涟钢7号高炉于2021年12月28日点火投产，投产后采用“平台+漏斗”的布料模式，高炉有效容积3200m³，配有3座顶燃式热风炉，4个铁口，32个风口。投产后首月产量就达了9100t/d，平均风量和富氧量逐步上升至5952m³/min，28484m³/h，煤气利用率48-49.9%。燃料比500kg/t.Fe左右，煤比上升至140kg/t.Fe。第二个月，尽管高炉炉况略有波动，但总体上高炉顺行，之后按计划开始逐步强化冶炼。但是从2022年3月初开始，高炉炉况开始出现波动，经过持续一个月的调整，高炉才顺利恢复正常。

1  高炉炉况波动及原因

1.1  炉况波动的主要表现

从2022年3月初开始，高炉炉况开始出现波动，产量降低，炉况较差时，风量维持5600m³/min左右，富氧降至20000m³/h，燃料比517kg/t.Fe，煤比低至143kg/t.Fe，产量降到7450t。炉内成像图如图1所示，从炉内成像上发现，边缘光圈减弱明显，中心焦包较大，气流从次中心通过较多，正中心气流通过量少，这表明目前边缘气流较弱，中心相对发展。

从3月2日到10日，中间经过不断调整，高炉各种参数逐渐转好，下图2所示为2日到10日高炉的煤气利用率、产量、富氧率、风量随时间的变化图。煤气利用率提高至48.2%。理论产量达8291t水平，风量逐步上至5790m³/min水平，富氧率达到了18300 m³/h。

从3月中下旬开始，7号高炉的炉况逐步向差，稳定性逐渐降低，进入4月份后，高炉炉况持续恶化，下图3所示为高炉的日产量、燃料比、煤比、风量在炉况调整过程中的变化图。图3（a）所示为高炉日产量变化图，炉况发生波动的直接表现为铁水日产量严重下降，7号高炉日产量持续维持在低于7500 t/d的水平，日产量最低时降到6200t/d。

图3（b）和3（c）所示为高炉的燃料比和煤比的变化图，7号高炉燃料比有逐渐升高的趋势，从月初的501kg/t.Fe，最高达到529kg/t.Fe（除去20日由于休风造成的异常点），而煤比却均低于140 kg/t.Fe，平均煤比仅为126 kg/t.Fe，高燃料比、低煤比的情况下，必然造成高炉的焦比增大。图3（d）所示为高炉风量变化图，7号高炉的风量萎缩严重，特别是在4月上旬，高炉风量基本维持在5000m3/min左右，最低时退至3000m³/min。

在炉内热负荷方面，炉内热负荷水平开始大幅度升高且出现多方向、大面积的整体热负荷波动。在铁水质量方面，铁水温度变动频繁，高硅高硫铁水增多。从气流、料面分布及压差的角度来看，Z值差，炉内频繁出现偏尺、滑料、悬料等现象。

1.2  炉况波动的主要原因

1.2.1  炉料质量变化

（1）焦炭的质量变化

焦炭是高炉炼铁的关键原料之一，高质量的焦炭能够在高炉中有效地支撑料柱，同时提供必要的热量和还原气体。下表1列出了高炉炉况波动前后所使用焦炭的技术指标。与波动前相比，波动后焦炭的Ad升高、M40降低、M10升高，这些技术指标的变化会降低炉料的透气性，加剧高炉的不均匀性，导致风量萎缩，并造成压差上升，顶压急剧增加，探尺难以穿透料柱，反映为探尺活动变差；同时会影响高炉的热效率和生产效率，导致铁水温度波动。焦炭中Vdaf升高会增加高炉炉顶压力和煤气的处理负担，还会影响炉缸温度分布，导致高炉操作不稳定。CRI升高意味着焦炭与CO2反应活性强，易在高炉中过早消耗，导致炉料支撑力下降，影响高炉的炉缸温度和炉况顺行，进而影响熔炼效率。CSR降低表示焦炭在参与化学反应后的强度低，易造成炉料结构破坏，影响高炉的透气性和稳定性。

（2）烧结矿的质量变化烧结矿是高炉炼铁的重要原料之一，其化学成分和物理性质对高炉的运行效率、炉况稳定性以及铁水质量有着重要影响。下表2列出了高炉炉况波动前后所使用烧结矿的技术指标。筛分指数升高、<10mm粒级占比增大、>40mm粒级占比减小、转鼓强度低这些参数的变化均说明了烧结矿的质量下降。这种烧结矿容易在入炉后产生碎粒，易于堵塞气流通道，增加炉料的阻力，降低透气性。烧结矿质量下降还体现在化学成分和物理性质不均匀现象。化学成分不均匀重点表现为FeO含量的不均匀。高FeO含量导致烧结矿的还原性变差，从而增加了高炉的燃料消耗。物理性质出现不均匀重点表现在RDI+3.15的降低。RDI+3.15降低会增加高炉内的细小颗粒，这些细小颗粒易于堵塞炉料的空隙，降低高炉的透气性，从而影响炉况稳定性和生产效率。

1.2.2  炉内操作调整失当（1）上部装料制度不适宜上部装料制度直接影响到炉料的分布、炉内气流动态、热量和还原剂的利用效率，从而对炉况的稳定性和波动有着显著的影响。目前7号高炉使用的上部装料制度为“平台＋漏斗”的模式，该装料制度是将原料通过设在高炉顶部的平台和漏斗装入高炉。原料首先在平台上形成一个较为均匀的料层，然后通过漏斗分布到炉内各个区域。这种模式可以实现原料在炉顶的均匀分布，有利于煤气的均匀上升，提高煤气利用率。同时可以根据炉况需要调整原料的分布，对炉况调整具有一定的灵活性。但该模式结构复杂，对原燃料的质量要求较高。

针对7号高炉，由于产量的提升和焦炭负荷的加重，新的操作炉型与现在装料制度匹配严重失衡。这种情况下“平台＋漏斗”的装料制度无法满足高炉的现有要求，从而导致了炉况的波动。造成的结果是焦炭和矿石的层间分布不均，导致局部热量和还原条件的差异，以及边沿气流过分发展，风量无法均匀分布，炉况呈现崩滑料增多、管道行程，甚至出现悬料，进而引起整体风量下降。高炉需要更多的焦炭来维持炉况的稳定性和金属的产量及质量，进而导致高燃料比。

（2）下部调剂不及时

高炉下部调剂是一种通过调整高炉底部和风口区域的工况来优化炉况、提高生产效率和产品质量的方法。高炉下部调剂的主要方式包括风量和风温调节、料柱的调整、炉渣操作等。

前期的调整策略是压制边缘并疏导中心。通过捅开多个风口，增大进风面积，提高风速和鼓风动能，借助较大的风量制造足够的风口回旋区，以规整边沿气流，并能够吹进料柱、吹透中心。7号高炉采用的是“平台＋漏斗”的布料模式，这种模式是通过增加边缘矿石量，降低边沿透气性，强行将边沿气流压入中心。由于受原燃料条件持续劣化，造成7号高炉的中心料柱肥大且透气性极差，仅仅通过大风量、高风速是不足以吹透中心的。

后期为了调节炉况，操作上不得不频繁进行减风减氧的操作，使得风量持续萎缩，受风、受氧能力越来越差。高炉风量过低导致炉内温度下降，铁矿石的还原过程受阻，从而降低生铁的产量。炉内温度的下降还导致燃料效率降低，煤气利用率下降，焦炭不完全燃烧，导致燃料消耗增加，增加了生产成本。

2  应对措施及改善效果

2.1  改善原燃料质量

2.1.1  改善焦炭质量

原料选择的重点在于识别和选用那些能够生成高质量焦炭的煤种。不同煤种的化学成分和物理性质对焦炭的质量有直接影响。在化学成分方面，选择低硫、低磷、低灰分的煤种，以减少焦炭中有害元素的含量。在物理性质方面，优先选用具有良好成焦性质的煤种，如具有适宜的粒度、块度和适中的塑性区宽度。然后通过科学的配比方法，结合各种煤种的特性，制定出最优的混合比例。然后通过煤的破碎、筛分、干燥和预加热等工艺以优化其成焦性能。

精确控制焦炉加热温度，确保煤经过充分的热解反应，形成具有良好机械强度和化学稳定性的焦炭。调整适宜的焦化时间以平衡生产效率和焦炭质量。质量控制体系的建立是确保焦炭产品质量稳定性的关键。建立一套全面的质量检测体系，包括对焦炭的物理性能和化学性能的定期检测，从而保证焦炭质量。通过数据收集和分析，实现对焦炭生产全过程的监控，及时发现问题并进行调整，保证焦炭质量的持续改进。

2.1.2  改善烧结矿质量

采用先进的选矿技术（如磁选、浮选）来提高铁矿石的品位。同时，通过精确计算，混合不同品位和特性的原料，达到一致的化学成分和粒度，以保证烧结过程的稳定性。并获得理想的化学成分和粒度分布。根据烧结机的具体情况和原料的特性，通过调整料层高度和配料比例，实现原料在烧结带内的均匀加热和熔融，提高烧结矿的均一性和强度。

利用高精度的温度控制系统和气氛调节设备，提高烧结效率，降低能耗，优化烧结矿的质量，确保烧结带内的温度和氧气浓度达到最优。根据原料的性质和烧结条件，通过调整烧结机的运行速度，确保原料在烧结带内得到充分烧结，改善烧结矿的物理和化学性能。要制定严格的烧结矿管控标准，同时利用在线化学分析仪和物理性能测试设备，实时监测烧结矿的化学成分和物理性能，及时调整生产参数，以保证烧结矿质量的一致性和稳定性。

2.2  强化操作管理

2.2.1  选择适宜的高炉布料模式

坚持中心加焦的操作模式。在原料条件较差的背景下，与“平台+漏斗”式的加料模式相比，中心加焦能更有效地防止炉况异常，同时逐渐提升炉况的稳定性。这是因为中心加焦通过增强料柱中心的通气性，有效地将较多的气流从边缘引导至中心，实现边缘气流的合理分布。对装料制度调整见表3所示。

2.2.2  制定合理的下部调剂制度

4月24日白班采用中心加焦的炉料模式后，短时间内气流有一定波动，顶压出现冒尖。为了配合新的装料制度，在走料均匀、量压宽松的前提下，优先上风，暂宜维持较低的压差和富氧量，有步骤的强化。一个周期后，炉况逐步趋于稳定，明显滑料的情况减少，量压关系改善，风量上升至5500m³/min，炉况恢复总体达到预期。产量回到6768t，燃料比529kg/t.Fe，煤比134.5kg/t.Fe。平均风量达到5509m³/min，富氧回到5300 m³/h，平均煤气利用率为46.7%，水温差5℃。

2.2.3  建立“退、守、攻”三级策略

在高炉操作过程中，建立“退、守、攻”三级策略是维持高炉稳定运行、应对突发情况以及提高生产效率和产品质量的关键。针对4月26日的炉况情况，所制定的“攻、守、退”策略如下：“攻”策略是若透气性指数持续较高，量压稳定性较好，走料均匀，水温差和煤气利用率等参数合理、稳定，可逐步加风至6100 m³/min、富氧30000 m³/h左右水平；“守”策略是加强炉前出铁，减少来渣超时的情况，避免炉前影响炉内。做好设备点检和维护，需经得起产量提高后的考验。另外关注原、燃料用量增加后其质量的变化。稳定风量在6000 m³/min左右，富氧30000 m³/h；“退”策略是若滑料频次增加，冷却壁温度波动增大，量压稳定性变差，则及时减风、氧，并适当降低压差至量压稳定，各项调整相应推迟。

2.3  冶炼效果

通过上述调整，在2022年5月，7号高炉的工作状况有明显改善，炉况逐步趋于稳定，各项经济指标均恢复到波动前水平，具体表现为理论产量逐步上升至9150t，理论燃料比和煤比逐步降至508kg/t.Fe和149kg/t.Fe。平均风量均在5900-5950m³/min，富氧量逐步增加至31639m³/h，煤气利用率从46.4%逐步升高至50.9%，水温差从5.2℃逐步降至3.6℃。说明此次炉况的波动调整的比较及时到位。

3  结语

1)原燃料的质量波动是炉况波动的主要因素。建立原燃料预警机制是促进高炉稳定顺行的重要措施。

2)选择适宜的高炉布料模式是高炉稳定顺行的重要保障。

3)制定合理的下部调剂制度是优化炉况、提高生产效率和产品质量的重要方法。

本文摘自中国炼铁网