的再结晶温度高到450℃，而一般的“钢”因为含有碳或其他合金元素，或者含有其它杂质，再结晶温度还要比450℃更高。所以，冷轧工艺的“再结晶温度”界限一定是略高于450℃的。2009年武汉科技大学发表过一篇通过退火工序试验来研究冷轧薄板再结晶温度的文章，验证了这个温度界限，通过实验数字得出的结论是：再结晶开始温度大约为450℃，随着温度升高，钢板的硬度急剧下降；再结晶结束温度为650℃时，硬度达到最低值；超过650℃以后钢板硬度变化不大；根据“50％平台差法”确定实验钢种的再结晶温度约为550℃。

而在实际工业上的习惯，称冷轧为“坯料事先不经过再加热的常温轧制过程”。然而尽管从1.5mm厚的热轧钢卷，要经过冷轧变为0.25mm至1mm的冷轧钢卷（厚度减少到原来的1／6到1／1.5），看似变形量远不如热轧时大（从230mm厚的钢坯压制到1.5mm厚的钢板，厚度减少到原来的1／154），但是这种“冷”状态下的轧制变形是非常困难的。

冷轧工艺流程自身有许多困难，不仅需要后续建造具有巨大轧制功率的冷轧机，而且在前期热轧工序里还要采取很多特殊的辅助工艺技术。例如，冷轧的每个道次变形量不大，它与前面热轧工序所形成的钢的“合金化组成和晶粒度大小”两方面因素有密切关系，如果热轧时的终轧温度越高（例如到840℃以上），变形强化系数就越低，晶粒就越均匀，在后面冷轧时每道次的变形量就能大一些，俗称“好轧”一些。我不是轧钢工艺专家，在此就不多解释了。

冷轧薄板生产线作为钢铁生产最后一道工序，因其先进的工艺和技术、最高的产品定位及广阔的市场前景，成为衡量钢铁企业实力的重要依据。所以在80年代以后，国内各家国有或民营的钢铁企业都在具有热连轧钢板（带）之后，不遗余力地发展冷轧钢板（带）。冷轧板带钢产品极为广泛，具有代表性的产品有金属镀层板（镀锡板、镀锌板等）、深冲钢板（汽车板)、电工钢板与不锈钢板等，其全套工艺流程如下面这张图。

冷轧板带全套产品的工艺流程，包含各主要产品类别，但是京唐公司冷轧厂不能生产不锈钢产品系列

上图当中的“酸洗热轧带”，也叫热轧酸洗板卷，是专门在冷轧厂酸洗线上生产出来的一种经过特殊处理（酸洗）的热轧钢材。热轧酸洗板卷是国内市场的新兴产品，其表面质量和使用要求介于热轧板和冷轧板之间，“性价比”较高。目前国内具备专业生产酸洗板能力的企业还不多，所以酸洗板市场有较大的容量和利润空间。在首钢旗下的迁钢公司冷轧作业部，就有这样一条年产70万吨的生产线。

深冲压冷轧薄钢板多半是采用铝脱氧的镇静钢，属于优质碳素结构钢，由于它的塑性非常好，具有优良的深拉延特性，在冲压模具内可以连续进行复杂变形、充满型腔，却不会开裂，所以被广泛用于需要比较复杂结构的深拉延（深冲压）的制品上。中国大规模发展汽车工业之后，自产深冲板远远不够用，所以很多钢铁企业都在十几年期间拼命扩展冷轧深冲汽车板的产量，对于国产品牌汽车的大发展立下汗马功劳。

上图中有关电工硅钢和不锈钢的两部分，我就不介绍了，因为京唐公司到目前为止还没有轧制电工硅钢板卷（迁钢有此产品），也没有生产不锈钢板卷的能力，集中谈谈其它主要产品。

带钢的冷轧工艺诞生于19世纪中叶的德国，当时还只能生产宽度20－25mm的冷轧带钢。美国在1887年生产出宽度为150mm的低碳带钢，1880年以后冷轧带钢生产在德国、美国发展很快，产品宽度不断扩大，产品质量也提高很多，冷轧板光洁度比热轧板高很多，性能好、品种多，通过一定的冷轧变形程度与冷轧后的热处理恰当配合，可以在比较宽的范围内满足用户的要求。

我们可以通过图片来简要回顾一下冷轧机的发展过程。从单机架、小批量生产，如何发展到多机架连续作业的大工业生产方式。

上世纪80年代照片：用这种小型单机架冷轧机生产冷轧窄带钢，是我国当时小作坊式生产的代表

原首钢在1983年兼并的北京冶金研究所（位于清河，曾改名首钢冶金研究院，后改制为“北京北冶功能材料有限公司”）里，有一套从德国进口的森德威（SINDWIG）20辊极薄带冷轧机，是与森吉米尔（Sendzimir）轧机齐名的，在国内也是最先进的。它生产的冷轧合金薄钢带属于国防应用的“高精尖”产品，其中一部分极薄的精密钢带产品，专供潜射导弹及航天火箭，如果用热轧方法是不可能生产出来的。但是国内外这类轧机的生产批量都不大，年产两三千吨都算多的。

上世纪80年代照片：首钢冶金研究院20辊森德威薄带冷轧机正在生产极薄钢带

中国进口的森吉米尔单机架20辊可逆式冷轧机，正在自动轧制20微米厚的超薄精密带钢

单机架、双机架乃至三机架的冷轧机，特别是轧制幅宽比较窄的带钢，生产效率都不高。但是这种生产模式至今也没有完全被淘汰，原因是它适合生产小规格、小批量的冷轧带钢产品，自然有它存在的意义和市场。可是对于特大型钢铁联合企业来说，这种小批量的生产模式就不适应了，大型企业考虑的是具有年产几百万吨的设备能力，如何高速度、高质量地生产出冷轧钢卷的问题。

三机架冷轧机组在生产冷带，这种轧制形式至今还存在于一些国内小钢厂

2003年时我国某企业的冷轧带钢生产车间，还可以明显见到小批量、单卷的产品四处堆放

宽的冷轧薄板（钢带）是在热轧成卷带钢的基础上发展起来的。1920年美国第一次用单机架冷轧机轧制出宽带钢，并且很快由不可逆式轧制跨入可逆式轧制。1926年阿姆柯公司（ARMCO）巴特勒工厂建成世界上第一套三机架四辊串列式冷连轧机。日本稍慢一步，1938年才在东洋钢板公司所属松下工厂安装了第一台可逆式冷轧机，开始生产冷轧薄板，1940年在位于日本西部的广畑钢铁厂（新日铁前身之一，现为新日铁分厂）建立了第一套四机架的1420mm冷连轧机。1951年苏联在新利佩茨克钢铁公司建设了一套2030mm全连续式的五机架冷轧机，年产达到250万吨。最有发展前途、代表大规模工业生产能力的，是连续式、不可逆运转的多机架冷轧机。

冷轧机按轧辊的辊系结构，分为二辊式、四辊式和多辊式冷轧机，最多的有30多个轧辊

可逆式和连续串列式冷轧机架的布置形式

左为常见五机架四辊冷连轧机，右为五机架六辊冷连轧机（京唐冷轧用此型轧机）

国内几个钢厂典型的冷连轧机的轧辊布置

国内某钢厂的SMS五机架串联式冷轧机

国内一般的冷轧钢卷成品（未包装），外观特征就是比热轧钢卷要光洁明亮

冷轧带钢经过平整，除了成卷出售，按其它规格交货之前都要根据用户要求进行剪切。按单张交货的要横切（业内通称为“开平板”），配备高速横切飞剪，可以生产整齐的盒装冷轧平板。按窄条带钢成卷交货的应纵切（业内通称为“纵剪带”），把宽带钢同时剪裁为几条乃至十几条窄带钢。无论是横切还是纵剪，成品冷轧钢材的生产速度都比一张一张或一条一条地单独轧制要快数十倍，生产效率大大提高。有了这种轧钢机和剪切设备，再也不需要那种分散式“小作坊”生产设备了。这种从一条生产线出来之后“一变三”（冷轧宽带钢卷、冷轧窄带、冷轧平钢板）的生产模式，真正体现了大工业的自动化、高效率的冷轧钢材生产。

武钢（天津）钢材加工有限公司剪裁线的纵剪机，正在把冷轧宽带钢剪成10条窄带

一卷冷轧宽带经过纵剪成为十一卷成品冷轧窄带，轧机效率提高数十倍

冷轧钢卷切为平钢板（开平板）的原理图

冷轧中宽带钢

首钢迁钢第一冷轧厂的冷轧宽带钢卷

冷轧板带生产的工序和工艺流程与产品紧密相关，随着产品的要求不同，工艺流程也有所不同。其中除了冷轧环节之外，在热轧当中所没有的酸洗、退火工艺也是大家不容易见到、非常感兴趣的。

冷轧板带钢产品是以热轧板带钢作为原料，因其表面有钢板在精轧后冷却期间或存放期间形成的氧化层（我们称之为“三次铁皮”，以区别钢坯在加热炉内生成的“一次铁皮”，以及粗轧之后在中间坯表面生成的“二次铁皮”），所以在冷轧开始之前要把这一层比较密实的氧化层清除掉。由于冷轧的工艺不再加热，也就不可能使氧化层开裂并用高压水冲去（即所谓“热态”清除），所以得用新的方法做“冷态”清除。

所谓“酸洗”就是在冷态下用一种化学方法清除金属表面氧化铁皮的过程，通常也叫化学酸洗，根据不同的金属基材，分为采用盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氢氟酸等不同种类。清洗热轧板卷表面通常用的是盐酸（HCI)，世界各国的盐酸酸洗机组用的盐酸浓度都不超过20％。

酸洗是冷轧生产的第一道工序。下面这张示意图是用盐酸清洗热轧钢卷表面，除了盐酸与氧化铁皮直接发生溶解作用、使其脱落之外，盐酸溶液与氧化铁皮相遇，同时从缝隙渗入基体（钢板）后与铁相遇，这两种情况下都会发生反应，生成氢气，氢气的膨胀会产生一种机械剥离作用，能把氧化铁皮从钢板表面加速“扒”下来。但是这也意味着，酸洗速度必须非常快，否则钢板就会出现被强酸局部溶解（腐蚀）的新问题。随后还必须立即用冷高压水对钢卷进行冲洗，祛除酸液残留，防止腐蚀。

在酸洗过程中，热轧钢板表面的氧化铁皮迅速减少

因此现代化的大批量冷轧钢卷生产都是把酸洗设备与冷轧设备连接在一起，在钢铁业内通常被称为“酸轧机组”，从酸洗工序到冷轧工序之间的过渡非常短，在酸洗后以最快的速度进行冷轧，几乎不停留。冷轧完之后的钢卷也是尽快给它“再穿衣服”（冷轧板或板卷要直接密封包装，或加工为镀层板、涂层版），隔绝空气，就能避免冷轧之后的基板被再次氧化。

酸洗槽里要砌筑专门的“耐酸碱瓷砖”，是以石英、长石、粘土为主要原料制成的耐腐蚀衬砌。早期的酸洗槽都比较深，在1米到1.2米左右，称为“深槽酸洗”。70年代后逐步应用“浅槽酸洗”，深度降到0.4米到1米之间。1983年德国人发明了“浅槽紊流酸洗”，酸液深度小于400mm，有很多好处，例如酸洗时间缩短到原来的65％、酸洗后每平方米的残留物≤50mg等，所以现代冷连轧几乎都选择这种浅槽紊流酸洗方法。

宝钢某酸轧机组的酸洗槽正在进行防腐施工（砌筑耐酸碱瓷砖）

太钢不锈冷轧厂的卧式酸洗槽

带钢在酸洗槽（揭开盖子）内通过时的景象

酸洗机组分为连续卧式、连续塔式和半连续式（也叫推拉式或推式）三种，它们各有特点。

连续式酸洗的工艺是先要把每一个热轧钢卷展开，再把前一个钢卷与后一个钢卷之间的头尾都焊接起来，使带钢本体连续地通过酸洗槽。因而设备庞大，投资偏高，各个环节的生产节奏必须完全同步，组织生产不灵活，一旦中途停止后重启机组很是麻烦（需要全线从头到尾重新“引带”，引带也叫穿带，京唐一冷轧1700酸轧机组仅酸洗线穿带一次要花费4－5小时，五机架轧钢机和卷取机再穿带要2小时，合计6－7小时，还要耗用数十人力），但是它非常适合大批量地进行同种钢卷酸洗作业，与后面的冷连轧机可以“无缝接续”，生产效率很高，带钢的平直度也好。

马钢2130冷酸连轧机组穿带：热轧带钢通过入口段，牵引而出，即将进入酸洗段（二十冶图片）

首钢迁钢公司冷轧厂酸轧机组正在进行穿带作业的场景（视频截图）

连续式酸洗由于各段（原料准备段、酸洗工艺段、成品段）工作速度上有差异，既要保持各段工作状态的相对独立性，又保持钢带不停顿地连续酸洗，因此无论是卧式还是塔式，都要在每两段之间（进口／出口）设立活套车（在我国台湾称为“环圈车”），以“活套”的形式储备宽带钢，储量不固定，尤其是在装钢卷、焊接和卸钢卷时，酸洗机组就使用活套车里的储备钢卷。

水平活套小车的结构和原理示意图，酸洗机组一般要配两组活套

酸洗槽下方安装水平活套，充分利用空间（武钢三冷轧）

塔式机组的酸洗塔有的高达30米，还分为单塔、双塔和多塔，对酸液密封要求较高，绝对不能在空中外溢（否则可是“空中飞来横祸”啊）。但是这个高大的酸洗塔割裂了厂房内的吊车通道，设备维修不便，停机后重新穿钢带很困难。而卧式机组虽然占地面积比较大，设备结构却相对简单，维护也方便。全世界年产100－200万吨以上的冷轧生产线都使用卧式酸洗机组，因此我国钢铁企业也由于引进技术的原因，只有很少几套塔式机组，多使用卧式酸洗机组。首钢京唐公司的冷轧生产线也都是连续卧式酸洗。

而推拉式（半连续式）酸洗工艺，前后两个热轧钢卷之间并不焊接，每卷带钢都用夹送辊依次“咬入”，推送向前，酸洗后这个钢卷要再次卷起来，它是逐卷间断地通过酸洗机组的。它的设备相对简单，投资低，适合灵活组织不同的冷轧板卷生产，重新启动机组时不用“引带”。它的缺点也比较明显，一是钢卷不是直接从酸洗工序进入冷轧工序，多了一道卷取，因而钢卷还有在过渡期间再次被氧化的危险；二是生产效率低，产品的平直度也差一些，可能每一个钢卷之间都有差异。我国的推拉式酸洗机组已经完全国产化，年生产能力都超过50万吨。在首钢的迁钢公司冷轧厂，就有一套年产70万吨的推拉式热轧宽带酸洗机组，在不久前的2012年9月27日顺利完成首卷热轧酸洗卷的生产。

半连续式（推拉式）酸洗机组示意图，只卷一个钢卷，不需要活套

连续卧式酸洗机组示意图，水平活套存储的带钢长度可以达到酸洗槽的四倍以上，容量很大

连续塔式酸洗机组（单塔）示意图，这里用的活套都是立式的（储存的钢带在塔架或地坑中伸展）

立式活套结构示意图

左面是有地坑的活套，在同样占地面积下可以储存更多带钢，但是设备复杂；右面是无地坑活套

经过酸洗后的钢卷就进入冷轧过程。根据成品厚度的不同，连续式冷轧机组的机架总数各异，轧制越薄的带钢，机架数就越多。早期的三机架带钢冷连轧机，主要用来生产0.6mm－2.0mm厚的汽车钢板，所用原料厚度为2.5mm－4mm，总压下率达60％。四机架带钢冷连轧机是从五、六十年代开始发展，适应性较强，生产规格扩大到厚度为0.35mm－2.7mm，总压下率达70％－80％，逐渐取代了三机架带钢冷连轧机。四机架带钢冷连轧机的辊身长度约1400mm－2500mm。五机架冷连轧机严格来说是从四机架延伸出来的，它的辊身长度与四机架是基本重叠的。

以前我一直很奇怪，为什么中国没有六机架的冷连轧机呢？机架多一个不是可以分散压下量么。但是后来才知道，60年代国外发展六机架冷连轧机是为了专门生产宽度不超过1450mm的镀锡原板，产品可以薄到0.09mm以下！这些年以来为了生产特薄的镀层钢带（仅厚0.065mm－0.15mm），很多冷轧企业已经在四机架或五机架冷轧机之外，增加了一套两机架或三机架的“二次冷轧机组”，形成了“两步走”工艺，这些特薄带钢的产量又不是动辄需要百万吨级，所以平时开动五机架冷连轧就够用了，很少再建造轧速极高（超过每秒40米）的六机架机组。

具体到冷连轧机的实际应用，关键在一个“连”字上。常规的五机架带钢冷连轧机的最末一架水平轧制速度高达每分钟1500－2250米（每秒37.5米），速度极快，因此四机架或五机架冷轧机怎样与它前后的设备在如此高速下能“和谐一体”运行，情况是很复杂的。

上世纪60年代出现的冷轧生产方法，只是在若干架冷轧机前面装设两台开卷机、两台轧后张力卷取机和自动穿带装置，并采用快速换辊、液压压下、弯辊装置、计算机自动控制等新技术。但是它并未与冷轧工序前面的酸洗工序连接，也没有与后面的退火工序连接。而且这样的冷轧只是轧制机架“连续排列”而已，带钢依然是一卷一卷单独进行轧制的，并不能真正做到连轧。真正的连续轧制是在此后近10年才出现，是采用“无头轧制”方式实现的。

按照冷轧带钢生产工序及设备组合的特点，钢铁业界的专家们把“全连续式冷轧机”分成三类：

第一类名为“单一全连续轧机”，是我刚分配到首钢参加工作的那一年（1971年）在原日本钢管公司（NKK）的福山钢厂出现的，在常规的冷连轧机前面增设了焊接机、活套等机电设备，使热轧钢卷通过这种“无头轧制”的方式，第一次实现了不间断地连续冷轧。冷轧之后的带钢无限长，得另用剪切机按定尺切断，并重新卷成冷轧钢卷。这种单纯轧制工序的连续化，称为单一全连续轧制，也称为“全连续无头轧制”。

第二类可以称为“联合式全连续轧机”，最早是1982年在新日铁的广畑厂投产的。把第一类单一全连续轧机再与其他生产工序的机组连接起来，就能得到这种第二类联合式全连续轧机。这里的联合还有两种不同形式，一是“后连”，冷连轧机与后面的连续退火机组联合，即为“退火联合式全连轧机”；二是“前连”，即与前面的酸洗机组联合，就成为“酸洗联合式全连轧机”（也就是我们常说的“酸轧机组”，ContinuousDiscaling ContinuousMill，缩写为“CDCM机组”）。目前世界上酸洗联合式全连轧机最多，发展也最快，它是全连轧的一个发展方向。首钢顺义、迁钢、京唐的冷连轧机都是这种CDCM机组，而且从酸洗到冷轧之间都是采用水平活套，不用立式活套。

“联合式全连续轧机”冷轧生产线（CDCM机组，即酸轧联合机组）示意图

第三类是“全联合式全连续轧机”，1986年首次出现在新日铁的广畑厂。别瞧所用汉字名称里只多了开头一个“全”字，它却是冷轧带钢生产划时代的技术进步，标志有关冷轧板带的设计、研究、生产、控制及计算机控制技术进入一个新的时代。它是把单一全连续轧机与前面的酸洗机组和后面的连续退火机组都连接起来，包括清洗、退火、平整、检查工序全部纳入，整个机组采用了先进的自动控制系统，能够同步顺利生产，板厚精度控制在±1％以内，过去冷轧板带从投料到产出成品需要12天，而采用全联合式全连续轧机，只需20分钟。该机组也称为“酸洗－冷轧－退火连续生产线”，缩写是“FIPL机组”。

“全联合式全连续轧机”冷轧生产线（FIPL机组）示意图

京唐第一冷轧厂紧接在酸洗线后面的五机架冷连轧机，全部为六辊UCM轧机，由日本“Mitsubishi－HitachiMetals MachineryInc.”（三菱－日立制铁机械有限公司）制造。整个“酸轧机组”都是这家公司建造的。这套冷连轧机可比我1995年在宝钢冷轧厂看到的2030mm五机架四辊冷连轧机的技术先进多了。

三菱-日立公司在五机架六辊UCM冷连轧机上应用的新技术

六辊冷轧机有三组轧辊，分别是支撑辊、中间辊和工作辊，每组上下各有两只，这种轧机的基本特点就是支撑辊直径大，而与带钢相接触的工作辊直径小，中间辊和工作辊在轧制过程中都可以随时控制横移，能够克服带钢边部减薄及消除任何部位的“波浪”纹，实现精确控制，所以适合轧制薄带钢材和其它变形抗力大的金属材料。它的基本结构形式有两种，一是德国SMS公司开发的“CVC轧机”，工作辊的外廓被磨成S形瓶状曲线，上下辊磨削程度相同，互相错位180度布置，使上下辊形状互相补充。二是日本日立制作所开发的“HC轧机”，中间辊为平辊，不需要根据原料情况把轧辊用数控机床磨削成复杂的辊型，所以生产准备时间短，轧辊备件也较少，操作简单，容易控制。

冷轧钢板的板形缺陷主要就是各种波浪纹

CVC冷轧机（图中为四辊）依靠S形瓶状辊的抽动来调整板形，但是控制边部能力差一些

HC型六辊冷轧机几个辊上的受力和调整

京唐公司所用的UCM轧机（Universal CrownMill，万能凸度控制轧机）是日立－三菱公司从原有日立的HC轧机（HighCrown，高性能轧辊凸度）基础上发展改进来的，它具有横向刚度大、板形控制能力强等优点。它与HC轧机相比，采用更小的工作辊直径，其中间辊不仅能轴向移动，还设有正弯辊，工作辊设有正负弯辊，它的进一步改变是增加了工作辊的轴向移动，功能有很大改进。通过适当改变中间辊和工作辊的接触长度，可以改变作用于中间辊和工作辊的压力分布规律，消除由于轧制力引起对带钢横向厚度差的影响，因此对带钢的凸度和平坦度控制效果更好，特别适合控制带钢的复合浪形，适合轧制薄规格、硬质、大压下率的产品。国内还有宝钢1550毫米冷连轧机、武钢2140毫米冷连轧机、宝钢的1730毫米酸洗冷连轧机都是用UCM轧机。

我国的重机老大“一重”结合CVC轧机和HC轧机的特点，开发出一种国产化率100％的“VCMS大规格六辊冷轧机”。至少到2010年为止，国内通过非引进方式建设国产大型六辊冷连轧机，选用的都是一重自主研发、设计制造的VCMS轧机，例如鞍钢的1780毫米、2130毫米、1500毫米冷连轧机，梅钢的1420毫米冷连轧机，武钢的1550毫米酸轧机组等。一重号称它的VCMS机型是UCM系列的改进，既然它对原来的HC轧机也有相关继承性，这个说法也可以认同，从VCMS轧机已经成功打入国际市场的情况看，这种轧机确实具有一定的竞争力。

六辊冷轧机结构示意图

冷轧机多采用小辊径，优点是减小接触区、减小轧制力、减小弹性变形，有利轧薄

五机架冷连轧机的作业示意图

轧制后的卷取，采用回转式双卷筒形式的卡罗塞尔卷取机（Carrousel），这是世界上最先进的冷轧带钢卷取机，它的内部驱动系统很复杂，目前世界上能生产这种卷取机的厂家没几个。

Carrousel卷取机的结构示意图

欧洲某钢厂可卷取直径2.5米45吨重钢卷的冷轧双卷筒卡罗塞尔卷取机

卡塞罗尔卷取机在整个冷连轧生产线的最后位置，但是距离最后一架冷轧机非常接近

冷轧钢卷的表面很光滑，看似无暇，但是它遇到水汽、暴晒等不利环境因素，仍然会氧化生锈。

对于“非FIPL机组”如常用的CDCM机组（酸轧机组）来说，冷轧卷“落地”暂存的时间不会很长，它要根据销售合同制定出的生产作业计划，尽快地通过下一步的退火工艺环节，正式完成商品化之前的所有加工步骤。因此只需要用涂油设备在冷轧钢卷的外表面轻抹一层防锈油（轧后涂油），油量不大，主要作用是隔离水汽，防止在运输途中和仓储中氧化生锈。

冷轧钢卷为什么（www.61k.com]要经过“退火”呢？以前在冷轧钢板（带钢）时，都是使用速度比较慢的可逆式冷轧机，当钢板由厚变薄降低到一定厚度之后，由于带钢本身在加工过程中逐渐硬化、积累应力，中途必须进行退火，使带钢软化，消除应力，恢复钢的塑性变形能力，然后才能进一步轧制或平整。如果再后续轧制几道后，还得再一次退火。因此生产作业费时，退火也费时，工艺不连续，按单位产量折算的综合能耗比较大。

现在大批量生产冷轧带钢主要都改用排列紧密的高速冷连轧机，轧制作业耗时极短，因此在轧制过程中不另设中间退火工序，而是在带钢轧至所需尺寸及精度以后，才进行最终退火，消除积累在带钢内的应力，全程只有一次退火，综合能耗也比较低。

根据我在京唐公司现场的观看，一冷轧的1700mm冷连轧机在轧制完成后，是对冷轧钢卷进行直接打捆的（简单地打一道包装钢带），并未送去退火，而是到再次开卷完成镀锌作业、冷轧钢带变成为镀锌钢卷以后，再进入连续退火炉的。不过，我在这里还是按照通常的流程习惯述说，以生产出冷轧钢卷做为一个完整产品的诞生，先讲一下什么是最终产品交付之前的退火。

退火之前由于冷轧带钢表面有防锈油，先要把油脂清洗干净，哪怕这钢卷才涂了薄薄一层油，没过俩小时，也必须把油清理掉，否则在退火时在带钢表面会形成油斑，造成新的表面缺陷。经过“脱脂”的带钢，装到带有保护性气体的炉子里退火。退火后的带钢表面极为光亮，犹如镜面，在进一步的轧制、或平整、或涂镀的时候，就不须二次酸洗。

现在各国钢铁企业对冷轧钢卷都采用“罩式退火”和“连续退火”两种不同的退火方式。

所谓罩式退火，是指已经卷好的钢卷不再展开（紧卷方式），依旧以“抱团”样式放入坐卧在地的“罩式退火炉”里码垛，退火后直接吊出，保持原来的捆扎形态不变，这种工艺比较简单，组织生产灵活，适于小批量多品种生产，但是总体生产效率低，退火质量差，能耗高。钢卷装进罩式退火炉里又分为“紧卷退火”和“松卷退火”两种形式。紧卷退火应用最为广泛，在钢铁厂里几乎都是这种工艺。而松卷退火要配套一套松卷机组，仅用于有特殊要求的热处理。罩式退火炉本身还有单垛式和多垛式两种类型，常见的都是单垛式。罩式炉的加热方式，还分为“辐射管加热”和“直接火焰加热（直接加热式）”，直接加热式使用最多。

另一种连续退火，是象前面酸洗、冷轧工序的“无头轧制”一样，把钢卷拆捆，再次展开、焊接起来，连续穿越有几层楼高的立式退火炉，从头走到尾，退火后的钢卷再重新剪裁、卷好，就可以送去打捆包装了。

罩式退火炉根据内部用的保护性气体种类的不同，又分为普通罩式退火炉与全氢罩式退火炉两种。

普通罩式退火炉在退火作业时，每炉一般以4－5个左右的钢卷为一垛，将带钢加热到一定温度保温后再冷却，燃料主要是焦炉煤气。上世纪70年代普通罩式退火炉主要采用高氮低氢的氮氢混合型保护气体，氢气的体积占2％－4％，氮气的体积为96％－98％。化学性质很稳定的氮气是很好的冷却气体，还可以使加热中的钢卷隔绝氧气，避免再次受热氧化。氢气是一种比空气轻而且渗透性很强的气体，密度小，传热系数大，所以导热能力比氮气更强，在发电厂的大功率发电机组轴向都比较长，中间不易散热，所以经常用氢气冷却（称为“氢冷发电机”），效果极好。而罩式退火炉里堆垛的钢卷非常紧密，每一层带钢的缝隙比发电机定子和转子的间隙还要狭小，所以渗透性极强的氢气是这种退火炉里最好的冷却气体。少量的废氢气经过回收净化还可以补充当燃料用。

不过，氢气冷却一旦发生泄漏就有爆炸的危险（氢气与空气混合物的爆炸下限为4％），所以普通罩式退火炉采用高氮低氢的设计是有道理的，还要设专门的监测系统以保证安全。后来随着冷却技术的提高，氮气越用越少，氢气比例日益提高，最终演化出了采用全氢气的罩式退火炉。

我国的鞍钢冷轧厂在50年代曾经引进过苏联设计的这种早期传统罩式炉。70年代建设武钢“一米七轧机”的时候，引进了由德国LOI公司制造的“分流冷却罩式炉”，也叫做“混氢强对流罩式炉”（HNX罩式炉）。

为了弥补普通罩式炉的缺陷，又充分发挥它投资建造灵活、可分批进行退火的优点，在70年代末、80年代初，分别由奥地利著名的EBNER（艾伯纳）公司开发出HICON／H2炉（强对流全氢退火炉）、德国LOI公司开发出HPH炉（高功率全氢退火炉）。这两种100％使用氢气的全氢罩式退火炉，生产效率比普通罩式炉提高一倍，冷轧钢卷退火之后的深冲性能良好，有较高的表面光洁度，所以在全世界范围内得到迅速推广和应用。我国的宝钢和武钢曾经先后两次从LOI公司引进了外冷式的高功率全氢罩式炉，经过武钢生产实践的对比，HPH炉比原来的HNX炉退火时间能缩短40小时，生产率提高40－60％。

全氢罩式退火炉的优点是：采用大功率、大风量的循环风机，加速气体循环，强化了对流传热；采用全氢气作为保护气氛，充分发挥氢气质量轻、渗透能力强、导热系数大、还原能力强的优势，同时氢气消耗量很低；采用气－水冷却系统，冷却快速，提高了生产效率，大大改善钢卷退火质量。

全氢炉原来主要分布在欧洲各国，90年代全世界此类退火炉达到500多座，逐渐扩展到世界20多个国家和地区。90年代以后，我国各钢厂的罩式退火炉也逐渐采用高氢型保护气体（75％氢气＋25％氮气），或全氢型保护气体（氢气的体积为100％），生产效率大幅度提高，退火质量明显改观，能耗大幅下降。随着冷轧板性能的日益提高，普通的氮氢型罩式退火炉正在逐渐被淘汰。全氢炉仅使用极少量的氮气，不再当作保护气，而是在退火开始及结束前用于清扫密封（绝对不能让氢气与空气混合以免爆炸）的，因此氮气用量比传统氮氢型的罩式炉减少14％左右。

以前我第一次看到罩式退火炉的照片，不知道它的外罩为什么分为两种样式，这次到京唐一冷轧参观的时候，我才近距离第一次仔细看清了罩式退火炉两种外罩的异同，原来加热要用“加热罩”，冷却时罩上的却是“冷却罩”。

单垛型罩式退火炉，内部可以装4个冷轧钢卷

燃气全氢罩式退火炉全貌剖视图

欧洲某钢厂的奥地利艾伯纳公司制造的冷轧带卷全氢罩式退火炉，右边白色的是加热罩，正在提升的是内罩

罩式退火炉的简要工艺过程

罩式退火炉的各个操作环节图示

罩式退火炉对带钢卷的加温，在加热罩里同时用辐射、传导、对流三种方式进行，最高到850℃

直接加热式的罩式退火炉内部结构，最下面两层一共用8只烧嘴，隔着内罩给钢卷加热

把加热罩换为冷却罩之后，用风扇控制“空冷”速度，降到380℃后改为“水冷”降温

全氢罩式退火炉在处理冷轧钢卷的不同外观：左1冷却，左2加热，左3起吊内罩，右二内罩扣合

全氢罩式退火炉比普通罩式退火炉性能好的根本原因，在于100％使用氢气。氢气是非常活跃的一种气体，热传导性好，渗透力强，其传热速度比氮气快，强化了对流传热，加热时，内罩壁的热量对带钢卷每一层之间的传热（冷却时方向相反）速度要比普通罩式退火炉快得多，因此使用全氢、强对流循环，炉温比较均匀，对于卷得很紧的带钢卷也能获得满意的加热或冷却效果，从而大大缩短了加热或冷却处理的时间。一般全氢罩式退火炉生产效率比普通罩式退火炉高40％－60％，而且在大量生产情况下，可以做到钢卷外部没有局部过热现象。因此经过退火处理后的带钢卷，机械性能均匀，同时也消除了普通罩式退火炉中所出现的带钢粘结现象。

我在京唐一冷轧参观时，正巧没有任何产品在罩式退火炉上作业，所以仅仅是看清了设备外观，没有看到任何操作，在眼见范围大概齐地数了一下有三排罩式炉，每排8个炉子，总数应该是24个。根据国内钢铁厂工艺设计标准，我推测这一部分罩式退火炉能够承担的加工量不过是每年30－40万吨而已，占第一冷轧厂全部冷硬卷（或镀锌卷）产量的20－25％。是否在另一跨内还有同样24个罩式炉？我在匆匆行路中还真没注意。要真是那样的话，一冷轧的罩式炉退火处理能力就可以达到每年80万吨。

由于罩式退火炉的开停比较灵活，可以先卷好带钢再进行退火，而连续退火机组要在卷取之前就完成退火，它与罩式退火炉相比，设备更为庞大。尽管连续退火机组发展很快，还是不能完全取代罩式退火炉。所以我国目前的主要大型冷轧板卷生产厂为了随时适应特定产品的批量生产，全都依旧配备罩式炉生产线。

罩式退火炉的最致命的弱点，是成卷处理带钢的效率低。很奇怪、也很有意思的是，全世界的钢铁企业和重型机械制造厂家都不再为它实现完全自动化生产做改进，宁愿看着它日复一日地在工作中途依靠人的指挥，用桥式吊车搬运冷轧钢卷（或镀层钢卷）和炉罩。

如果研究一个类似港口码头举重（搬运集装箱）叉车的自动化机械手，不再用桥式吊车，举重40吨（常见最大钢卷重量）应该不是难事，进而再建造可以流水循环运转的退火炉底盘系统，类似流水生产线工位，自动进行堆垛、落垛操作，有何不可？用测温装置和计算机控制各台罩式炉的炉罩打开、移动、更换位置和重新下落，也是完全做得到的，为什么不做？某专家曾经听闻我的疑问后摇了摇头，说你想过这样落上四五十卷宽带的自动运转生产线，每卷将近40吨的重量，全线负重1600吨到2000吨，仅要循环移动它们得用多大功率的传动设备吗？还有那氢气和氮气供应系统，根本无法移动！在设备方面还是用桥吊搬罩子更为简单，资金投入还低呢。专家说，罩式退火的发展趋势一是增大装炉量；二要提高加热效率，采用强对流，强化加热能力；三要强化冷却能力，炉内外同时采用更好的快速冷却装置，缩短冷却时间。如何提高它的机械化、自动化流水作业水平，在今后一段时间内还不是考虑要解决的关键问题。

但是我想，这也一定早已引起业内关注，专家们不会故意“避而不改”。钢铁生产的自动化发展本来就是西方各国开始带头搞的，在人力成本极高的西方国家，用或不用自动化都是一个难题。但是从技术替代的角度考虑，是否业界早已判断这种罩式炉退火工艺最终不具有发展前途？是否连续退火工艺更有发展前途？否则不会任凭留此空白拖延不做。但愿有人能给我一个更清晰的回答。

罩式退火炉的工作状态是静态的，看着不热闹，所以在冷轧厂里给我印象最深的退火设备，还是轰鸣运转、全长100多米的连续式退火机组，从它露在外面的带钢表面看到，带钢正在一段一段地发生可见的变化，感觉很“养眼”。连续式退火机组的长度占据整条镀锌连退生产线的五分之一还要多，占地面积也要比罩式退火炉大许多倍。

我得先介绍一下热镀锌，才能说清楚与之直接相关的连续退火是怎么一回事。我在京唐第一冷轧厂是通过观看热镀锌的“线内退火”，才比较多地了解了这种高效率的退火工艺。

冷轧薄板（钢板、钢带）虽然可以直接制作很多产品，但是它依然是一种很重要的中间产品。如果直接使用，铁质基板受到空气中的水份或海风所含盐分的侵蚀，表面也是会很快生锈的。普通钢板如果不进行镀锌或直接彩喷，在露天大气条件下的使用寿命只有3到5年。例如经过镀锌后再进行彩喷，使用寿命可延长到20到30年。因此人们就积极地寻找各种给它“穿衣服”的办法。

我们都见过“刷油漆”这种涂装，但是钢铁产品从出厂后直到开始刷漆，这期间表面早已吸附了水汽，靠油漆隔绝已经来不及了。因此最好的物理隔离办法，是在钢板加工的过程中直接在它表面上进行涂覆作业，给它穿上一身牢固、轻薄的外衣。给钢板穿衣的方法有好几种，现代钢铁工业最常用的两种办法，一是添加金属镀层，二是添加非金属涂层。增加镀层、涂层，不仅可以得到性能更加优良的产品，而且使产品得到更大的增值。

钢材表面镀层类型有镀锌、镀锡、镀镍、镀钛、镀铬、镀铝、镀铅锡合金、镀铝锌合金，还有近年生产彩涂板大量用作基板的镀铝锌硅合金钢板等种类。

从热轧板→冷轧板→涂镀板，附加值迅速提高，应用越来越广泛

冷轧薄板通过热浸加工或者电解加工，使它表面牢固附着一层异种金属的过程，叫做“镀层板加工工艺”。镀层的加工方式有冷镀和热镀。我们最常见的镀层板是镀锌板和镀锡板（俗称马口铁）。

所谓“冷镀”和“热镀”是相对这两种工艺方式来说的，区别很多。

冷镀就是指“电镀”，是把一种金属离子在电镀槽内利用电流的单向流动、逐渐转移到钢材外表的过程，生产速度慢，不适合大规模生产应用，镀层薄，遇到潮湿环境很容易脱落，耐腐蚀性比热镀差很多，但是产品价格便宜。在大规模生产宽带钢的钢铁厂里，是见不到这种加工方法的。而它在钢铁行业的下游——机械电子行业里应用比较多，例如在电子电器产品的应用方面，很多框架结构（例如电脑机架）都是把冷轧钢板先冲压好，然后再分批、分类进行电镀的。

电镀锌的简单原理示意图

热镀又叫为“热浸镀”，是在高温下把做为镀层的金属融化，把要镀的钢铁产品和结构件浸入镀槽中，熔融金属转移到钢材表面，在几百度的高温下与铁形成一种合金层，也就是热镀层，防止腐蚀生锈。热镀的生产速度快，但是消耗金属多。它的优点在于镀层附着力很强，镀层比较厚，硬度较好，不容易脱落，所以钢材的防腐能力得到很大增强，用在建筑结构、车船制造中的镀锌钢板绝大多数都是热镀的。

热浸镀法生产镀层钢板的示意图，如果是热镀锌，盛融液部分的就叫“锌锅”

这两种工艺最根本的区别是镀层厚度相差比较大，以镀锌为例，电镀锌层的厚度一般仅在20－30μm（微米），而浸镀（热镀）锌层的厚度则一般为200μm左右。

镀锌卷板是以热轧钢带或冷轧钢带为基板，经过连续热浸镀锌工艺而生产出来的，产品具有耐腐蚀强、表面质量好、有利于深加工、经济实用等特点。镀锌板的用途十分广泛，首先是用于制作钢铁下游产品的基板，特别是在汽车制造业里，主要用来制造车体，例如外板、内板、底板、车门等。

随着社会的发展，热镀锌产品已经运用到很多领域，热镀锌的优点在于防腐年限长久。在不同的环境中防腐年限设计是不一样的，例如重工业区13年，海洋50年，郊外104年，城市30年，热镀锌能适应的环境条件很广泛，一直是很受欢迎的防腐方式，因此镀锌钢材被大量用到制造电力输电线的铁塔、通信铁塔、铁路、路灯杆、船用构件、建筑钢结构构件、变电站附属设施等。轻工业里加工的冷弯型钢其实有很多都是用镀锌钢板直接加工出来的，例如公路防护栏。家电行业里在空调、冰箱、洗衣机、微波炉、热水器、电脑机箱、太阳能等家电产品的外壳和底板里也都有用到。在建筑行业里用作轻钢龙骨、瓦楞板、通风管道、楼层承重板、活动房、厂房房顶、房体、市政工程围档板等。家具业里常见用在衣柜、桌子、床头柜、档案柜、文件柜、书架等各类家具的导轨上。在其它行业如贮运、包装、粮仓、烟囱、水桶、镀锌管、啤酒的发酵罐等，都要用到镀锌板。

镀锌是一种采用广泛、经济而有效的防腐方法，国内外企业生产的镀层钢板也是以镀锌板为最多。热镀锌是由比较古老的热镀方法发展而来的，自从1836年法国把热镀锌应用于工业以来，已有170多年的历史了。近代热镀锌工业是30年来伴随着冷轧带钢工艺的飞速发展，而得到了大规模发展。据有关资料统计，目前全世界锌产量的一半左右都用在镀锌工艺上。

热镀锌的合金层厚度不仅与钢材本体的某些化学成份含量有关，还与横截面积大小、表面的粗糙程度、锌锅温度、浸锌时间、冷却快慢、冷轧变形等因素有关系。

连续镀锌生产线的简要结构（带钢卷由右向左前进）

重型卡车上的巨大陶瓷锌锅（镀槽），以卡车为参照物，其尺寸就不必描述了

国内某企业引进国外技术生产的钢制锌锅

某钢铁厂内正在安装锌锅的施工现场

热镀锌锅里的沉没辊上沾满了金属锌

钢带从张力辊沿着斜的导槽进入镀锌槽（锌锅），绕过沉没辊，再向上直拉出来，镀层已经亮如镜面

欧洲某厂的敞开式锌锅，能看到熔锌液面，以及宽带钢镀锌之后被拉出的一瞬间景象

国内某企业年产25万吨的热镀锌板卷及热镀铝锌硅板卷两用生产线

尚未包装的成品镀锌钢卷（右）和剪切后的镀锌平板（左）

亮如镜面的镀锌薄板和板卷

近看镀锌板卷表面的锌花纹

拍摄钢材表面照片：0.47mm镀锌板表面的锌花纹样，左为大锌花，右为小锌花

近年镀铝板也越来越多。热浸镀铝的工艺是在20世纪50年代随着汽车工业的发展，而逐步发展起来的。镀铝钢板实际是具有铝硅合金镀层的钢板，镀层中铝的含量为90％，硅10％。它的特点是：具有极佳的耐高温性（550℃）；可以反射80％的入射热量；对化学腐蚀有极强的耐蚀性；可以通过拉伸、冲压、拉管等成形加工；可以用标准MAG和TIG焊接加工；可以直接接触食物。镀铝板的表面能形成致密的三氧化二铝保护模，抗腐蚀作用非常强，在非常恶劣的情况下也不会腐蚀钢板本体。镀铝钢板具有优异的耐大气腐蚀性，是镀锌钢板耐腐蚀性的3－6倍，在建筑工程中用于外装修，如幕墙工程。镀铝钢板还被广泛用于汽车工业（消声器、排气管、油箱、隔热罩、反应器部件和歧管罩等），建筑、农用矿山机械（柴油机消声器和隔热罩、剪草机和园林机械消声器等），家电产品（烤箱、微波炉、电饭煲、烤面包机、电热水器具、消毒柜、空调机、电暧器、灯饰等），厨房用具（煎锅、烧水壶、烤盘等），还有户外产品（烧烤炉、炭炉、集烟／排烟口、烟囱等）。

而两面镀锡的冷轧低碳薄钢板或钢带，英文缩写为SPTE，叫做镀锡板。锡是一种银白色金属，熔点231.9℃，每立方厘米的密度为7.3克，接近铁的单位密度，纯的金属锡与弱有机酸相互作用缓慢，耐腐蚀性好，即使被腐蚀所生成的化合物只要不摄入过量，一般对人体也无害，而且锡富有很好的延展性，塑性也好，本身就可以轧制成0.04毫米以下的锡箔，因此浸镀在钢板表面非常紧密。所以镀锡板被大量用在热镀锡生产中，是食品工业中制做罐头包装的最主要原料，锡主要起防止腐蚀与生锈的作用。无论是否抽真空，罐头的密封性都极佳。我在马来西亚曾经看过那里的锡质茶叶罐，盖子自重落下封住罐口，完全不会漏气，说明金属锡表面天然具有良好的接触密封特性。在中国，1973年以前俗称镀锡板为“马口铁”，现在虽然在官方文件里已经不这么叫了，但是民间还是习惯称它马口铁。

国产镀锡板卷

还有热镀铅锡合金冷轧碳素薄板，它的深冲压性能好，镀层附着牢固，具有良好的耐腐蚀性能，主要用于制造汽车油箱和贮油容器。

近10年来最热门的镀层钢板新产品就数热镀铝锌硅合金钢板卷了，市场价值迅速提升。热镀铝锌硅钢板（Galvalume，简称GL钢板），是在钢板的表面热镀铝55％、锌43.5％、硅1.5％的合金钢板。这种钢基复合材料既具备了镀铝钢板优良的耐大气腐蚀性和耐热抗氧化性，能在300℃下长期不变颜色，500℃－600℃左右仍可以长期使用，又具备了镀锌钢板优良的电化学保护性，它的耐腐蚀性是热镀锌钢板的2－6倍，同样场合应用它可以大大减少钢材的消耗量。

在这两年我看到的国外参展商的资料里，都赞美镀铝锌硅板“非凡的耐大气腐蚀性”，说经过模拟测试，镀铝锌硅钢板可以耐受“数十年”太阳光的强烈暴晒，工业排泄物（污染废水）的侵蚀，和反复变化的“温度应力作用”，主体性能完好，无需任何维修，所以得到全世界建筑师的青睐，全球已经有超过5亿平方米的建筑面积上使用它，可以预计使用寿命达到30年，此后“尚不可预计”的使用年限还很长。

GL钢板的加工性和焊接性与热镀锌板相似，可以进行冷弯、冲压等加工，并且有很好的外观。它还具有优良的涂装性，对有机材料的结合力强，所以成为进一步制作彩色有机涂层钢板的首选理想基板。因此GL板的应用既有直接使用做建材的，也有再深加工为涂层板的，两个用途都有很大的产品需求。在2001年时，国内尚无生产GL钢板的厂家，而当时国家每年要进口200多万吨。因此鞍钢是第一个在国内“吃螃蟹”生产的热镀铝锌硅合金钢板的企业，带头搞了一条年产30万吨的GL板生产线，并接着建设一条15万吨的彩涂生产线。此后我国的产业政策就积极鼓励发展热镀铝锌硅合金钢板和涂层钢板。

多数都用来生产彩涂板的热镀铝锌硅合金板卷

拍摄钢材表面照片：0.21mm厚度的热镀铝锌钢板表面花纹

这么多种热浸镀钢板，其实加工的主要工艺都相差不多，我在此还是重点介绍占据半壁江山的镀锌带钢，特别是要介绍与前述罩式退火炉工艺不同的连续退火炉设备。

热镀锌生产钢带的一般流程为：脱脂（去油）→水洗→酸洗→加助镀液→烘干→热浸镀锌→分离→冷却钝化。外界人士看到除锈后的钢件浸入500℃左右的融化锌液中，以为钢材仅仅是快速“粘”上了（附着）一层锌的热液，热镀过程是瞬间即可完成的，其实没有那么简单。熔融的锌在极短的瞬间内与铁基体反应而产生了一个合金层，从而使铁基体和镀层二者相结合，外加的镀锌层才能成为铁基体牢固的保护层。

在目前镀锌钢卷主要采用的连续镀锌生产工艺中，生产的是“合金化镀锌钢板”，这种镀锌钢卷具有良好的涂料的密着性和焊接性，它是在热浸镀出槽后，立即把带钢加热到500℃左右，对其生成的锌和铁的合金层（也叫“被膜”）又进一步加以“固化”，所以要用到镀锌之后再加热、退火的一系列设备。当然这种加热后再退火的固化工艺也可以用罩式退火炉来完成，但是毕竟生产效率低了一些，所以大规模的工业化生产都必须使用连续式退火炉的工艺。

我虽是轧钢厂出身，却不是搞轧钢工艺技术的，所以对有关的技术名词也有很多不懂，这次“三到曹妃甸”之后回到北京，对照有关资料和照片或多或少地恶补了一有关知识。这里说的镀层板在最后一步要进行“连续退火”，是相对于前面说过的不连续作业的“罩式退火”而言。连续退火也是钢材热处理工艺的一种，方法是使带钢连续通过退火炉，退火炉不封口，带钢一头进，一头出，中途不经过停留，出炉后的宽带钢被直接卷起来的一种生产方式。连续退火可以使冷轧后带钢内变形的晶粒重新转变为“均匀等轴晶粒”，同时消除加工硬化和残留的内应力，使钢的内部组织和性能恢复到冷变形之前的状态。

在有关连续退火工艺的技术研发上，欧美日等国都做出了很多重要贡献。连续退火机组中最重要的部分——塔式连续退火炉（立式连续退火炉），早在1936年就诞生了，但是早期由于对“退火金属学”研究不足，很长时间没有重大发展，直到德国人BLICKWEDE在1959年－1969年期间先后提出几个有关理论，才为带钢连续退火工艺奠定了基础。最擅长“拿来主义”的日本最终取得了突破性进展，1972年在新日铁的君津厂建成了世界上第一条软质带钢连续退火线，钢铁业界公认它是世界上第一条完备的冷轧带钢立式退火线，标志着冷轧带钢连续退火技术进入了新时代。从那至今，连续立式退火生产线的设备组合和外观形象没有太大的变化，万变未离其宗。

连续式退火工艺把脱脂、退火、平整、分卷等几个工序集成在一套机组内，与罩式退火炉相比有不少优点，例如：产品质量好，板型平直，表面清洁，性能均匀；成材率提高2－3％；不会产生罩式退火炉容易出现的擦伤、粘结、折边等缺陷；品种多样，除了能够生产罩式退火炉的全部品种外，还能生产高强度钢板、电工硅钢等；设备紧凑、操作自动化、连续化，生产周期短，从过去的十多天缩短到只有区区一个小时；节能20％以上；管理简化，工序合并，节约大量劳动力，节约成本。

近十几年来，国内外钢铁企业普遍都把连续退火机组和镀锌板（或镀锡板）机组连接起来使用，而都与冷轧薄板设备分开，据说这是为了合理选择设备，更精确地控制各加工段的钢带张力，稳定运行，提高效率，而不是片面以“全面连续化”来追求高效率。前面说过的那种“全联合式全连续轧机”，即FIPL机组工艺，在实际应用中是有一定困难的，生产过程中途的任何一点设备问题都会造成全线停产，不见得比分别用两套机组生产（酸洗－冷轧、镀锌－退火）更好。

我国的宽带钢连续冷轧的产品有一半以上都要再加工成为镀层板或彩涂板出售，鉴于这种情况，至今并没有一条真正的“酸洗－冷轧－退火连续生产线”（FIPL机组）也就不奇怪了。

到2007京唐公司轧钢项目全面建设开始的时候，全世界一共有60多条连续退火生产线，中国占了其中四分之一，有15条与镀层设备相连的连续退火机组，另外有包含京唐一期工程在内的4条在建生产线，但是很遗憾，全部是引进技术合作制造，并没有中国自己的设计在里面。我这次看的京唐公司第一冷轧厂，连续退火生产线的设计和建造者是我国的中冶京诚公司，设备总承包商是德国SMSDemag集团（德马格），但是里面的设备来自德国、比利时、日本等很多国家，一部分设备是在中国境内的合资企业里建造，一部分来自国外。

业内通常把“连续退火机组”六个汉字（缩写CAPL）再进一步简化为四个字——“连退机组”，由于指向特定，并不会误解，所以我们也都习惯在口头上这么说。

连退机组的主要工艺过程是：钢卷→开卷→入口飞剪→双月牙剪→焊接→碱浸洗→碱洗刷洗→电解清洗→漂洗刷洗→热水漂洗→挤干和热风烘干→入口活套→预热→加热→均热→喷气缓冷→辊淬急冷→过时效→快冷→最终水淬冷却→挤干＋热风烘干→出口活套→平整→月牙剪→圆盘切边→去毛刺→表面缺陷自动检测→自动测宽→自动测厚→立式＋卧式表面检查→静电涂油→出口飞剪→卷取→自动称重及打捆。

这其中有一个少见的技术词汇“过时效”，技术细节不是我们了解的重点，在此就不详细解释了。冷轧所说的“时效”，是指冷轧板达到峰值硬度时的温度和时间，超过这个数值后的材料强度会略有降低，而塑性和韧性有所提高。为了保证冷轧板的性能稳定，使它在保质期内不发生“时效”造成的钢板硬化，退火过程中必须进行“过时效处理”。铁素体的过时效温度处理范围大约是250℃到400℃之间。

国内某钢铁企业1550mm连续退火机组的详细构成示意图

京唐一冷轧的连退机组设备与上图差不多，退火炉采用立式全辐射管加热连续退火炉，由预热段、辐射管加热段、均热段（也叫保温段）、缓冷段（喷气冷却段）、快冷段（辊淬段）、过时效段、终冷段等几个部分组成，由于连续退火炉不是完全密封的，所以用HNx氮氢混合气做为炉内均匀传导热量的保护气体。

国内某钢厂连续退火机组的简化立体示意图

立式退火炉内部主要结构（分段）

因参观时间有限，我这次只在京唐第一冷轧厂连续观看了一条完整的酸洗－冷轧（酸洗联合式全连轧机，即CDCM机组）和一条退火－镀锌生产线（美钢联法机组），在现场强烈地感受了退火与镀锌连续进行的工艺流程。但是由于时间太短，仍感到缺乏更多的了解。

钢铁业内都知道钢材退火的技术门类本身分为很多种，例如根据镀前退火处理方法的不同，热镀锌的退火工艺还要分为“线外退火”和“线内退火”两大类。

所谓线外退火，其实就是不连续作业的“先退火后镀锌”，是指热轧或冷轧钢板进入热镀锌作业线之前，首先在罩式退火炉等设备当中进行再结晶退火，后面的镀锌生产线不设置任何退火工序。

而线内退火，就是由冷轧或热轧车间直接提供带钢卷作为热镀锌的原板，在热镀锌作业线内进行气体保护下的再结晶退火，都要用到连续式作业的立式退火炉，钢带是从中“穿肠而过”，一次完成退火和镀锌两道工序。热镀锌“线内退火”的方法，包括森吉米尔法（Sendzimir）、改良森吉米尔法、美钢联法（同日本川崎法）、赛拉斯（Selas）法、莎伦（Sharon）法，等等。赛拉斯法和莎伦法都有严重缺点，用的很少。而森吉米尔法是前三种技术的核心。

热镀锌连续退火炉根据工艺方法的不同，所对应的炉型也有所不同，象改良森吉米尔法，就是采用带有预热和无氧化加热段的全卧式炉，而美钢联法主要采用全辐射管加热的全立式炉或全卧式炉。近几十年来发展比较快的是改良森吉米尔法和美钢联法，两者的主要区别就在于镀锌前的钢板表面预处理方法不同。

“森吉米尔法”产量高、镀锌质量较好，曾得到广泛应用。它是把退火工艺和热镀锌工艺联合起来的鼻祖，主要由氧化炉、还原炉两部份完成线内退火。带钢要在氧化炉中用煤气火焰加热到450℃左右，把表面残存的轧制油烧掉（净化表面），然后再把带钢加热到700－800℃完成再结晶退火，经过冷却段控制进入锌锅前的温度在480℃左右，最后在不接触空气的情况下进入锌锅镀锌（锌锅是不敞开的）。

“改良森吉米尔法”据说是一种更优越的热镀锌工艺，它把森吉米尔法中各自独立的氧化炉和还原炉用一个截面积较小的过道连接起来，这样包括预热炉、还原炉和冷却段在内的整个退火炉变成一个有机整体。该法的优质、高产、低耗、安全等优点逐渐被人们所认识，发展速度非常快，1965年以来国外钢铁企业新建的作业线几乎全部采用了这种方法，近年来老的森吉米尔机组也大都按照此方法进行了改造，国内引进的也不少。可是改良森吉米尔法的加热炉温高达1300℃，在出现非计划安排的停车时，容易造成断带，同时对加热用的燃气热值的稳定性要求比较高，而钢铁厂在供应混合煤气的情况下热值波动较大。同时它产生的废气温度较高，一般在950℃，能源浪费也较大。

1948年美国钢铁公司（USS）设计并投产了一条有一定特色的热镀锌带钢生产线，所用方法原来称为“USS法”，美国钢铁公司收购国家钢铁公司之后变身美钢联USX，后来被称为“美钢联法”。美钢联法是森吉米尔法的一个变种，它使用一个碱性电解脱脂槽取代了氧化炉的脱脂作用，其余的工序与森吉米尔法基本相同。在原板进入作业线后，首先进行电解脱脂，然后是水洗、烘干，再通过有保护气体的还原炉进行再结晶退火（在退火阶段只有还原炉与冷却部分组成，全部采用辐射加热），最后在密封情况下进入锌锅热镀锌。但是由于带钢未经“预加热”就进入还原炉中，这样就得提高还原炉的热负荷，容易影响炉子的寿命。因此这种方法在一开始并未得广泛推广，后来又因为改良森吉米尔法的大发展而受到一段冷落。

但是由于美钢联法的带钢不经过氧化炉加热，所以带钢表面没有多少氧化铁（氧化膜比较薄），可以适当降低还原炉内保护气体的氢气含量（只含5％左右，比改良森吉米尔法的15％降低很多），减少了爆炸的可能性。这样对还原炉的安全和降低生产成本都有利。另外使用全辐射管加热，其控制调节也比直接用燃气烧嘴加热的控制容易得多。所以采用美钢联法的生产线可以生产高质量的汽车外板，后来被越来越多地采用。进入90年代，随着热镀锌板在家电、汽车工业中的应用，对表面质量的要求越来越高，而美钢联法比较能够满足这一要求，所以国内外钢铁业界又把建设新镀锌生产线的兴趣转移到了美钢联法。

首钢先后建设几条冷轧线的退火工艺所用的都是美钢联法，与这个大环境背景是有直接关系的。我查看了京唐公司冷轧厂热镀锌线的介绍，说它采用了“新一代美钢联法”，具有热效率高、炉内清洁、生产灵活、产品适应性强、工艺稳定、生产力高、产品表面质量好、安全可靠的优点，设备技术先进，也可靠、合理，例如带钢清洗段采用电解碱洗技术，增强了脱脂效果；采用“还原法光亮退火”，蓄热式辐射管和HRE电阻带加热，热辐射均匀，可控性简单，板形好，有利节能降耗。炉内带钢强迫冷却采用了变频技术，控制温度快速、均匀、准确。浸镀采用陶瓷感应锌锅，加热快，温度均匀，锌渣少，免维护时间长等等。

立式全辐射管加热连续退火炉可是一个大家伙，在冷轧厂里占据很大的空间，足有六层楼高，与立式活套塔几乎相等。在京唐一冷轧里的DREVER连续退火炉面前，感觉自己真是一个很矮小的人。我跟很多人一样，无缘亲眼看到连续退火炉内的模样，好在修建退火炉的专业公司在网站上发布了他们自拍的某些照片，为保温层使用的陶瓷纤维毯做宣传，才得以一窥真容。

连续退火炉内部结构，正在安装保温耐火材料——陶瓷纤维毯

连续退火炉内部安装的照片

正在地面准备的DREVER连续退火炉钢结构，将吊到空中拼接组装

由宝钢冶金建设公司（宝冶）承建的首钢京唐一期二冷轧（2230）连续退火炉外观

我在京唐参观时，因为现场看不到退火炉的内部结构，还搞不懂什么是“辐射管”，回京后正好在2011年9月份的一期《工业炉》杂志上看到中钢科研集团人员写的文章，其中就刊发了有关辐射管的图片。

某热镀锌机组，镀锌槽前面有立式退火炉，后面有合金化炉

也正是由于这种一条生产线就能把退火与镀锌两道工序都完成的特点，在钢铁业内，一般就把原来根据退火工艺有区别的森吉米尔法、美钢联法等，都统称为“镀锌方法”，却不再说成是“退火方法”。一开始我还不太习惯这个叫法，现在也与大家一样称呼它们了。这也就是我为什么在介绍完罩式退火炉之后暂停，先讲镀锌板，再来说连续退火炉的原因，就是因为“连续退火”流程的这种特殊性。在我国钢铁企业里，绝大多数镀层板加工生产都是与连续退火连接在一起的，牢不可分。

了解完冷轧钢板是一步步如何变身为镀层板，以及冷轧板和镀层板在加工过程中用到的主要工艺设备之后，还要简单地给大家介绍一下彩色涂层钢板。前面已经说到过，镀层板可以做为加工彩涂板的基板，那么究竟什么是涂层钢板呢？国外把彩涂板称之为“预涂钢板”或“塑料钢板”，所以有人听名字以为涂层板是复合钢材，其实不对。采用涂塑料的工艺或直接进行塑料贴层的钢材，表面覆着一层塑料，才叫复合钢材，如塑料复合钢管。

涂层钢板则是宽带钢应用中最典型、也是最高端的一种深加工产品。通常彩色涂层钢板是以冷轧钢板、热镀锌或电镀锌钢板、热镀铝锌硅钢板为基板，经过表面预处理（脱脂、清洗、化学转化处理等），以连续的方法涂上涂料（用“辊涂法”涂敷涂料或粘接有机薄膜），连续初涂、精涂，经过烘烤（对其涂层表面固化）和冷却而制成。生产工艺从最早的“一涂一烘”（每个表面只有一个面漆涂层）发展到“二涂二烘”（每个表面有底漆、面漆两个涂层），后来还出现“三涂三烘”的工艺（在底漆上依次涂覆面漆、罩光漆层，并在最上面贴保护膜）。彩涂板的表面状态可以分为正常涂层板、压花板、印花板等。常见的二涂二烘型连续彩色涂层机组主要生产工序为：开卷→预处理→涂敷→烘烤→后处理→卷取。这些产品出厂时已穿戴好美丽的色彩或花纹的“外衣”，故而称为“彩色涂层钢板”，在我国简称“彩涂板”或“彩板”。在国内市场上的商号名称或主营产品里被称为“彩钢”的产品，实际就是把彩色涂层板经过冷弯加工而成的墙面板或冷弯型材。

彩涂板的面漆涂层种类可以分为聚酯、硅改性聚酯、偏聚氟乙烯、高耐久性聚酯等。根据产品应用的不同，里外两层的涂覆还分为有底漆与与无底漆两类。有些彩涂钢板根据弯制产品的固定方向，总是有一面朝外，一面朝里，那就可以用一面没有底漆只有面漆的彩涂板，需要朝向外侧的一面是双层，既有底漆也有面漆，这样价格便宜、实用，节省投资。普通不确定板面朝向的彩涂钢卷，适应各种应用场合。

双面对称（均为二涂）的彩色涂层板结构，这里精涂层其实也是保护层

双面不对称（俗称“二涂一”）的彩色涂层板结构，背面少一层底漆（初涂层）

但是在钢铁业内，经常说的产品分类只有“涂镀钢板”，也就是把涂层板和镀层板不加区分地合二为一，塞入“涂镀钢板”一个门下。百科辞典里的解释是“涂层钢板又叫镀层钢板，在具有良好深冲性能的低碳钢板表面涂覆Sn，Zn，Al，Cr，Pb-Sn合金，有机涂料和塑料等的制品的统称”。在英文里“coatedsheet”原来的意思就是“涂上一层的钢板”，而具体怎么涂或镀上这一层（合称“涂覆”方法），却不再区分，所以coatedsteel既可以翻译为镀层钢板，也可以叫涂层钢板。

而在中国人眼里，电镀或热浸镀加工只是涂覆加工的第一步，此处完工的产品也并非只是半成品，而已经是可以独立使用、性能完备的商品形态，所以单独叫它“镀层钢板”是准确的。在镀层钢板基础上再进一步做有机涂层是加工的第二步，完工后的产品才是“涂层钢板”，成为另一种新的商品形态，其附加值更高，因此还是要把它区别开来。英文的混用，不等于中文概念的混淆，百科解释“涂层钢板又叫镀层钢板”把两种完全不同的加工方式混为一谈，其实是大有谬误。涂镀钢板虽在一个大门类之下，却真正是两种东西。

彩色涂层钢板是近30年国际上迅速发展起来的一种新型预涂产品。涂装质量远比成型后进行喷涂或刷漆的质量更均匀、更稳定、更理想。彩色涂层的附着力强，具备有机材料良好的装饰性，可以长期保持色彩鲜亮。它既有钢板的机械强度，还有易成型的加工性能，能够直接加工，减少二次加工带来的污染，给建筑业、造船业、车辆制造业、家具行业、电气行业、食品包装等各行业提供了一种新型复合原材料，起到了以钢代木、高效施工、节约能源、防止污染等良好效果。在建筑工程方面主要应用于露天的大型体育场馆、民用建筑上。

彩色涂层板的抗腐蚀性、耐气候性都很强，它使用镀锌钢板为基板，除了有锌保护外，锌层上的有机涂层起了覆盖隔离作用，可以防止钢板生锈，使用寿命比镀锌钢板长50％，比刷漆或喷漆产品寿命至少长20年，性能优势极大。我在给青年员工讲课时，凡是介绍到钢材在家电领域的应用，经常引导他们眼观六路，想一想哪些他们已经司空见惯的用品是用到涂层板的，最显眼的就是家用分体式空调的室外机，以及家用洗衣机、电冰箱的外壳等。

彩色涂层板的二涂二烘生产工艺流程

已经初涂完成一面蓝色底漆的彩涂板，从初涂机出来，进入下一道工序（由右向左）

彩板生产线

彩涂钢板生产过程中

彩涂板的卷取

彩涂生产线最后的出卷、打捆，与冷轧卷、镀锌卷完全类似

未包装的彩涂钢卷成品

常见彩涂钢板聚酯面漆涂层（面漆）颜色

美丽的木纹彩涂板，是最后增加印花工序制成的

彩涂板的外观极为漂亮，色泽艳丽，甚至还带有复杂的花纹。经过机械加工涂覆上去的有机材料很结实，甚至能耐机械折叠，用它弯制家用电器的外壳，有机涂层完全不会出现油漆结构被弯裂的那种裂纹。因此象分体式空调的室外机，其彩钢的机壳挂在室外任凭风吹日晒雨淋20年以上，都不会有明显裂纹，要是用喷漆壳子，历经数年后油漆早就剥落、锈迹斑斑了。

前面说的这些冷轧板、镀锌板、彩涂板生产过程，最后一道工序都是包装出厂。我在京唐一冷轧看镀锌板卷包装之前，已经大致了解这些包装的一般方法，汇集起来，就是下面这些图片所展示的。

2009年8月27日京唐公司生产的第一卷冷轧带钢，宽1250mm厚1mm，重19.58吨，暂未包装

武钢海南公司生产的冷轧硬态钢卷，有两端护圈包装，很简单，表面防锈较差

国内某厂的冷轧钢卷包装更简单，两边只有窄的护角圈

完整的冷轧卷包装至少应该是这样用纸包装（简化版），内面、外面和端部都要保护起来

宝钢的冷轧板卷成品包装，包括内外两面在内是全金属封闭的

镀锌板和镀锡板（马口铁）都有平板交货的形式，平钢板在国外称为“sheet”（薄板），也叫做“裁片”，要使用专用的包装盒，因此还有所谓“盒板”包装。成卷装交货的都是钢板卷，也叫做“圈铁”。

钢材包装盒，专门用于盛放开平板

冷轧开平板的三种包装（左为裸装，中为简装，右为盒装）

镀锌平板的包装结构

镀锡平板（马口铁）的包装结构

镀锡钢板（马口铁裁片sheet）的盒式包装外观

镀锡钢卷（马口铁圈铁coil）的包装外观

在某地经销商的库房里，看到一种简易纸包装的宝钢镀锡板卷，比较少见

在天津益源的15万吨镀锌板卷生产线上，看到卷取机旁的筒形“内周护板”，才晓得原来是先放进去再卷的

镀锌钢卷和镀锡钢卷的普通包装结构

镀锌钢卷的精包装结构

镀锡钢卷（马口铁）的精包装结构

彩涂钢卷的包装结构

介绍完冷轧带钢、镀层板、涂层板以及与它们相关的生产流程，我们带着这些知识步入京唐第一冷轧厂之前，还要先回顾一下首钢在获得冷轧钢卷（以及镀层钢卷、彩涂钢卷）生产能力方面，究竟经历了哪些艰苦的努力。因为在京唐公司冷轧厂之前，首钢曾经先后在石景山老厂区、特钢厂区、北京顺义、河北迁安钢铁公司4个地方有过冷轧钢卷及镀锌卷、彩涂卷、硅钢卷的生产实践，虽然它们不如建设热连轧机而奋斗几十年那样轰轰烈烈，但也费劲周折，终究还是为京唐公司新基地的建设做了很重要的积累。

温故而知新，我查询资料就是在给自己补课。

二 : 曹妃甸新首钢卅三：曹妃甸油气基地

曹妃甸新首钢卅三：曹妃甸油气基地

在厂前宿舍渡过了第二个晚上，2011年8月19日早餐后，我开车把北京冶金建筑研究院和首钢机动部的专家送到了京唐公司炼钢厂房东侧的指定地点，一行人在此分手。他们要留下继续给相关业务人员讲授工业建筑防腐蚀知识，而我带着第一次来曹妃甸的夫人和女儿专程去看甸头那座闻名于世的灯塔、矿石码头和石油码头，然后将前往遵化。

曹妃甸工业区这个地方号称拥有“四重优势”——面向大海有深槽，背靠陆地有浅滩，地下储有大油田，腹地广阔有支撑。曹妃甸的功能定位有四项，就是建成能源、矿石等大宗货物的集疏港，新型工业化基地，商业性能源储备基地，国家循环经济示范区。因此只了解这里的钢铁工业情况还是远远不够的。尽管中国现有的以“焦煤制焦－高炉炼铁－转炉炼钢”为核心的工艺流程主要消耗煤炭资源，并不直接使用石油和天然气产品，但是它的上下游产业链都与能源、海运密不可分，此前两次（2005年9月、2007年9月）来曹妃甸都只看到正在建设中的石油设施，由于这次很想得到1个完整的概念，所以我事先就准备要在离岛之前顺访一下位于甸头的中石化原油码头和原油储罐群。

那2个深水码头，位于曹妃甸填海部分最前端的“甸头”区域，也就是原来曹妃甸沙岛的位置。我开车得绕过整个占地面积达21平方公里的京唐公司生产厂区，包括一期工程已经建厂投产的12平方公里，还有二期规划用地9平方公里，才能到矿石码头和石油码头。所以驱车到京唐公司一号大门之前开玩笑说，还有啥事情没办，赶紧想想，否则此次有效行程到此截止，出了门要想再进厂区就得另外请京唐设备部再次“约车”或重新办通行卡，麻烦透啦。好，没有，那就往出口闸机里塞进那张内置芯片的临时IC卡，横杆自动抬起，未经任何检查，我们就正式出门了。

我沿着钢厂北路的南段（这里叫钢石路）向东北方向行驶，从右车窗看了最后一眼公寓式的厂前宿舍，想着下次再来不知道是否还会住在这里，到了与一号大街（原名通岛路，也就是S262省道一直延伸到海上人工岛的一段）相交的“公路铁路大立交桥”（这座桥还没有任何文字标志，不知道它该叫啥名）向右转，进入了一号大街的南段，这条路是与唐曹铁路并行的，直奔东南，此时右侧是还被圈着海水、没有开工的京唐二期场地。由于我们没有了IC卡，所以不能超近道走4号门穿越厂区那条几乎面向正南的道路，只能继续沿着S262前行，行驶不到5公里，再次右转90度，沿着港区公路（还是S262省道的一段）向曹妃甸南站方向而去。昨天下午到傍晚在曹妃甸头顶下了一场不大不小的雨，雨后道路一片泥泞，咱也顾不得许多，跟随在唐山地区运输精矿粉的重型卡车屁股后面一路狂奔。人工岛上至今还缺乏通常的指路标志，我是凭着对码头位置的大致记忆，准确地开上了通向深水码头的甸头公路。

沿红色行车路线前往甸头深水港区（卫星图实际为2010年的影像，蓝色厂房都是京唐公司的）

深水港区周边各个码头、储罐、堆场的位置（卫星图，时间同上）

在前边《曹妃甸新首钢之三：沙岛之灯塔光芒》里介绍矿石码头和灯塔时，我讲到过这次没有办通行证，只能远眺矿石码头的情景。前两次来都是看矿石码头一期工程，这几年里先后有二期和三期工程完工，其实从一期投产以后管理就很严格，不能自由进港参观。曹妃甸港区矿石码头三期工程是2010年4月14日开工的，造价5.4亿元人民币。施工由中交一航局一公司第五项目部负责，最终于2011年7月15号提前工期半个月完成主体工程，这回是第三次到曹妃甸看到它，但是尚未接待矿石巨轮（等正式通航运行已是2012年4月12日）。

正因为如此，我在一开始很惶惑，不知道原油码头该怎么瞧，是不是也会受到要办通行证的麻烦？我跟搞钢铁的京唐公司还有点关系，要说石油和石化系统，那就是两眼一抹黑啦，哪里有路子。但是情况完全出乎预料，在我从矿石码头及灯塔返回、正向东行驶之际，发觉错过了石油储罐，掉头重新向西开，却一眼看到道路左侧有一块醒目的大牌子，有两行黑体字，上面一行写着“曹妃甸原油码头观景台”，下面一行写的是“曹妃甸商业储备基地储罐预制厂”，牌子指向通往防波堤的一条小路。我开着车无暇细看，提醒女儿一会儿一定要叫我拍一张照片。

这块醒目的指路牌把我们带到了观景台（2011年8月19日拍摄）

从牌子这里左拐，加油门爬上一道坡，我们向防波堤前行也就是不到400米远吧，面前出现1个压得很结实的空场，是1个能停五、六十辆小汽车的专用停车场。

观景台北面好大1个停车场（2011年8月19日拍摄）

时间太早，还没有1个到曹妃甸工业区的参观团组来这里，只有我们一辆车打破了宁静。

紧靠防波堤内侧的一堵墙两边有“中国石化曹妃甸原油码头”十一个字和一座钢制平台，墙上每个字足有四平方米那么大。除了中石化的“SINOPEC”标志还能显现黑色之外，左面四个字“中国石化”和右面七个字“曹妃甸原油码头”的红色字体都已经严重褪色。我惊讶这里的自然条件之严酷，要知道，这些字体可是背朝阳光和大海的啊，原油码头2008年9月3日竣工投产，至此时还不到三年，它们就被雨雪大风的侵蚀作用毁坏成这般模样了。

这里就是很多电视新闻报道中出现过的“中石化曹妃甸原油码头观景平台”，好多国家领导人和政要、重要参观者都是在这里登上铁梯，在观景平台欣赏原油码头一期工程和八个原油储罐的雄姿。

紧靠防波堤内侧的一堵墙两边有“中国石化曹妃甸原油码头”十一个字和一座钢制平台（2011年8月19日拍摄）

网络图片：2007年7月国内媒体刊载观景平台右侧7个大字原来的颜色

钢制的观景台给来宾提供了极大方便（2011年8月19日拍摄）

登梯向上可以到达防波堤顶上（2011年8月19日拍摄）

有的人可能不理解，为啥同在1个渤海深槽，相距不过1000米的25万吨级矿石码头可以进人去参观现场作业，而30万吨级的原油码头却严禁一切参观者？在矿石码头就近看桥式卸船机用抓斗从巨轮货舱里卸载矿粉，真是非常壮观的景象，很多到曹妃甸的人若是没有参观矿石码头，都会认为是1种遗憾。而原油码头大门禁闭，令所有参观者止步，只能到远离码头800多米的观景平台去遥望，根本看不见巨轮卸油的景象。原因第一是防火安全的需要，原油“闪点”范围一般在20－100℃之间（不同产地的原油所含轻质组分不同，闪点也不同，45℃以下为易燃品，45℃以上为可燃品），周边严禁烟火，因此不穿防静电服的工作人员均不许靠近；第二是原油在全封闭的管道内输送，你就是登上码头也啥都看不见。所以给你个观景平台已经很对得起来宾了——就是国家领导人来视察都不能到原油码头上去！

在观景平台上西望1000米外的矿石码头，近景是原油码头引桥，左侧是防波堤（2011年8月19日拍摄）

防波堤外侧是用几万个巨大的“扭王字钩连块体”构成，看似杂乱堆放，实际很有规律（2011年8月19日拍摄）

网络图片：观景平台东侧啥都没建，栏杆为不锈钢（2008年9月）

登上观景平台，左前方就是一望无际的渤海，正面800米为原油码头左栈桥（对称的右栈桥在引桥右侧），右前方是一道六拱的引桥，钢制平台被一圈涂成蓝色的钢管护栏围着（在三年前的老照片里显示这栏杆原先是不锈钢做的，不知为啥给改了），脚下1265米长的防波堤迎风浪一面都是由巨大的“扭王字块体”构成的，不过它们的外表面竟然都被西面1000米远飞来的矿粉红尘给染上颜色了，不能不感叹这里的海风力量之大。

在《曹妃甸新首钢之七：现代人精卫填海》里，我简介过眼前这种防波堤用的“扭王字钩连块体”在曹妃甸的应用。钢筋混凝土浇筑的消浪块体种类繁多，自50年代初期法国的四角锥体问世以来，各国研制出来的混凝土异形块体已有上百种，而我国常用的不过四5种，其中1979年由法国格勒诺布尔水工研究所研究出1种新的“钩连块体”（AccroPode，即扭王字块），1986年被中国海军港湾工程试验研究室做了改进，把原来法国设计的钩连块体做了修改，突脚加长，断面减小，修改后的突脚长度和断面介于原钩连块体与“扭工字块体”之间，既保留了法式钩连块体的特点，又揉合了扭工字块体的优点，制成“86型扭王字块体”，自身强度高，突脚相互勾连使之稳定性好，单个块体重量轻，混凝土用量省，消浪和护坡的效果都比较好，在我国近年被大量推荐采用。曹妃甸人工岛边缘防波堤用了大量的这种扭王字块体。

这个观景平台处于原油码头、引桥、储油罐几个区域最佳的1个位置上，给人1种浓浓的、被石油设施“包围”着的感觉。

尽管说中国的钢铁企业很少直接使用石油产品做原燃料，但是钢铁制品在石油行业用得极多，2个行业的关联性很高。我曾经给新员工讲课时不断强调应用钢材数量最大的8个行业，其中总量排位第六的就是石油天然气行业，你瞧眼前这些码头栈桥、引桥、管道、储油罐，乃至陆上和海上开采石油的设备，远洋运输石油的巨轮，哪个不是钢铁打造的！按照2010年的国家统计局的数字，当年中国钢材总产量是7.96亿吨，在消费钢材的众多产业里，建筑（含石油天然气、化工专用建筑，占49.5％）、机械制造（含钻探、开采、车辆、炼化设备、接卸，占18％）、运输（限公路、内陆沿海水运、管道运输，占5.4％）、造船业（占2.7％）、石化（设备和管道之外的应用，占1.3％）用量分别都很大，把其中与石油天然气有关的使用量都直接相加，肯定是1个很可观的数字。所以即使我站在曹妃甸原油码头，满眼看到的仍然还是钢铁。

曹妃甸规划图里的矿石码头一期、堆场、中石化原油码头、储油罐、LNG码头等（2011年8月19日拍摄）

在曹妃甸工业区的规划上有1个“港口物流园区”，据说分别由西港区、港池岛区（就是我刚刚走访过的一号港池区域）、东港区、甸头区和化学区5部分组成，园区总面积62.03平方公里。矿石码头、原油码头和液化天然气码头全部都建在甸头区，这里也是不用疏浚的天然深水港区。

曹妃甸原油码头及配套设施工程是国家“十一五”港口重点工程，位于甸头的东南侧，工程主要由原油码头、原油库区、原油管道三部分组成。规划建设两座30万吨级泊位，年接卸能力3800万吨，由号称中国“三桶油”之一的中国石油化工集团公司（中石化）投资建设，总投资为17.92亿元，占地面积560公顷，主要任务是接卸进口原油，加强能源战略储备，为京津冀地区石化产业提供原材料。

一期工程规模为新建30万吨级进口原油泊位一座（同时预留二期工程可建一座30万吨级原油泊位的位置），可以兼顾15万吨级或45万吨油轮靠泊作业，设计接卸能力为2000万吨／年，最大原油接卸能力可达1.2万立方米／每小时。油库总体库容规划为160万吨，一期建设八座10万立方米浮顶储油罐，年中转量为2000万吨，二期再建设同样八座10万立方米浮顶储油罐。原油输送管道直径为813毫米，进口原油自曹妃甸首站，经唐海县、唐山丰南区、天津汉沽热泵站，到达位于天津大港区的天津中转油库，全长190公里，全线采用串联泵密闭输送方式。由于华北原油管网已初具规模，整个原油管道是连成一片的，所以进口原油从管道送到天津大港后，再分别向北京的燕山石化、天津石化、沧州炼化、石家庄炼化等华北地区的几个大型炼油厂供油。2008年8月31日一期原油码头投产，10月份曹妃甸至天津的原油管道也投入运营了。通过管道运送的原油平均每吨可以减少18元成本。中石化在华北的企业一年有数千万吨的原油需求量，仅此节省的成本就要以亿元计算了。

2010年我看到有一篇报道说，曹妃甸原油“一期工程2009年就达到了设计接卸能力”，你可能以为当年已经接卸原油2000万吨了，已经占了当年全国进口原油2.04亿吨的10％（十分之一），错啦！直到我写这曹妃甸新首钢最后一篇时，传来2012年12月的最新报道，题目就叫《曹妃甸油库原油年接卸量突破1300万吨》，正文主要是这么讲的——“12月17日，曹妃甸油库迎来了巴拿马籍的环球皇冠号油轮，这是该油库2012年接卸的第57艘油轮，也是本年度计划接卸的最后一艘油轮。该油轮载有28万吨阿曼油……2012年……完成原油接卸量1310万吨……比去年同期增加110万吨，创历史新高。”得，露馅了，达到“设计能力2000万吨”与实际“接卸量突破1300万吨”，二者之间无论如何也划不出1个等号，能肯定的就是，两年前说“达到了设计接卸能力”是1个毫无根基的“虚拟”数字，肯定是错的，始作俑者虚晃一枪，并不直说到了2000万吨，你也罚不了他，而真实情况是2011年卸油总量也只有1200万吨，差距极大，所以最终确定写2010年报道的是自欺欺人的傻瓜。

不管它实际卸多少，反正石油的接卸、储运都是在密闭的管道里进行，完全具有液体流动的特性，静悄悄的，与红尘飞扬、机声隆隆的矿石码头接卸进口矿粉是完全不一样的环境。我们站在这个平台上，看不到一期工程的地下输油管道，只能一看原油码头，二看储油罐。其中属于码头的部分又分为2个，距离太远看不清真正的码头栈桥，但近处最显眼的就是这座六跨拱桥。

原油码头泊位总长522米，采用蝶型布置，高桩墩台结构。引桥全长784米，是目前我国原油码头中最大跨度的钢管混凝土系杆拱桥，由6座长122米、宽9.2米的弧形钢制拱桥和7座引桥墩台组成，这种形式的码头引桥通常也被称为“彩虹桥”，不仅曹妃甸这么叫，国内很多港口对这类引桥都是同1个名称，远看犹如架设起一条连接天与海的彩虹，非常漂亮。它和矿石码头彩虹桥宽度几乎一样（近10米），作用也是一样的，一做人员上码头的通道，二做输送设备的承台，矿石码头在引桥上架设了转运皮带机，而原油码头是在上面架设了两根大口径输油管道，消防水管、蒸汽管道、船舶供淡水管道、氮气管道（充水）各一根。

这个码头自2006年11月开工建设，2007年9月引桥建成，2008年8月31日原油码头竣工投产。我2007年第二次来曹妃甸时，未靠近这座引桥，只远远地看到它已经露出钢拱的身躯，而且它比矿石码头那座只有两拱的彩虹桥要漂亮许多倍，所以自从它出现在海面上，就吸引了无数镜头去拍摄。2009年我第一次通过曹妃甸港区的卫星照片，才看到了完整的原油码头和引桥模样。此行我们来时，因为雨后阴天，海边还有比较大的雾气，远处的码头栈桥不是很清楚，但是彩虹桥近在咫尺，红色钢拱十分醒目。

2009年曹妃甸深槽正上方的卫星照片，显示的原油码头和引桥全貌，码头平行于海底深槽

中石化图片：当前的曹妃甸原油码头（2011年8月19日翻拍于观景平台）

网络图片：曹妃甸原油码头一期工程效果图与实景对比，与实际斜向角度有差异

这个码头的技术创新项目据说可不少：国内第一次把系缆墩、靠船墩与抗冰墩整体设计为一体，大大降低了工程造价；码头靠船墩、系缆墩的钢套箱体积最大、重量最重，钢套箱海上安装施工形式为国内首创；单跨引桥采用陆上预制（陆上预制场距离引桥施工现场有4海里，即7.4公里）、海上整体吊装的技术，每个拱桥的净重为510吨，加上100吨重的吊具，每个拱的实际吊装重量达到610吨，采用1000吨的起重船，是迄今为止我国水运工程领域所进行的长度最长、重量最重的钢拱桥一次性海上整体吊装。

中国石化新闻网图片：2007年8月17日曹妃甸原油码头引桥合龙贯通

曹妃甸原油码头彩虹桥2007年9月建成，尚未架设桥面承载的六根管道

原油码头彩虹桥的6个钢拱（2011年8月19日拍摄）

在中石化原油码头彩虹桥前留影，2007年来时此桥尚未建成（2011年8月19日拍摄）

透过镜头中的彩虹桥钢拱，看到原油码头最西头的灯塔，还有桥上不同口径的管道（2011年8月19日拍摄）

透过雾障，在观景台能看到正面的左侧栈桥，最东面也有一座曹妃甸“经典样式”的灯塔（2011年8月19日）

甸头原来那座1998年建成的圆柱体玻璃钢导航灯塔，由于港区被陆续填海圈地，现在已经“位居二线”，但是向深水海槽方向延伸建成的中石化原油码头就成了1个“凸出物”，靠泊的巨轮又是超过20万吨的，当它们临近码头时，其实比早年的小船靠近沙岛航行还要危险。所以这里不能没有灯塔，老的1个“功成身退”了，那就建新的。所以你可以看到，已经在中石化原油码头两端建造了两座相同样式的玻璃钢灯塔，完全代替了原来的曹妃甸灯塔。深槽那里的水深有25－30米，晚间这俩灯塔发光是表示“这里是码头，请保持距离”，为进港的巨轮做航标指示。

原油码头的结构与矿石码头有所不同，原油码头栈桥的底层结构直接采用了锥形的抗冰墩，而2005年和2007年我两次到过的矿石码头栈桥是直接建造在钢管桩上的，四个抗冰墩分别设置在两拱彩虹桥的东西两侧。

我们无法登上原油码头的栈桥，在这里只好借用别人拍的照片来展示这个角度的所见景象。

巨型油轮停靠原油码头

2008年8月31日曹妃甸原油码头迎来首艘油轮“海昌1号”靠泊，照片里可以看见码头西端的灯塔

2008年8月31日曹妃甸迎来的首艘进口油轮，由南通中远川崎船舶工程有限公司建造、海昌国际船务（新加坡）有限公司所属30万吨级超大型（VLCC）油轮“海昌一号”（SEAFORTUNE1）在曹妃甸原油码头靠泊，顺利卸载13万吨原油。2010年5月份一艘装载26.24万吨（约合188.1万桶）来自沙特阿拉伯和科威特原油的超大油船，靠泊曹妃甸原油码头，并全部在曹妃甸原油码头卸载，成为靠泊曹妃甸的最大载重油轮。

这里提到的计量单位“桶”，是1个很特殊的、只用于石油交易的换算单位。“桶”和“吨”是我们常见的2个原油重量单位。石油输出国组织（欧佩克）和英美等西方国家，通常用桶来计算，而中国及俄罗斯等国，则常用吨作为单位。

“桶”本来是1个容积计量单位，源自美国，美国1859年从宾夕法尼亚州开始了石油的规模开发利用，当时1个名叫伊云·狄拉克的人在该州泰托思维尔镇钻出了美国第一口油井，盛装石油则是用啤酒桶，或是容积相当于八个啤酒桶的鲸油桶，桶的容量大小曾经不一致，1876年之前美国官方订立了1个英国商人和美国商人都能共同接受的标准，确定容积42加仑等于1桶。由此以来，这个英美制单位与国际公制单位一直混用，尽管石油体积与重量单位有1个换算公式：原油密度为p，一吨油折合桶数＝1／p×6.29桶油，但是世界各地原油的种类、密度都不相同，一会儿要换算重量，一会儿要换算容积，显得异常混乱。

有人给我写下如：1桶约合159升＝0.159立方米，重量为1桶＝0.137吨＝137公斤（全球平均值），1吨就约等于7桶＝1147升。如果油质较轻（稀），则1吨约在7.2桶到7.35桶之间。“加仑”又有英制和美制之分，我国各加油站一般用“升”计算成品油的价格。“加仑”和“升”之间的换算关系为：英制1加仑＝4.546升，美制1加仑＝3.785升，1升＝0.246加仑。中国大庆原油密度0.8602，换算系数＝6.29／0.8602＝7.31桶，山东胜利101油库原油密度为0.9082，换算系数＝6.29／0.9082＝6.93桶……我看了半天还是一团乱麻，只能死背数据。这也就难怪在很多涉及石油的报道中，经常出现口径不一致的问题，或者干脆没有登载具体数量的问题，原因都在于引用的计算数字因单位口径不一，前后矛盾，连媒体人自己都看不明白，自己弄糊涂了，最终只好故意不用，给人总是1种“他们留了一句什么话没说出来”的感觉。

其实在我下面将要说到的储油罐上，也有石油的容积（立方米）和重量（吨）换算问题，暂且先提示一句：阅读时请注意数据的计量单位。

网络图片：2009年8月27日一艘30万吨级油轮正在曹妃甸靠泊系缆，尚未卸油

中石化管道新闻网图片：停靠曹妃甸实华原油码头的外轮

中石化管道新闻网图片：码头的输送臂已经接驳油轮的管系，外轮开始卸载原油

在原油码头中间部位的这4个红色的“输送臂”，卸油之际可以叫做“卸料臂”，装油之际也可以叫“加载臂”，它们是液体散货船主要装卸设备之一，用它与船上的液体货物管系连接进行装卸作业。当接卸罐区设置在距离码头仅有3－5公里范围内时，一般可以直接利用船上货油泵的压力把所载原油直接送入港区的储罐。对于大型原油码头，在地形条件有利的情况下，二者之间距离可延长到5－8公里。曹妃甸的中石油码头距离储油罐非常近，我没有见到除了8个10万立方米储油罐之外还有任何中间罐，因此推断这个码头没有使用“旁接油罐加压”方式输油，也不需要设置接力泵与船上的货油泵进行“串联顺序输油加压”。

参考图片：俯瞰输油臂与油轮管系的连接

曹妃甸原油码头与大连、青岛、宁波等已有30万吨级油码头卸船流量相同，都能达到1万－1.2万立方米／小时，每艘油轮的净卸船时间应该在40小时左右。但是它还不如青岛、大连新建的30万吨级油码头，那儿的设计卸船效率更高，为1.5万－1.8万立方米／小时，油轮可以快速卸船，提高码头利用率。

有码头，就要停船，就要卸油储存，因此油轮就是在海上浮动的油库，储油罐则是在岸上固定不动的油库。从一张空中的照片，即可集中清楚地看到油轮——码头——油罐三者之间的紧密关系。

壳牌石油图片：巨轮在码头卸油，浮顶钢制储油罐的满罐（左）与空罐（右）状态

各国储存石油都要设立专门的储藏库，储油的方式也是五花八门。美国能源部在靠近石油产地得克萨斯和路易斯安那两州的墨西哥湾沿海，把当地的巨大盐洞改造成战略油库，先向洞中灌入淡水溶解盐层，随后注入大量原油，构成4个得天独厚的储备点。这些天然“储油罐”每个直径数百米，最深可达3000米以上，不但能够有效防范军事打击，而且洞中巨大落差形成的温差能促使原油在洞内自动地不停流动（上下对流），从而不会沉淀变质。同时这种储存方式还非常便宜，每桶成本只有1.5美元，是建地面储备设施的1／10。至今美国已经拥有地下盐穴储库数百座，它所有的战略石油储备库都是地下盐穴库。

到2007年为止，毫无地理纵深的日本曾经拥有世界上最大的地面储罐群，容积为18万立方米，目前这个桂冠已经被中国夺走了。日本也有很少的地下岩洞油库，还有埋设在半地下的储油罐，甚至在西南海岛附近还有两处海上储油基地，即由多艘巨大的储油轮排列而成的“海上浮式库”。

德国也拥有近百座地下盐穴储油库，而且数量都还在不断增加。从20世纪60年代起，前苏联（今俄罗斯）也开始重视地下盐穴油库的建设。法国把石油储备到了国外，目前法国10％的石油储备在本土以外，通过政府间协议的方式进行。韩国还把一部分石油储备在了海底洞穴。

我国的地质条件与欧美不同，而且盐矿本身属于国家战略矿藏，不能像某些国家那样直接抽盐水排到海里去，腾空盐洞空腔，所以建库就与采盐利用的进度有关，变成1个很复杂的工程。我国目前已经实施的岩盐开采技术水平也比较低，安全和可靠性也不高，过于粗放，溶腔一无设计、二无控制、三无检测，最后形成的盐穴不能用作储库。因此，中国建设地下油库的技术不成熟，或者干脆说还不能完全掌握这一技术。尽管如此，我国在建设第三期石油战略储备基地的库址上，已经考虑了盐穴储油库这一形式，首选是位于江苏金坛的300万立方米库址，还有几个备选库址。

我国目前还是大多以地面、或半地下的储油罐形式来储备原油，大家能看到的储油设施大多是金属油罐。这类地上储存库的优点，一是库址可以就近选择在长输管线、油码头等收发油比较便利的地点，二是可以在原有油库的基础上进行改扩建，三是金属油罐施工方法简便、建设周期比较短。但是这类储存库也存在一些不足，主要是油库的消防以及防雷击的要求比较高，相应的投资增大，油库安全性相对较差，特别是在战争状态下容易成为首要的袭击目标，金属油罐的造价也比较高，而并寿命相对较短，储油成本较高。

中石化在曹妃甸人工岛区域建造的一期岸上储油罐，一共8个，罐体大约有22米高，直径是80米，能储原油10万立方米（容积）。这里的地质条件其实很好，原来甸头这个位置就是已经有千年历史的曹妃甸“沙岛”所在地，一定程度上算是硬地，不完全是人工吹沙填海制造的“软地基陆地”，承重加固施工因此相对好办。

在钢铁厂里我见过很多煤气储藏柜和重油储罐储之类的罐体，也知道有大量的钢板（特别是被称为“容器板”的1类）被用来建造储油罐，但是一开始根本不懂得这些储罐还有什么学问。

煤气储藏柜（一般不叫做“罐”，只有高压密封容器才被称为“罐”）的容量从几千立方米到几十万立方米都有，既有“干式”也有“湿式”的。湿式的用水做密封，一节一节的“塔节”随着煤气量的多少而升降，气体压力通常为0.0012－0.004兆帕，所以称为是低压储罐。干式煤气柜多为高压储气，曼恩型的（也叫曼型）压力在0.004－0.008兆帕，是多面体的垂直钢制罐；而圆形用干油密封的克隆型煤气柜，耐受的储气压力更高一些，为0.006－0.008兆帕。

钢铁厂里的低压湿式煤气柜，在外观能看见柜体高度在不断升降变化

干式煤气柜：左为鞍钢30万立方米，右为京唐钢铁15万立方米

但是储油罐与储气罐的外观就有很大不同了。2007年9月二到曹妃甸以后，有人看到我拍的照片，便告诉我圆柱形储油罐还分“立式”和“卧式”2类，直径相差很多，仅就立式而言，曹妃甸中石油10万吨储量的圆柱形储油罐，应该是1种被称为“浮顶式”的储油罐，它看似是“平顶”的（侧面看不到罐顶的样式）；而原来在首钢轧钢厂看到的立式圆柱形重油储罐，则是带圆拱形固定顶盖的。

首钢石景山老厂区里的重油储罐是立式圆柱形拱顶罐（2010年3月31日拍摄）

在不知道浮顶式油罐的结构原理之前，当我看到卫星照片里拍摄的曹妃甸中石化储油罐时，着实大开眼界——从照片的光线投影角度看这些原油储罐，此时都如同没有顶盖一般，当所储原油体积减少、逐渐排空之际，浮动的顶盖都是“沉没”到罐体里面去了，只有泵入原油以后，顶盖才重新升起来。

2009年的曹妃甸卫星图，依次可见沙岛老灯塔、8座浮顶储油罐、原油码头引桥和观景平台

从阳光射入油罐的角度，可见外壁结构投射出的黑色阴影，说明“浮顶”下落在底部，全是空罐

后来经人指点才知道，原来这8个金属储油罐确实都是“浮顶罐”（Floating－RoofTanks）。浮顶储油罐依据罐顶的结构不同，又分为“内浮”和“外浮”2类，顶盖在封闭有盖的罐体内部上下浮动的，叫“内浮顶”；顶盖若是在敞开无顶的罐体里上下浮动，叫“外浮顶”。

左为立式圆柱形拱顶储油罐（有的带“浮盘”，称为内浮顶罐），右为圆柱形外浮顶储油罐，直径相差很多

立式圆柱形储油罐适用于储存汽油、航空煤油、轻柴油、石脑油、醇类、醚类及苯类等高挥发性的油品，但容积较小，每个能有几千到1万立方米就不错了。常用装配式（通常是不锈钢制）的内浮顶储罐里面有1个“浮盘”，实际是1个边缘有良好密封的隔板，它随着油面涨落而上下移动，隔板把罐内空间分成了满油部分和排空部分（排空部分根据防火需要还可以充入氮气）。这种储油罐基本上消除了气体空间，降低了油品存储时的蒸发损耗，得到了广泛的应用。

圆柱形拱顶储油罐采用内浮式活动浮盘，随着储油量增减自然把把油罐分为上下2个空间

圆柱形外浮顶储油罐多用来储存粘稠度较高、产生的挥发性气体也很少的原油，所以世界各国几乎都采用这一形式。它没有最上面的顶盖，直接把浮动的圆形隔板（浮盘）当作罐顶。钢制外浮顶结构比内浮顶的施工方法要简单得多，能节约成本，但是沿着罐壁一圈的密封要求也很高，因为它要把原油和日晒、风吹、雨淋的复杂气候之间可靠隔离。这种浮顶还细分为单盘式、双盘式和浮子式等几种形式。这种浮顶油罐也被称为“无盖浮顶储油罐”。

我们站在这种储油罐的侧面时，根本看不到它的浮顶，也只有在高空的卫星眼中才会暴露无疑。这种储油罐的容积很大，通常在5万－10万立方米以上。曹妃甸中石化的八个10万立方米储油罐都是这种无盖浮顶储油罐。

圆柱形无盖储油罐的浮顶结构，右边是拼装好的浮顶内部双层结构，也叫“浮盘”或“浮船”

网络图片：浮顶式储油罐里的两根量油管，还起着浮顶的固定和导向作用

网络图片：浮顶式储油罐里供人员上下的浮梯，会随着浮船的升降而滑动

无盖浮顶式原油储罐的完整结构示意图（这张图是单浮盘的）

我们讲建造这些石油储存设施（后边说天然气也一样），其实都在讲到钢铁的应用，钢铁与石油天然气真是无法分割的2个关联行业。不仅勘探开采要拼高强度钢材，在储存、输送、提炼等主要环节无一不用巨量的钢材，特别是大量用到无缝钢管、螺旋焊管、结构中板或容器中板。

建造原油储罐的材料分为罐体材料和附属设施材料，几乎全都用钢板制作。按照“抗拉屈服强度”或“抗拉标准强度”两项数据，又分为“低强钢”和“高强钢”。高强钢多用于5000立方米以上储罐；附属设施（包括抗风圈梁、锁口、盘梯、护栏等）均采用强度较低的普通碳素结构钢，其余配件、附件则根据不同的用途采用其他材质。制造储罐常用的国产钢材有20、20R、16Mn、16MnR以及Q235系列等“压力容器板”，但是这些国产钢材的强度等级远不如日本和欧美的产品，差了整整一代。早年中国还有平炉炼钢之际，建造1万立方米以下的储罐，曾经用过A3（俗称“阿三”）或A3F平炉沸腾钢轧制的钢板；建造2－5万立方米储罐，上部罐壁按“刚度”使用A3F钢板，下部罐壁按“强度”使用16MnR钢板。当淘汰平炉钢以后，油罐为了减少壁厚，只能普遍采用低合金钢16Mn类型。那时没有更高强度的钢板。

发达国家建造使用大型原油储罐已有30年历史，我国第一座10万立方米大型储油罐的建设从1986年才开始，设计规范依据和所用的高强度钢板都从日本引进。当时一座10万立方米储油罐造价与所储原油总价值高达数亿元，如果出了事故，经济损失和环境污染后果会很严重，所以对储罐用钢的质量要求极其严格。以至于从第1个大型油罐建设以来，我国陆续建造的50多座10万立方米以上的大型储油罐，绝大多数仍然使用日本的高强度钢板，而按照日本JISB8501－1976规范，低碳钢板厚度至少要达到38mm，高强度钢板的厚度则至少要达到45mm。但是罐壁钢板不是越厚越好，钢板越厚、温度越低，越容易产生“脆性破坏”。当年大庆至铁岭输油管复线要穿越嫩江，在零下20－30℃的冬季做气压试验，结果2000米管道全部脆断！所以中国必须有自己的高强度钢板，也必须有自己的巨型储油罐施工建造规范。

鞍钢是国内最早进行大型石油储罐高强度钢板开发的钢铁企业之一。2004年7月，国家发改委确定了大型石油储罐高强度钢板“国产化”的工作目标。鞍钢作为国产化开发组成员单位，就开始着手参与国家石油储备基地建设用高强度钢板的开发工作（那时曹妃甸开发的总体规划尚未启动）。半年后，鞍钢开发的AH610E型钢板通过了全国锅炉压力容器标准化委员会的技术评审，确认钢板的力学和工艺性能符合技术条件的要求，可以用于建造大型浮顶储油罐。

2007年6月12日的某媒体报道说，中石化在设计一期曹妃甸原油码头配套储油罐时，就确定此项工程要“基本采用国内生产的钢材”。鞍钢为一期工程中的四座10万立方米浮顶储油罐供应AH610E高强度储油罐钢板，总计大约3000吨，包括12－32mm的一共8个厚度规格。

此后不到2个月，我随首钢发展研究院学习参观团第二次来曹妃甸时，已经看到罐体施工拼装焊接到第三带，由于我们是来看京唐公司的建设工程，当时未能停车去瞧一眼中石化的现场施工，感觉一晃而过，有些遗憾。但是后来陆续从各种媒体包括网络上看到了大量报道和图片，大家对曹妃甸第一次使用鞍钢的高强度容器板建造大型储油罐都很感兴趣。

网络图片：原油储罐焊接施工（外环梁式圆形基础自动焊）

中国石化新闻图片网照片：北京燕华建安公司在安装曹妃甸10万立方米储油罐

其实这种“外浮顶”式的储罐，是有很严重缺点的。原油属于“甲B”类易燃液体，具有易燃性，它的爆炸极限范围比较窄，但数值比较低，也仍然具有一定的爆炸危险性，同时原油还有“易沸溢性”，也就是原油受热就会体积膨胀，溢出储罐，特别是满罐油，受热（火烤）后一定会溢出这种没有固定顶盖的浮顶式储油罐，扩大火灾的面积，特别危险。另外操作不当，还会造成石油行业非常忌讳的1种严重恶性设备事故——“浮盘沉底”，将造成大量原油泄漏，严重影响生产、污染环境并构成火灾隐患。

原油储罐基础的结构形式，均为外环梁式圆形基础，底部为混凝土承台，外部为钢筋混凝土环墙，内部充填级配砂、中粗砂并且夯实，最上层还要铺设沥青砂防腐层。储罐钢板组装采用内置脚手架正装法施工，焊接采用自动焊（埋弧横焊、气电立焊）的焊接工艺为主，辅助用手工焊接配合。具体制造中的什么“叠壁设计”、“大角焊缝”和“加热盘管”等等细节我就不介绍了。

2007年9月8日第二次到曹妃甸时，行车途中拍摄到正在建造的10万立方米储油罐，已经到第三圈壳体

网络图片：2007年10月在曹妃甸滩涂远望中石化的原油储罐工地

网络照片：2007年11月曹妃甸原油储罐正在吊装施工

网络照片：单罐10万立方米原油储罐的抗风加强圈梯子安装

这次从S262公路开车来码头的途中，我专注着不要被前边的卡车溅一脸红泥，加上因为车体矮，我根本没看见围墙内的储油罐，当时也没有可能在繁忙的公路中间停下车来仔细瞧。所以眼下这个观景平台提供了1个很好的视角。站在这里向西北方向望去，不到500米远就是8个巨大的储油罐，在今天灰蒙蒙的天气下，也可以看出罐体并非银白色，而是带有微微的一点淡红色，有点儿像是榉木家具的那种颜色。

这些储罐当天是否盛满了原油，不太清楚，今天也刚好没有油轮卸船，码头上所有的输送臂都直立着，原油码头一片静宁。

如今站在观景平台，可以看到500米远的8个10万立方米储油罐（2011年8月19日拍摄）

网络图片：近看中石化曹妃甸原油码头储罐，围墙显然从正面看要比从观景台看它背面要漂亮

网络图片：曹妃甸的中石化原油码头储罐区

在我们2011年8月份来看原油码头和原油储罐之际，中石化同时都还在另外进行着三项工程。第一项是正在建造初期的商用储油基地工程，第二项是中石化曹妃甸1000万吨炼化工程（大石化），另一项是力争国家第三期战略石油储备基地选点能落在曹妃甸。

前面说的原油上岸后那8个储油罐的80万吨原油，已经有去向了，是直接要输往河北省和北京地区现有炼油厂的。而商用储油基地，全称“中石化曹妃甸原油商业储备基地”（也就是我看到观景平台指示牌上的那个名称），它是着眼于为曹妃甸工业区后续产业的配套服务的新储罐区，比上岸罐区的库容大4倍。我们到曹妃甸时，这个工程基本快完工了，但是由于事先没做任何准备，所以没顾上去看一眼。

曹妃甸原油商业储备基地工程由中石化管道储运公司建设，总投资316125万元（31.61亿元，其中环保投资4947万元），占地1000亩。主体工程分原油罐区、泵区、管道三部分。一期工程建设32座10万立方米浮顶储油罐，总库容为320万立方米（可储备原油大约240万吨），共设置八个罐组，每组为四个储罐。据媒体报道，在曹妃甸，人们习惯称这个基地的3两个储油罐为“大油罐儿”。两根并行双向铺设的、长度为7公里的DN1000原油输油管道，从曹妃甸原油码头库区终点一直铺到商业储备罐区，整船的进口原油可以从码头通过管道直接进入储备基地储存起来。这里还建设了输油泵站、污水处理场、雨水提升泵站、消防站以及相应的工艺、自控、给排水、消防、配电、通信、采暖通风等众多站场工艺设备。商储基地的储油罐全是白色，与原油码头那八个榉红色的储油罐外观区别很明显。

这个项目建成后，填补了河北省没有原油储备库的空白，同时也增加了初期只有80万吨原油上岸储备的不足，可以增加供给北京、天津、沧州、石家庄等地的炼油厂。

2010年12月11日北京燕华建安公司进行28号储罐第一带圈板安装（中国石化新闻网刘世勃拍摄）

同上，28号商业储油罐第一代围板拼装（中国石化新闻网刘世勃拍摄）

网络图片：中石化曹妃甸原油商业储备基地32座储油罐，每个储量都是10万立方米

网络图片：曹妃甸原油商业储备基地320万立方米库容的浮顶罐群

网络图片：3两个商储油罐与八个码头油罐的结构完全相同，只有颜色不同

然而，这新增320万立方米石油储罐巨人，也只是曹妃甸巨大产业链条中最为基础性的一环。曹妃甸新区管委会的目标是，到2012年，曹妃甸将在产业聚集和基础设施配套上有大发展。中石化1000万吨炼化一体化工程建成后，可以依托30万吨级原油码头，加快发展石油炼化和精细化工等下游产品，同时推进曹妃甸化学产业园区的煤化工、盐化工，打造“三化一体”的产业集群。

2009年9月，就在首钢京唐钢铁公司投产的同时，中石化有关在曹妃甸建设1000万吨成品炼油（原油加工能力是1200万吨）、100万吨乙烯一体化的项目，向国家发改委递交了计划申请。该项目将投资285.7亿元，计划年加工1200万吨进口沙特原油。在中石化向国家环保部提交、2010年2月被专家组评估通过的《环评报告书》里说，炼油项目由中石化北京燕山分公司建设，选址“位于曹妃甸循环经济示范区的东南部规划的石化产业用地内，西侧与中石化原油商业储备库基地相邻”，有人说就是在曹妃甸人工岛初期被称为“十七加”的那个地方。对照地图一看，我明白了，原来中石化依次进行的三项工程（原油码头和原油库、商业储备库、大炼化工程）不但是从西向东一字排开，而且也是先后按顺序进行施工，显然是它们早已规划好的。

就在我们2011年8月到曹妃甸之前1个月，2011年7月1日，获得国家发改委批准开工的中石化的曹妃甸千万吨炼油工程项目，举办了开工仪式，由北京燕山石化公司承建该项工程，建设周期从2013年至2015年，要建设18套炼油生产装置以及公用工程系统和辅助设施。除了1200万吨级炼油设备，还要再建设一座30万吨级原油码头、一座5万吨级成品油码头、以及铁路专用线及输变电工程，生产满足京标Ⅴ（国五）质量要求的汽油、柴油、航空煤油、液化气和芳烃（乙烯为主）等产品。同时，这个工程所用的大型装备中有一部分将就地制造，中石化背靠着首钢京唐公司，信心满满地要延伸发展一块新的石化装备制造业。

中国新闻网照片：2011年7月1日曹妃甸大炼化筹备处揭牌及石化装备制造项目开工现场

中石化目前仍在努力争抢的还有一项悬而未定的工程，就是国家第三期战略石油储备基地。

按照2008年时的我国石油消费水平，每一天石油消耗量大约是110万立方米（1.1立方米≈1吨），每天消耗就是100万吨左右。按照BP（英国石油）统计资料的换算标准，1立方米原油≈0.8581吨计算要少一些，也有94万吨。我国的国家石油储备基地一期工程在2003年开建，直到2007年12月18日国家发改委才宣布“中国国家石油储备中心正式成立”，决策层决定用15年时间，分三期完成石油储备基地的建设。到2008年底，一期工程四个基地已经全部建成。

按照竣工顺序这四个基地依次是：2006年9月竣工的位于浙江省宁波市境内的镇海基地，占地1.12平方公里，共5两个储油罐，原油储存库容位列第一为520万立方米；2007年12月竣工的山东省青岛市胶州湾西海岸的黄岛基地，3两个储油罐，总库容为320万立方米，总储油量近290万吨；2008年11月竣工的位于辽宁省大连市开发区新港镇的大连基地，占地0.73平方公里，共有三十个储油罐，能储备原油300万立方米；2008年12月竣工的位于浙江省舟山市岙山岛的舟山基地，50个储油罐，总库容位列第二为500万立方米。这些储油罐都是由前面讲过的高22米、直径80米、10万立方米容量的大型钢制双盘式浮顶储油罐组成，总库容规模为1640万立方米，可以储存原油约1200万吨。不过，这也就是仅仅能够满足12天的应急用量，加上国内还有21天进口量的商用石油储备能力，我国总的石油储备能力这时勉强达到30天原油进口量。

网络图片：国家石油储备基地第一期工程最大的浙江镇海基地，储量520万立方米

一期这些石油储备看似规模浩大，但其实根本不够用。有关专家认为，所有发达国家都在建立自己的石油战略储备，美国的储备量超过1亿吨，是世界最大的。日本的储存量也非常大。发达国家储存的比例至少要够三个月，有的达到半年的进口量。中国的储备量还是非常少的，要达到安全的标准，根据专家测算，和平时期的中国石油战略储备至少要够维持三个月的用量，大约为5000万吨原油。如果考虑未来可能发生战争因素，还要提前扩展建设内陆的战略石油储备基地。所以在国务院批准的《国家石油储备中长期规划》中，明确规定在2020年以前，我国将陆续建设国家石油储备基地第二期、第三期工程，形成相当于100天石油净进口量的储备总规模，进1步增强应对石油中断风险的能力，为保障石油供应安全、稳定石油市场，促进国民经济平稳运行发挥积极作用。但是我注意到最早说中国石油储备基地总规划划分为三期时，大致储量安排为：一期1400万吨，二期2800万吨，三期2800万吨，都与后来实际建成的数字有差异，普遍都没有达到这个规模。

2009年完成了二期石油储备基地的规划，设计库容达到2680万立方米（约合原油近2200万吨），可是很有意思的是，一开始，没有完全公布将在哪些地区建设第二期和第三期石油战略储备基地，但称“将优先选择地下石油储备设施和内陆地区”——结果惹得国内外到处在“猜迷”。例如二期战略石油储备基地原有八个符合这一说法的选址，陆续开始建设，包括天津、广东湛江、广东惠州、甘肃兰州、江苏金坛、辽宁锦州、新疆独山子、甘肃兰州，其中三个是内陆，一个地下，还又多公布了1个舟山基地增容列为二期，都说要在2012年建成。中石化、中石油各参与一部分建设，直到我开始向企业打听第三期基地是哪几个之际，人家却反问我：你先说哪几个算二期基地？

根据中国能源网的报道，国内建设石油储备基地的企业很多，这些基地论大小是也就是按规模来排的，有的计划就是建1000万吨，但它们却并非是国家定点的石油战略储备基地——从严格的意义上说，有些国家石油储备基地将要确定在这些原有基地上扩建，有的则要重新根据布点新建。

国务院弄的这一套叫做“雾里看花”，也是1种“市场竞争”策略——把国家想办的事情放手让民间去办，包括国有企业也要跟民营企业一块儿争抢，你们企业先动手搞吧，等我们政府最后相中了谁，就给发文件公布“升格”，再给你“赏冠戴帽”和“确定政策”——这种把风险全部压给企业的办法，是好是坏，我不评论，但是却看到各路媒体连续跟踪了数年，也没有1个写全的，显然新闻媒体在市场竞争面前也不及格，它们通常报道政府的正规“发声”总是有根有据，而寻踪这样的竞争性消息却始终摸不着头脑。

河北唐山的曹妃甸工业区曾经一直是第二批石油储备基地项目入选的热门，但是很不幸违未能被选中。尽管听说2008年就已经把要在曹妃甸建立战略石油储备基地的可行性研究报告交给发改委了，一直在等待批复，但是我始终不清楚这是曹妃甸工业区方面牵头写的，还是中石化方面自己搞的？根据已经发现的冀东南堡油田的各种报道来看，这很可能是地方政府牵头搞的规划，但他们跟媒体推说则是中石化积极搞的。这话还不能算是假话，但客气一点说也至少归为“不真”。

在曹妃甸的石油产业开发过程中，“三桶油”里并不是只有中石化一家在那里独干，而是中石油也在干，不过这“两桶油”似乎有一点默契般的合作，它们在这里的项目相互不交叉，没有发生严重的竞争。中石化建原油码头、商储库、大炼化，贯通跨渤海的输油管，再拟建战略储油基地；而中石油是开油田、建油田后续服务项目、建LNG液化天然气工程，贯通跨渤海的输气管。你瞧，竟然没有1个是撞车的！

2007年中石油公布在曹妃甸附近发现储量规模达10亿吨的大油田——冀东南堡油田，并布局进行原油的勘探与生产。这是40多年来我国在石油勘探方面最激动人心的发现，是当时轰动全国的消息。南堡油田位于曹妃甸港区，地质上属于渤海湾盆地黄骅坳陷北部的南堡凹陷，勘探面积达1570平方公里，其中陆上面积570平方公里，滩海面积1000平方公里。中石油经过长达40年的艰苦探索，到2004年才在冀东陆上一共发现五个油田构造。后来陆续又有一些新发现，分别探明储量4.05亿吨、控制储量2.98亿吨、预测储量2.02亿吨（合计约10亿吨），中石油方面2007年召开新闻发布会只是保守地说，这个油田可以开采100年。

这个油田比较特别，比过去呈破碎形的冀东油田要完整许多，平均单井油层厚度达80－100米，已经试油的直井单井日产80－100吨，水平井的单井日产为200－500吨，油田储量丰度达到每平方公里507万吨。一次井网采收率可以达到40％，而全国除大庆油田之外的该指标平均水平只有25％－26％，很多人都羡慕。这个油田所开发的主要区域都不在人工岛上，而是在渤海湾里。在发现油田的初期，整个曹妃甸工业区还没有把油田包括进来。我2007年9月第二次到曹妃甸时，规划展览厅里甚至都还没有相关的介绍。

南堡油田属于储量集中、产量高的滩海油田，易于建设开采，按照目前中国掌握的技术，10亿吨储量中可以落实的“可采量”估计超过5亿吨，如果全线规模开发，理论上有7－8年时间就可以完成。外界曾预测到2012年，南堡油田的年产量可以达到1000万吨，成为世界级的高产油井。但是中石油方面仍然很谨慎地说，“如果国家想大规模开发，可以使石油进口依赖度减少；但如果继续购买外国原油，冀东南堡也可以保持在一定的开采量上，开采速度可根据战略需要调整”，一点也没有冒进的意思。

网络图片：南堡油田开发初期到处是钻机

网络图片：南堡油田海上开采，这是中石油在国内的第1个导管架采油平台

网络图片：南堡油田这几口井就在防波堤旁（2008年3月23日）

网络图片：冀东南堡油田的抽油机（俗称“磕头机”），显然这里都不是自喷井

四年后的曹妃甸，陆地靠海一侧的区域里到处是“磕头机”在抽油（2011年8月17日拍摄）

从曹妃甸湿地回到唐曹公路时，眼见路西侧到处是抽油机（2011年8月17日拍摄）

可是就在南堡油田都还在进行50万吨先导试验工程，对开发进程、开采效率还未作更深入地研究之际，曹妃甸有些领导异想天开了，背靠着渤海湾的中石油南堡油田，自己觉得腰杆子硬了，说了一些不该说的大话，似乎是在逼着中石化加快在曹妃甸人工岛上的开发步伐。

有一家香港媒体，2008年6月15日曾经依据工业区领导的话发出报道，描述曹妃甸要建成1个“520万吨储油巨鳄”（到2011年我们再看，就觉得这个数量级还是太小，很可笑）。我甚至可以在这里引用当时的几段报道，看是谁在犯傻：

“其实在可行性研究报告制定前期，就已经确定了选址在曹妃甸了，经过发改委批复只是走1个程序。”“在曹妃甸建立战略石油储备基地的主要推进方是中石化，而中石化已经着手对该战略石油储备基地进行初期设计。”上述说法同时也得到了曹妃甸招商局长×××的证实，“虽然经发改委批复的流程时间比较长，但是第二批战略石油储备选址曹妃甸已经十拿九稳。”这些官员好像是发改委肚子里的蛔虫，第一手情报多多的。

而结果呢，国务院2009年根本就没把曹妃甸纳入第二期国储石油基地名单，曹妃甸工业区的领导把话说得实在太大、太早、太肯定了，反而是给自己扇了1个嘴巴，还被“闪了一下腰”。你左手拉着中石油，右手拉着中石化，既有本地油田，又有进口原油，就能说是天下独一无二的条件吗？有这个条件就该定你为第二期战略石油储备基地？

我看中石油和中石化两家倒是都很聪明，脑子一点不热，专心干自己的事情，不为舆论所左右。它们比2009年当时更多地考虑了在开发区内的采油、炼油、石化工业全线配套，准备站在更高的层面去争取扛大梁。我想，现在曹妃甸工业区和石油公司都不会再犯傻了，应该口径一致地争抢下一批战略石油国储基地建设的头衔。

但是按照中石化已经建设的320万立方米商储石油设施来看，即使加上岸的80万立方米储油罐，现有的储存总规模还是小了一些，竞争优势还显不足。渤海湾对面的天津基地计划就是建1000万立方米，新疆鄯善800万立方米，舟山基地两期合计750万立方米……而按照曹妃甸工业区有如此开阔的场地条件来说，建1个总规模大于1500万吨的国储基地才能“吸引眼球”，才会是小菜一碟。因此曹妃甸这里必须要把紧跟着发展“大炼油”增加的1200万吨储油设施都算进去，才能被国家三期战略石油储备基地选址相中。

2011年这当口，全国各省市都在争相竞争三期石油储备基地的审批，重庆市万州区、海南省洋浦开发区和河北省曹妃甸等都有希望被选为三期工程的储油基地，竞争十分激烈。有人曾放话（后来有报道）称：“第三期山东日照和黑龙江大庆的石油储备基地已经开始建设。”其实这2个石油储备基地的建设方是中石油，都还没有被明确是“属于三期”，只不过在争抢舆论的制高点。

曹妃甸国家战略石油储备基地到底能否列入第三期工程？曹妃甸其实是1个不错的选址，从地理规划来说，一期战略储备基地主要分布在南方及东北、山东，但是以京津唐为核心的华北经济圈却一直还没有储备基地，曹妃甸这里可以辐射京津唐重点的石油消费区域；曹妃甸建成了30万吨级的原油深水港，这将大大方便进口石油的运输；现有的石油储备基地设施也能与其对应、扩展。不过，我认为必须要耐心等到2012年底，原计划二期工程全面完工之际，届时国家有关部门才会正式揭开蒙在“三期工程”头上的神秘面纱。咱们只好骑驴看唱本——走着瞧了。我内心是祝愿曹妃甸交好运的。

说完原油储存问题，我们回过头来看看原油是怎么运到国内来的。

目前中国能源和矿产资源类产品的对外依存度越来越高，2011年我国原油的对外依存度是55.3％左右，而且都还在以年均2.八个百分点的速度提升。2012年我国进口原油2.85亿吨，进口量超过原来五个大庆油田的年产量之和，根据海关统计的对外依存度达到了58.7％，实际递增率比平均值还高。石油是世界上最重要的一次能源和化学工业品原料，这种原油对外依存度不断提高的态势，意味着我国社会生产和能源安全的形势极为严峻。

中国目前进口原油数量越来越大，根据海关总署2012年2月公布的统计数据，2011年原油进口高达2.5378亿吨，比2010年增长6.1％，仅沙特阿拉伯、安哥拉和伊朗三国就占了进口总量的43％，而且这个排位已经连续保持数年，可见进口源相对集中。在2011年进口排名靠前的十个国家里，中东国家有五个，非洲两个，南美一个，这八国输往中国的石油全部要通过远洋海运路线运输，只有部分俄罗斯原油（2011年为1500万吨左右）和内陆国哈萨克斯坦的全部原油是通过油罐车和管道运进中国之外，即使来自俄罗斯远东输油管道末端港口科济米诺（Kozmino）的轻质原油，也是装上巨轮运来中国的。因此，曹妃甸原油码头每年要接待几十艘20万吨以上的运油船（简称“油轮”或“油船”）就毫不奇怪了。

所谓“油轮”（OilTanker）就是油船的俗称，是指载运散装石油或成品油的液货运输船舶，广义范围包括所有散装运输各种油类的船在内，除了运输石油外，装运石油的成品油，各种动植物油，液态的天然气和石油气等。但是通常所称的油船，多数是指运输原油的船。而装运成品油的船，则被习惯称为“成品油船”。装运液态的天然气和石油气的船，称为液化气体船（LNG船或LPG船）。

油轮很容易与其它轮船区别开来，它的甲板非常平，除驾驶楼之外几乎没有其它耸立在甲板上的东西。油轮不需要甲板吊车来装卸货物，有得只在中部有1个很像吊车的装卸臂（有的干脆没有装，卸油只用码头装备的装卸臂），用于把码头上的管道与油轮上的管道系统接到一起。1个很有意思的技术细节，是运输原油的油轮90％（特别是大型油轮）都使用蒸汽轮机作为动力装置，而不用转速更高的燃气轮机。原因是原油比较粘稠，必须加热后才有足够的流动性能被泵入油轮，在整个运输过程中，原油始终要保持在一定的温度范围里，这样可以在到了目的地以后快速地卸货，由于蒸汽轮机不但可以做为驱动力，也能提供加热原油的蒸汽，所以为首选动力，其它高能的动力偏偏都不能满足这个最基本的要求。

油轮是散货运输船里的“巨无霸”之一。中小型油轮（载重3.5万吨以下）都是运输轻质油和成品油的。大型油轮（3.5－16万载重吨），以运载原油为主，偶尔载运重油。超过16万吨、专门用来运送原油的油轮，名称划分就比较乱，在中文里被统称为“超大型油轮”，但是其中一般超过20万吨的油轮都被称为“超级油轮”，超过40万吨被称为“超级巨型油轮”；可是另外1种划分却把15万吨到25万吨的叫“巨型油轮”（VeryLarge Crude Carrier，缩写VLCC，也叫超大型油轮），25万吨载重吨以上的叫做“超级油轮”（Ultra LongCrudeCarrier，缩写ULCC）。早先的1个统计是2007年7月做的，说超级油轮（VLCC）已经是海运油轮的主力船型，全球共有501艘超级油轮，总计1.47亿载重吨，占当时世界油轮总运载量的42％，平均每艘29.34万载重吨，平均船龄为9.2年，平均航速15.4节。

各型油轮体形大小比例的示意图

要说到访曹妃甸的油轮，个个都是VLCC级以上的，象第一艘靠泊曹妃甸的30万吨级外国油轮“海昌一号”就是VLCC，总长333米，型宽60米，型深29.3米，共分十七个货油舱，可装载三种不同的原油，压载舱十个，设计航速15.6节，续航能力为2万多海里（约3.7万公里以上），可以沿着主要航线绕行地球一圈，但是船员只配31人，具有一人驾驶操作和无人机舱的完全自动化航海系统。

“15.6节”这个船速可不慢，这个被叫做“节”（Knot，简写Kn）的计量单位，是从以前风帆航海时代的船员为了测定船速而发明的“抛绳计节”法而来，每走一海里，船员就在放下的绳子上打1个节，以后就用“节”做为船速的单位，在地球纬度45度线上的1海里＝1852.2米，海里是长度计量单位，因此1节（kn）＝1海里／小时，15.6节＝15.6海里／小时＝28.89公里／小时，也就是每小时29公里。“抛绳计节”虽然早已成为历史，但是“节”作为海船航速单位仍被沿用至今。

为了高效率、低成本地运输原油，各国的原油运输船越造越大，所以现在满世界都是VLCC和ULCC。世界上最大的船舶是1979年日本建造的“海上巨人号（SeawiseGiant）”48万吨超级巨型油轮，由住友所属横须贺制造所建造，吃水24.61米，舷宽68.86米，船的长度458米（超过1／4英里，1英里＝1.6093公里，比横躺下来的艾菲尔铁塔还长），蒸汽轮机总功率为5万马力，航速13节，是世界上最长的船只，称为“最长的人工制造水面漂浮物”。它能够容纳将近65万立方米的原油（将近410万桶）。

这艘原属希腊的真正巨无霸一出世就很倒霉，历经坎坷。造船中途船东破产，被卖给香港船王董浩云（1997年首任香港行政长官董建华之父），改变设计增加到56万吨，1980年底下水运行，“两伊战争”中被伊拉克击沉。经捞起后修复，数度被卖，几次更名，2004年改为一艘超大型的浮动储油船，最终改名“诺克·耐维斯号（KnockNevis）”。这艘历经磨难的巨轮，已经在2010年1月被拖到印度阿朗拆船基地，随之被拆解为废钢。这个两倍于30万吨级油轮的ULCC大家伙，永远不会开到渤海湾来了，但是它至今仍然保持世界上目前最大油轮的地位，无人与其争雄，人们也终于不会傻到再去造那么1个无用的笨家伙。所以说，造船不是越大越好。

曹妃甸原油码头虽然写明是“30万吨级”的，能够经常光顾曹妃甸的油轮多在20到30万吨之间，但是有资料显示，这里海槽深，预留今后最大的船舶等级可以到45万吨，这不仅是已经配置好的码头和上岸输油设施所决定的“硬”条件，也是经过仔细测算的“软”条件，在至少10－20年之内，都会是很合理的经济运输方式。

网络图片：世界第一的“诺克·耐维斯号”超级ULCC油轮

网络图片：大连新船重工造的30万吨级“新宁洋”VLCC油轮，长330米，宽60.69米，型深29.7米

满载的STENA（船底有1个空腔，可减少阻力，节省燃料20%）型超级油轮

大连远洋运输公司国产的30万吨VLCC油轮“远怡湖”号

与巨型油轮能有一拼的，就是那些装运着比原油更危险的货物——液态天然气的船，称为LNG船。要谈远洋巨轮里的LNG船，就得联系到曹妃甸的LNG项目一起来说。

LNG是液化天然气（Liquefied NaturalGas）的英文缩写，公认是地球上最干净的能源。LNG的主要成分是甲烷（CH4），最多可占99％，另含少量乙烷、丙烷、总丁烷、总戊烷等可燃气体。LNG无色、无味、无毒，而且无腐蚀性，把开采出的天然气净化之后，在常压低温下（低于沸点－162℃时）使它自然凝结成液体（称为液化），不用加压，体积就缩减为同量气态天然气体积的1／600到1／700之间（世界平均1／625），而LNG的重量仅为同体积水的45％左右。LNG的密度为0.7167kg／立方米，饱和状态下的LNG密度为430－470千克／立方米，因此每吨LNG完全气化恢复为天然气，换算回来的体积大约在1390－1495立方米之间，平均值是1395立方米左右。

LNG储存效率高，占地少，投资省，仅10立方米的LNG储存量即可供给1万户居民1天的生活用气。LNG的辛烷值高（130左右），比汽油柴油都高，排气污染极小，是车辆最好的升级换代清洁燃料，是1种可以大大节约储运空间的清洁、高效的能源。各国以天然气为燃料的燃气－蒸汽联合循环发电（CCPP）系统也越来越多，不仅城市供电供热可以用，大型工业生产系统里也可以用。例如，京唐公司二期工程开始以后，如果自产煤气因工艺波动原因不能完全平衡、导致CCPP系统不能发挥充分效力的话，也可以稍加改造，引入一部分曹妃甸上岸的LNG资源来填补。这不是没有可能的。

中国的能源结构一直以煤炭为主，石油、天然气只占到很小的比例，远远低于世界平均水平。中国的天然气利用起步很晚，但是近年随着工业升级改造和城市清洁化燃料应用急速扩大，除了采用液化石油气LPG之外，大量推广使用的都是更为安全的LNG。

2008年中国和世界能源结构对比，中国的煤炭占三分之二以上，天然气所占比重极低

我国目前有液化天然气工厂40多座，但是规模都不大，预计2015年之前，国内LNG总产能将达到750万吨／年，但是仍然赶不上消费需求的飞跃式发展，所以进口量十分巨大，出现了“爆炸式”的增长。

根据海关统计数据显示，2010年我国累计进口天然气166.1亿立方米，同比大幅增长47.1％，其中液化天然气（LNG）进口量130亿立方米，同比增长69.1％，进口贸易额为30.1亿美元，同比增长了138.4％。管道天然气进口量为36.1亿立方米，进口贸易额9.9亿美元，来自俄罗斯、土库曼斯坦、哈萨克斯坦。未来还将增加1个缅甸。目前管道天然气进口量占进口资源总量的21.7％，还有四分之三以上的天然气要海运回来。这些远距离的天然气不能用管道运，例如非洲，只能液化成LNG之后用船运。2011年我国共计进口液化天然气（LNG）1221.26万吨，排前几位的是：澳大利亚363.81万吨，卡塔尔233万吨，印尼198.55万吨，马来西亚157.19万吨，也门81.07万吨，尼日利亚71.59万吨。

有了国外的LNG资源，最重要的是怎么把它运回来。地球上剩余的化石能源有一半左右是以天然气形式存在的，但是多产自人类居住不密集、消费需求也极低的地方，只有采用类似运原油的方法，才能把它安全、低成本地输送到有较高消费需求的地方。LNG做为1种易燃、低温的液态气体，必须用特种运输船才能装运，这种船也叫“液化气油轮”，它的技术要求远比运输原油、运输成品油的油轮还要高得多！

国际海事组织对液化气油轮的规定了从1G到3G不同的安全级别，其中1G型油轮要求最高，它能运送液氯、环氧乙烷、溴化木醇等性质极为活泼的液化气；2G型油轮可以运甲烷、乙烷、乙烯，基本都是有机分子链最简单的主要芳烃；2G／2PG型油轮可以运送丁烷、丙烯、丁二烯、乙醛、氯化聚氯乙烯、甲基氯、液氨等有毒易燃的大分子芳烃和化学合成物；3G型油轮就只能运输液氮等普通液态气体。

运送液化天然气（LNG主要成份是甲烷）的油轮属于2G型。LNG船越造越大，原来用装12.5万－13.5万立方米液化气的船，目前都是建造25万立方米的。LNG是被保持在低温（－164℃到－161℃）和低压（最高230毫巴）状态下运输，由于每升液化天然气在气化后可以占据600多升的体积，为了尽量降低运输途中的液体气化率，货舱（油箱）是被密封的，但是被气化的液体又得随时被抽出来，防止货舱的压力增高。由于深冷液化装置太昂贵，船上一般不会装备，所以这些多余的LNG气体称为“自然蒸发气（NBOG）”，在运输船上很难再次被液化、送回货舱，多半是被用来作为LNG船的蒸汽轮机燃料，因此这些船一般使用烧重油和天然气的双燃料（或加烧柴油的三燃料）蒸汽轮机来驱动。

LNG船是1种技术含量很高、设计和制造难度都很大的船型。此前这一市场一直被日本、韩国和欧洲的少数造船厂垄断。中国一直只能租用国外的LNG船。一艘LNG船的造价高达1.6亿美元，相当于两艘8600TEU集装箱船的造价，比一架波音747飞机还贵，是货运船舶中造价最为昂贵的。它的制造难点就在于LNG储罐（液货舱）要有比较低的“漏热性”，以降低运输中的LNG汽化率，所以货舱的隔热要求必须极高。而且LNG船的防火防爆要求非常高，满载时一旦发生事故，破坏威力将相当于一颗原子弹爆炸。

目前世界LNG船的储罐（液货舱）有“自撑式”和“薄膜式”2类。其中自撑式有A型和B型2种，A型为菱形舱或称为“IHISPB”型（IHI即日本石川岛播磨重工业公司缩写，简称SPB型），B型源自北欧国家的技术，采用球形舱或叫球罐舱（MossSpherica型，也叫MOSS型）。薄膜式，是采用法国技术的Gaz TransportTechnigaz（GTT型），也叫薄膜舱。采用球形舱的LNG船是比较早的1种形式，近年较新的LNG船都采用薄形舱结构。而SPB型菱形舱是从GTT型薄膜舱发展来的1种，大多用在LPG（液化石油气）船上，目前世界上已运行的菱形舱LNG船仅有两艘，它的甲板上没有凸出的储罐，外形更接近常见的油轮。

球形舱LNG运输船（MOSS型LNG船）

薄膜舱LNG运输船（GTT型LNG船）

菱形舱LNG运输船（SPB型LNG船）

世界第1大LNG船——“阿米拉”（AAMIRA）号长345.3米，宽53.8米，满载12万吨，液货舱最大容积26.7万立方米，是目前世界最大的LNG船。它对靠泊港口的设施要求极高，国内仅有四个港口具有接卸该船的能力。世界第二大LNG船——卡塔尔的“阿尔雷卡亚”轮，长315米、宽50米、高50米，船籍国是马绍尔，可载21万立方米液化天然气。它有一同型姐妹船“阿尔雷利亚”号。

我国著名的沪东造船厂建造了中国第一艘“大鹏昊”号薄膜型LNG运输船，于2008年4月3日交付使用。这艘LNG船舶总长292米，型宽43.35米，型深26.25米，航速19.5节，LNG装载量为14.72万立方米，是世界上最大的薄膜型LNG船之一。船体的设计标准是安全使用40年。该船的投资方是由中远集团、招商局集团和澳大利亚液化天然气有限公司等。在第一艘“大鹏昊”号之后，又建造了第二艘“大鹏月”号同型号LNG船。2009年2月份第三艘用于福建LNG项目的同型LNG船“闽榕”号也交付了。

LNG船体设计制造有很高的精度，这种船的液货舱采用保温瓶原理，有半米厚的隔热“内胆”，其中垒筑两层“绝缘箱”，箱内都是珍珠岩，能有效阻隔热量传递，全船四个液货舱总共有5.5万个不同形状的绝缘箱，要一丝不差、严丝合缝地组成1个绝缘体；最关键的内壁全部使用1种名为“殷瓦”的合金钢板，厚度仅0.7毫米，薄如一张牛皮纸，很难焊接。沪东造船厂这条船的焊缝长达100多公里，国外的焊接工程师在上海前后进行了长达两年多的殷瓦钢焊接试验，确定了300多种焊法的焊接参数，最后才达到了建造要求，焊接质量极高，做到“天衣无缝”。15万立方米规格的LNG船建造周期一般为三十个月（两年半，含船台拼接、入坞舾装、下水、常规试航、气体试航、交船验收），而中国LNG首制船“大鹏昊”号建造周期仅为二十七个月，比日本、韩国船厂的首制船缩短了三个月。

“大鹏昊”每1个航次运输的LNG，全部气化复原后的天然气接近9000万立方米，相当于上海全市居民一个月的天然气使用量。目前该船航行于澳大利亚西北部丹皮尔港（DAMPIER）到广东深圳秤头角的大鹏湾之间，每年完成二十二个航次，LNG运输量达到140多万吨。这艘船未来一定会从澳大利亚开到中国的曹妃甸，因为曹妃甸LNG的货源地之一就是澳大利亚，且出自同1个L［www.61k.com）NG输出港丹皮尔。

中国船舶在线图片：我国建造的第一艘大型LNG运输船“大鹏昊”号

建造LNG运输船货舱内壁所用的殷瓦合金钢板（invar，也称为殷钢或殷瓦钢、不膨胀钢），是1种镍铁合金，成分为含镍36％，铁63.8％，碳0.2％，热膨胀系数极低，它能在很宽的温度范围内，即从超低温（≤－163℃）至常温状态下，始终保持自身长度为固定数值，在这个范围的低温状态下几乎不发生任何膨胀和收缩变形。目前殷瓦钢的最主要用途就是制造电视显像管、电脑显示器等电子产品零部件，以及用在LNG运输船储气罐的生产。

殷瓦钢是1种非常娇贵的材料，常温下接触到水或油，8小时以内就生锈，所以不能直接用手接触它，一旦出现面积仅几平方毫米的生锈，整张殷瓦钢也都将报废，因此施工时必须戴橡胶手套。在焊接时也不能流一滴汗水沾上“钢衣”，否则保温内壁就可能出现纰漏，要花1000个工时来修复。LNG船施工现场还必须配备具有除湿功能的空调，除了提供给施工者25％的新鲜空气外，还要保证整个货舱内的干燥度保持在6％以上。

网络图片：沪东造船厂的LNG运输船液货舱内，殷瓦钢隔板锃亮如镜

网络图片：大鹏昊号LNG运输船的1个液货舱内景

建造LNG船是1个综合性、跨行业的项目，涉及冶金、机械、化工、能源、材料科学等众多领域，上海沪东建造第一艘LNG船的很多配套材料和仪器设备都是进口的，包括殷瓦钢、殷瓦管、绝缘箱板，配套的双燃料主机、超低温泵、超低温阀、超低温不锈钢配件、超低温检测仪和计量仪等，需求量很大，但是国内水平还不行，包括专利技术在内都只能进口。尤其是这种殷瓦钢，至今国内的产品还达不到标准，所以建造“大鹏昊”号LNG船的全部殷瓦钢都是进口的。

我在曹妃甸目前还看不到LNG码头和LNG船的身影，确实还有一些遗憾，但是两年半之后如果再来，想必一定能实现自己的愿望。因为我在中石化观景平台下的宣传招贴画上，看到了一幅美景，就是作为我国4大油气战略通道重要组成部分、由发改委批准、由号称“三桶油”（中石化、中石油、中海油）之一“中石油”建设的曹妃甸LNG液化天然气码头。到我来参观时，这个LNG码头的前期筹备工作都完了，将近5个月前的2011年3月23日刚刚奠基，进入正式施工状态。看到这幅画，我才明白观景平台下的这些画面既不是中石化摆的，也不是中石油画的，都是曹妃甸工业区方面自己设立的。

曹妃甸港区10万吨级LNG码头效果图（2011年8月19日拍摄），8个储罐为远期1000万吨全部储量。

沿海地区由“三桶油”承建的接卸LNG重点工程示意图，渤海湾有3个：8曹妃甸，12营口，十三大连

LNG液化天然气码头位于曹妃甸港区的东南侧，码头总长度410米，栈桥全长1899米，打钢管桩554根，浇筑混凝土约7万方，码头采用“蝶型墩台”布置型式。码头的施工方仍是中交一航局的第五项目部，它们从建设曹妃甸矿石码头开始，再到原油码头、煤炭码头和LNG码头，一连串“渤海明珠”1个接1个地在他们手中诞生。

曹妃甸LNG项目的准确名称是“中国石油唐山液化天然气项目码头工程”（简称LNG码头），由中石油、河北省和北京控股集团共同投资100亿元，设计规模为1000万吨（大约137亿立方米），工程由接收站、卸船码头和输气管线三部分组成，分两期建设，原计划一期为600万吨，后调整为先建350万吨（供气能力为每年48亿立方米），共3座LNG储罐；二期再建650万吨（大约87亿立方米），建5座LNG储罐。一期工程计划在2013年底建成投产，接收来自澳大利亚、卡塔尔等国的LNG资源，输气主干线将与“永唐秦输气管网”相连。

网络图片：2011年3月23日中石油曹妃甸LNG工程奠基

网络图片：唐山曹妃甸LNG输气管道示意图

有意思的是，这个专用的LNG码头接卸能力为650万吨／年，远大于一期工程350万吨的公布数，显然已经包含了二期的一部分。依我看，就是原定的一期600万吨设计根本没有修改。曹妃甸建设的这个LNG码头，将成为我国3大LNG进口码头之一。

随着LNG项目的开工，“三桶油”之一的中石油在曹妃甸启动的3个项目（南堡油田、冀东油田曹妃甸后方生产基地、LNG项目）全部走向正轨，同时也意味着河北省要借助中石化、中石油的力量做大做强该省的石油产业链，也加速进入了快车道。据说河北省紧接着还要围绕LNG做出一些配套项目，例如正在谈判中的冀东发展集团与美国查特深冷工程公司合作，双方要共同在曹妃甸建设液化天然气深冷装备生产制造，同时在全国各地兴建LNG加气站，推广使用以LNG为动力的运输车辆。它们的判断依据就是认为围绕曹妃甸的LNG可以形成1个完整产业链，并将形成对深冷设备的巨大市场需求。这个理由是完全站得住脚的。

待LNG从运输船上卸载到码头之后，就要立即转送到1个全封闭的围护系统——LNG储罐里保存。LNG储罐的外形以圆柱形为最多，根据它在地面外露的体积，又分为地上型、地中型和地下型。一般在LNG接收站（码头、储藏中转库）都用地上型，因为便于维护，造价也便宜。

圆柱形LNG储罐的3种设置形式

LNG在超低温下储存，内外温差达到200℃（从－162℃到环境大气温度40℃）以上，需要极好的保温绝热措施，所以决不能采用平常储存原油的那种浮顶储罐。LNG储罐直径一般在80－90米，高50米，罐壁整个厚度达750mm，可以有效隔绝热量传导。

LNG储罐按照结构形式还分为单包容罐（单容积罐）、双包容罐（双容积罐）和全包容罐（全容积罐）3类。近年来，各国建造的绝大部分LNG储罐都采用全容积罐，简称“全容罐”。

LNG储罐的3种结构形式，右面全容罐的安全性最好，占地最少，结构完整，操作费用低

一般的“单包”和“双包”罐体都是内外双金属壁结构，除了地基，内外罐体本身都没有用钢筋混凝土。保存低温液体储罐内壁材料要耐低温，一般使用9Ni钢等耐低温的合金钢，或者是铝合金。外罐与内罐之间的距离在1－2米之间，中间填充高性能的保温材料（珍珠岩等），罐底的保温材料还得能经受住重压。外罐多用含碳的结构钢，主要用来支撑罐顶，同时外罐既能够容纳低温液体产品，也能够对因LNG泄漏而产生的蒸发气给予可控排放。

而现在常见的双壁圆柱形LNG储罐名为“地上式全容罐”。“全容罐”具有更高的安全性，在储罐越来越大的情况下，对储存的安全性要求也越来越高，各国应用LNG时都广泛地采用了全容罐。

全容罐的整个外罐（含球面穹顶）都采用预应力钢筋混凝土结构，混凝土外罐的结构设计强度≥25兆帕，抗风能力为17级以上，达到每秒70米（国际标准最高是17级飓风，风速每秒56.1－61.2米，即每小时202－220公里），承受地震加速度为0.21g（即烈度8度以上，8度为0.20g），它的抗冲击力也很强，甚至比核电站用钢筋混凝土筑造的“核岛”（反应堆壳体）外壳强度还高出许多倍（以4.9万立方米容积的广西防城港核电站一号核岛为例，一个大气压＝980毫巴，承受压力为5.两个大气压＝5096毫巴≈0.51兆帕，相当于49倍）。这个外罐还要能经受住6小时的外部火烧考验，不能炸裂，要给救火赢得足够时间。按国内最大等级的16万立方米LNG储罐来算，设计最大工作压力是290毫巴（气化状态下），还不及外罐结构强度的1／17，日常低温储存时的安全性完全没有问题。

全容罐里直接与LNG接触的内罐，是1个耐低温的钢罐体，采用低温下有较好机械性能的钢材，但是比LNG船用的“殷瓦钢”含镍量要低，通常采用含镍为9％的钢种，例如Gr18Ni9（即国标304不锈钢），广东大鹏用美国ASTM标准的“A553Mtype1”钢材。内罐、外罐之间是用膨胀珍珠岩、弹性玻璃纤维或泡沫玻璃砖等绝热保温材料来填满。保温衬板内侧还要喷涂150mm厚的聚氨酯泡沫。内罐顶用岩棉保温层。罐底要在耐低温钢板下加珍珠岩混凝土、发泡玻璃等保温层。内罐承受的压力要达到29千帕。

网络图片：LNG全容罐的保温层

网络图片：LNG全容罐的内罐施工景象

网络图片：国内某LNG全容储罐穹顶内的施工景象

网络图片：LNG全容罐的剖视图

网络图片：从高处俯视LNG全容罐的顶部

网络图片：在常压、低温状态下保存LNG的圆柱形储罐

我们这次来曹妃甸参观之际，这些地面储罐和LNG码头都还看不到影子，至少要等到2013年底才能竣工投产。何时能再来观其胜景，尚是未知数，可是我们马上就要离开这里了，心中不免带有一丝遗憾。

从观景平台下的招贴画中，还是能感受到未来两年这里的景象一定又要大变样了。面对这些石油储罐和码头，我坚信钢铁工业不会永远与石油天然气分隔开来各自发展。京唐钢铁二期之后，如果首钢还真有三期发展规划、也真能在曹妃甸这里继续实施的话，很可能会有不少新的技术革命的起点项目，其中就可能包括与石油天然气相关的应用。

我们不要忘了，目前中国的钢铁工业主流工艺仍在使用300年前英国人发明的办法，都还在用污染极大的煤来制取焦炭，都还在用传统的高炉炼铁，这些工艺环节不仅消耗了钢铁工业能耗的一半以上，而且这些“铁前工艺”环节的污染也占钢铁工业的一半以上。

用清洁的原燃料来取代原有的制铁工艺行不行呢？人类是做过很多尝试的，但是直到现在，最便宜的制取办法还是用煤。甚至在还有平炉的时代，中国也有钢厂试验过用天然气取代煤直接做燃料用的工艺，例如重庆钢铁公司。谁曾想到，到二十世纪末、二十一世纪初，这种以燃煤为主的能源消耗结构，日益显现出给人类自身带来的极大危害性。

其实，各国所有的冶金科研人员都在研究少用煤或干脆不用煤的冶炼办法。中国人之所以这项研究远远落后于欧美，就在于一方面极度追求产量的膨胀，用老办法“夺高产”来得更快，当事者没有看到随之而来将为此付出的沉重代价；另一方面，我们的钢铁生产指导思想中，仍然极端强调“煤气自给的平衡”，首先考虑现有工艺的副产煤气，因此也没有在引入清洁燃料天然气方面留出任何余地，所以总是给人1种印象——钢铁工业不需要天然气也能活！在曹妃甸京唐公司一期项目建设和生产中，这个影子依然存在！传统工艺依然是它的生存之本。

具有讽刺意味的是，我曾经于2010年在网上看到，有小钢厂的人在相互探讨利用天然气的可能，它们面对日益收紧的高能耗、高污染限制已经快“扛不住”了，吨钢耗气量大概在50立方米左右，因此设想拆掉原来的煤气发生炉，安装天然气供气设备，花上20万元人民币，一下子进入清洁能源的行列！而我国的大钢厂离应用天然气的距离普遍还很远。2010年看到河北省有1个新建钢厂的设计资料，竟然比大厂要超前设计了采用天然气做为应急燃气备用气源的动力系统。

我这几年一边做钢铁业互联网公司的人力资源工作，一边仍未偏离对世界钢铁工业发展动态的追踪研究。我注意到，美国钢铁行业在利用1种新型的天然气——页岩气方面，动作正在日益加大。例如在几年前，美国最大钢铁企业——美国钢铁公司就讨论过在制造高纯度钢铁时引入采用天然气的制铁法。此外，美国最大电炉钢厂——纽柯公司（NucorCorporation）也要引入使用天然气的制铁设备，据说利用价格低廉的天然气，可以使成本降低20％。世界钢铁巨头都希望利用“页岩气革命”来强化自身的竞争力。

过去欧美、俄罗斯都有企业使用过高炉天然气喷吹，来降低“焦比”，这是减少煤炭消耗的1种办法，但是高炉制铁传统工艺本身（向高炉中加入煤炭作为铁的还原剂）并未被改变，它的缺陷也不能消除。因此，喷吹高热值天然气对降低炼铁成本没有显示出优越性。在美国钢铁公司位于印第安纳州的加里钢铁厂，炼焦炉生产焦炭所需燃料的20％不再是钢铁厂的煤气，而是天然气，因此降低了成本。

后来随着直接还原铁（DRI）工艺的诞生，能够以低品位铁矿石制造出纯度更高的铁，已经证明高炉这个老设备是可以取消的，炼制焦炭的环节因此也可以被取消。但是奥地利人研制的熔融还原法（Corex）工艺，以及各国研究的其它DRI工艺，都还没有离开使用煤，污染仍没有消除，但是出现了钢铁联合企业自产煤气总量将不可避免地下降的结果。

现在国内外都有不少企业在探讨用天然气代替煤炭来制造还原铁的办法，也就是所谓“气基还原”法。但是由于符合要求的煤气在自然界中是不存在的，没有可用的一次能源，所以人工制造符合要求的冶金还原煤气，属于人工制造“二次能源”，主要得用天然气，理论上也可以用其他燃气、石油和煤炭，但由于经济或技术原因而很少应用天然气。

过去用油多、用气少的美国人还是很厉害，纽柯公司在靠近南部天然气田的路易斯安那州启动建设采用天然气的直接还原铁生产设备，与当地天然气公司签署了20年的长期供给合同，今后将分阶段扩大产能。奥钢联集团公司（voestalpineAG）也在截至2020年的经营计划中加入了在北美建设这种直接还原铁设备的计划，然后把还原铁运送到欧洲的钢铁厂加工为钢材。

　

国内有不少人曾经直接引用美国的天然气价格，说是每100万BTU（英国热量单位，是常温常压下一磅水的温度升高一华氏度所需要热量，数量为1Btu＝1054.3焦耳）3美元左右，仅为日本的近五分之一。因而他们推算的结论是，与高炉炼铁工艺相比，直接还原铁的成本“可以降低两成”。

以“每100万BTU”为单位计价并不符合中国人的习惯，无法直接与国内价格进行比较。我这次从京唐公司回京后，在2011年11月从财经网上看到署名庞名立的博客，里面附了一张别处没有的《美国天然气价格》表，是以“元人民币／立方米”为单位的，按当时汇率换算出来的结果是：美国LNG进口价格1.12元人民币／立方米，工业价格1.22元人民币／立方米，已经是够便宜的，可是他们还嫌贵。而对比我国，2011年自然气（NG）输送到中国与哈萨克斯坦交界的霍尔果斯口岸的进口价，就要每立方米2.15元，再从西气东输二线长途管道送到我国东部，成本上升，基本售价却倒挂1.7元，仅中石油全年就要亏本100亿人民币。

目前液化天然气LNG的进口成本更高，例如我来曹妃甸之前的7月份，上海到岸成本是每吨3339元，全国平均接近每吨4000元，按每吨LNG折合1395立方米天然气计算，每立方米进口价格高达2.8674元人民币，还没有出售就成为高热值的“气老虎”了。如果靠进口LNG为气源来进行工业化应用，难以想象会是怎样1种情况。这不但直接影响了我国天然气市场的正常运作，而且谁还敢轻言用天然气代替煤炭？

还有1个问题专家们无法否认，就是使用天然气的直接还原铁设备要有“合理规模”的界限，是每套设备至少应达到每年生产100万吨左右。与每座年产300万吨以上的常规大型高炉相比，由于它的生产能力有限，所以天然气的成本因素影响很大。如何获得廉价天然气，是确保盈利的大前提。

各国企业关注“页岩气革命”的原因，就在于终于有了1种稳定获得“廉价天然气”的方法。

所谓“页岩气”，是指从页岩层中开采出来的天然气，它是1种重要的“非常规”天然气资源。而常规天然气就是我们平常所说产于气田（天然气）、油田（石油伴生气）的天然气，这些大都是历史形成的、整装的天然气储藏构造。与常规储层气藏不同，有机质含量高的黑色页岩、高碳泥岩等是最好的页岩气发育源，也是聚集和保存天然气的储层和盖层。页岩气是储存于岩石结构中的天然气，与煤层气、致密砂岩气构成当今世界3大“非常规天然气”。

中国页岩气资源潜力大，初步估计在960万平方公里的国土面积中，有大约60％的土地具有形成页岩气的条件，但是埋藏深度比美国深一倍。页岩气属于“致密气层气”，页岩因结构致密，储存空间以页岩的缝隙为主，十分破碎，低（负）压、低饱和度（30％左右），不好开采，因而低产（采收率只有5％－60％，低于常规天然气），也增加了开采难度。

目前唯一取得页岩气工业开发成功的是北美洲，以美国为主，20世纪90年代中期几个美国盆地已探明资源量达数万亿立方米，产量目前超过84亿立方米。这种廉价天然气一诞生，立即引来全世界的瞩目。美国得益于页岩气的快速发展，到2009年时它以年产量6240亿立方米的记录，首次超过俄罗斯成为世界第1大天然气生产国，也迅速取代（实际是缩减）大量的煤炭消费。有人预测美国2012年煤炭产量将创下1993年以来历史最低的记录。迫于这种形势，美国煤炭生产商不得不转向国际煤炭市场，从而促进了大量出口。也正是在这种情况下，我国从美国进口煤炭数量大幅度上升，2009年美国仅有2714吨煤出口到中国，而到了2010年上半年一跃就增至290万吨，2011年达到500万吨，而2012年上半年已经有469万吨！在这一派“大好形势”的贸易数字后面，我隐隐感到不安：中国不但严重增加了对煤炭资源的依赖，加大了对环境的威胁度，而且又一次可能在别人加速发展新兴产业之后，自己却沦落到“捡拾下脚料”的地步。

页岩气存在于几乎所有的盆地中，只是由于埋藏深度、含气饱和度等差别较大，分别具有不同的工业价值。中国传统意义上的泥页岩裂隙气、泥页岩油气藏、泥岩裂缝油气藏、裂缝性油气藏等，大致与现在说的“页岩气”相当，但属于不完整意义上的页岩气。因此中国的泥页岩裂缝性油气藏概念与美国现今的页岩气内涵并不完全相同。

中国主要盆地和地区页岩气资源量约为15－30万亿立方米，与美国预计储藏28.3万亿立方米大致相当，经济价值巨大。另一方面，页岩气开采的显著特点是生产周期长，开采井的寿命一般可达30－50年，甚至更长（美国Barnett页岩气田开采寿命预计80－100年）。开采寿命长，就意味着可开发利用的价值大，这也决定了它的发展潜力。

但是我国至今尚未大规模开采页岩气，2009年才在重庆市綦江县启动了首个页岩气资源勘查项目，2010年分3个梯次开展了研究工作，第1个是“川渝黔鄂页岩气调查先导试验区”，第二个是“下扬子苏皖浙地区”开展页岩气资源调查，第3个是在北方地区（华北、东北和西北）开展页岩气资源前期调查研究。到我这次来曹妃甸之际，我国的第一波页岩气将出产在哪里，还不知道呢。

我们知道国家很重视页岩气的开采，其实很多人都曾经梦想——冀东以及曹妃甸这里既然能有大油田，会不会有大的天然气田？华北地区是否真的会有页岩气可供开采？这些问题一时无人能答，尚缺结论。但是说不定在哪一天，就在冀东平原脚下或海边发现天然气储藏构造，似乎完全有这个可能。届时如果梦想成真，对渤海湾这一片地区，不仅是曹妃甸或是唐山市，都将产生极大的影响。我们现在看到千艘万船来曹妃甸卸载石油和LNG的景象，也许将完全反过来，变成石油和LNG的输出呢。但是，除了华北油田上世纪末已经有一部分天然气产出供应北京市之外，从已经知道的最有可能取得突破的分布地点看，不包括环渤海一带。曹妃甸可以有石油产出，但是暂时不会有天然气的踪影。

眼下我国从国际市场进口天然气（多数以LNG形式）是严重受制于他国出口价格约束的，原因就是我们自己的天然气源不足，以至民用天然气都还在不断涨价。但是如果像美国一样，我国通过大规模开发自产天然气，会带来1个可以预见的结果，就是平抑市场价格、乃至推动价格下行。这将对促使包括钢铁工业在内的一系列产业转向采用天然气做原料或燃料，起到非常重要的促进作用，可能会加速新技术应用的突变。

可是目前决不能傻等价格降下来，再去搞钢铁工业技术更新换代。我想，中国钢铁企业不能坐等别人开发出结果，应该尽快设法参与进去，应该做两件事：一是主动加速开发不用煤、少用煤的钢铁生产新设备和新工艺，为转向新的“能源平衡”、清洁化生产趟路子，特别要研究采用天然气的设备和工艺，这1步要与钢铁产业结构调整通盘考虑；二是钢铁企业要尽快开展与能源企业的合作，获得页岩气资源，如果一时没有那么多页岩气，采用一部分常规天然气来投入新工艺生产流程是否有可能？而且经济规模上搞多大才合算？这就涉及要大量进口工业用天然气资源的问题，要与民用天然气在全国范围内取得一定的平衡，要防止在天然气资源分配上出现“与民争气”。

中国钢铁企业前些年刚刚迈出国门参与铁矿、煤矿资源的合作，至今尚无参与油气开发的先例，谁能创下这1个“第一”？或者在国内联合开发也可以呀。唐钢已经撤出了投入京唐公司的资本，我国老牌能源大鳄之一的开滦煤矿入股京唐，其实是首钢加速开发钢铁新技术的1个很好的起点。

把话题从无限的愿景转回到到当前的现实，我们已经看到中石油、中石化和装备制造企业在曹妃甸的行动，它们坐拥曹妃甸这块宝地，背靠首钢这样1个特大型的钢铁巨人，为自己赢得了发展石油炼化装备的极好资源。而首钢该干什么呢？是不是应该开拓一下思路，与同处一地的石油巨人联手干它一把？特别是在这个产能过剩、资源紧缺、卖钢材不赚钱、严控污染和高耗能的当下时节，加速发展钢铁新工艺已经是刻不容缓了。

就在我回到北京不到1个月，2011年9月在北京召开了1个“中国直接还原铁研讨会”，会议上有专家说，虽然直接还原铁生产是我国的产业发展鼓励项目，但是至今没有比较理想、成熟的生产工艺技术正式投入生产，很多都还在研发改进当中。而且现有各种工艺技术投资较高，钱数最少的项目也超亿元，认为“不适合冒险”，评价说我国直接还原铁的“发展热”持续强劲，但是成效甚微。

我注意到，就在开会的同时，美国钢铁巨头所谓的“掀起页岩气革命”，还没有被中国认为是直接还原铁的一条出路，因为大家还是在依然围绕着煤做文章，以搞“煤基还原”法的居多，即使中间用到了天然气，也仍然是把天然气当作燃料来烧。而“气基还原”法等几种工艺，虽然国内关注也很多，但是在国际石油价格上涨的背景下，一直缺少研发力度和热情。

2010年攀枝花学院研究钒钛磁铁矿“煤基直接还原法”时采用天然气的车底炉，今后攀钢将用缅甸天然气做燃料

要说首钢京唐公司千好万好，眼下就是觉得有这1个不好：更新一些的工艺技术发展没有在曹妃甸凸显出来。京唐公司目前在设备大型化、新工艺方面所取得的成绩，都是在六年前（2005年）设计的，都还没有获得任何颠覆性的、值得夸耀的“革命”成果，还是采用传统的采矿－炼焦－烧结－炼铁－炼钢－连铸－轧钢一条龙作业模式。而这一模式，还继续被鞍钢在辽宁鲅鱼圈、被宝钢在广东湛江“复制”着，相互差异不大，完全缺少了20年前各大钢相互“标新立异”的争抢风貌。

我想，聪明的首钢领导者应该已经看到了这里的问题，也许他们也正在考虑，要做点什么。

钢铁、煤炭、石油……几个国有企业的巨人都已在曹妃甸立足，我们应该盼望着在这里出现令人耳目一新的合作成果。

时钟指向九点三刻，没有时间继续“联想”啦，为了中午能按时赶到遵化，我和夫人、女儿必须离开曹妃甸人工岛了。我恋恋不舍地开车转回甸南公路，路过正在建设的原油商业储备基地也没有停车，沿着S262一路向北，直奔唐曹公路，向着G112高速公路驶去。这回我知道怎么对付那个讨厌的GPS了，随它不断地警告“前面是大海”吧，不理会它吼叫就是了。下次再来，一定要升级最新一版的导航地图，但愿把那些人工填海区域都补齐，能处处显示这曹妃甸新区300多平方公里都是平坦的通途。

我们还会再来新首钢的，这里毕竟传承着首钢一代人的奋斗精神和希望，我一定要经常来看看你的不断变化。再见了，曹妃甸！

　

三 : 曹妃甸新首钢十五：七米六三大焦炉

曹妃甸新首钢十五：七米六三大焦炉

我们站在厂前宿舍南面由二期工程蓄水区形成的“内海”边上，向西南方向“隔海瞭望”，总能看到大约5公里远的京唐公司一期生产厂区。天气若是不好，看着就灰蒙蒙的；海风吹来如果是云开晴天，眼前图景则非常美丽。

左边焦化，右边高炉，蓝水晴天的美景（原载BSIET图册）

京唐公司焦化厂两组焦炉，分为4座，总共年产420万吨焦炭，是当今国内最大的

离我距离最近的工厂，就是京唐焦化厂了。这座焦化厂是京唐公司引以为豪的一个项目，也是国内钢铁业界十分关注的一座现代化的焦化厂。

8月份在这里我们从正面拍摄了不少远景照片，后来在参观中又近距离拍摄了一些，9月份我在上海世博园主题馆看国际冶金工业展览会时，从BSIET展台拿到的一本全方位展示京唐项目的图册，从上面看到首钢自己拍摄的很多高清晰图片，结合我自己讲课的图片，在这里给大家做一个介绍。

京唐公司一期“一步”炼焦A和B焦炉

国内外绝大多数钢铁企业，都是采用“铁矿—高炉炼铁—转炉炼钢—轧钢—成品钢材”长流程生产工艺，统称为“联合企业”。很多人以为只是上述这些工艺程序在字面上的联合，才叫联合企业。其实里面包含了一个通常不出现的词——化学。因为联合企业包含焦化、烧结、高炉炼铁、转炉炼钢、轧钢、动力、发电、铁路运输等很多环节，建立这种类型的企业投资巨大，耗能高，耗水多，“铁前工序”污染大，但适合大批量、高速度、高效率生产钢材。其中的高炉炼铁环节必须使用焦炭，由此需要建设炼焦炉（简称焦炉），焦炉能同时生产满足炼铁需要的焦炭，同时还能大量生产“煤化工”产品，它们两个部分是不能分割的。所谓“钢铁联合企业”，全名应该是“钢铁化学联合企业”，同时产出铁、钢、钢材和煤化工产品，本来分属两个工业领域的东西，在这个分类名字里被结合在一起。

在我国，追溯历史，1949年之前是没有这个“钢铁化学联合企业”称呼的，是随着学习、引进苏联的钢铁生产技术工艺和援助建厂，才带来了这个词，那时翻译出来把这类长流程钢铁厂叫做“冶金化学联合企业”。冶金冶金，冶炼金属四字也，冶金二字为汉语缩写，中国古代就有这个叫法，所以十九世纪末现代钢铁工业技术被引进中国时，直接用的就是“冶金”二字，没有创造新词。以至后来苏联的概念直接翻译过来也是冶金。我国分称“黑色冶金”和“有色冶金”、50年代把原政务院下属的重工业部拆出“冶金部”来，其称呼来源都是如此。

对于不采用上述长流程工艺的钢铁厂，特别是直接从炼钢环节开始的钢铁厂，在50年代就有严格的定义，它们都不是联合企业，用现在的新词称为“短流程钢厂”。长流程、短流程两者之间最主要的区别，就是看有没有高炉炼铁环节。没有高炉，也就意味着不需要用焦炭，也就没有炼焦炉，不会产出煤化工产品，就一定是短流程。相反则一定是长流程，一定同时出产钢铁产品和化学产品，就是钢铁联合企业。

钢铁行业内部一般把围绕高炉产“铁”之前的主要原料和辅料准备工序，包括配料、烧结、焦化三个部分，合称为“铁前工序”；而钢铁厂里又习惯把从原料到出铁的工艺过程，统称为“铁烧焦”（炼铁、烧结、焦化）；在划分各个钢铁厂里的区域方位时，还习惯把包含“铁烧焦”在内的分厂（或车间）所在地，合并称为“铁片”或“铁区”。可见涉及到“铁”的工序、流程、区域里，都包含必不可少的两个主原料加工厂——焦化厂和烧结厂。用Flash制作的钢铁生产流程动态演示图里，一般也是把这两个工序并列在高炉之前展示，说明这两个厂的流程同等重要，没有它们“哥儿俩好”，高炉就得饿肚子。

矿石原料转化出的烧结矿，与焦煤转化出的焦炭，是高炉炼铁两大主原料

我此行没有专门看京唐公司的烧结和球团工程，但是看了焦化厂A、B焦炉，对它的了解也比较多。由于炼焦炉平时的工作状态似乎是“静止的”，没有高炉的喧嚣，也没有转炉炼钢和轧钢的设备那样动感十足，所以不容易了解它究竟是怎么工作的，神马炭化室啊、蓄热室啊，不知道是什么意思，也不晓得产出的焦炭到底做啥用。面对如此巨大的京唐公司7.63米焦炉，我还是对焦炭和焦炉先简单介绍一下。同时还要说一下与炼焦有关的煤的问题。

什么是焦炭？焦炭并非自然形态，而是人造物质，它来源于煤，它外形看近似为煤，但实质不再是煤，除了极少量的灰份之外，杂质几乎都已经排斥干净，以至它比煤要轻一半还多，几乎就剩下纯的碳成份。它也不再有煤的“乌黑”色，而是在黑色中透出明显的光泽，浅的甚至接近银灰色。炼焦后碳分子结构改变极大，机械强度比煤高很多。制备焦炭要通过专门的焦化厂，产量最大的是冶金焦，其次为铸造焦。

焦炭外观，左为冶金焦用于钢铁工业，右为铸造焦用在机械制造业

我们一般看到钢铁生产企业用高炉炼铁，消耗大量焦炭的这种炼铁工艺，称为“现代炼铁法”，始于1709年，英国人达比先把煤炼成焦炭，然后再用焦炭炼铁，使矿石里牢固结合的氧化铁，还原出单质铁，自那时起一直使用这个方法，至今有300年了。在此之前人们从矿石里还原铁，都是直接用木炭或煤。

焦炭是高炉炼铁主要原料之一，在高炉冶炼生铁过程中起着多方面的作用。焦炭是还原剂，促使把氧化铁还原成铁，它本身又多孔，有利于炼铁过程中进行化学反应。同时焦炭又是极为理想的高温燃料，热能把矿石烧成熔融状态，利用铁水和其它杂质比重的不同而加以分离。焦炭质地坚硬，可以承受较大的压力，在高温下不熔融、不软化，在高炉料柱中起着“骨架”和支撑作用。另外，焦炭还是提高生铁硬度的“固体渗碳剂”，也就是在一定温度下能产生活性碳原子、渗入生铁表层的介质，生铁所含百分之几的碳元素基本上来自焦炭。冶炼1吨生铁大约需要1.6－2.0吨矿石，0.4－0.6吨焦炭，可见消耗焦炭所占比例很高。

焦炭是钢铁工业最重要的资源之一，可是它并非天然原料，而是一种人工原料，必须用宝贵的几种煤进行特殊加工才能获得，所以它也属于“二次能源”产品中的一种。煤是自然物质，含有大量不纯物，在冶炼化学反应中并不能直接使用。这种特殊的加工工艺就是炼焦，把煤变成焦炭再使用。

由于煤炭是亿万年前地球母亲留给人类的一种不可再生的资源，世界上可用于制造焦炭的原料煤日渐匮乏，资源战的竞争激烈。我国炼焦煤储量并不丰富，而且品种很不均衡，地区分布差异巨大。以气煤和1/3焦煤产量最多，分别占全国炼焦煤产量的25.86％和21.28％，而主焦煤和肥煤的产量约为28％左右。在配煤时，强粘结性的主焦煤和肥煤一般应占50－60％，但实际上我国主焦煤和肥煤的总产量偏低，所需的强粘结性煤至少缺口一半。所以不仅沿海地区新建的“五大”千万吨级钢铁厂都要进口一部分国外的主焦煤，其它地方大中型钢铁企业也进口，焦炭制造成本在逐渐升高。

为此世界钢铁工业界都在致力研究对应的战略和技术改造措施，一是减少“二次能源”品种的焦炭使用量，寻找可以部分取代焦炭的物质资源和具体应用办法，例如直接喷吹“一次能源”品种——天然气，这同时也减少了多次加工过程的消耗；二是干脆把焦炭消灭，以求找到一种能彻底取消用了300年的高炉炼铁这种“老工艺”的办法，即“非焦冶金”法，当前的主要代表是各种“直接还原铁”工艺，目前这样做还离不开使用煤，而且煤耗也不低，但是它也避免了二次加工；三是要梦想奇迹般地出现连你现在都还想不到的、更新的、革命性的方法，既能淘汰高炉，也无需焦炭，更不要再用煤。可惜的是，当下在没有彻底解决问题之前，全世界还是要继续采用“先炼焦、再炼铁”的办法利用现有资源。

炼焦需要的煤必须具有良好的结焦性，在烟煤和无烟煤当中，符合要求的是烟煤类。烟煤种类也很多，通常要用粘结性好的焦煤、肥煤、1/3焦煤、瘦煤、气煤（或其中两、三种）按一定比例混合成炼焦原料，例如肥煤25－30％，焦煤30－35％。随着技术发展，为扩大炼焦用煤资源，也可以少量地掺入长焰煤、弱粘结煤、不粘煤、贫煤和无烟煤等参与炼焦。

炼焦用煤，前五种用得多，后三种用得少

这些煤要装入炼焦炉里，进行一种“高温干馏”方式的加热炼制，称为“炼焦”。“干馏”就是把固体或有机物在隔绝空气条件下加热，使物质的成分和聚集状态都发生变化，分解成为各种固态、气态和液态物质的过程。在各种煤的化学加工方法里，干馏一直是重要的方法。目前干馏除了用于煤化工外，还应用于油页岩、木材和农副产品加工。对木材干馏可以得木炭、木焦油、木煤气。对煤干馏可以得焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉煤气等产物。在煤化工里，低温干馏（500－600℃）和中温干馏（750－800℃）只能处理褐煤和部分年轻烟煤，还有泥炭，可以转化出一定的化学产物，但是不能生产高质量的焦炭产品。想获得现代高炉炼铁工艺所需要的焦炭，只能用高温干馏。

炼焦和焦化基本流程（原图为台湾中钢公司资料）

左边是煤在焦炉炭化室里变为炽红焦炭的过程，右为在焦炉炉门口看到的红焦原始状态

普通机械化焦炉的出焦：红焦裸露，热浪烤人，烟尘滚滚，景象壮观却极不环保

普通焦炉出炉后的炽热红焦炭，下面还要送往“熄焦”工序迅速冷却

炼焦就是对煤进行高温干馏，也称炭化、烤煤，就是把炼焦的煤经过配煤工序后，装到隔绝空气的密闭炼焦炉炭化室内，加热到950℃以上（一般在1000－1100℃）进行高温干馏，煤里的有机物逐渐分解。炼焦是个高温化学过程，产品分为气态、液态和固态三类。12－24小时（大型7.63米焦炉的结焦时间为25小时）后形成固体状的焦炭，并产出气态的焦炉气、液态的煤焦油等，后两类产品是煤里的有机物质——碳氢化合物在高温下产生化学变化生成的。

焦炉的固态产物，就是坚硬多孔、只含有固定碳状物的焦炭，热值约为每公斤6000－7500千卡（也称“大卡”），大部分为灰黑色或银灰色，生产1吨焦炭大约消耗1.3吨煤，其余减轻的份量都转化为气态和液态物质了。京唐公司7.63米炭化室焦炉的每孔每次推焦量约为44吨左右（设计每孔炭化室全焦产量44.03吨）。焦炭中除了主要的碳成份之外，还有8－15％的灰份。高炉冶炼要求用“冶金焦”，对冶金焦的要求是灰份要少、水份少、有一定强度。冶金焦按粒度不同可分为大块焦、中块焦、小块焦、焦丁、粉焦等，大块焦（粒度≥40mm）主要用在大、中型高炉冶炼，中块焦（20－60mm）和小块焦（15－25mm）只能供小高炉冶炼用，也可作为“发生炉煤气”原料及铁合金加工的燃料。

焦炉的气态产物，是煤化工副产品里很重要的一类，它的成份主要是焦炉煤气（俗称焦炉气），其产出率和组成因炼焦用煤和焦化条件不同而有所差别，一般标准状态下每吨干煤可生产焦炉气300－350立方米，焦炉气主要成分是烃和氢的可燃混合物，比例接近90％，主要是氢气（55－60％）和甲烷（23－27％），还含有少量的一氧化碳（5－8％）、C2以上不饱和烃（2－4％）、二氧化碳（1.5－3％)、氧气（0.3－0.8％）、氮气（3－7％)等。焦炉气经过净化后是热值较高的燃料，每标准立方米约合17－19兆焦尔，属于中值燃料，适合用做高温工业炉的燃料和城市煤气，由于含氢多，燃烧速度快，火焰也较短。

在北京市引进华北油田的天然气之前，曾经北京西部的民用管道气化事业主要依靠首钢石景山的焦化厂供应焦炉气。早期没经过彻底净化处理的焦炉煤气，在供给古城和“十万平”家属区时，因含硫化氢使得烟气味道很大，有损健康，还因为含有较多的焦油和萘，常常会堵塞管道和灶具管件。我1988年在模式口小区居住时烧这种煤气是已经改造净化之后的，就没有任何烟气味儿了，也不堵塞。随着西气东输工程引进了陕甘宁天然气，首钢焦化厂的焦炉煤气才停止供给市民使用，退出历史舞台，要不然今天首钢石景山厂区都停产了，京西几百万居民到哪里解决民用气体燃料啊。

焦炉的气体产物还可以分离出一些氢气，可以生产合成氨等化肥，分离出的甲烷和乙烯可用做有机合成原料，生产甲醇汽油、塑料、合成纤维等。

炼焦的挥发性产物中还含有许多重要化学品，可以进一步提炼并获得重要应用。煤焦油是最重要的一类液态产品，它是煤在干馏过程中得到的一种黑褐色、黏稠状、具有特殊臭味的产物，产量约占装炉煤量的3－4％。在高温1000℃情况下产出的“炼焦焦油”组成极为复杂，成分十分复杂，目前已验明的约500多种，其中有苯、酚、萘、蒽、菲等含芳香环的化合物，以及吡啶、喹啉、噻吩等含杂环的化合物，多数情况下要靠专门的工艺进行分离、提纯后再加以利用。

炼焦产出的部分液体化学产品

煤焦油是生产塑料、合成纤维、染料、橡胶、医药、耐高温材料等重要原料，能生产合成杀虫剂、糖精、染料、药品、炸药等多种工业品，几乎涵盖了我们所知道的绝大部分无机化工产品和一部分有机化工产品，很多都是生产树脂、塑料、染料、油漆、涂料、药品、人造纤维、炸药、农药、溶剂、添加剂等需要的原料。下面5类都是：（1）工业萘，提取生产聚酯纤维的原料邻苯二甲酸酐。（2）酚油（及其同系物），提取酚和碱，制取古马隆茚树脂，粗酚分离后精制成焦化苯酚、工业酚、间对甲酚、邻甲酚等。（3）蒽油，分离制取粗蒽、黄蒽等化工产品。（4）菲（蒽的同分异构体），含量仅次于萘，有不少用途。（5）液体苯，焦化苯是有机合成工业基础原料，制取多种苯的衍生物做添加剂；轻苯可以加工生产苯、甲苯和二甲苯。

焦化液体状产物中还有煤沥青，就是焦油的蒸馏残液，是多种多环高分子化合物的混合物，用于生产油毡、建筑物防水层涂料、防潮层和筑路、生产沥青焦和电炉电极等。

我在给新员工讲钢铁产业课时，每当讲到焦化一节，就会讲到从工业革命以来，当世界范围内还没有大规模发展石油化工业的时候，人类当时所谓“化学工业”其实最主要的就是早期的煤化工业，早先的日用化学品都是“由黑变白”才获得的，你们和父母长辈们绝对没有想到，曾经在脸上和手上擦的护肤品，有很多都来自臭烘烘的煤焦油！每次讲到这里，都如同亲临一场恶作剧，我都会看到一些女孩儿脸上露出惊异或恐怖的表情，令人印象十分深刻！其实我不过就是讲了一段历史的真实。现在确实有很多人，甚至是相关业内的青年一代都不了解，当今被列为新兴高科技产业之一的“煤化工”，为什么会与十八世纪的工业革命有继承和发展的关系。

说实在的，今天的大型现代化焦炉在技术根基上，与以前的发明创造不仅有继承关系，最大的问题就是老工艺、老产品还在，也是“百年不变”。我个人就认为，不应该严苛指责那些技术落后的小焦炉，是我们当下如此先进的设备依旧没有摆脱原始工艺的影子，即使先进也没有做到又好又省，所以市场上人家落后的东西就有生命力和生存空间。如果“非焦冶金”始终没有足够大的产能，人类依然离不开炼焦炉工艺和产品，再发展大型化、机械化、环保化也就快到头了，没有更多的经济意义和社会意义。

有人曾经问我，你们首钢搬到曹妃甸可满意了吧，最大的焦炉，最大的高炉，最大的连轧，但是高产出却很难，福耶祸耶？还有说，宝钢搞罗泾工程尝试炼铁甩掉焦炭，你们首钢的技术进步还是没脱离老传统，宝钢的探索与首钢的探索走的完全不是一个路子，对比很明显。我一时无语，曹妃甸新首钢的巨大进步意义还真不是三两句能回答出来的。我不是首钢领导，也不是发言人，只能用自己的眼睛去看，用头脑去想，对首钢的发展做出自己的评价。

我在这里介绍京唐公司的焦化厂，不准备引申去谈关于煤化工产业的更多问题，但是仅仅看曹妃甸工业区规划的煤化工产业基地近期的几项进展，就可以知道首钢的钢铁业在这里绝不孤单。2008年世界上二甲醚生产规模最大（年产60万吨）的企业——久泰能源集团大型煤化工项目，就签约在工业区正式落户。久泰是曹妃甸工业区第一个煤化工项目，投资500亿人民币分三期建设，设计产能为1000万吨甲醇、300万吨二甲醚和100万吨烯烃，预计到2015年全部投产。二甲醚和甲醇是国际公认的石油替代燃料，其中二甲醚具有生产过程中对环境影响小，安全、环保、成本低等优点，可以广泛用于民用燃料、车用燃料和工业用燃料等多个领域。

唐山地区的“煤老大”——开滦集团，它自己的焦炭生产规模已经达到940万吨，随着煤化工产业的整合重组，开滦也将加大焦化副产品下游加工产业链的拓展力度，逐步扩大甲醇产能和乙二醇、甲醇制烯烃等大型产业项目，它就近瞄准曹妃甸工业区，已经正式出手了。

紧接着久泰，开滦精煤股份有限公司与京唐公司于2008年12月签约，双方投资约25亿元人民币，分两期建设包括每年60万吨煤焦油初加工项目和年加工80万吨以上规模的深加工项目，将成为煤焦油深加工行业的世界领先企业。

随后2009年开滦能源化工股份有限公司也与曹妃甸工业区签约，在曹妃甸建设60万吨焦油初加工，以及百万吨级焦油深加工项目，其焦油加工规模为目前世界上最大的，投资30多亿元分两期建设，从一、二期酚油、萘油、洗油、蒽油等几个加工产业链的建设，再向下游延伸发展，项目总投资要达上百亿元。

随着开滦集团接手唐钢进入京唐公司股权结构，今后双方在煤化工领域还可以很好地加深合作。

从路边拍摄京唐钢铁公司一期A焦炉（2011年8月18日拍摄）

我们开车离开制氧厂之后，直接来到焦化厂。一期工程这里的4座百万吨级机械化焦炉，炉门高度（也就是炉内炭化室的高度）均为7.63米，是国内目前最大的，也是目前亚洲最大的焦炉。这组焦炉引进了德国先进技术，采用复热式自动加热系统，自动化程度很高，能自动测温、加热、装煤、出焦，自动炉顶炉台清扫，还有焦炉煤气真空碳酸钾脱硫制酸等新工艺，具有结构先进、严密、加热均匀、热功率高、功能性强、产量高、环保等特点。炼焦过程实施自动在线控制和监管、机车自动联锁定位和车辆自动操作，可实现全自动无人操作。每座焦炉投产后每年可生产焦炭105万吨、煤气4.2亿立方米、煤焦油4.75万吨，当A、B、C、D焦炉全部投产后自产焦炭达到每年420万吨。

虽然焦炉面朝马路的推焦车一侧道路很宽敞，但是整个焦炉区域有围挡，它是由绿植和栅栏门组合形成的，车辆不能驶入，而且我们几个人今天参观的时间很有限，所以只能从它的西南角起，沿着偏东北方向的马路一直开到顶头，没能凑近生产设备观看。

B焦炉与A焦炉规格完全一样（2011年8月18日拍摄）

第一个感觉是，这里比我想象的还要安静！我们没有赶上出焦，也没有看到装煤，大型机械化焦炉除了装煤、出焦时要机声喧闹一阵，散发炽热的辐射之外，冶炼焦炭时都相对平静。但是我感觉京唐公司的焦化厂出奇的宁静，既没有震耳欲聋的轰响，也没有持久的热浪扑面，闻不到刺鼻的烟灰煤气味儿，也看不到漫天粉尘飞扬。我就在敞开的车窗前不停地拍照。如果是个看热闹的外行人从焦化厂前面经过，一定不知道树荫后面50米远的这个静悄悄的黑家伙在做什么。所以，我首先感受到了一种现代化炼焦炉的生产环境，外在的环保效应给人深刻而直观的印象。我去过宝钢，却很遗憾没有看过它的焦化厂；去过全新的迁钢，也没有看过焦化厂，但是知道那里的焦化厂也达到了近乎京唐公司这个焦炉的环保水平。

原来北京石景山老首钢的焦化厂可不是这样，连50米、100米之外的路面上都是黑色的浮灰，尽管首钢那时也下了很多力气，可是焦炉煤气的味道在大老远的一炼钢道口就闻到了，始终阴魂不散，直到2010年末才彻底死去。

原来首钢石景山厂区自有4座焦炉，炭化室都比较小，最高的一座才4.3米，年产焦炭各自也只有几十万吨，新技术不多，环保问题严重，所以自身还需要大量外购焦炭才能维持生产。不仅从山西、河北一带的独立焦炭厂购买，北京东郊早先还有一个“北京焦化厂”，主要是为北京地区化工系统（化工局下属各厂）提供原料的，顺带为东部地区和重点单位提供煤气燃料，到2006年异地拆迁之前的47年里，向首都输送商品煤气148亿立方米，替代取暖燃煤达2000多万吨，而实际上焦炉煤气仅仅是它的“副产品”，其“主产品”——冶金焦炭——在计划经济年代的出路就是供给北京西郊的首钢使用。那时从东郊开火车装运焦炭绕着北京城转半圈到西郊，每天浩浩荡荡，是一大景观。2006年中期为了准备奥运会，无奈北京焦化厂只能提前给首钢断了粮。恰逢石景山地区钢厂也为相同目标开始逐步减产，因此首钢是在这样一个情况下开始改变焦炭供应格局的。

石景山首钢焦化厂一套最大的机械化焦炉，推焦机上的铁锈与脚下的黑灰相互映衬

因此，尽管首钢集团在建设大型钢铁冶金工程方面，向来具有很高的自行配套率和科技创新能力，包括自行设计和建造，但是大型机械化焦炉却恰好不是首钢的强项，甚至连国内最知名的专业单位“焦耐院”——鞍山焦化耐火材料设计研究院（现名“中冶焦耐工程技术有限公司”ACRE）原来也不具有这种技术。迁钢建设的几座由焦耐院ACRE设计的55孔JN60型“节能环保型6米顶装焦炉”，曾经是展示它技术水平高峰的国内最大规格焦炉，与宝钢二期的水平相当，但是与国外的水平还是有差距。

中国通行的水平室式机械化焦炉，发源于欧洲，已经有150年历史，会产生大量有毒有害物质，在世界上已经处于缩减和淘汰的地位，在我国却仍在普遍使用。国内以往能够设计的最大容积复热式焦炉，炭化室高度都是5.5－6米的，而且受耐火材料限制，炭化室孔数较少，一般需要建造三座才能达到每年生产焦炭100万吨左右。宝钢上世纪八十年代引进日本新日铁的焦炉，其炭化室高度也就是6米，而且20多年来没有再发展，到建设三期工程一直沿用。

上世纪八十年代末首钢石景山厂区的一座大型机械化焦炉外观

随着钢铁产业结构调整，根据前几年颁布的《焦化行业准入条件》规定，新建顶装机械化焦炉的炭化室高度必须≥6.0米、容积≥38.5立方米，还要达到各种清洁化指标。不仅如此，要在京唐公司这样狭小的土地上建设单产超过100万吨、充分利用京唐公司自产的高炉煤气和焦炉煤气循环资源的现代化大型“复热式焦炉”，必须采用炭化室高度达到7.63米规格、每座70孔炭化室、每孔产44吨焦炭的大型焦炉，才能满足基本的生产要求。这样一来，京唐焦化厂的装备水平就比宝钢三期超出一大截。

还远在没有正式筹备建设京唐公司之前，由于世界钢铁市场激烈竞争，德国钢铁巨头蒂森-克虏伯（ThyssenKrupp）在2000年决定让下属的多特蒙德（Dortmund）钢厂停产，导致合作伙伴——鲁尔煤业所属恺撒斯图尔（Kaiserstuhl）焦化厂的焦炭和煤气没有去处了，被迫于当年12月停产。巧的是，山东的兖矿集团为了做大煤化工产业，看准这个机会，把Kaiserstuhl焦化厂两座属于世界最先进的7.63米炭化室焦炉全套4.7万吨二手设备和钢结构买下，2003年由一冶派人前往德国现场拆迁，复建工程于2006年6月落成。这俩焦炉1992年投产，在德国只运行了8年，停产仅仅3年，非常新，成为当时国内尺寸最大、自动化程度最高、环保设施最完善的焦炉，使我国焦化技术水平一下子向前进步了20年，达到世界先进水平。这是亚洲地区最先建成投产的2×60孔炭化室高7.63米的大容积焦炉，投产后年产焦炭200万吨，甲醇20万吨，煤气处理量为每小时1.18万立方米。这次引进是我国焦炉大型化发展之路的开端。兖矿由此成为中国煤炭企业集团发展煤化工的两大集团之一（另一个是神华）。

不过近日有报道，昔日辉煌的这两座二手焦炉已经于2011年被拆除改造，由五冶集团施工，在原有的焦炉基础上进行重新砌筑安装，建成2×60孔7.63米新焦炉，年产干全焦175万吨，就在我写稿的前几天（2012年2月末）其中的2号焦炉已经点火烘炉，烘炉90到100天，预计在6月份可以出焦。我注意到所有的报道都没说焦炉是谁设计的，只提到ACRE为国内的监理方，因此推论兖矿的新焦炉可能依旧是用德国的设计，而且从“干全焦”一词可以知道它采用了先进的干熄焦技术。

我国购买焦炉二手设备的时代很短暂，仅仅几年就此结束了。在兖矿集团买进大焦炉之后，太钢、马钢、武钢、首钢京唐公司等国有钢铁企业，以及民营的沙钢，分别从德国的伍德公司（Uhde）和沙苛公司（Schalke）引进了13座7.63米焦炉和“四大车”技术，新建焦化厂都是与新建4000立方米以上大高炉配套，生产优质焦炭，由此真正开启了大焦炉时代。

而同期国内焦耐院（ACRE）在2005－2007年期间自己研制的炭化室高度为6.98米的两个型号的复热式焦炉（都被称为国产“七米焦炉”），先后被鞍钢鲅鱼圈、邯宝、天铁、本钢、宝钢梅山等企业相中，有些已经建成投产。

所谓“复热式焦炉”，就是在正常生产焦炭的过程中使用两种煤气加热，高炉煤气和空气从蓄热室侧面进入焦炉，焦炉煤气则从蓄热室下面喷入焦炉。所以复热式焦炉的结构有点特殊，在地基下面建有庞大的地下室，而以往单热式焦炉的地基里没有地下室。

在曹妃甸人工岛上最早出现的外国专家身影里，就有德国Uhde公司的一个小团队，在京唐钢铁第一批设备建造项目里，就包括他们提供的4座7.63米大焦炉。Uhde公司成立于1921年，是位于德国多特蒙德（Dortmund）的一所著名的老牌化工设计工程公司，在我国通称为“伍德Uhde咨询公司”，1996年伍德公司被德国钢铁业巨头克虏伯（Krupp）集团收购，现隶属德国蒂森-克虏伯（ThyssenKrupp）集团。（www.61k.com]兖矿集团拆的那座Kaiserstuhl焦化厂就是它的设计杰作。在近20多年里Uhde公司的合同收入大多数是来自德国之外的订单，它有超过4000名工程设计专家遍布于全世界，承包涵盖全部化工领域的工程项目建设。

戴着Uhde标志安全帽的德国老外在焦炉工地上

京唐一期工程的焦化项目是分两步走的，新闻媒体在报道中经常用“一步”和“二步”的词汇来分别描述，“一步”包括A、B两座特大型复热式焦炉，A焦炉是京唐公司第一个投产的节点项目，随后建设的B焦炉才投产。“二步”是继续建设了C焦炉和D焦炉。建造最晚的是D焦炉，直到2009年4月15日才开始砌筑，11月28日点火烘炉。现在网络上能够看到有关施工的媒体图片基本上还是建设A和B焦炉时期的。

京唐公司焦化工程占地面积为55.93万㎡，其中AB焦炉系统工程建筑面积为2.5万㎡，工程投资2.5亿元。施工方为“中冶京唐炉窑公司”和“中冶成工上海五冶炉窑公司”等几家单位。从下面这些图片中，可以看到这几座大型现代化焦炉是怎样一步步建设起来的。

焦炉最基本的主体结构是由耐火砖构成的，砌筑耐火砖时都要在这种大棚遮蔽下进行

现代复热式焦炉（同时用高炉煤气、焦炉煤气）的大致结构示意图

建造焦炉就要从基础开始，焦炉最重要的结构是蓄热室和炭化室，全部要用耐火砖来砌筑成一体。而耐火砖受热是要膨胀的，所以焦炉要有强有力的钢筋水泥结构和钢结构来“强约束”这种膨胀变形。下面这张照片就是正在浇筑过程中的A焦炉抵抗墙。抵抗墙位于焦炉基础的纵向两端，并靠紧炉体，炼焦时炉体受热后会产生热膨胀变形，抵抗墙对于炉体的纵向膨胀变形起到约束作用。

2007年夏季照片：正在浇筑中的A焦炉抵抗墙

砌筑A焦炉碳化室

7.63米炭化室砌筑是焦炉施工的核心，这种大焦炉工程应用的新材料、新工艺之多，是过去从未遇过的，它每座的基础长130.59米，宽30.57米，仅各种型号、形状的耐火砖型号就达1092种，砌筑量高达3.4万多吨，4座焦炉的耐火砖砌筑工作量合计是13.2万吨，实在惊人。要把这些形状各异的耐火砖按照图纸和德国专家的要求拼砌起来，真不是那么容易。

引进一套全新的焦炉系统，其实对国内耐火材料的技术换代还有很大的促进作用。焦炉用的耐火砖有硅砖、粘土砖、高铝砖、缸砖、隔热砖等，由于设计结构不同，一般90％以上是造型样式奇特的各种异型砖（根据一座国内通用的4.35米炭化室焦炉测算，耐火砖总量约为9582吨，耐火砖号共计305个，其中异型砖295个，占96.72％），即使在炭化室高度相同、但是设计厂家不同的焦炉之间异型砖也很少能相互通用，必须专门组织国内耐火材料厂按照设计图纸去生产出来（极少量品种为直接进口），然后对应供给指定的钢铁厂砌筑使用。如果能够生产出符合某钢厂质量和数量要求的耐火砖，这些配套厂也就占据了稳定的一块市场，所以也很希望钢铁企业生产技术设备更新换代时相互借鉴，以求能够“分一杯羹”给它们。引进的权威层次越高，今后在国内被推广使用得越多，各个配套单位的平均生产成本也就大大降低，是大家都有利的好事。首钢也希望7.63米炭化室大型焦炉在国内被采用得越来越多，可以使今后的维修费用能大大下降。老外Uhde公司也同样指望在首钢之后，能赢得更大的市场份额。

首钢这次带头引进7.63米炭化室大型焦炉，就是一个带头“吃螃蟹”的人，同行都在看你引进的结果。所以这个焦炉是否成功，对于首钢总公司、京唐公司、中冶唐山炉窑、中冶上海五冶炉窑、德国Uhde公司，以及各个耐火材料厂，具有一举多得的意义和影响。

B焦炉基础绑扎完钢筋，也进入砼浇筑阶段

砌筑B焦炉

京唐7.63米D焦炉工程开工砌筑的第一层耐火砖

焦炉上煤通廊已经完成了最后一段（从B105转运站到煤塔）的吊装施工，实现了上煤系统的全线贯通

A焦炉上煤皮带通廊全貌

壮观的焦化一期上煤系统皮带局部，连接着厂区内部堆场和焦化厂

A焦炉皮带通廊下方马路没有黑色煤粉掉落，非常干净（2011年8月18日拍摄）

按照钢梯9层、每层左2米右3.3米长度估算，焦炉皮带通廊最高处约为50米

京唐钢铁使用的煤种，不仅是焦化厂用的，还包括自备发电厂、高炉等处使用的，全都来自山西焦煤、同煤、阳煤、神华等国有供应商，签订了各种炼焦煤、弱粘结煤、喷吹煤、邢台和徐州气煤、潞安寿阳喷吹煤、电力煤的需求合同，还有淮北主焦煤和孝义焦煤等。

A焦炉上煤皮带通廊总长1600米，重达3200吨，是一共有16个转运站的上煤系统。据CCTV报道说，在曹妃甸仅京唐钢铁基地一处地方的皮带全长就有42公里。皮带机运输系统在京唐公司厂区里蔚为壮观。直到我第三次再到厂区里转，感觉确实如此。

机械化焦炉有所谓“四大机车”，分别叫作装煤车、推焦机、拦焦车、熄焦车。体量最大的是推焦机。现在凡是采用“干熄焦”工艺的企业里熄焦车都改为熄焦罐了，京唐公司也是。

正在装配中的拦焦车主体

拦焦车是焦炉上个头儿排第二的作业车，设置在焦炉出焦一侧（通常称为“焦侧”）的轨道上，它的作用是拦着（引导）从炭化室推出来的炽红焦炭，落到下面轨道的熄焦车（或熄焦罐）上，并负责打开、清扫与关闭焦侧的炉门，还同时清扫炉框和炉台，它还负责把推焦过程中产生的烟气收集起来，减少焦炉烟尘对大气的污染。

很多反映焦炉工作场景的照片或视频影片，都是从拦焦车位置（焦侧）拍摄，都认为出焦是很壮观的景象，其实他们哪里晓得，以前拦焦车完全要靠人操作，工人的工作环境比炼铁炉前工、炼钢炉前工还要艰苦，他们与炽热的红焦仅有一板之隔的距离。

基本装配完的拦焦车

装配推焦机现场，300吨大型汽车吊与它相比都只象一个玩具

推焦机是在焦炉机械里个头最大的，在与出焦侧相反的焦炉背面（习惯称为“机侧”）的轨道上运行，按程序开启取、关闭机侧炉门，把红焦从焦炉炭化室推出去，负责炉门、小炉门、炉框清扫、头尾焦处理、平煤和余煤处理等项作业。

推焦机和拦焦车作业是要同时进行的，一个在机侧，一个在焦侧，真是一对儿兄弟，而且还必须是配合默契的兄弟，通常用一个拗口的术语描述叫“机焦侧车辆自动对位与联锁”，也就是焦炉同一个炭化室两侧的炉门在出焦的时候是同时打开的，两边的机械对位必须绝对准确，不能错位，也不能错开任何一个炉门，因此自动化控制作业对于实现高效、安全、节省非常重要。

蓝色罩棚为正在砌筑的B焦炉，推焦机和装煤车都已经组装好

我在路边看巨大的推焦机（2011年8月18日拍摄）

焦炉顶上的装煤车，是四大机车里排行老三的大型作业设备

除尘式装煤车是焦炉生产的另一个重要工艺设备，它在焦炉顶部工作，来回行驶在轨道上。当焦炉出完焦炭之后，它从煤塔漏嘴里取出一定量、按比例配制好的炼焦煤，用螺旋给料器通过炭化室顶部的装煤孔，再次按顺序把煤填入炭化室内，给下一次冶炼做准备。由于炉顶温度很高，司机室是密闭隔热的，内有空调。

A焦炉正在顶部装煤，装煤机打开已经出焦的炭化室装煤孔

安装完的A焦炉局部管道

每一格炭化室外的点火控制箱排列整齐，蔚为壮观，像是列队在等待烘炉

复热式焦炉特有的地下室结构，焦炉煤气通过加热管道进入焦炉的蓄热室

A焦炉烘炉当天景象，炉顶部分施工尚未完成，轨道也没有铺

德国技术人员在检查A焦炉安装好的点火装置

在焦炉设备调试过程中，中外双方联合攻关


2008年4月15日京唐钢铁A焦炉点火烘炉仪式，炉体温度达到1125℃后具备装煤条件，7月1日正式装煤投产

即将完工的B焦炉，机侧尚未清理场地，在员工身后可以看见2台巨大的推焦机（A焦炉和B焦炉各一台）

A焦炉试产期间的机侧景象

由于这种大型焦炉生产出来的焦炭质量非常稳定，所以为后面的大型高炉生产创造了条件，试生产后的高炉焦比稳定在280公斤，煤比150公斤的比较理想的水平上。根据首钢BSIET的资料，如果今后京唐公司一期完全正常“顺行生产”的话，通过有效的节焦降耗措施（例如增加高炉喷煤）可以每年省出大约120万吨优质焦炭，基本上就省出一个焦炉的产量做机动调节。这些富裕焦炭在没有建设二期工程时可以外销，二期工程建设也可以减少一个焦炉的投资，也是很有意义的一件事。

非常有意思的是，京唐公司一期焦化厂投产之后，我至今还没有见到任何媒体发表过这些焦炉“出红焦”景象的照片！要知道7.63米焦炉的作业程序是各个炭化室轮流出焦的，大约每天推焦110次左右，应该总有机会看到出焦过程，可是只见到一两张《首钢日报》记者拍的出焦试车照片。这不仅因为A－D四座焦炉的“焦侧”都不面朝向厂内公路一侧，在外面不能直接看到，即使进去看到了（要象《首钢日报》记者一样登上焦侧炉台走道才能拍摄到），再也不会有那种吞云吐雾的景象，整个出焦过程基本是封闭的，焦炭直接落进出焦车下面的焦罐里，烟尘几乎全部抽走处理。而下沉式的熄焦车（焦罐）被外侧遮挡，不在高处根本看不到它装满焦炭的身影。所以，随着7.63米特大焦炉的投产，完全改变了以往人们对焦炉出焦过程的印象，再也见不到本文前面我贴的那两张白天和黑夜出焦图片的景象。

封闭式出焦试车，在炉台这个位置都看不到推出来的炽热焦炭

2008年8月15日京唐A焦炉首次出焦，熄焦车最初是方形的，干熄焦设备尚未建设，启用远处的备份湿法熄焦塔

那么下面一步，装满焦罐的炽热红焦要送到哪里去呢？

一般焦炭出炉的温度大约在1000－1100℃左右，出炉后由密闭不透气状态转为接触空气，焦炭就会直接燃烧起来发生损耗，因此必须迅速灭火。过去都是经过喷水加以冷却，称为“湿法熄焦”。湿法熄焦在我国焦化厂被普遍使用，至今还是主力工序，但是它有三个致命的缺点，一是严重污染环境，喷水熄灭焦炭时，有HCN（剧毒无色的氰化氢）、H2S（剧毒臭鸡蛋味的硫化氢）、NH3（有强烈刺激味道的氨气）、酚类及粉尘等有害物质排入大气，而且熄焦水也把污染物质进一步扩散；二是浪费大量热能，焦炭所含物理“显热”直接变成蒸汽排到大气，或被水吸收流走，同时消耗了大量的水；三是影响焦炭质量，湿法熄焦会增加焦炭的含水量，并导致炸裂大焦块（或出裂纹），尤其对于3500立方米以上大型高炉强调要使用的高强度、低水份的冶金焦，无法再承受做为料柱主体所受到的高压强，是绝对不能采用的。

所以现在推广应用非助燃气体等吹灭火焰的“干法熄焦”法。在钢铁业界里，约定俗成对干法熄焦的设备有一个简称，就是“干熄焦”。干法熄焦是相对湿法熄焦而言，是目前国外较广泛应用的一项节能技术，其英文名称为Coke DryQuenching，简称CDQ。是以氮气为吸热的载体，通入干熄焦炉内与炽热的红焦炭换热，从而冷却红焦，使火红焦炭由1000℃左右冷却至250℃以下（京唐公司干熄焦为降到200℃以下）。吸收了红焦热量的氮气把热量传给干熄焦的锅炉，产生蒸汽，一边回收蒸汽直接进行发电，一边把蒸汽通入厂内蒸汽管网去使用。灭火后的焦炭再经筛选，即成为高炉可以使用的大块冶金焦。氮气放热以后被冷却，再次由循环鼓风机打到干熄炉去，在这样一个密闭的系统内完成熄灭焦炭、回收热能过程，基本消除了湿法熄焦排放有害物质和湿蒸汽的情况。

干熄焦工艺发展到今天，具有代表性的只有两种，一是德国蒂森-斯蒂尔奥托80年代发明的TSOA公司设计的工艺，二是日本新日铁公司设计的工艺。这两种技术在消化吸收前苏联干熄焦技术上都有创新，有各自的特点，但是基本流程大同小异，具体差异仅仅在于装焦、排焦、循环气体除尘等方面有区别。

干熄焦技术起源于瑞士，在上世纪40年代很多国家开始研究这一技术，采取的方式各异，规模小，生产也不稳定。苏联曾经一度走在世界前列，有40％的焦化厂采用干熄焦，但是后来它的发展停滞了。70年代的全球能源危机促使这项技术又快速发展起来。资源相对贫乏的日本，率先从苏联引进干熄焦技术，并在装置大型化、自动控制和环保方面做了大量改进，形成日本式的新技术专利。90年代的日本新日铁（NSC）和日本钢管（NKK）两家企业，建成的干熄焦装置就可以达到每小时200吨的处理能力。该技术已经在世界全面领先，不仅在日本使用，还出口到德国、中国和韩国。

我国干熄焦装备技术始于20世纪80年代宝钢从日本引进的每小时75吨CDQ装置，截至到目前在宝钢一共有12套75吨CDQ。1996年济钢投产2套引进俄罗斯国立焦化设计院的70吨CDQ。还有上海浦东煤气焦化厂全套引进乌克兰的CDQ技术和设备。在2000年以前我国仅有这三家焦化厂有CDQ。后来首钢和马钢也分别引进。很可惜，少量引进的俄罗斯和乌克兰的技术，与德国、日本的先进技术相比，差距非常明显，所以尽管价格便宜，在中国仍然没能打开市场。

首钢石景山老厂区最早的那一套CDQ，产能每小时65吨，由日本政府的“绿色援助计划”提供主体设备，辅助设备首钢自己采购，全部设计是新日铁工程公司与首钢设计院共同合作完成的，于2001年初投产，自动化水平远远高于济钢引进的俄罗斯产品。新日铁和首钢在干熄焦领域的合作也就是从那时开始的，直至发展到今日的京唐公司最大号的CDQ。马钢的CDQ装置是ACRE设计总承包的，并成为国家干熄焦“一条龙示范”工程样板。到2004年马钢和通钢CDQ装置技术和设备国产化示范顺利投运后，为我国自行设计CDQ装置技术奠定了基础。鞍山焦耐院ACRE和首钢设计院BSIET，已经成为全国领先的两家干熄焦装置设计单位。

你瞧这里出现了与CDQ有关的三家机构名字——新日铁工程公司，首钢设计院（现名“首钢国际工程公司”BSIET）和鞍山焦化耐火材料设计研究院（现名“中冶焦耐工程技术有限公司”ACRE），其中国内的两家名字都很熟悉。

新日铁工程株式会社（新日铁工程公司）是日本钢铁业“老大”——新日铁株式会社所属的全资子公司，在冶金节能环保方面，特别是干熄焦工艺和设备上拥有国际先进的技术与经验，在中国引进的干熄焦技术中，绝大多数都是新日铁的。这家公司从1976年给八幡制铁所建造第一个56吨的CDQ开始，到2008年建设京唐焦化厂CDQ之前，在全球已经有它68座中标的CDQ投产，其中日本占23座，日本以外45座（韩国9座，中国33座，德国1座，印度1座，中国台湾1座），还有巴西在建的5座，台湾在建1座。

首钢国际工程公司BSIET是有甲级资质的冶金工程总承包单位，在开拓国内外冶金环保事业方面有很大成绩，先后完成、或正在建设首钢、霍州、新余、首黔、印度JSW、印度布山、马来西亚金狮等焦化厂，以及武钢、济钢的干熄焦等工程，是国内焦化工程设计建设的一支劲旅。它在建设CDQ方面的优势，在于同时具有全面设计一个钢铁厂内部各系统的能力，尤其象设计曹妃甸人工岛上的复杂的钢铁能源收集输送系统，从铁烧焦，到炼钢、连铸，再到热轧冷轧、发电、海水淡化，结合所有的冶炼轧制工艺，可以做到能源的输入和消耗完全“产销平衡”。所以在焦化行业也被认为是全国首屈一指的机构。

鞍山焦耐院ACRE在焦化工程设计方面一直是国内公认的老大，也是甲级资质，但是它的业务范围都集中在焦炉、煤气炉、制气工程、储配管道设施、耐火材料、汽电煤气“三联供”工艺等，局部优化设计、采用新技术，都没有问题，但是不具有全面设计一个钢铁厂内部各系统的能力。这样一来ACRE与BSIET自然就拉开一个很大的距离。

新日铁工程公司正是因为相中了首钢BSIET的全面设计能力，所以在2003年首钢和新日铁再次合作承接建设承德钢铁公司的一套80吨CDQ装置之后，决定正式联起手来大干一场，于2004年双方合资成立了“北京中日联节能环保工程技术有限公司”（简称中日联公司BJCEEE），主要面向国内市场，发挥日方的技术优势和中方的资源优势，专门做干熄焦（CDQ）、煤调湿（CMC）和冶金领域环保节能工程，先后承接了26套干熄焦项目，在钢铁业界获得非常高的评价。

京唐公司1号干熄焦，是合资公司的第13套CDQ装置。最初的设计，是准备采用国内已经大量装备的125－140吨CDQ装置两套，以对应一组（A和B）焦炉200多万吨的产量，但是发现占地面积太大，成本太高，而且C和D焦炉还要再装备两套，显然京唐公司仅一期工程就要4套CDQ，实在忒不经济了，运转也过于复杂。必须大幅度削减建设成本，才能充分取得节能效益。

京唐公司7.63米焦炉的每孔炭化室全焦产量是44.03吨，A和B两座焦炉一共120孔炭化室是分别轮流出焦的，平均每小时只有5－6孔炭化室出焦，所以设计人员核算得出每小时的全焦产量是239.9吨的数据，因此最好是建设一套处理能力为240吨以上的干熄焦装置及配套设施，来满足需求。C和D焦炉也可以另外建一套同样规格的干熄焦装置。然而，新日铁方面历史上制造的最大CDQ也就是200吨左右的（君津4号5号为200吨、大分1号2号为190吨），还没有搞过这么大的。

当然CDQ装置的大型化也不能随意，并非越大越好，干熄槽的大型化使炉内温度分布出现偏析，会导致热交换效率恶化。据说中日双方人员各自组织攻关小组，在三维数字仿真模型方面做了很多工作，终于突破技术难关，合作研制了只用一套就能处理一组焦炉所产焦炭的大型CDQ装置，以260吨创了世界纪录，实际最大处理能力可以达到280吨。创造了中国第一和世界第一，有非常巨大的实用推广价值。

毫不夸张地说，通过这样一个发展应用过程，形成了京唐公司独具特色的“首钢干熄焦”技术，进一步提高了首钢在冶金装备大型化方面的权威地位。

京唐公司每一套CDQ装置每年可以处理炽热焦炭198.59万吨，温度1000±50℃（按345天计）；年产干熄焦炭192.83万吨（不含焦炭烧损、焦粉），年产焦粉3.97万吨。这个345天的数字曾经令我困惑，为什么不是按365天设计CDQ的产能呢？后来看到新日铁方面的说明，原来是他们的检修周期可以达到每1.5年或2年才进行一次，每次最多20天，所以CDQ的作业率在一年里按345天算是他们的习惯。如果遇到当年不检修，实际干焦炭的产量一定大于200万吨。

京唐公司第一套260吨CDQ装置在2009年5月9日顺利投产，它的余热锅炉每小时可以产出压力达9.5兆帕、温度为540℃的高温高压蒸汽151吨（折合每吨红焦产生0.59吨蒸汽），每年可以生产蒸汽110万吨，比3.82兆帕“中压”系统和5.4兆帕“次高压”系统分别多回收电能大约15％和8％。如果这些蒸汽全部用来发电，每年可以发电大约3亿千瓦时（3亿度），同时每年减排二氧化碳大约24万吨。干法熄焦后的焦炭品质很好，提高了“热反应性”和“反应后强度”，用到大型高炉去炼铁可以降低“入炉焦比”2％，提高生铁产量1％。对比湿法熄焦，用水完全是密闭循环的，每1吨焦炭能节水0.5吨，别小看这半吨水，对于京唐公司所用淡水来源都要依靠海水淡化系统来说，就是一个极大的数字。

京唐公司焦化厂的第二套CDQ装置开工已经是2009年3月6日，比较晚，但是总工期只有10个月，施工有了经验积累，还是很快的。2010年1月19日第二套CDQ装置投红焦正式运行。最后经过核算，整个260吨CDQ装置的建设成本，比选用2个小规格的要降低20％－25％，运行成本降低20％，占地面积减少25％。

京唐公司260吨CDQ装置的成功，是首钢的设计优势与新日铁的技术优势相结合的典范，为今后共同开发中国干熄焦市场一定能产生非常正面的影响。

首钢焦化厂2001年1月投产的1号干熄焦，就是新日铁提供的主体设备和技术

就干熄焦的规模而言，我国目前居世界首位。截止2009年6月我国投产和在建CDQ装置有123套，其中已投产71套，产能达6000多万吨，相应的干熄焦年产能达到11448万吨（1.145亿吨），占焦炭总产能的35％，钢铁企业的干熄焦率高达50％。目前我国的CDQ装置从50－260吨一共有16种规格。首钢京唐钢铁公司2×260吨的CDQ是目前世界最先进、最大规格的第二套装置，也是国内吨位最大规格的。唐钢有一套2008年7月建设的1×180吨干熄焦装置，为国内第二大。

我国钢铁业界和煤化业界经过认真分析总结，认为采用干熄焦技术不但提高了焦炭的质量，还有多种节能降耗的效益：

第一，回收红焦显热。出炉的红焦显热大约占焦炉能耗40％，这部分能量相当于炼焦煤能量5％。采用干熄焦能回收80％的红焦显热，平均每干熄1吨焦炭可回收压力为3.9MPa、温度高达450℃的蒸汽0.45－0.6吨，能显著降低产品成本，并达到节能降耗的效果。

第二，减少环境污染。干熄焦产生的蒸汽可用于发电，可以避免生产相同数量蒸汽的燃煤锅炉对大气的污染，尤其可减少二氧化硫、硫化氢的排放。另外，在保持焦炭质量的前提下，采用干熄焦工艺可以增加弱粘结性煤用量、减少焦煤、肥煤配入量10－20％，缓解炼焦煤的资源紧张。

第三，节能降耗效果显著。以国内数量最多的140吨CDQ装置测算，实际运行产生的效益为每年产生蒸汽40万吨，年发电量2700万千瓦时（2700万度），二者年创效益为3700万元；降低焦化工序综合能耗（吨焦能耗）40千克标准煤，向大气排放污染物减少36.96万吨。

京唐公司焦化厂两组大型260吨CDQ装置（2011年8月18日拍摄）

京唐公司焦化厂采用新日铁CDQ干熄焦技术的巨大圆形熄焦罐（2011年8月18日拍摄）

我在京唐焦化厂尽头看见了圆形的7.63米焦炉熄焦罐车，它最多可以一次装280多吨红焦，它庞大的身躯令人有一种敬畏感。我知道国内有邢台冶金机械厂（现名中钢邢机公司）2008年起就为武钢生产这种熄焦罐车。还有一种多面体形状的干熄焦罐车，是由位于辽宁省兴城市的葫芦岛首钢东华机械厂（现名首钢东华机械有限公司）生产的，用在4.3－6.0米焦炉上。

葫芦岛首钢东华机械厂制造的多面体干熄焦车，应用在规格较小的焦炉上

京唐公司260吨CDQ装置为中国第一大

从侧面看CDQ装置

京唐焦化厂应用CDQ装置后，拦焦车下的熄焦罐已改为圆形的

两个一组的熄焦罐用电机车牵引到熄焦塔下

京唐公司焦化厂用的CDQ装置结构图

提升到1号CDQ装置半空的260吨熄焦罐，盖口边缘还在冒着火焰

2009年5月19日，首钢京唐公司260吨干熄焦第一批红焦缓缓进入熄焦装置

京唐公司目前的焦炭是自产自用走完一个循环的，没有外销的需要，因此也不中间落地储存，焦化厂自身几乎没有调节量，厂区也根本没有落地堆放的焦炭库。我在京唐公司厂区里开车转，到过巨大的内部料场，也没有看到任何焦炭的影子，基本印证了这个事实。原来那些经过CDQ装置冷却后的焦块，都落到皮带机料斗里，通过封闭式的皮带通廊直接运到炼铁分厂料仓去了。尽管我们事先知道高炉炼铁环节根据炉况和操作情况（出铁量大小、加料强度），需要焦炭供应做到及时准确，而绝对没想到的是，据BSIET介绍，高炉料仓里的焦炭矿槽总容积虽然有7350立方米那么大，但是却只能暂时存放3307.5吨焦炭，限时10个小时零18分钟（10.3小时）！此后必须送进高炉，以接纳下一批焦炭，否则焦炉就要停止出焦。10小时！这也就是高炉一次进行“小修”的预定时长。京唐公司生产物料的精准控制程度，由此可见一斑。

当一家钢铁企业确定自产焦炭不能满足数量要求、有需要外购的情况时，一般才会建立焦炭库，以应对生产的急需和不均衡性。在京唐公司，全流程都是按照“产销平衡”来设计，所以对任何中间产品的循环都做到了“精准到位”，不早不晚，不多不少。所有大宗物料的精准控制，都来自于前面说到的生产指挥中心。如果出现象5500立方米大高炉故障、导致长时间“休风”停止出铁的非常情况，焦炉就得马上减少（还有一座高炉生产）或停止（全部高炉停产）出焦，以保证供应量的平衡有序。

说完了焦炭，也说了煤化工产品，还得交代一句焦炉煤气都跑到哪里去了。

与A焦炉配套的15万立方米干式煤气柜，由能源部燃气分厂管理

京唐公司把焦炉煤气集中输送到几个巨大的干式煤气柜里储存。这些24边形的钢制煤气柜直径53.6米，运行压力为7000帕左右，煤气主管道直径为2.2米。A焦炉的煤气除了自身要循环用去一些外，在京唐公司内部主要供给高炉的热风炉、烧结厂、套筒窑（生产炼钢用的石灰）、轧钢加热炉等用户使用。后续三座焦炉建成后，焦炉煤气的用量随着5个轧钢厂的加热炉和退火炉等依次启用而大幅度提高。

这趟焦化之路终于转完了，咱的介绍够详细吧？下面就“铁烧焦”里的“烧”字，再讲点知识。

本文标题：首钢曹妃甸-曹妃甸新首钢廿八：钢材高端看冷轧
本文地址： http://www.61k.com/1128114.html