介绍了冷钢450m3级高炉的四大基本操作制度即送风、装料、造渣和热制度。 分析 了送风制度在特殊炉型时统一内径风口不适应其炉型要求；装料制度还处于 发展 边缘型阶段，煤气利用率低，必须实现打开中心，稳定边缘；选择合适的炉渣成份与碱度，降低生铁含[si]量是一个重要课题。阐述了高炉四大操作制度的一些原理及调节 方法 ，建设性地提出了一些完善操作制度，为高炉操作提供指导,确保高炉稳定顺行及强化冶炼。 

冷钢450m3级高炉操作制度探索
摘要 介绍了冷钢450m3级高炉的四大基本操作制度即送风、装料、造渣和热制度。分析了送风制度在特殊炉型时统一内径风口不适应其炉型要求；装料制度还处于发展边缘型阶段，煤气利用率低，必须实现打开中心，稳定边缘；选择合适的炉渣成份与碱度，降低生铁含[si]量是一个重要课题。阐述了高炉四大操作制度的一些原理及调节方法，建设性地提出了一些完善操作制度，为高炉操作提供指导,确保高炉稳定顺行及强化冶炼。

关键词 高炉 操作 制度

abstract make an introduction of the four basic operation systems of 450m3 blast furnace in lengshuijiang iron and steel factory. ( the four basic operation systems are forced draught blowing, loading, slag making and heat system.) analyzed the common inside diameter gusty area not to adapt its special type of furnace; feeds the system to be also in develops the edge stage, the coal gas use factor is low, must realize opens the center, stable edge ; chooses the appropriate slag ingredient and the alkalinity, reduces the pig iron to contain the si quantity is an important topic. elaborated blast furnace four big operating duty's some principles and the adjustment method, constructively proposed some consummate the operating duty, provides the instruction for the blast furnace operation, guaranteed that the blast furnace stabilizes along the line and strengthened smelting.

key words blast furnace operation system

1 前言

冷钢450m3级高炉现有5座，1号2号3号高炉为450m3，4号5号高炉为530m3。wwW.11665.COM采用串罐式无料钟炉顶布料系统；1、2、3、4号高炉为内燃式热风炉，5号高炉为卡鲁金顶燃式热风炉。其中1号高炉于2002年初开炉，到2007年11月28日五号高炉开炉。几年时间中，高炉利用系数一直在3.0左右徘徊，且各高炉间生产不均衡，炉况很难长久稳定，炉况不顺时很难恢复，没有形成一套完善合理的操作制度。由于炉况不稳的 影响 ，其它指标也很难上去。生铁含[si]在0.4%～0.6%，焦比在450kg/t, 喷煤130kg/t, 高炉煤气co2含量在11%～14%，风温在900～1150℃，与先进指标比差距很大。
先进高炉利用系数均值达到4.0t/m3•d，新兴铸管芜湖公司2号高炉利用系数均值达到5.02t/m3•d。先进的大型高炉生铁含[si]在0.3%～0.4%，青钢、通钢、本钢一铁、新兴铸管等 企业 中小高炉生铁含[si]在0.4%左右。 生铁含[si]每降低0.1%可降低焦比4～5 kg/t。 目前 国内2000m3以上高炉入炉焦比先进水平是350kg/t，国外有的高炉达到了300kg/t以下。炼铁燃料比是入炉焦比+喷煤比，国际先进的燃料比小于500 kg/t，国际领先水平的燃料比是450kg/t左右。高炉燃料比低于500 kg/t的高炉煤气co2含量均在21%以上，宝钢最高达24%。co2含量升高0.5%，炼铁燃料消耗降低10kg/t。
1999年9月宝钢1号高炉(4063m3)创造出月平均喷燥比260.6 kg/t的最高纪录。2004年上半年宝钢1号高炉实现喷煤比206kg/t，2002年、2003年宝钢全公司高炉年平均喷煤比达到203kg/t的先进水平。控制好混合煤成分，实现煤焦置换比达到1.0。实现高的煤气利用率(在50%左右)。合理的煤气流分布，最终实现高炉炼铁燃料比小于500kg/t。宝钢炼一吨铁的风耗是1100 m3，一些中型高炉是在1300m3/t风量，而大多数小高炉进行高冶炼强度操作，风耗在1500m3/t左右。
淮钢有两座 450m3高炉，于 2004 年 4 月建成投产。正常情况下，实施矿批 21t 多环布料（矿 3 焦 4 ）。月最高利用系数达到 4.07t/m3•d，年平均利用系数达到 3.64t/m3•d ，入炉干焦比破“ 4 ”见“ 3 ”，下降到 398kg/t ，喷煤比达到 143kg/t ，风温达 1165℃。高炉利用系数、风温、焦比等主要指标均处于国内同类型高炉先进水平。
高炉的基本操作制度包括炉缸热制度、造渣制度、送风制度和装料制度。高炉基本操作制度在不同的高炉之间虽有共性，但更多的是个性。每座高炉应根据自身的原料、炉型、装料设备、风口、风温等具体条件，确定本高炉的基本操作制度。本文通过对比推理等方法分析了冷钢高炉的四大基本操作制度。

2 送风制度

　　送风制度是指在一定的冶炼条件下，确定适宜的鼓风数量、质量和风口进风状态。合理的送风制度应达到煤气流分布合理、热量充足、利用好，炉况顺行，炉缸工作均匀、活跃，铁水质量合格，有利于炉型和设备维护的要求。送风制度的调整是通过对风量、风压、风温、鼓风湿度、富氧率、喷吹燃料 、风口面积和长度等参数的调节来完成。
高炉冶炼要求鼓风机能供给一定量的空气，以保证燃烧一定量的碳；其所需风量的大小不仅与炉容成正比，而且与高炉强化程度有关、一般按单位炉容2.1～2.5m3/min的风量配备[1]。但实际上不少的高炉考虑到生产的发展，配备的风机能力都大于这一比例。（萍钢二炼铁3号高炉450m3，在2005年把风口面积由0.1524m3转变为0.1436m3，风量由1320m3/min加到1650m3/min，效果很好。）
冷钢5座高炉现在都是14个风口，风口直径120mm，风口面积0.1582m3，风口三套长340mm，向下方斜5度（一般小高炉的风口下斜7～15度）。冷钢450m3级高炉现有鼓风机能适应生产要求。

表1 冷钢高炉送风参数
高炉 风机型号 风机功率kw 运行压力kpａ 实际风量m3/min 风温℃ 喷煤
kg/t 富氧m3/h
1 av40-11 6000 250 1500 980 130 1300
2 av45-12 7200 270 1700 1000 130 1500
3 av40-11 6000 250 1600 1050 130 1300
4 av50-12 9400 280 1800 1110 135 2000
5 av50-12 9400 300 1800 1150 145 2000

送风制度的选择，主要是根据冶炼条件变化，控制适宜的鼓风动能与合理的 理论 燃烧温度。要实现高炉长期稳定顺行，必须保持适宜的鼓风动能、合理的理论燃烧温度和完整炉型。
2.1 鼓风动能的选择
我们要求全风冶炼，在一定风量条件下，风口面积和长度对风口的进风状态起决定性作用。
风口面积一定，增加风量，冶炼强度提高，鼓风动能加大，促使中心气流发展。为保持合理的气流分布，维持适宜的回旋区长度，必须相应扩大风口面积，降低鼓风动能。原燃料条件好，能改善炉料透气性，利于高炉强化冶炼，允许使用较高的鼓风动能。原燃料条件差，透气性不好，不利于高炉强化冶炼，只能维持较低的鼓风动能。
高炉喷吹煤粉，炉缸煤气体积增加，中心气流趋于发展，需适当扩大风口面积，降低鼓风动能，以维持合理的煤气分布。但随着冶炼条件的变化，喷吹煤粉量增加，边缘气流增加。这时不但不能扩大风口面积，反而应缩小风口面积。因此，煤比变动量大时，鼓风动能的变化方向应根据具体实际情况而定。鼓风动能是否合适的直观表象见表2。
新兴铸管芜湖公司2号高炉利用系数均值达到5.02 t/m3•d。为适应2号高炉的特殊炉型，技术人员在技术操作上勇于创新，采取了超常的风口布局，风口直径最小的70mm，最大的125mm，并适当降低料线，保持了合理的煤气分布和利用。
冷钢高炉炉况不稳定，炉况不顺时很难恢复，主要原因是操作时形成了不规则炉型。操作中不注意炉型控制，特殊炉型形成后，又不具体分析，调整风口直径与长度来适应与调整；而只一味的洗炉，希望能取得效果。像4号高炉今年九月份来一直不顺，多次洗炉，更换中心料柱等措施而效果不佳，估计是炉衬垮塌而造成炉型不规则。冷钢以前小高炉曾经有不同内径风口，现在450m3级高炉都是一种风口，不能适应生产要求，在特殊炉型情况下，必需选择适宜内径与长度风口。

表2 鼓风动能变化对有关参数的影响[2]
因素 鼓风动能合适 鼓风动能过大 鼓风动能过小
风压 稳定、有正常波动 波动较大而有 规律 曲线死板，风压过高时容易悬料、崩料
探尺 下料均匀、整齐 不均匀，出铁前料慢，出铁后料快 不均匀，容易出现滑料现象
炉顶温度 区间正常，波动小 区间窄，波动大 区间较宽，4个方向有交叉
风口工作 各风口均匀、活跃，破损少 风口活跃但显凉，严重时破损较多，发生于内侧下沿 风口明亮但不均匀，有生降，破损多
炉渣 渣温充足，流动性好，上渣带铁少，渣口破损少 渣温不均匀，上渣带铁多，难放，渣口破损多 渣温不均匀，上渣热，带铁多，渣口破损多
生铁 炉温充足，炼钢生铁冷态是灰口，有石墨碳析出 炉温常不足，炼钢生铁冷态白口多，有石墨碳析出少，硫低 炉温不足，炼钢生铁冷态是白口，有石墨碳析少，硫高

2.2 合理的理论燃烧温度的选择
风口前焦炭和喷吹燃料燃烧所能达到的最高绝热温度，即假定风口前燃料燃烧放出的热量全部用来加热燃烧产物时所能达到的最高温度，叫风口前理论燃烧温度t理。
澳大利亚布罗希尔（b.h.p）公司的经验式
t理=1570+0.808t风+4.37w氧-5.85w湿-4.44w油-2.56w煤
式中 t风 -------热风温度 ℃
w氧 -------富氧量 m3/km3风
w湿 -------鼓风湿分 g/m3
w油.w煤-------喷吹燃料油和煤粉kg/km3风[3]
理论燃烧温度的高低不仅决定了炉缸的热状态，而且决定炉缸煤气温度，对炉料加热和还原以及渣铁温度和成分、脱硫等产生重大影响。适宜的理论燃烧温度，应能满足高炉正常冶炼所需的炉缸温度和热量，保证渣铁的充分加热和还原反应的顺利进行。理论燃烧温度过高，高炉压差升高，炉况不顺；理论燃烧温度过低，渣铁温度不足，炉况不顺，严重时会导致风口灌渣，甚至炉冷事故。
理论燃烧温度提高，渣铁温度相应提高。

影响理论燃烧温度的因素

(1)风温
热风温度升高，则带入炉缸的物理热增加，从而使t理升高。一般每±100℃风温可影响理论燃烧温度±80℃。
(2)鼓风湿分
由于水分分解吸热，鼓风湿分增加，t理降低。鼓风中±1g/m3湿分，风温干9℃。
(3)鼓风富氧率
鼓风富氧率提高，n2含量降低，从而使t理升高。鼓风含氧量±l％，风温±35～45℃
(4)喷吹燃料
高炉喷吹燃料后，喷吹物的加热、分解和裂化使t理降低。各种燃料的分解热不同，对t理的影响也不同。每喷吹10kg煤粉，t理降低20～30℃，无烟煤为下限，烟煤为上限。
根据以上分析我们可以在实际操作中确定调整风温、富氧率、喷吹燃料量各参数指标。一般理论燃烧温度控制在1900～2300℃。而冷钢在2007年上半年创造了二号高炉没有富氧条件下700℃风温喷煤120kg/t的水平，估算其理论燃烧温度不足为1800℃，炉况也还顺行。冷钢在富氧条件下，喷煤量还可提高；在热风炉检修期间，应根据实际风温确定喷煤量。
2.3 送风制度的调节
(1)风量
增加风量，综合冶炼强度提高。在燃料比降低或燃料比维持不变的情况下，风量增加，下料速度加快，生铁产量增加。料速超过正常规定应及时减少风量。当高炉出现悬料、崩料或低料线时，要及时减风，并一次减到所需水平。渣铁未出净时，减风应密切注意风口状况，防止风口灌渣。当炉况转顺，需要加风时，不能一次到位，防止高炉顺行破坏。两次加风应有一定的时间间隔。
(2)风温
提高风温可大幅度地降低焦比。热风温度升高100℃可降低炼铁焦比15 kg/t。提高风温能增加鼓风动能，提高炉缸温度活跃炉缸工作，促进煤气流初始分布合理，改善喷吹燃料的效果。在喷吹燃料情况下，一般不使用风温调节炉况，而是将风温固定在较高水平上，通过喷吹量的增减来调节炉温。当炉热难行需要撤风温时，幅度要大些，一次撤到高炉需要的水平；炉况恢复时逐渐将风温提高到需要的水平，提高风温速度不超过50℃/h。在操作过程中，应保持风温稳定，换炉前后风温波动应小于30℃。
(3)风压
风压直接反映炉内煤气与料柱透气性的适应情况。
(4)鼓风湿分
鼓风中湿分增加lg/m3，相当于风温降低9℃，但水分分解出的氢在炉内参加还原反应，又放出相当于3℃风温的热量。加湿鼓风需要热补偿，对降低焦比不利。
(5)喷吹燃料
喷吹燃料在热能和化学能方面可以取代焦炭的作用。把单位燃料能替换焦炭的数量称为置换比。随着喷吹量的增加，置换比逐渐降低，对高炉冶炼会带来不利影响。提高置换比措施有提高风温给予热补偿、提高燃烧率、改善原料条件以及选用合适的操作制度。喷吹燃料具有“热滞后性”，即喷吹燃料进入风口后，炉温的变化要经过一段时间才能反映出来，这种炉温变化滞后于喷吹量变化的特性称为“热滞后性”。热滞后时间大约为冶炼周期的70%，热滞后性随炉容、冶炼强度、喷吹量等不同而不同。用喷吹量调节炉温时，要注意炉温的趋势，根据热滞后时间，做到早调，调剂量准确。
(6)富氧鼓风
富氧后能够提高冶炼强度，增加产量。富氧1%，增产4.76%，风口理论燃烧温度提高35～45℃，允许多喷煤10～15kg/t，降焦比1%，煤气发热值升高3.4%。富氧鼓风能提高风口前理论燃烧温度，有利于提高炉缸温度，补偿喷煤引起的理论燃烧温度的下降。增加鼓风含氧量，有利于改善喷吹燃料的燃烧。富氧鼓风只有在炉况顺行的情况下才能进行。在大喷吹情况下，高炉停止喷煤或大幅度减少煤量时，应及时减氧或停氧。
(7)炉顶压力
一般习惯高顶压、低压差的操作方法，在风机能力全风条件下，逐步优化为低顶压、高压差的操作方法，使得各炉料速普遍加快，产量增加。

3 装料制度

　　装料制度是指炉料装入炉内时，炉料的装入顺序、装入 方法 、旋转溜槽倾角、料线和批重等的合理规定。选择装料制度的原则是保证煤气合理分布，充分煤气的热能和化学能，保证高炉顺行，形成“倒w”形料面。提高料线，促进边缘煤气 发展 ；降低料线，促进中心气发展。增大批重，加重中心，疏松边缘。使用无料钟炉顶设备，实现合理布料，提高煤气中co2利用率（煤气中co2含量提高0.5%，可减少燃料消耗10kg/t），进而可以降低燃料消耗；还可以有效地控制煤气流的边缘发展，进而提高高炉的寿命。
无料钟炉顶布料，许多 企业 都取得了一定经验。莱钢1号1880m3高炉对装料制度的调整经验进行了 总结 .主要经验是:采用大矿角、大焦角、大角差的装料制度,炉料偏析小,炉况稳定性好,煤气利用率高. 采用大矿批装料制度，使焦炭层在炉内加厚（可达300～500㎜厚），形成好的焦窗透气性，对高炉生产顺行起到良好的作用。泰钢450m3高炉为稳定炉况，提高煤气利用，上部装料制度采用较大的批重（15.4～16.0t），分装下料，正常情况下实行三环布料，开放中心，适当抑制边缘气流,但不过分加重边缘，避免因煤气利用过高而使荒煤气温度过低 影响 布袋干法除尘系统正常工作。近一段时间布料制度为oo273 243 212cc243 212 175，煤气中co2含量为19.2%左右。首钢炼铁厂2号高炉打破已有经验的束缚，大胆借鉴日本钢铁企业的成功经验，改变了一直沿用的往返式布料制度，实施了逆式布料，炉料站位由原来的30度～33度～35度～33度～30度往返循环，改为从中心开始，由29度～31度～33度～35度向边缘扩展[3]。
冷钢在无料钟炉顶布料方式上取得了一定的进展，批重15～21t，2006年之前采用单环布料，无料钟炉顶的灵活布料优势没有发挥出来，料线1.8m左右，正装比例少，如料制有：10（c29o25）, 10(c28o25), 9(c29o25)1(c25o27), 8(c28o25)2(c25o27),8(c29o26)2(c25o28), 6(c29o27)4(c25o28), 6(c29o25)4(c25o27),还有其它多种演变形式。2006年下半年开始采用三环布料，料线1.4m左右，如料制有：7（oo301 283 278cc312 294 276）3（oo281 293 278cc252 274 286），6（oo322 304 286cc312 294 286）4（oo272 294 316cc272 284 296）， 10（ oo301 293 285cc323 302 28 5 ） 演变形式更是五花八样，百花齐放，百家争鸣。高炉没有装比例阀，不能控制布料圈数，一般每半批料只能布4～7圈,限制了多环布料的功效。多环布料配合中心加焦(中心加焦的比例占入炉总焦炭量的12%～18%)，这对开放中心气流、稳定料面平台、改善煤气利用、活跃炉缸、强化冶炼发挥了较好作用。
　　为确定高炉装料制度和布料参数， 2007年11月26日在5号高炉开炉装料时进行有关布料参数测定，主要测量正常溜槽转速和料流开度情况下布料环数、碰撞点和堆尖位置，具体包括：矿角测35°、32°、30°、 29°、27°，焦角测35°、32°、30°、28°、26°、24°；根据布料测试结果，确定了开炉使用的矿焦角。oo301 293 285cc323 302 285 适当发展边缘，开炉比效顺行，炉喉co2百分含量13%左右。几天后调整为料线1.4m时为oo301 293 285cc313 292 275 ， 料线2m以上时oo281 263 288cc302 284 256 ，炉喉co2百分含量15%左右。 中小高炉边缘煤气过分发展是一个通病。如何提高煤气中co2含量，保持高炉炉况稳定顺行，料制还在探索中，实现打开中心、稳定边缘、活跃炉缸的理想目标。
3.1 无料钟布料特征
(1)焦炭平台：高炉通过旋转溜槽进行多环布料，易形成一个焦炭平台，即料面由平台和漏斗组成，通过平台形式调整中心焦炭和矿石量。平台小，漏斗深，料面不稳定。平台大，漏斗浅，中心气流受抑制。
(2)采用多环布料，形成数个堆尖，小粒度炉料有较宽的范围，主要集中在堆尖附近。在中心方向，由于滚动作用，大粒度居多。
(3)无料钟高炉旋转滑槽布料时，料流小而面宽，布料时间长，矿石对焦炭的推移作用小，焦炭料面被改动的程度轻，平台范围内的o/c比稳定，层状比较清晰，有利于稳定边缘气流[4]。
3.2 无料钟布料运用要求：
(1)焦炭平台是根本性的，一般情况下不作调节对象；
(2)高炉中间和中心的矿石在焦炭平台边缘附近落下为好；
(3)漏斗内用少量的焦炭来稳定中心气流[5]。
正确地选择布料的环位和每个环位上的布料份数。为减少低料线对布料的影响，无料钟按料线小于2m，2～4m，4～6m三个区间，以料流轨迹落点相同，求出对应的溜槽角。在低料线时控制落点不变，以避免炉料分布变坏。溜槽倾角如表3所示。

表3溜槽倾角与位置

位 置 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
0料线倾角/（°） 50.5 48.5 46.5 44.5 42.0 39.0 35.5 32.0 28.0 23.0 16.0
1料线倾角/（°） 46.5 44.0 42.0 40.0 37.5 35.0 32.5 29.5 25.0 21.0 15.0
2料线倾角/（°） 42.5 40.5 38.5 36.5 34.0 31.5 28.5 25.5 22.0 18.0 14.0
4料线倾角/（°） 37.0 35.5 33.5 31.5 29.5 27.5 25.0 22.5 19.5 16.0 13.0
落点/mm 4004 3808 3602 3383 3149 2896 2618 2307 1945 1492 618

注：落点指距中心距离[5]。

3.3 高炉合理气流分布 规律
(1)首先要保持炉况稳定顺行，控制边缘与中心两股气流；其次是最大限度地改善煤气利用，降低焦炭消耗。
1)原料粉末多，无筛分整粒设备，必须控制边缘与中心co2相近的“双峰”式煤气分布。
2)原燃料改善，高压、高风温和喷吹技术的 应用 ，形成了边缘co2略高于中心的“平峰”式曲线，综合煤气co2达到l6%～l8%。
3)烧结矿整粒技术和炉料品位的提高及炉料结构的改善，出现了控制边缘煤气co2高于中心，而且差距较大的“展翅”形煤气曲线，综合co2达到l9%～20%，最高达21%～22%。
(2)合理气流分布的温度特征
炉子中心温度值(cct)约为500～600℃，边缘至中间的温度呈平缓的状态。cct值的波动反映了中心气流的稳定程度，高炉进人良好状态时，波动值小于±50℃。控制边缘气流稳定非常必要，在达到200℃时，将呈现不稳定现象[6]。
(3)边缘与中心两股气流和装料制度的关系
1)原燃料条件变化。原燃料条件变差，特别是粉末增多，出现气流分布和温度失常时，应及早改用边缘与中心均较发展的装料制度。原料条件改善，顺行状况好时，为提高煤气利用，可适当扩大批重和加重边缘。
2)冶炼强度变化。由于某种原因被迫降低冶炼强度时，除适当地缩小风口面积外，上部要采取较为发展边缘的装料制度，同时要相应缩小批重。
3)与送风制度相适宜。当风速低、回旋区较小，炉缸初始气流分布边缘较多时，不宜采用过分加重边缘的装料制度，应在适当加重边缘的同时强调疏导中心气流，防止边缘突然加重而破坏顺行。可缩小批重，维持两股气流分布。若下部风速高回旋区大，炉缸初始气流边缘较少时，也不宜采用过分加重中心的装料制度，应先适当疏导边缘，然后再扩大批重相应增加负荷。
4)临时改变装料制度调节炉况。炉子难行、休风后送风、低料线下达时，可临时改若干批强烈发展边缘的装料制度，以防崩料和悬料。改若干批双装、扇形布料和定点布料时，可消除煤气管道行程。连续崩料或大凉时，可集中加若干批净焦，可提高炉温，改善透气性，减少事故，加速恢复。炉墙结厚时，可采取强烈发展边缘的装料制度，提高边缘气流温度，消除结厚。为保持炉温稳定，改倒装或强烈发展边缘装料制度时，要相应减轻焦炭负荷。全倒装时应减轻负荷20%～25%。
对由于设备故障造成的低料线，应采取相应的措施予以调剂，应注意在赶料线时可采取适当发展边缘的装料制度，根据料线的深度加足净焦或适当减轻负荷，确保高炉炉温充沛、炉况稳定顺行。

4 热制度

炉缸热制度是指炉缸所具有的温度水平，即炉缸温度。合理的炉缸热制度要根据高炉的具体冶炼特点和冶炼生铁的品种确定。炉缸热制度波动与高炉热交换、还原过程、风量、料速、原材料质量变化、冷却设备漏水、操作不当、上料失误、休风和悬料等因素有关。炉缸热制度主要用焦炭负荷、喷吹物、风温、风量及加湿鼓风来调剂。
炉温一般指高炉炉渣和铁水的温度，即“物理热”。一般铁水温度为1350～1550℃，炉渣温度比铁水温度高50～100℃。冷钢高炉没有炉前铁水温度测量仪，生产中常用生铁含硅量的高低来表示高炉炉温水平，冷钢高炉在炉况順行冶炼炼钢生铁时，[si]含量一般控制在0.4%～0.6%之间。炉温过低，炉渣流动性较差。炉前劳动强度大，卫生多，炉温很难往下限靠。特别高炉富氧后，炉温有往上限靠的趋势。如何实现低硅冶炼，是冷钢高炉的一个课题。
影响热制度的主要因素
原燃料性质变化主要包括焦炭灰分、含硫量、焦炭强度、矿石品位、还原性、粒度、含粉率、熟料率、熔剂量等的变化。原燃料强度差、粉末多、含硫高、稳定性较差时，应维持较高的炉温；反之在原燃料管理稳定、强度好、粉末少、含硫低的条件下，可维持较低的生铁含硅量。矿石粒度均匀有利于透气性改善和煤气利用率提高。矿石品位提高1%，焦比约降低2%，产量提高3%。烧结矿中feo含量增加l%，焦比升高l.5%。焦炭含硫增加0.1%，焦比升高l.2%～2.0%；灰分增加l%，焦比上升2%左右。随着高炉煤比的提高，还应充分考虑煤粉发热量、含硫量和灰分含量的波动对热制度的影响。

5 造渣制度

造渣制度是根据原燃料条件和生铁成分的要求，选择合适的炉渣成分和碱度及软熔带结构和软熔造渣过程。选择的原则是保证炉渣的流动性好、脱硫能力强、具有良好的热稳定性和化学稳定性、有利于炉况顺行和保证生铁成分合格。造渣制度主要靠配料调整熔剂和其它附加物的加入量来控制。冷钢高炉配料烧结矿（85～90%）+生矿5%+球团矿（5～10%），视炉渣流动性情况每循环带1～2t莹石或锰矿。一般烧结矿碱度控制在1.8～2.0，品位52%，转鼓指数71%，feo 8～10%。用调节烧结矿碱度来协调各矿石的用量。
多年来，高炉操作在选择造渣制度时，习惯认为中性偏酸渣有利于炉况顺行，但实际结果往往是渣铁物理热不足，炉温不能放低，脱硫效率差，炉况不稳、产量不高。今年，我们大胆探索碱性渣操作方法，并取得成功。同时，加强了与热制度的适应协调关系，结果炉缸活跃，渣铁物理热充足，流动性良好，脱硫效率高，提高了生铁质量，增加了生铁产量。

表4冷钢不同炉渣化学成分(质量分数) (％)

炉号 cao al2o3 mgo sio2 feo s cao/sio2
1 40.06 15.6 7.81 37.12 0.75 0.80 1.08
2 38.48 15.64 10.51 35.50 1.00 0.79 1.08
3 36.84 15.00 8.13 33.99 0.95 0.99 1.08
4 38.59 15.26 7.12 32.27 0.90 0.82 1.20
5 35.62 14.36 9.03 31.89 0.90 0.88 1.06
6 37.85 16.70 7.57 33.94 0.91 0.81 1.12

碱度高的炉渣熔点高而且流动性差，稳定性不好，不利于顺行。但为了获得低硅生铁，在原燃料粉末少、波动小、料柱透气性好的条件下，可以适当提高碱度。
（1）根据不同的原燃料条件，选择不同的造渣制度。渣中适宜mgo含量与碱度有关，cao/sio2，愈高，适宜的mgo应愈低。若al2o3含量在17%以上，cao/sio2含量过高时，将使炉渣的黏度增加，导致炉况顺行破坏。因此，适当增加mgo含量，降低cao/sio2，便可获得稳定性好的炉渣。
（2）因炉渣碱度过高而产生炉缸堆积时，可用比正常碱度低的酸性渣去清洗。若高炉下部有黏结物或炉缸堆积严重时，可以加入萤石(caf2)，以降低炉渣黏度和熔化温度，清洗下部黏结物。

表5我国不同高炉炉渣化学成分(质量分数) [7] (％)

名 称 鞍钢 首钢 本钢 武钢 梅山 马钢 鞍钢
炉容/m3 1513  917 1386 1059 100
铁种 炼钢 炼钢 炼钢 炼钢 铸造 锰铁 硅铁
cao 42.14 38.60 43.59 38.77 42.66 33.60 44.48
mgo 7.03 12.30 7.98 5.68 6.72 8.02 1.50
sio2 40.06 36.80 38.53 38.36 36.99 26.21 44.69
al2o3 6.88 12.30 10.02 12.67 8.96 2..80 8.87
feo 0.53 0.56 0.46 0.83 0.63 
s 0.72  0.92 1.08 1.03  1.35
cao/sio2 1.04 1.05 1.13 1.01 1.15 1.28 1.00
(cao+mgo)/sio2 1.23 1.38 1.34 1.16 1.34 1.59 1.04

6 基本制度间的关系

（1）四大基本制度相互依存，相互影响。热制度和造渣制度对炉缸工作和煤气流的分布，尤其是对产品质量有一定的影响；送风制度和装料制度对煤气与炉料相对运动影响最大，直接影响炉缸工作和顺行状况，同时也影响热制度和造渣制度的稳定。
（2）下部调节的送风制度，对炉缸工作起决定性的作用，是保证高炉内整个煤气流合理分布的基础。
（3）上部调节的装料制度，是利用炉料的物理性质、装料顺序、批重、料线及布料器工作制度等来改变炉料在炉喉的分布状态，与上升煤气流达到有机的配合，是维持高炉顺行的重要手段。
（4）选择合理的操作制度，应以下部调节为基础，上下部调节相结合。下部调节是选择合适的风口面积和长度，保持适当的鼓风动能，使初始煤气流分布合理，炉缸工作均匀活跃；上部调节，炉料在炉喉处达到合理分布，使整个高炉煤气流分布合理，高炉冶炼才能稳定顺利进行。
（5）正常冶炼情况下，提高冶炼强度，下部调节一般用扩大风口面积，上部调节一般用扩大批重及调整装料顺序或角度。
（6）在上下部的调节过程中，还要考虑炉容、炉型、冶炼条件及炉料等因素，各基本操作制度只有做到有机配合，高炉冶炼才能顺利进行。

7 冶炼制度的调整

（1）正常操作时冶炼制度各参数应在灵敏可调的范围内选择，不得处于极限状态。
（2）在调节方法上，一般先进行下部调节，其后为上部调节。特殊情况可同时采用上下部调节手段。
（3）恢复炉况，首先恢复风量，控制风量与风压对应关系，相应恢复风温和喷吹燃料，最后再调整装料制度。
（4）长期不顺的高炉，风量与风压不对应，采用上部调节无效时，应果断采取缩小风口面积，或临时堵部分风口。
（5）炉墙侵蚀严重、冷却设备大量破损的高炉，不宜采取任何强化措施，应适当降低炉顶压力和冶炼强度。
（6）炉缸周边温度或水温差高的高炉，应及早采用含tio2炉料护炉，并适当缩小风口面积，或临时堵部分风口，必要时可改炼铸造生铁。
（7）矮胖多风口的高炉，适于提高冶炼强度，维持较高的风速或鼓风动能和加重边缘的装料制度。
（8）原燃料条件好的高炉，适宜强化冶炼，可维持较高的冶炼强度。反之则相反。

8 结束语

各企业都在探寻适合本单位条件的高炉操作制度。高炉炼铁以稳中求突破为原则，在保持顺行的同时，积极探索、 科学 论证、大胆实践，加大技改力度，不断改进工艺和操作制度，抓高炉操作入手，及时调整上部装料制度、中部冷却制度、下部送风制度等，将创新装料制度和送风制度作为攻指标的突破口，保证高炉有合理的煤气流分布。采取“保炉况稳顺、提高风温、提高喷煤量、提高富氧率、提高煤气的利用率、多用焦丁；选用合理的大矿批装料制度，稳定原燃料成分，进行低硅铁冶炼；优化配料，实现理想的渣系”等多项有力措施，达到进一步降低入炉焦比的目标，实现稳产高产。
我们强调高炉操作要“四稳一活”（装料，造渣，送风和热制度要稳定，炉缸要活跃）, 逐步形成了“三勤四稳”(即勤观察风口，勤放上渣，勤调剂炉况，稳定装料制度，稳定风温，稳定炉温，稳定顺行)的操作方针，同时选取与之相适应的操作参数，为操作上保证炉况顺行提供依据.不希望高炉生产人为地进行放卫星的指导思想。不要表扬哪个班的工长，出铁量高、上料多，要严格要求进行均衡生产。高炉稳定就会出效益。

参考 文献
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[6]周传典．高炉炼铁生产技术手册[m]．北京:冶金工业出版社，2003．
[7]由文泉，赵民革．实用高炉炼铁技术[m]．北京:冶金工业出版社，2003．