当前一些高炉生产遇到因某种情况下，政府要求高炉临时限产，或环保检查高炉临时停产，致使高炉频繁休风，出现燃料比、工序能耗升高，生产成本升高，生产稳定顺行遇到不利因素等。要坚持炼铁学基本原理，用科学发展观去处理好高炉操作的种种问题，实现降低不利因素的影响，争取得到较好的经济效益。

1  高炉操作理念

1.1  高炉炼铁的操作方针

高效、优质、低耗、长寿、环保，实现低成本生产。

1.2  稳定顺行是组织炼铁生产的灵魂

高炉生产稳定顺行是：炉料下降均匀，炉温稳定充沛，生铁合格，高产低耗；操作上实现四稳定一活跃（风量稳定、下料稳定，调剂稳定，炉温稳定和炉渣碱度稳定，活跃炉缸），这标志着高炉内煤气气流分布合理和炉温正常。原燃料准备、烧结、球团、焦化、动力等工序均是要做好为炼铁生产服务（希望烧结、球团、焦化统一归炼铁厂管理）。在生产组织上，应统一服从炼铁领导。这样，可以得到炼铁效益的最大化，而不追求某个指标的先进性，要实现炼铁系统综合效益的最佳化。即实现高效化生产、生产成本低、节能减排效果好、劳动效率高等（不是单纯购买低品位矿石，就能实现低成本）。高炉要实现统一操作，发扬团结协作精神，实现整体高炉的最佳化生产，不表扬某个工长的个人英雄主义，要提倡整个高炉操作协调统一，保证生产的稳定顺行。进行红旗高炉的竞赛活动，推进企业炼铁科学技术进步，生产建设的发展。

高炉生产稳定顺行的前提条件：

(1)炉料质量要好，坚持高炉炼铁要贯彻“精料"方针，精料水平对高炉指标的影响为70%；要贯彻GB50427-2014《高炉炼铁工程设计规范》对炉料质量的要求：

(2)注：不包括特殊矿石。球团矿碱度应根据高炉的炉料结构合理选择，并在设计文件中做明。

（3）保持合理炉型；

（4）活跃的炉缸；

（5）适应的煤气流分布；

（6）稳定的炉温；

（7）正确的炉渣成分。

当前，高炉生产不稳定的主要原因是，炉料供应和质量不稳定；我们希望含铁炉料，铁份波动＜0.5%，碱度波动＜0.08倍，feo含量＜8%，合格率＞90%。

1.3  高炉操作基本制度

高炉操作基本制度是：炉缸热制度、送风制度、造渣制度和装料制度。高炉操作者要根据高炉冶炼强度、铁的品种、原燃料质量水平及变化程度、高炉炉型变化、设备运行状态等情况，合理选择高炉操作制度；要灵魂运用上下部调剂和焦炭负荷调节手段，促进高炉生产稳定顺行。

维持好高炉合理炉型是工长们的主要任务之一。合理炉型稳定才能实现煤气流稳定，才能有好的技术经济指标，才能有高炉长寿。所以，我们不主张临时组织高炉创高产（要加风，扰乱煤气流分布，破坏炉型），也尽量减少非计划高炉休风等。

1.4  高炉炼铁的操作手段

（1）送风制度的调整（又称下部调剂）；

包括：风量（反映在风压和压差），风温，富氧，脱湿鼓风，风速（风口径，长度，角度），鼓风动能，以及喷煤对风量的影响等。

煤气流分布，首先从风口开始，软熔带占煤气阻力的60%，使煤气流重新分布.炉型对煤气流是起重要作用。煤气流分布决定了CO2含量，影响了燃料比变化。

（2）热制度的调整

调整焦炭负荷，风温，喷煤比。对冷却水进行调整（又称中部调剂）。

（3）装料制度的调整（又称上部调剂）：

调整装料制度，是调整上部煤气流分布.实现炉料的充分加热，可提高矿石的间接还原度(间接还原是放热反应)，产生降低燃料比的效果.

固定因素：炉喉直经和间隙，大钟傾角，行程，下降速度，炉身角。

可调因素：料线，矿批重，装料顺序，布料器运行，无料钟布料制度，可调炉喉板等。

上部调剂和下部调剂要相互配合 ，使煤气流合理分布(实现CO2含量高，低燃料比)，炉缸活跃，提高能源利用率，实现高炉操作优化等。

（4）造渣制度的调整：

炉渣性能：等。

炉渣性能的调整：碱度（二元，三元，四元），加MgO(适应高Al2O3量)， 低碱度排碱金属，提高脱硫能力(高碱度渣脱硫能力高)等。

1.5  四个基本制度之间的关系

高炉顺行的前提：科学合理的选择送风制度和装料制度。

煤气流合理分布的基础：下部调剂送风制度，是对高炉生产起决定性作用。

维持高炉顺行的重要手段：上部调剂装料制度，用科学布料来优化煤气流的再分布。

炉缸热量充沛、生产稳定的前提：高炉热量收支平衡。

保证炉况顺行、炉体完整，脱硫能力强的条件：优化造渣制度。

四个基本操作制度是相互依存，相互影响。煤气流的合理分布取决于送风制度和装料制度。炉缸热量充沛取决于热制度和送风制度。

1.6  高炉操作的原则

高炉操作是以下部调剂为基础，上下部调剂相结合，控制好炉温，实现高炉顺行稳定生产。

调剂炉况的原则

（1）建立预案制，尽量早发现，早预测炉况波动的性质和程度，及早采取相应措施，杜绝重大事故发生。

（2）在操作上是早动、少动，力求减少人为因素对炉况造成波动的幅度。减少加空焦。

（3）要掌握各调剂量所产生的作用内容，起作用的程度和时间。

（4）依据对炉况影响的大小，经济损失的程度，操作参数调整的顺序为：喷煤→风温（调湿）→风量→料制→焦炭负荷→净焦

1.7  调剂手段实施后，对高炉生产起作用的时间

（1）变动喷煤比会在3～4个小时后起作用，是实现高炉高效化（全风量，最高风温操作）的最好手段，是料速调整的首选手段，可确保炉缸热制度稳定，生产指标最佳的目标。

（2）调剂风量一般在1.5～2小时起作用。降风温要损失焦比，改变软熔带位置，对合理炉型变化有影响。

（3）改变装料制度，特别是调整焦炭负荷，加净焦要在一个冶炼周期后起作用。改变装料制度会对煤气流分布有较大影响。调整焦炭负荷对热平衡会有影响。

调负荷最好不变动焦批重（一般要求焦层厚为0.5m，宝钢在0.8m左右），保证焦炭透气窗作用不发生变化，以保证煤气流稳定。

（1）调剂风量、富氧、脱湿会立即见到效果

（2）提高风温50℃，会在2小时后起作用。

1.8  高炉炼铁操作制度调整的原则

（1）建立以预防为主的工作思路：对炉况波动做出准确地判断。早、少量进行科学调整，把炉况大波动消失在萌芽之中。

（2）各操作参数要有灵活可调的范围，各操作参数要留有余地。

（3）正常生产条件下，先采用下部调剂手段，其次为上部调整，再次为调整风口面积。特殊情况下采用上下部同时调剂。

（4）恢复炉况，首先恢复风量（高炉炼铁是以风为本），处理好风量与风压关系，相应恢复风温和喷煤，最后调整料制。

（5）长期不顺的高炉，风量与风压不对应，采用上部调剂无效时，要果断缩小风口面积，或堵部分风口。

（6）炉墙侵蚀严重，冷却设备大量破损，不宜采取强化操作。

（7）炉缸水温差高，要及早采取TiO2矿护炉，提高炉温等措施，堵部分风口，提高部分冷却设备冷却强度等。关注水温差曲线出现拐点和热流强度超过警戒值.要分析出是真实水温差高，还是炉皮串风?

（8） 建立综分析炉况的工作制度，每周每月有技术分析会，各工长炉长参加，集思广益，科学判断炉况，提出下一步高炉操作方针。

1.9  高炉生产频繁休风的后果

高炉生产频繁休风的后果，首先是中断生产，打乱一切生产秩序，不可能稳定连续生产；然后是使高炉一切技术经济指标恶化，能耗升高，生产成本升高，使下道工序也被迫停产，钢铁公司整体正常生产平衡均会遭到破坏。

1.10  企业遇到高炉频繁休风的对策

建立高炉频繁休风的一套科学工作制度，不能再以应对临时事故来对待，建立长效机制。

根据每座高炉的具体情况（炉役，原燃料质量，装备运行状态，高炉操作水平，外围条件等）区别对待每座高炉频繁休风工作。

1.11  频繁休风高炉的准备工作

建立频繁休风高炉操作规程，要有科学的标准化，规范化，数字化概念，不能再有人为意识，必须实现高炉统一操作。

（1）对炉料质量的管理

对有长期休风的高炉要使用优质的炉料，特别是焦炭质量要升高一级；休风的高炉尽量使用顶装炉的焦炭，不用捣固焦（强度好，但气孔率低，反应性差）。这样，高炉开炉顺利，回复也快。

（2）对冷却系统的管理

长期休风的高炉冷却水量要适当降低（可适当降低冷却设备的冷却强度。可为正常值的30%～50%。），降低高炉温度的损失。全面彻底检查冷却设备是否漏水？

（3）长期休风的高炉风口一定要封死堵严，不允许在进风，炉内的炉料不能再燃烧。

（4）休风前高炉一定要放净渣铁，可提高铁口角度。

（5）休风前，清除炉顶和除尘器中的积灰；休风后炉顶点火；

（6）休风后切断煤气管路。

（7）长期休风的热风炉需要保温。

2  频繁休风高炉的操作

2.1  送风制度的要求

（1）休风的高炉要求炉缸一定要活跃，通过提高鼓风动能、风速来实现。鼓风能吹透炉缸中小，没有中小堆积的现象。这样休风后的高炉好恢复炉况。

目前，中小高炉在高冶炼强度下，它的风速和鼓风动能是高于此值冶炼强度升高，鼓风动能降低，原燃料质量好的高炉风速和鼓风动能较高，喷煤量提高，鼓风动能低一些，但也有相反情况，富氧后，风速和鼓风动能均要提高，冶炼铸造铁的风速和鼓风动能比炼钢铁低。长风口比短风口风速和鼓风动能均低一些。风口数目多，鼓风动能低，但风速高。矮胖多风口高炉，风速和鼓风动能均要提高。随高炉炉容的扩大（生产中后期），风速和鼓风动能均要增加。

一般情况下，风口面积不宜经常变动。

（2）炼铁是以风为本，要尽量实现全风量操作，并且要稳定送风制度，以维持好合理炉型，煤气流分布合理，炉缸活跃。

选择风量的原则：风量必须要与料柱透气性相适应，建立最低燃料比的综合冶炼强度在1.0～1.3t/m³·d的概念，是高炉炼铁节能降耗工作的重要指导思想。

以上为

风机的选择为：送风量为炉容的二倍左右。目前中小高炉大多数是选择大风机。

（3）固定风量操作

进行脱湿鼓风可使一年四季送风量均衡（根据气态方程，冬天与夏天风量差14%），有利于提高喷煤比。

稳定操作制度，三个班的要求要统一，实行固定风量操作要求各班装料批数<±2批料。风量波动不大于正常风量的3%。

（4）使用风量的原则及方法

每次调剂风量要在总风量的3%左右，二次加风之间要时间大于20分钟，加风量每次不能超过原风量的10%。

以透气性指数为依据进行调整风量。为节能，由鼓风机来加减风，风闸全关。

一般炉况向热不减风。炉凉时要先提风温，提高鼓风温度，增加喷煤量，不能制止炉凉时可适度减风（5%～10%），使料速达到正常水平。

低料线时间大于半小时要减风，不允许长期低料线作业，并相应调整焦炭负荷。

休风后复风一般用全风的70%左右（风压，压差不允许高于正常水平），待热风压力平稳或有下降趋势时才允许再加风，加风后的热风压力和压差不允许高于正常水平。

煤气流失常时，应以下部调剂为主，上部调剂为辅。

提高使用风量，使煤气温度升高，成渣带上移，初渣中FeO含量增加，使炉缸温度下降。

（5）冶炼强度的选择

炼铁学理论：高炉利用系数=冶炼强度÷燃料比

使用提高冶炼强度的办法来提高利用系数是不科学的。这是中小高炉使用大风机，进行高冶炼强度冶炼，来实现高产的普遍办法。这样做法是高能耗，高污染的作法。宝钢吨铁风耗为950m³/t左右，而中小高炉为1200～1500m³/t。风机产出1m³风要耗0.85kgce/t能耗。生产实践表明，高炉操作经济的冶炼强度在1.0～1.2t/m³·d。在1.2t/m³·d冶强以上，冶强每升高10%，焦比升高1.4%，炉渣脱硫能力降低。

高炉增产的正确方法是：降低燃料比，提高富氧率和炉顶压力。

用炉腹煤气量指数取代冶炼强度来衡量高炉强化程度是最科学的方法，其定义为：单位炉缸面积上产生的炉腹煤气量。操作较好的高炉炉腹煤气量指数在58~66，最高为70。

（6）鼓风可提高产量，炉腹煤气量减少，吨铁煤气量减少，有利于提高喷煤比（风口前理论燃烧温度提高）。所以，富氧要与提高喷煤比相结合。

风中含氧21%增至25%，增产3.2%～3.5%；风中含氧25%升到30%，增产3%。富氧1%，可增加喷煤量15-20kg/t，煤气发热值提高3.4%，可增产4.76%，风口面积要缩小1.0%-1.4%。因为富氧后煤气体积会减小，要保持原来风速。高炉炉况不顺，要先停氧。

富氧7%以上不经济。因氧是用电换来的。建议为高炉专门配备变压吸附制氧设备（《钢铁企业节能设计规范》中有此要求），不受炼钢富余氧量变化的制约，含氧量也不用那么纯，85%即可，成本也低（1m³氧气电耗变压吸附制氧设备为0.3 度，而深冷制氧为0.5度），运行灵活（开停只十几分钟）。

（7）脱鼓风

理论上风中每增加1%的湿度，需要有提高72℃风温来补偿，每1%的湿度相当于8g/m³鼓风。风中每增加1g水，需要9℃热风来补偿。实际高炉鼓风含1g/ m³水后，会有H2的产生，有利于铁矿石还原，是个放热反应。实际鼓风增湿1g/m³，只要6℃风温来补偿。

无喷煤的高炉，采用加湿鼓风可实现使用高风温炼铁，有利于增产降焦。

（8）高压操作：

炉顶煤气压力大于0.03MPa叫高压操作。由常压改为80KPa高压后，鼓风量可增加10%~15%，相当于提高2%风量，再提高压力后，所增加风量为1.7%～1.8%；当顶压达到80Kpa，可以推动煤气压差发电装备TRT运转；到120 Kpa时，就会有效益。

提高顶压10KPa，可增产1.0±0.2%，降焦比0.3%～0.5%，有利于冶炼低Si铁，提高TRT发电能力，降低炉尘含量。

高压操作不利于SiO2的还原，强化了渗碳过程，故有利于冶炼低硅铁；一定程度降低焦比。高压操作煤气体积减小，流速降低，压头损失减少，有利于煤气热值充分传递给炉料，促进高炉顺行和节能，允许加风量2.5%-3.0%。

2.2  热制度的要求

频繁休风的高炉要求炉缸一定要热量充沛。

（1）制度的选择

高炉炼铁热量来源：碳素燃烧（焦炭、煤粉）占78%，热风带入热量19%，炉料化学反应热3%。

炉缸热量表示方式：

物理热：铁水和熔渣的温度，一般为1350～1550℃，正常值为1450℃左右。大高炉热量充沛，温度高。

化学热：生铁含Si量。炼钢铁控制在0.3%～0.70%. Si含量0.5%以下为宜。铸造铁为在指定范围，两炉之间含Si波动 < ±0.2%。（钒钛矿冶炼的高炉生铁含Si量可低一些）。

风口区理论燃烧温度：2250±50℃，大高炉可2150±50℃。炉渣碱度也可以表述炉缸工作热状态。炉渣溶化温度是炉缸温度调整手段之一。

（2）炉缸温度方面因素：风温、富氧、喷煤、鼓风温度和湿度、焦炭负荷，炉料下降速度，矿石含铁品位等。

影响热量消耗方面因素：原燃料数量和质量，炉内间接还原程度，冷却水冷却强度（包括漏水），煤气热能利用，高炉操作水平（料速，崩料，悬料等）。

影响炉内热交换的因素：煤气流分布和流速，布料方式；炉料传热速度和热流比，炉料粒度、密度和气孔形式；铁矿石冶金性能等。

炼铁设备和企业管理因素：炼铁设备运行状态，冷却设备是否漏水，冷却强度；称量的准确度，高炉操作水平（四个制度稳定）。

（3）焦炭负荷的调整

采用固定焦批重，来调焦炭负荷，保证煤气流稳定。

由炼钢铁改为铸造铁操作：按生铁含Si升高1%，燃料比升高40～60Kg/t计算，炉渣碱度降低0.07～0.1。适当缩小风口面积和减少风量，缩小矿批重10%左右。

铸造铁改为炼钢铁操作：把渣碱度过渡放在首要位置，先调碱度后加负荷。调焦负荷要分阶段进行，幅度要小。把握住风量正常值，密切注意炉墙水温差变化，有大变化及时调负荷。一般是风量稳定后再调装料制度。

把握住停喷煤时的负荷调整和热滞后的时间差，以利炉温稳定。科学计算煤粉的置换比，维持好综合焦炭负荷不变。

重视低料线的负作用：

半小时低料线要减轻负荷5%～10%，低料线1小时要补加焦炭原负荷的15%～25%。低料线3m以上时要适当减风量。不允许长时间低料线作业，该休风的就要休风，不能抱有侥幸心理。低料线的炉料下到风口区时，高炉难操作，要作适当调整。高炉操作不允许高炉长期慢风作业。

风温变化会影响炉内温度、成渣带的分布、煤气流的分布，影响SiO2的还原。要求每次调剂风温要＜20~30℃。避免造成悬料。每个班调剂风温最高＜100℃。

（4）通过喷煤量来调剂炉温是优化操作手段之一，也可调剂料速。

2.3  装料制度的要求

（1）要实现高炉内中心和边缘两股气流均通畅（煤气曲线呈双燕型，炉顶中心温度500℃，边缘温度100～150℃，四周温差＜50℃），并且实现煤气利用率高（中小高炉为18%~20%，大高炉在20%～22%）。高炉煤气流合理分布取决于装料制度与送风制度的相互配合。装料制度优化可使炉内煤气分布合理，改善矿石与煤气接触条件，减少煤气对炉料下降的阻力，避免高炉憋风，悬料。提高煤气利用率和矿石的间接还原度，可降低焦比，促进高炉生产稳定顺行。

焦炭的负荷要与休风时间相适应。

目前，原燃料质量的不断改善，有降低矿批量趋势。大高炉的焦批厚在0.65～0.75m，不宜小于0.5m。宝钢焦批在800mm。调负荷一般不动焦批，以保持焦窗透气性稳定。焦批的改变对布料具有重大影响，操作中最好不用。

提高冶炼强度和喷煤比，要适当增加矿批重，有改变煤气流分布的作用。

（2）使用不同炉料，加重边缘效应为

天然矿石→大粒度球团矿→小粒度球团矿→烧结矿→焦炭→小粒度烧结矿。

石灰石要布到中心，防止边缘产生高粘度的炉渣，使炉墙结厚。.矿批重的选择：

矿批重具有均整料面的功能，又有配合装料次序改变炉料纵深分布。

每座高炉均有一个临界矿批重，当矿批重大于临界矿批重，再增大矿批重时，会有加重中心的作用。过大矿批重会加重边缘和中心的作用。

（3）不要轻易加净焦，只有在出现对炉温有持久影响的因素存在才用（如高炉大凉、发生严重崩料和悬料，设备大故障等）。而且只有在净焦下达炉缸时才会起作用。加净焦的作用：有效提炉温，疏松料柱，改炉料透气性，改变煤气流分布。跟据情况采取改变焦碳负荷的方法比较稳妥，不会造成炉温波动。调焦炭负荷不可过猛，变铁种时，要分几批调剂，间隔最好1-2小时。

高冶炼强度，矿批重要加大。喷煤比提高，要加大矿批重。

加大矿批重的条件：边缘负荷重、矿石密度大改用密度小时（富矿改贫矿）、焦炭负荷减轻。

减小矿批重的条件：边缘煤气流过分发展；在矿批重相同的条件，以烧结矿代替天然矿；加重焦炭负荷；炉龄后期等。

改变装料顺序的条件：调整炉顶煤气流分布，处理炉墙结厚和结瘤，开停炉前后等。

（4）则炉料堆尖离开炉墙远，故使边缘煤气流发展。料线应在炉料碰炉墙的撞点以上。每次检修均要校正料线0点。

中小高炉炉料线在1.2～1.5m，大型高炉在1.5m～2.0m。装完料后的料线仍要有0.5m的余富量。两个料R下降相差要小于0.3～0.5m。料线低于正常规定的0.5m以上时，或时间超过1小时，称为低料线。低料线1小时，要加8%～12%的焦，料线深超过3m时，要加10%～15%的焦炭。

高炉低料线时间长，就应休风，也不允许长期慢风作业。否则会造成炉缸堆积和炉墙结厚，破坏合理炉型。

（5）制度是否合理的标准

煤气利用率：CO2/(CO+CO2)值，好为0.5以上，较好为0.45左右，较差为0.4以下，差为0.3以下。

煤气五点分析曲线：馒头型差，双峰型有两条通道，喇叭花型中心发展，平坦形（双燕飞）最好。

炉顶温度，好的标准：中心500℃左右，四周150～200℃。 四周各点温差不大于50℃。

CO2含量表示能源利用(反映在燃料比)情况：

2000m³以上高炉应在20%～24%

1000m³左右高炉为20%～22%

1000m³以下高炉为18%～20%。

2.4  造渣制度的要求

炉渣要有好的流动性，熔化性（长渣和短渣），稳定性，脱硫能力。炉渣性能要经得起炉温波动的影响。生产是在长渣区，避免在炉温波动时，出现短渣；MgO与Al2O3比值要＞0.5，不要在炉渣相图的边缘区操作。

炉渣性能稳定取决于炉渣成分和炉温。渣中含Al2O3高，添加MgO后，降低炉渣黏度，提高炉渣脱硫效率。