晁團效  陳振勇  紀永增  林云航

（江蘇省鑌鑫鋼鐵集團有限公司  江蘇 連云港 222113）

摘  要：1高爐開爐以來，高爐操作大膽探索，逐漸摸索出超高爐頂壓力（248±3kPa），大礦批分裝，大礦角、大焦角、大角差，爐頂布料形成平臺加漏斗，取消中心加凈焦布料方式，結合大富氧率，大噴煤量的高爐操作制度，高爐爐況長期穩定順行，達到提高產量、煤比，降低焦比、燃料比的目標，高爐長期維持低燃料比。

關鍵詞：超高爐頂壓力；大礦批；高富氧率；大噴煤量；燃料比

1   概述

鑌鑫鋼鐵1高爐設計爐容1250m³，于2023年3月8日投產。高爐采用的新工藝有：矮胖型適宜強化冶煉的操作爐型結構；高爐冷卻系統采用軟水密閉循環系統，高爐爐腹，爐腰，爐身下部6、7、8、9段采用銅冷卻壁強化冷卻；爐頂采用串罐無料鐘裝置，爐頂料罐均壓煤氣全回收系統,爐前出鐵場房全封閉和出鐵罐粉塵除塵系統；熱風爐采用自動燒爐和無擾動換爐技術，煤氣系統采用重力除塵+干法布袋除塵、氣體輸送布袋灰技術；高爐送風系統選用AV63-15軸流壓縮機+BTRT透平機，配置拖濕鼓風系統；自動噴煤系統。通過幾個月的生產實踐，1號高爐克服外圍原燃料條件變化，生產維持低庫存，焦炭品種頻繁改變，設備、操作人員磨合等不利因素，逐漸摸索出適合1高爐生產實際的高爐管理制度，針對不同原燃料條件變化的高爐操作制度，各項經濟技術指標不斷優化，多次創新高，取得了高產,優質，低消，安全的生產實績。1高爐3月-24年2月高爐技術指標。

表1    1高爐生產技術指標

注明：①5月開始，高爐生產進行低庫存生產模式。②8月高爐計劃檢修1195min，11月6日休風1高爐計劃檢修795min。③10月開始，高爐鐵水減扣5‰渣量；高爐—煉鋼鐵水運輸采取一罐到底生產模式，外界對高爐生產影響加大。④高爐焦炭消耗量以進廠焦炭量及時，與高爐槽下電子秤計量差距，影響燃料比3-5kg/t。

從表1可以看出：投產隨著各系統運行逐漸穩定，高爐各項技術指標逐漸正常，取得較好經濟效益。，其中主要指標如下：3-8月，1高爐利用系數逐步提高、煤比180kg/t、燃料比518kg/t。3-8月1高爐爐料結構：酸性+堿性燒結礦+球團礦+塊礦，高爐原燃料偏高，主要是酸性燒結礦粒度不均，質量，強度波動大。9月以后，1高爐爐料結構：高堿度燒結礦+自產球團礦（配加10—22%）+塊礦，高爐產量提高，原燃料下降，高爐爐況長期穩定順行，達到高產，優質，低耗的目的；特別是，高爐焦比降低，煤比提高，原燃料比下降的生產實績。

2  提高產能降低消耗爐況的變化特點

隨著產量的提高，高爐冶煉強度逐步提高。爐料冶煉周期明顯縮短，尤其礦石的冶煉周期縮短明顯。軟熔帶的整體位置相對會下移，間接還原區相對擴大，有利于降低燃料消耗。但爐缸的熱量儲備受到影響，一旦原燃料波動或爐溫下行，爐缸活躍性受阻，低爐溫時提爐溫時間就會很長，這樣產量和消耗就會受到很大的影響。因此，日常工作的精細化管理提出了更高的要求，工長對爐溫的發展趨勢的敏感性表現的尤為重要。提高產能，降低消耗是一個各部門通力合作的系統工程，任何環節出現問題，整個系統就會受到影響，也就是短板效應在起主導作用?；诖耍谌粘５墓ぷ髦型ㄟ^精細化的管理，重點做好原燃料的差異化管理，下部優化送風制度，上部優化煤氣流分布，中部控制好爐體冷卻制度，確保爐墻溫度在合理范圍，爐內做好爐溫的精細化趨勢管理，強化爐前渣鐵的排放以及設備的保駕護航等一系列卓有成效的措施，實現了各項經濟技術指標不斷的進步。下面逐一分析采取的具體方法。

3  提高產能降低消耗具體措施

3.1 做好原燃料的差異化和精細化管理

煉鐵廠現有2座1250m³高爐，配備3*265m²帶式燒結機，150萬噸鏈篦機回轉窯；原料生產能力大，經常停機，原燃料低庫存現狀，以及2座號高爐具體情況，廠領導和公司相關部門每周召開提產降耗周例會，針對上周高爐日常生產指標和存在問題，制定了差異化的管理方針，利用賽迪鐵前一體化系統，優化原燃料精細化管理以建立信息跟蹤反饋機制為重點開展工作，信息反饋機制的主要內容為：生產科跟蹤進廠原燃料數量，品種及庫存情況，每天反饋生產交流群，使各級領導及時準確每天庫存和使用情況；各區域負責人通過及時了解外圍原燃料的變化信息，強化跟蹤落實情況，并將變化情況及時反饋給廠部領導，廠領導根據變化情況，及時采取應對措施，確保原燃料的變化對爐況的影響降低到最低。特別是焦炭品種和庫存發生變化時，根據焦炭質量情況，合理搭配使用，確保入爐焦炭負荷維持原狀。每周根據焦炭實際使用價值，編制價格性能表格，及時反饋給采購部門，滿足高爐生產需求。對于以前沒有使用過的焦炭，先小比例使用，使用后根據爐況的變化再做調整，每次外購焦使用后，爐長、工長以及技術組人員及時反饋該批次的外購焦的質量分數，對于得分較低，質量差的焦炭，煉鐵廠及時反饋采購部，建議減少或者不再采購。針對外購焦水分波動大的情況，高爐工長每班做好外購焦的水分自測工作，根據水分值及時調整槽下焦炭的水分值，有效的減少了水分波動對爐況的影響。開機燒結礦以及生產中出現質量較差的燒結礦，在高爐冶煉過程中，經常會出現壓差高，熱負荷波動大，煤氣流等現象。針對這種質量異常的燒結礦，決定將其外排，同時高爐槽下留出兩個倉進異常質量燒結礦和長期庫存燒結礦，高爐根據爐況情況，搭配使用，這樣有效的減少了燒結礦質量的波動對爐況的影響。噴吹煤粉的質量是決定煤粉燃燒率好壞的關鍵，日常強化對噴煤質量的管理，確保煤粉質量波動在規定范圍之內。每次更換煤種，提前通知高爐，對變化量有具體量化的概念，同時強化煤槍噴煤的管理，及時消除煤槍堵煤、漏煤、斷煤等現象。確保每個風口都能均勻配煤，保證風口帶燃燒的均勻性。

3.1.1  高爐供料工序：各料倉均安裝了料位雷達計，自動分料車，各料倉物料數量，與消耗量和料倉料位計實現了自動控制，當料倉料位到一定料位時，自動分料車給料倉補料，確保料倉物料數量和料倉料位，減少了物料高度落差，物料碰觸，降低了物料粉末產生。日常生產中嚴格執行料倉物料標識，禁止上混料；如果發現混料發現現象，及時通知高爐工長采取措施，確保入爐物料準確。

3.1.2  高爐上料工序：高爐槽下嚴格檢查各振動篩使用情況，每星期一，三，五做燒結礦粒度分級，每星期做一次塊礦，焦炭，球團礦粒度分級，物料分級數據及時反饋當班工長，高爐、原料準備車間，生產科，廠部和采購部門，共同改進和監督入爐物料質量。上料主控工嚴格控制各振動篩下料量，減少物料粉末入爐；上料主控工每小時對一次爐頂布料角度和布料圈數，發現數據偏差及時調整布料γ角，確保布料準確。

3.1.3  高爐噴煤工序：1高爐噴吹采用自動噴吹+風口成像技術，確保高爐噴煤數量穩定和各風口噴煤均勻。高爐噴煤工序，定期校正電子皮帶秤，確保各煤粉數據準確，制粉崗位，嚴格控制中速磨氣體中含氧量，盡量提高磨機溫度，確保噴吹煤粉水分含量≤2.0%。1高爐采用自動噴吹煤粉，合理調整輸送煤粉氣體濃度，達到濃相輸送，滿足高爐日常生產需求。高爐看水工序，加強風口巡查頻次，檢查風口煤槍使用情況，發現問題及時噴煤工序，及時恢復風口噴煤，保證噴煤數量準確，滿足高爐日常生產需求。

1號高爐熟料率基本保持在85—90%左右，綜合品位基本在58%以上，渣比在325kg/t左右。通過采取上述辦法，有效的減少了外圍原燃料的波動對爐況的影響，為提高產能降低消耗工作提供了有力的保障。

3.2  上下部制度的優化，中部調整配合，爭取做到上部穩定，下部活要，中部調整科學。

在上下部制度調整上，下部送風制度是基礎，決定著煤氣流的一次分布，影響其二次分布，上部裝料制度決定著煤氣流的三次分布，也影響煤氣流的二次分布；兩者的合理匹配，才能達到下活爐缸，上穩氣流的目的。上升的煤氣流和下降的爐料流的合理分布，決定著爐況的長周期的穩定順行，才能達到質量優質、高產、低耗、長壽的目的。在下部送風制度上，通過適當控制送風流量，逐漸增加富氧的辦法，來逐步的提高冶煉強度，在配合適當擴大風口面積，來進一步穩定鼓風實際速度和動能，因為合適的風速和動能是保證燃燒帶形狀和大小穩定是活要爐缸的重要因素?？刂坪线m的風速和動能可以促進煤粉的燃燒，同時可保持一定的回旋區長度和爐缸活躍的工作狀態。中部冷卻制度調整，定期觀察爐墻溫度，根據爐墻溫度科學調整爐體各部位冷卻水量，確保爐墻溫度在合理范圍波動，防止爐墻結厚或者大塊脫落，維持合理操作爐型，為高爐爐況穩定順行打下堅實。1高爐根據公司生產經營計劃，確保合理風量，結合原燃料條件，逐步擴大風口面積，維持合理風速和鼓風動能，保持爐況長期穩定順行，高爐產量提高，高爐技術指標逐步優化，取得了焦比下降，煤比最佳，綜合燃料比下降的優異效果，燃料比長期穩定在510 kg/t左右。

3.2.1  1高爐送風制度調整：1高爐風口配置根據公司生產經營計劃決定。高爐投產初期，風口配置：22*Φ110*540，風口面積0.2090m²,高爐爐況穩定順行，克服開爐初期設備，人員配合，原燃料條件變化等問題。根據公司生產經營計劃調整，1高爐5月5日利用計劃檢修對風口進行調整，增加5個Φ115風口，風口面積0.2134m²，高爐爐況初期穩定順行，1高爐開始進行提高煤比和富氧率生產摸索，在保持爐況穩定順行基礎上調整風口參數，摸索出1高爐風量，風壓，入爐礦批，布料角度等與鑌鋼日常原燃料條件最佳搭配，逐漸探索1高爐日常操作制度。1高爐風口調整見下表2。

              表2     1高爐風口調整

隨著風口調整探索，1高爐逐漸提高爐頂壓力，結合風口送風速度，逐漸將爐頂壓力穩定248±3kPa，風速穩定在270m/s以上，穩步提高噴煤量和富氧量，富氧率5.8%以上，煤比達到185kg/t，取得煤比提高，焦比和燃料比下降的優異成績。

3.2.2  1高爐裝料制度調整：上部裝料制度的基礎料制來自實際的布料實驗，在這個基礎上，再根據爐況和原燃料條件的變化情況，進一步的優化布料制度，使氣流分布更加合理，煤氣利用率穩定性進一步增強。通過不斷的優化上部布料制度，使設計爐型逐步過渡到合適的操作爐型，滿足希望的氣流分布狀態。高爐上部氣流調節是通過變更裝料制度，即裝入順序、裝入方法、旋轉溜槽傾角、料線和批重等手段，調整爐料在爐喉的分布狀態，從而使氣流分布更合理，以充分利用煤氣能量，達到高爐穩定順行、高效生產的目的。高爐無鐘布料的核心是料面平臺的形成。平臺基本為礦焦層狀結構,粒度分布較均勻,對氣流控制作用強,促進氣流分布穩定,是無鐘布料的重要基礎。它是提高高爐煤氣利用、順行和強化冶煉的重要環節。大、中型高爐適宜的平臺寬度一般分別為1.2～2.0m和0.8～1.2m。高煤比操作首先要控制好中心和邊緣兩股氣流的分布，也就是說要保證合適的平臺寬度和漏斗深度，因為平臺小，漏斗深，料面不穩定；平臺大，漏斗淺，中心氣流受抑制，所以說爐喉料面應由一個適當的平臺和由滾動為主的漏斗組成，適宜的平臺寬度是穩定氣流的關鍵。布料分布相近的連續檔位是形成平臺的基礎，礦石布料檔位相同，形成的平臺寬度變化是因焦炭布料的檔位的不同所引起的，由于焦炭平臺是根本性的，所以一般情況下不作調整，實際操作中以調整料線和礦石角度為主。1號高爐采用串罐無鐘布料，高爐裝料制度調整變化分為二類，9月以前，高爐礦石爐料結構：高堿度燒結礦+酸性燒結礦+外購球團礦+塊礦，酸性燒結礦粒度分布不均，強度差，FeO含量高；外購球團礦粒度小，含粉末量大等，結合當時爐況和原燃料條件，逐步增加配礦到72—76t，布料角度摸索出同角度布料的生產模式。9月以后，由于公司生產經營模式轉化，停止生產酸性燒結礦，啟動自產球團礦生產，高爐入爐爐料結構發生重大調整，燒結礦堿度提高到：R₂=1.80±0.1，燒結礦質量和強度改善；自產球團礦粒度大，粒度不均，膨脹率高的特點，剛開始使用時，高爐爐況產生大波動，及時調整和模式，布料角度由同角調整焦炭布料角度包圍礦石布料角度的布料制度；根據生產時原燃料條件和爐況順行情況，當爐況運行差時，及時調整小礦批，爐況順行穩定時，及時擴大礦批，形成大礦批當飯吃，小礦批當藥吃的生產模式，保持高爐爐況長期穩定順行，高產低耗，高爐原燃料始終維持低消耗狀態。1高爐開爐裝料制度調整如表3。

表3     1高爐日常生產裝料制度

注：1高爐日常生產時，按照上述裝料制度執行，當原燃料條件發生大的變化或者計劃檢修時，礦批46000—48000kg/批，裝料基本按照3月裝料制度執行，高爐比較快恢復爐況，及時加礦批到76t左右，按照正常生產操作制度執行。1高爐產量迅速提高，燃料比降低理想狀態。

1高爐日常生產料線1.60m（淺尺為主尺），從6月底開始擴大礦批重72t--76t，高爐各項技術指標改善，燃料比穩步下降，到11月基本到510 kg/t左右。。日常生產中，根據原燃料和爐溫的變化情況，通過負荷的變動，以及料線、布料角度和礦批的微調來調整氣流的分布，始終保證中心氣流和邊緣氣流的相對穩定為調節依據。當爐況波動較大、原燃料條件變差時，及時將高爐礦批降到48t，適當放開邊緣煤氣流，確保爐況穩定順行，做到大礦批當飯吃，小礦批當藥吃的高爐調整思路。

3.2.3  精細化控制爐溫和爐渣堿度的波動

爐溫和爐渣堿度的穩定，決定著鐵水質量的優劣，也反應爐缸的工作狀態。日常工作中，通過逐漸下調鐵水溫度和[Si]的波動范圍，逐漸提高工長對爐溫的發展趨勢的敏感度，提高了工長的爐溫控制水平，如從開始的PT：1510℃--1530℃，[Si]:0.20%--0.50%；逐步下調到PT：1480℃--1510℃，[Si]:0.30%--0.45%，特別是對下限爐溫控制，高爐工長必須減風，快速將爐溫提高到0.30%以上；同時加強爐前取鐵樣管理，確保爐前鐵樣具有代表性，能夠準確反映當前爐況；雖然同樣的鐵水物理熱的波動范圍，實際溫度下調20℃，對爐溫的趨勢管理要求更高了，因為一旦對爐溫的發展趨勢判斷稍有滯后或反向，爐溫很快就會下降到低爐溫的水平。這無形中就增加了工長的能動性，也助推了工長自主學習操作管理水平的提高。加強鐵水中微量元素管理，特別是[Ti]≥0.075%，及時調整爐渣堿度（下降0.02左右），同時保證爐渣Mg/Al=0.65-0.75，確保爐渣流動性，并適當降低爐溫。1高爐根據爐溫波動大，引入班、日高爐爐溫硅偏差，加強工長精細操作高爐，勤調微調，確保爐溫穩定。1高爐近幾月鐵水質量指標如表4。

          表4    1高爐7—11月鐵水質量指標

3.3   智能制造在1#高爐應用

隨著科學技術發展，自動化程度提高和各種先進技術、理念應用高爐日常生產過程，鑌鋼和賽迪信息共同搭建鑌鑫鋼鐵智能制造系統，在鐵區實現一體化系統建設，將入廠原燃料（料場），燒結，球團，石灰高爐等生產工序納入一體化管理，各種生產參數實現共享，各生產工序可以相互查看生產參數，可以及時將生產過程變化情況反饋下道工序，可以對物料進行跟蹤和查詢，當原燃料條件，生產工序間發生突發改變時，可以及時提醒下道工序注意工藝過程控制，提前調整生產參數，確保生產穩定順行。1#高爐賽迪智能制造系統，應用賽迪信息在高爐生產過程成熟技術和經驗，建立17各工藝過程控制和應用模塊，對高爐日常生產全過程管理，結合當時原燃料條件，高爐爐況，爐前出鐵等綜合分析，提出預警反饋當班高爐工長，當班工長科學分析，及時調整生產過程參數，確保高爐爐況穩定順行，減少或者杜絕各類生產隱患發生。

生產科統計高爐日常生產參數，原燃料搭配情況，結合當時爐況情況，每周形成分析報告，從中摸索出1#高爐最佳的生產參數，原燃料組合，上報公司相關部門，保證了1#高爐長期穩定物料供應，高爐長期保持高產，優質，低耗。

3.4  強化爐前出渣鐵作業 

隨著產量的增加，單位時間內爐內渣鐵生成量明顯增加，通過及時出凈爐缸渣鐵，為爐料下降提供下部空間顯得尤為重要，一旦20min之內打不開鐵口，風壓上升就會明顯，只有被迫減風適應。產量就會受很大的影響，基于此，爐前出鐵間隔控制在15min左右。通過強化爐前渣鐵作業，見渣率由原來的80%左右提高到90%左右。因渣鐵排放不及時導致減風的現象基本消除。每班關注鐵口深度和出鐵時間的均勻性，保證鐵口深度長期在2.8m-3.0m之間，保持了爐缸周向的均勻穩定，也減少對初始煤氣流分布的影響。

3.5  加強設備的保駕維護

1號高爐投產后，制定嚴格設備管理制度，特別是在設備點檢，巡檢做了大量工作，基本消除設備突發故障，1高爐計劃檢修延長3個月一次，為高爐降低燃料比提供有利條件。

4 總結

4.1 上下部的合理匹配是實現高爐透氣性改善，爐況穩定順行的保障。同時隨著透氣性的改善，煤氣利用率下降較多，在透氣性相對合適的情況下，進一步探索提高煤氣利用率的辦法。

4.2  隨著產能的提高，消耗的降低，爐溫的趨勢管理突顯出更加重要的位置，而渣鐵的及時出凈又是高產能的保障。

4.3 原燃料質量的穩定和優質是高產低耗的保證，又是爐況穩定順行的關鍵。

4.4 隨著智能制造系統的應用，各類先進技術逐漸應用到各類日常生產過程，可以提前預防各類生產隱患，確保高爐爐況長期穩定順行，使高爐生產達到高產，優質，低耗，長壽，安全的目標。

參考文獻

[1] 劉云彩.現代高爐操作[M].北京冶金出版社，2006：286--295。

[2] 劉云彩.高爐布料規律[M].第4版.北京:冶金工業出版社，2012:37-39.

[3] 朱錦明.寶鋼高爐200kg/t以上噴煤比的實踐.煉鐵，2005，24（SI）:36-40

[4] 張壽榮，畢學工.高爐高效冶煉技術.北京：冶金工業出版社，2015：164-165