中国大矿热炉失败的根源和好的矿热炉的实现

目前很多冶炼企业管理也没有体系，没有总工，没有技术体系，一个老板管两个厂长，一个厂长下面一个配料工，两个炉长，看着管理成本很低，实际每年一个厂非市场利润就损失8000万，如果没有外力新深度技术和管理的改变，损失还会长期损失下去， 是这两年疫情管控导致锰系价格高，让很多新锰炉收回了成本，但未来随着钢铁产能收缩和出口受阻，国内硅锰必然会压缩需求。随着内蒙往新能源的硅系转型，电力成本增加，锰铬系会面临巨大压力。未来创新驱动，挖潜增效是这里冶炼企业出路。

     那么这些大炉子远远不如同原料小炉子根源在哪里呢？

一）失败的技术理念根源 

     矿热炉失败的思想根源就是中国人在生产中不信科学原理和技术规律，都信其所见，除了看不到妈生自己还叫妈，其它都要看到才行，不是所有技术能提前看到的。

      如同中国的两弹一星，所有的科技都是抄袭和追赶，然后实现成本降低，用性价比体现优势，多数不能从原理和基础技术研究去创新实现行业。

      生产装置都是自然科学规律的重复利用，不信原理就会混淆科学和方法间的责任关系，会扼杀很多新技术，也会把行业创新变得不可知的混乱无序，矿热炉的乱领域就是如此。


     很多国内项目初期缺乏技术研发和论证，有也都是非商业性付款的交流为主，又不想付款，又想听真话真技术，所以没有实质交流效果，多数讨论越多，结果矿热炉更差，就是张三李四都借鉴的太多了，干成“四不像”。


      没有先合同后付款，带工艺包能源考核的合作，肯定技术方不会公开核心技术和原理方法，于是企业错误就永无法改变。

二）商业习惯和思维技术认知不足


      中国人喜欢小聪明，就是只是看眼前，没有长远规划，大众和政府都是这个习惯，都是饮鸩止渴型的，东方人包括印度、越南、南亚都是这种意识形态，或许是多年东方战乱导致，都没有未来规划，也不是很重视信用，多数是机会主义。


     在矿热炉产业也一样，中国人特别喜欢抄袭和免费，感觉这样省钱，实际这样是贵的，每年损失数百万上千万。铬铁炉75000KVA炉子是国外总包，企业花1000多万买的工艺包，而且是全预付款的，所以后面指标非常好，同原料每年比国内其它炉子利润高几千万，投资差异两年就收回了，然后持续受益。         


      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，或抄袭一个，可是自己类似原料的炉子开起来一年多损失5000万，就是达不到人家的水平。 


     没有钱可以合伙，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？ 就是多年不正常，然后“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”，又没有合同和能效考核兜底，付款没结果或没信用跑了，于是后面企业开始多疑，再加上内部人员怕外人搞好了炉子让自己“难堪”或利益受损，于是各种理由手段阻挠外人把炉子搞好，于是多年企业炉子就是“烂菜地”，谁都去难搞，一个也没搞好过，原班人马成了“坐地户”的“高手”！


    可是真正有水平的都是合同解决，付款带能效，而且是通过企业自身提高改变，肯定不是那种工资和顾问模式。我们改变矿热炉是能效合同后，通过炉子状态和原理衍生的精细数字化操作手段，通过企业“坐地户”的内部管理体系改变炉子，让他们有共赢，让他们不丢脸，也让企业有自主造血能力，而且全员提升操作理念和方法，建立数字化科学运行体系，是能效受益共赢。通过原理和问题说明——操作指导——培训——炉控设备自控和炉子改造升级三个阶段分步实现。

     问题矿热炉没有这种绩效介入而且分步解决科学方式，很多企业都终破产倒闭或艰难挣扎。有些炉子多年自己探索，等认知和接纳真技术改变时，已经错失了发展机会。

    这些炉子好坏的根本原因我们都非常清楚，没有合同我们也不公开问题和方法，于是纠缠在先给钱还是先给技术，实际企业一天或周浪费的钱，就是预付款。

     当年和信发电石谈合同，因为内部“坐地户”郭某怕外人搞好炉子，说我没名气，耽误进度谈了两年多，他们每天成本损失47万，后来我们合同后从差的炉子开始操作，一个月炉子就成了全厂好的炉子，合同后几个月，全厂差炉子产量都超过了合同前好的炉子，维修工三四个月没活干，不再是当年天天有检修停炉，因为合同后炉子基本不停了。全厂18台炉子日增产600-800吨，全厂发气300电石月吨电耗降低240度。日产量从2200吨提高到近3000吨，相当于增加了四台炉子还不用增加一个工人，这就是技术的力量。

      为什么技术工艺包都是预付款，国外更是100%工艺包付款，但设备可以分步付款，因为技术解决首先是全技术输出，在后面看结果，而且技术和方法都不可回撤，这里有核心原理、方法和错误预期纠正细节，真技术的人实战多年，知道科学方法，综合考虑得当肯定会有很好效果，本身合同对技术工艺包的效果也有能效考核的，能效合作这是有效的解决手段。

      没有这种绩效介入而且分步解决方式，多少企业都终破产倒闭或艰难挣扎。是一遍他们烧钱，一边是不懂的一轮一轮去瞎折腾，成了冶炼行业的常态。包括未来中国新建的所有33000kvw传统工业硅炉都是不会好的。

三）轻视技术的失败

      有一些自己制作炉子的企业，或做总包的设备企业，说起来很自豪，但十年炉子都不正常或很难实现，他们自己也不知道为什么，冶炼企业自己就是一直不停的换人换人，一年比别人损失上数千万利润。要不然就是一个地区就是一样炉子，大家都是臭棋篓子一堆，谁也不笑话谁。


      矿热炉装置简单，原理复杂，建炉子很容易，建好就很难，要好设计，好设备，还有好的运行管理水平。


      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3%左右，刚好不到矿热炉五个要素的组合数，就是2的5次方32的倒数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，轻视钱的终不会富有，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，都是如此，他们自己搞的一塌糊涂，还自认为天下，实际每一个错误的后果和预期做真技术的人都非常清晰。可是要么你都告诉他，他学会了就自己改吃独食，实际上他要明白，当年就不会那么建设，原理和方法是不能保护的，所以只能是他们烧钱中，我们什么都明年，甚至有3-4种方式给它治消缺，但是没有共赢，就不会改变他的命运，眼看他们一次次凤毛麟角，一鳞半爪的改造和折腾。

四）矿热炉研发不足和技术寿命超限

      我们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，多数国企都亏损出局了。

     在实际冶炼中，我们接触了大量冶炼企业，设计企业和高校，矿热炉产业和高耗能产业在发展中三类企业：

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，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，于是中国各地设计都是设备堆积，核心并没有，结果好炉子也是中彩票一样，各地炉子是千姿百态，千奇百怪。

2）总包企业

        总包企业和设计院差不多，多数都是当年国企，和国企搞设备分离出来的，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，多数堕落到拼价格，拼付款和垫资，实际水平高的都不垫资，垫资不是能力，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。

3）高校的研发

       高新研发分两类:

     一类是玩真实技术的，自己实践经验不多，但是研发比较精准实用，就有很好的市场效果和市场。

    二类是玩虚的，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，这也是中国特色一部分。

   4）旧技术超限

     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，是不能无限放大的，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。

     当然，中国搞电气的不少人想出来低压补偿，多电极，直流冶炼等，在矿热炉上实验很多，从基础技术研究上，低压补偿只是中国电业局功率因数考核政策产物，也是超大型矿热炉“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了极限无功功率，很多甚至连超载都无法实现。个别纵补的炉子超载比较大，但是产量高，电耗下不来，这也是原理和设计决定的。

      实际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没有我们国家研发的超前。目前中国矿热炉在从核心技术衍生出的设计方式早已经超越了国外技术，原理和事实证明都是如此。比如国外还陶醉在大型三电极，矩形多电极，和直流矿热炉冶炼，目前证明都是技术方向不正确的，未来真正的新技术是无支路电流矩阵式矿热炉。

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，可是近代，中国落后了，电是西方人发明的，矿热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，从16500-25500电石炉，到25000-50000的硅铁、硅锰和39000的工业硅，都没有取得很好的冶炼指标和效益。


      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，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。

     还有些国外引进技术就是拿中国做实验，这也是中国主动提出的，比如盐湖集团的多电极矿热炉，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，搞高大上的没有价格可比性，可以在黑丝利益中便于操作，还有的以实验和创新为名增加GDP和工程受益，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，或者被不同专业拆的支离破碎。

      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。这个事情在贵州、在湖铁和西北铁都发生过。

      在引进技术的改造和理解上看出了矿热炉的复杂，每个被引进的炉子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

六）矿热炉的数字化研究和应用

       准确说叫矿热炉的基础技术研究与应用，这是把矿热炉全要素和原理深入研究后形成的精准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精准产业，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，但是精确的研究可以把带宽做的很窄，可以实现精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。


七）矿热炉的新建和设计流程

       一个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

      矿热炉原料是基础，不同原料不同设计，包括主原料矿，还原剂，考虑不利和替代措施。

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，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。

4）项目做好产品计划和多种冶炼计划

     多谋善断，未雨绸缪，实际很多矿热炉都是可以兼容多种产品的的，不仅仅是72硅75硅，还有硅锰和高硅硅锰，都是在设计之初就规划好的，工业硅或高纯硅，硅锰铬铁都是可以兼容冶炼的。甚至密闭的电石，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100-200万，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，那种搞了多年不知区别，甚至一台炉子瞎冶炼，各种关系和状态不明白，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40500kva的硅铁和电石都有多种版本，乌兰察布地区炉子多半就是一张图纸。

      不同理解不同设计，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，实现利润大化。


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，后序有余热或尾气回收的矿热炉，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或尾气发电的考虑，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，过多原料水份不但增加电耗，而且影响后面尾气发电效率。

八）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，是深度的通过原理实现前瞻改进和优化的能力。

     行业布局和前瞻性非常重要，冶炼好的时候中国冶炼是不会创新驱动的，只有山穷水尽才能驱动企业改变，冶炼都是私企，他们不会和国企一样长期亏损，前两年政府环境打压，让不少冶炼行业暴利，耽搁了进度，今年疫情三年防控和国际关系改变，让冶炼创新驱动的时间终于到来，和房地产一样，锰铬好日子再也没有了，未来冶炼利润能保持投资和流动资金利息三倍就不错了，新技术会比传统技术高2-3倍的利润。

      中国的冶炼行业的风口没有了，企业需要实现自主飞行，就是需要提升竞争力淘汰对手活下来，降本增效和新技术驱动增效是路！每一个变革都会带来市场改变，会和啤酒厂，电视机厂、钢厂一样整合洗牌。冶炼波动获利概率很低了，实现锰铬系技术和管理降本400元是冶炼企业生出路。

     我们已经储备和布局好两代的矿热炉技术，这也是碳电极冶炼矿热炉未来的出路，同时附带能效工艺包，在国家创新驱动政策支持和冶炼市场生存的低迷下，社会创新资金活跃，多企业和高校积极合作整合，利用中国传统制造业长期没落的历史机遇，共同从技术驱动和能效推动入手提高矿热炉技术进步和智能化普及，选择崇尚创新的优秀企业做大做强，让无视新技术企业的企业逐渐被迫退出市场。