金属期货：高炉的“主菜”——“生生不熄（息）”的焦炉

古代中国人很早就会使用优质的煤替代木炭炼铁，推动了一次炼铁技术的进步，但直接用煤炼铁也存在一些天然缺点。因为煤在炼铁炉内燃烧时很容易开裂破碎，影响炉体的透气性；即使是优质的煤与木炭相比，含硫及其他有害杂质也相对较高，会影响生铁的质量。中国人随后受到用木材加工木炭的启发，把煤（炼焦煤）在不完全隔绝空气的条件下，利用煤自身的燃烧加热炼成焦炭，再用焦炭来炼铁，可以说是扬长避短，既保留了煤的长处，又避免了煤的缺点。

据史料记载，中国使用焦炭炼铁的历史至少可以追溯到明代，是世界最早使用焦炭炼铁的国家，但受当时经济发展水平的限制，炼焦生产一直采用手工作坊型的经营方式，真正推动焦炭大量产业化生产的，是名为亚伯拉罕·达比（Abraham Darby）的英国人。他于1709年成功地利用焦炭炼出了高质量生铁。随后他的焦炭炼铁技术迅速在欧洲和北美洲传播开，焦炭的需求开始大幅增加。炼焦炉如雨后春笋般出现，呈拱形的土焦炉大多连成片，建在山坡上，有时多达数百孔，远看酷似蜂窝，被形象地称作“蜂窝焦炉”，这是早期形成产业化生产的炼焦炉，所炼出来的焦炭就是已被逐步淘汰的 “土焦”。

早期的土焦炉构造简单，成本极低，容量小，周期长，燃烧效率低。随着炼焦技术的改进与提高，机械替代了人工填装与扒焦，焦炉容积也越来越大，还通过改变加热方式做到了完全隔绝空气干馏炼焦，先后出现了现今主要的两类大型焦炉：顶装式机械焦炉与捣固式机械焦炉，所生产的焦炭就是现在所谓的“机焦”，质量也有了本质性的提高。按照不同的质量指标要求，把机焦细分成特级焦炭、一级焦炭、准一级焦炭与二级焦炭。2011年4月，中国大连商品交易所上市的焦炭标准品就是准一级焦炭。

现代焦炉已是容积大、结构复杂的大型生产设备，炼焦周期也大幅缩短至二十几个小时，因此生产效率与早期的土焦炉相比早已是天壤之别，但与之相对应的是焦炉的建造工艺与成本也不可同日而语。现在新建一座现代焦炉一般需要近1年的时间，且投产后就只能“生生不熄（息）”。现代焦炉不能停熄，是因为焦炉主体结构的内部是用多种耐火砖砌成的墙体(一座中小规模的焦炉耐火砖使用量达到8000吨以上),耐火砖一旦升高到一定的温度后，就不能有明显的降温，否则会使焦炉墙体出现裂缝，无法使用，而更换耐火砖从一定程度上差不多相当于再次新建焦炉，产生成本较高。焦炉 “生生不熄（息）”的特性，当遇到焦炭需求明显下降或产量明显过剩时，想通过供给调节，以实现供需的再平衡，就很被动。

中国近代第一座炼焦炉于1919年在辽宁鞍山诞生，后在战火中曾遭破坏一度熄灭，新中国成立后修复重启，从此新中国炼焦产业的发展也开始“生生不熄（息）”。1957年起开始自己独立设计建造，至1970年中国炼焦炉的建造已达到较高水平。随着中国的改革开放，炼焦产业也进入一个快速发展期，到1991年中国的焦炭产量超过苏联，首次跃居全球第一位，并延续至今。焦炭生产不仅可以自给自足，中国甚至一度成为全球最大的焦炭出口国。

（注：现代焦炉建成投产后，一般能够连续生产（炉龄）25年左右，部分焦炉在操作与维护好的情况下可达30年以上。）

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