摘  要  2016年以來濟(jì)鋼煉鐵廠1750m3高爐以高產(chǎn)、低耗、低成本冶煉的技術(shù)路線為核心，以完全成本低于國內(nèi)行業(yè)平均水平為目標(biāo)，全力提升高爐產(chǎn)量，拉動系統(tǒng)提速提效，實(shí)現(xiàn)了鐵前系統(tǒng)的高效運(yùn)行，也為鋼軋產(chǎn)線的高效率、滿負(fù)荷運(yùn)行打下了堅實(shí)基礎(chǔ)。同時以內(nèi)部市場化和轉(zhuǎn)型提升為抓手，打造精益生產(chǎn)模式，全廠各區(qū)域、各專業(yè)全力為高爐順行創(chuàng)造條件，實(shí)現(xiàn)了成本和指標(biāo)的較大進(jìn)步，多項指標(biāo)創(chuàng)歷史最好水平。

關(guān)鍵詞  高產(chǎn)  低耗  低成本  低鎂鋁比  可靠性管理  平臺漏斗  技術(shù)路線  內(nèi)部市場化  

1  概況

2016年山鋼及濟(jì)鋼集團(tuán)給煉鐵廠下達(dá)了624萬的生鐵產(chǎn)量計劃。按照正常產(chǎn)量水平需要開2#1750m3高爐4個月才能完成計劃，但是如果開2#爐，需要外購焦炭和降低燒結(jié)比例，煉鐵廠的噸鐵成本將大幅度上升。煉鐵廠通過對鐵前系統(tǒng)綜合產(chǎn)能平衡和成本測算，對2016年技術(shù)路線進(jìn)行了修改，決定通過現(xiàn)有兩座1750m3高爐和一座3200m3高爐大幅度提產(chǎn)，用全年三座高爐的提產(chǎn)來彌補(bǔ)2#1750m3高爐4個月的產(chǎn)量，實(shí)施2+1的生產(chǎn)模式，通過大幅度提高在線生產(chǎn)三座高爐的產(chǎn)量，全力降低鐵前系統(tǒng)綜合成本，按照1750m3高爐單爐座產(chǎn)量5000t/d，3200m3高爐產(chǎn)量8500t/d，日產(chǎn)量1.85萬噸組織生產(chǎn)

為了完成該生產(chǎn)組織目標(biāo)，全廠上下牢固樹立爐況順行穩(wěn)定為高爐操作管理第一要務(wù)的思想，強(qiáng)化保高爐的意識，任何影響爐況穩(wěn)定順行的因素必須進(jìn)行充分評估，及時采取措施進(jìn)行應(yīng)對。燒結(jié)配礦、焦炭配煤、高爐爐料結(jié)構(gòu)等任何工藝路線的調(diào)整和降成本措施，必須服從于1.85萬噸生鐵產(chǎn)能、高爐長期穩(wěn)定順行的核心目標(biāo)。焦炭配煤工作重心轉(zhuǎn)移為“維持焦炭質(zhì)量不發(fā)生大的變化，為高爐提升產(chǎn)能、優(yōu)化指標(biāo)進(jìn)行條件支撐”。爐況管理要有底線，以此為核心強(qiáng)化對科室和車間的專項考核和管理。

2  1750m3高爐高產(chǎn)低耗低成本冶煉條件的確定和實(shí)施的可行性

（1）通過國內(nèi)1750～1800m3高爐的對標(biāo)、濟(jì)鋼1750m3高爐開爐以來的自身歷史數(shù)據(jù)對標(biāo)，結(jié)合冶煉條件的設(shè)定，綜合入爐品位57.5%，（Al2O3）≤18.0%，燒結(jié)品位55.5%，爐料結(jié)構(gòu)76%燒結(jié)+6%球團(tuán)+18%塊礦，入爐堿負(fù)荷＜3.0kg/t、鋅負(fù)荷＜0.5kg/t/硫負(fù)荷＜5.0kg/t，在基于全廠計劃日產(chǎn)1.85萬噸生鐵的前提下，1750m3高爐日產(chǎn)5000t/d，燃料比520-525kg/t煤比＜150kg/t的設(shè)定目標(biāo)具有可行性。

（2）通過產(chǎn)能平衡，在基于全廠計劃日產(chǎn)1.85萬噸生鐵的前提下，焦炭、燒結(jié)產(chǎn)能基本能夠滿足鐵前系統(tǒng)的產(chǎn)能平衡，能夠?qū)崿F(xiàn)鐵前成本最低、效益最大化。

（3）為了實(shí)現(xiàn)1750m3高爐完成既定目標(biāo)，必須以工藝技術(shù)路線為引領(lǐng)，以市場為導(dǎo)向，以成本為核心，以深化高爐強(qiáng)化冶煉水平，實(shí)現(xiàn)“大風(fēng)量操作、平臺漏斗布料、大礦批冶煉、低鎂鋁比操作”等技術(shù)突破為手段，拉動系統(tǒng)提速提效。

3  1750m3高爐高產(chǎn)低耗低成本冶煉技術(shù)體系的實(shí)施

3.1  送風(fēng)制度的突破，實(shí)現(xiàn)了大風(fēng)量、低鎂鋁比操作

（1）提堿度、提品位、降渣比，支撐大風(fēng)量、低鎂鋁比(0.45-0.48)操作

濟(jì)鋼高爐2014-2015年的冶煉實(shí)踐證明，高(Al2O3)與高渣比不能同時存在，兩者只能存在一個，否則易造成風(fēng)口區(qū)、爐腹及爐腰粘結(jié)，對縮小爐缸中心死焦堆、提升爐缸整體活性是一個巨大的障礙，同時對軟熔帶的透氣透液性產(chǎn)生巨大的阻力，制約整體風(fēng)量的上升。所以必須消除高渣比，提升品位、適應(yīng)高(Al2O3)、低鎂鋁比。

圍繞2016年設(shè)定品位57.5%，（Al2O3）≤18.0%的基礎(chǔ)冶煉條件，1750m3高爐自2016年1月份開始降低鎂鋁比操作。高爐取消蛇紋石等輔料的同時，燒結(jié)MgO由1月份的2.6%逐月降低至3月份的2.0%，渣中鎂鋁比由2016年的0.6，分三個月逐月降至0.45-0.48控制。與此同時，爐渣堿度由1.2-1.23逐步提升至1.25-1.27，始終控制四元堿度在0.97～0.98。

（2）優(yōu)化焦炭配煤、燒結(jié)配礦，穩(wěn)定焦炭質(zhì)量，提升燒結(jié)品位，支撐大風(fēng)量、低鎂鋁比操作。

圍繞大風(fēng)量操作及高爐產(chǎn)能的提升，為了給高爐提供支撐，搗固焦優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu)，其中焦煤配比固定12%-15%區(qū)間。頂裝焦配煤中焦煤配比45%，焦煤+肥煤兩種強(qiáng)粘結(jié)性煤種始終控制60%，穩(wěn)定頂裝焦CSR。

圍繞大風(fēng)量操作及高爐產(chǎn)能的提升，為了給高爐提供支撐，燒結(jié)配礦以提升燒結(jié)品位，規(guī)避爐渣（Al2O3）≥18.0%為核心。優(yōu)化配礦，穩(wěn)定燒結(jié)高溫冶金性能，其中120 m2、320m2燒結(jié)礦的品位由2016年的55.0%逐步提升至56.0%以上的水平，為綜合品位的提升奠定了基礎(chǔ)。

（3）優(yōu)化送風(fēng)制度，縮短風(fēng)口長度，適當(dāng)擴(kuò)大進(jìn)風(fēng)面積，消除了高(Al2O3)條件下風(fēng)口區(qū)、爐腹及爐腰粘結(jié)的制約瓶頸，為增加風(fēng)量、增大爐缸工作截面積提供了有力條件。

自2015年下半年開始，擴(kuò)大風(fēng)口進(jìn)風(fēng)面積，杜絕長期堵風(fēng)口操作?？s短風(fēng)口長度至有效長度380-400mm，淘汰有效長度450mm的風(fēng)口，適應(yīng)高（Al2O3）、低鎂鋁比操作，穩(wěn)定操作爐型，規(guī)避爐腹、爐腰粘結(jié)，擴(kuò)大爐缸工作容積，為增加風(fēng)量提供了下部基礎(chǔ)。2016年進(jìn)風(fēng)面積由2015年的0.267m2擴(kuò)大至0.275 m2，3#1750m3高爐以長度600mm（有效長度400mm）為主，兼顧爐缸側(cè)壁溫度偏高的區(qū)域，配加4個長度650mm（有效長度450mm）。1#1750m3高爐以長度580mm的風(fēng)口為主，配加少量600mm的風(fēng)口。

（4）為了充分挖掘風(fēng)機(jī)潛力，配合能動廠、裝備部，煉鐵廠從高爐實(shí)際出發(fā)，3月份重新匹配各項操作參數(shù)，制定了提風(fēng)量、提風(fēng)壓、提頂壓技術(shù)推進(jìn)方案，同時對兩座1750m3高爐的頂壓保護(hù)進(jìn)行了重新設(shè)定，逐步按計劃實(shí)施。2016年3月份開始聯(lián)合能動廠，相繼在兩座1750m3高爐成功實(shí)施了恒壓無波動換爐技術(shù)操作。

（5）提升富氧率及頂壓水平，抑制硅的還原，實(shí)施低硅、低鎂鋁比、高堿、高熱操作，緩解了高(Al2O3)冶煉的諸多弊端 

提升富氧率水平，在使高溫區(qū)下移的同時，煤氣中一氧化碳分壓Pco升高，抑制了硅的還原。提升頂壓水平，使?fàn)t內(nèi)煤氣中Pco值升高，可抑制硅的還原。在兩項措施的配合下，實(shí)施低硅、低鎂鋁比、高堿、高熱操作。

配合高產(chǎn)能的實(shí)施，1750m3高爐富氧率達(dá)到4.0～4.5%，相比2015年提高2.0%。為了緩解高富氧、高風(fēng)溫致使理論燃燒溫度上升造成的高爐操作壓差上升的弊端，自3月份開始兩個1750m3高爐嘗試提升頂壓水平，高爐頂壓逐步提升至220-225kPa，同時達(dá)到了降低煤氣流速、提升煤氣利用率的目的。

3.2  上部操作制度的突破，實(shí)現(xiàn)大礦批、平臺漏斗布料操作

（1）1750m3高爐布料矩陣自2008年以來一直使用中心加焦布料模式，2015年10月份1#1750m3高爐實(shí)施取消中心加焦布料模式攻關(guān)。經(jīng)過3個月的探索和實(shí)踐，成功實(shí)現(xiàn)了“平臺穩(wěn)定邊緣、漏斗開放中心”的不帶中心加焦布料矩陣，礦批由45t擴(kuò)大到55～60t，最大布料角度由40°增加到43.5°，實(shí)施大礦批、大角度、窄平臺+深漏斗布料操作。逐步解決了3#鐵口投用后渣處理和除塵的限制瓶頸，穩(wěn)定了180°鐵口出鐵方式，進(jìn)一步改善了爐缸狀態(tài)，操作爐型達(dá)到了前所未有的長期穩(wěn)定。

（2）從3#1750m3高爐爐缸側(cè)壁局部侵蝕、90°鐵口夾角、局部氣流難以控制的實(shí)際出發(fā)，3#高爐上部料制與1#1750m3高爐實(shí)施差異化管理，實(shí)施寬平臺+淺漏斗的中心加焦的布料模式。堅持“大礦批，厚焦層，穩(wěn)氣流，上風(fēng)量”的高爐操作技術(shù)路線，爐況高效穩(wěn)定運(yùn)行，高爐生產(chǎn)步入良性循環(huán)，礦批由原來的45t t擴(kuò)大到55～60t，提高了煤氣利用率。 

（3）1750m3高爐隨大風(fēng)量、大礦批、平臺漏斗、低鎂鋁比技術(shù)突破的相繼實(shí)現(xiàn)，爐缸中心活性提升，死焦堆縮小，同時徑向礦焦比分布合理，爐缸側(cè)壁溫度受到抑制，鐵次下降至12次。

3.3  以“高比例燒結(jié)、高比例塊礦、低燒結(jié)MgO、低鎂鋁比操作”為基礎(chǔ)，優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)，大幅度降低爐料成本，打造降成本新優(yōu)勢

（1）根據(jù)塊礦、球團(tuán)、燒結(jié)的高溫冶金性能和對料柱透氣性的影響，合理搭配非主流和主流塊礦的結(jié)構(gòu)比例，減少高價位的球團(tuán)礦，提高燒結(jié)配比，降低爐料成本。2016年通過降低燒結(jié)堿度（1.80～1.85）、降低燒結(jié)MgO，逐步提升燒結(jié)配比和塊礦配比，大幅度減少高價球團(tuán)的用量，取消高爐輔料，燒結(jié)比例由原來的75%左右提高到80%以上，球團(tuán)比例控制0～3%，塊礦比例17-20%，降低了噸鐵成本。

（2）利用球團(tuán)烘干機(jī)及新建配套設(shè)施烘干塊礦的整套工藝流程，自主完成方案設(shè)計及優(yōu)化，在項目方案的創(chuàng)新性和獨(dú)立性上，實(shí)現(xiàn)了塊礦烘干系統(tǒng)優(yōu)化改造。解決了塊礦含水量高、含粉量較高無法直接過篩入爐的問題，避免了塊礦多次加工處理過程，為提高塊礦比例、優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)，大幅度降低了煉鐵生產(chǎn)成本，對爐況長期穩(wěn)定順行提供強(qiáng)有力的支撐。

3.4  綜合焦炭質(zhì)量的穩(wěn)定、高冶強(qiáng)冶煉的同時規(guī)避高煤比操作≤150kg/t，對風(fēng)口區(qū)及爐缸焦炭質(zhì)量的穩(wěn)定和改善具有重大作用。

4  深入推進(jìn)可靠性管理，為高產(chǎn)低耗提供支撐

通過推進(jìn)制度改革，從源頭管控原燃料質(zhì)量，強(qiáng)化篩分和設(shè)備點(diǎn)檢等方面，科學(xué)化保障高爐穩(wěn)定順行，為高產(chǎn)低耗做好保障。

4.1  推進(jìn)體制改革，為高效低耗提供體制保障

（1）實(shí)施爐長負(fù)責(zé)制

實(shí)施爐長負(fù)責(zé)制，實(shí)現(xiàn)爐長責(zé)任和權(quán)利的對等，讓爐長有充分的管轄權(quán)，廠部領(lǐng)導(dǎo)、專業(yè)科室為高爐消除生產(chǎn)運(yùn)行障礙，提供好保障。 

（2）推行內(nèi)部市場化預(yù)算管理

實(shí)行內(nèi)部市場化預(yù)算管理，把握目標(biāo)消耗管控，內(nèi)部開展勞動競賽，提升全員工作熱情和工作質(zhì)量，并加強(qiáng)同工序消耗對標(biāo)組織管控，找出不足，挖掘潛力。

4.2  強(qiáng)化原燃料質(zhì)量可靠性管理，為高效低耗提供工序保障

強(qiáng)化原燃料可靠性管理及原燃料質(zhì)量稽查力度，是高爐實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)低耗冶煉的基礎(chǔ)，此方面的管理跟不上，就無法談及高爐穩(wěn)定，更無法談及實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)低耗的問題。

（1）注重原燃料質(zhì)量跟蹤

加強(qiáng)鐵前系統(tǒng)溝通，共享鐵前原燃料質(zhì)量信息，有效的確保原燃料質(zhì)量的源頭管控，出現(xiàn)異常情況，及時預(yù)警，操作者對操作制度做出相應(yīng)的調(diào)整，防止?fàn)t況出現(xiàn)大的波動。

（2）加強(qiáng)槽下振篩管理

定期對各高爐槽下振篩的T/H值進(jìn)行測定，假如發(fā)現(xiàn)T/H值超過正常值，及時給予調(diào)整控制，同時對入爐的燒結(jié)、球團(tuán)中<5mm粉末進(jìn)行測定，實(shí)施動態(tài)管理。

4.3  優(yōu)化探索設(shè)備管理運(yùn)行模式，為高產(chǎn)低耗提供穩(wěn)定設(shè)備保障

建立以高爐為中心的長周期、大計劃檢修模式。量化管理職責(zé)，自主管理與專業(yè)督察結(jié)合，實(shí)施全員設(shè)備管理，提升系統(tǒng)設(shè)備保障能力，保證設(shè)備完好率和降低休風(fēng)率，尤其是杜絕非計劃休風(fēng)，為爐況穩(wěn)定、高產(chǎn)低耗提供了有力支撐。

4.4  強(qiáng)化崗位工藝操作點(diǎn)檢，不斷提高內(nèi)部可靠管理精準(zhǔn)水平

強(qiáng)化崗位工藝操作點(diǎn)檢，是高爐車間精準(zhǔn)管理的重要內(nèi)容。

（1）加強(qiáng)冷卻體系管理

加強(qiáng)冷卻體系點(diǎn)檢管理，實(shí)踐中嚴(yán)格控制各種冷卻參數(shù)，監(jiān)控好爐體熱負(fù)荷，同時建立爐體各段冷卻壁溫度預(yù)警機(jī)制，制定各段冷卻壁溫度的可允許操作范圍。

（2）強(qiáng)化爐前操作管理

高爐一旦出鐵不及時或渣鐵排放不凈，產(chǎn)生憋鐵，易造成爐內(nèi)氣流發(fā)生變化，從而影響高爐的穩(wěn)定順行。高爐內(nèi)部加強(qiáng)鐵口的維護(hù)，為穩(wěn)定出鐵速度、及時排凈渣鐵創(chuàng)造了條件。

4.5  強(qiáng)化爐況管控，建立日常爐況運(yùn)行管理機(jī)制，通過實(shí)行日運(yùn)行分析管理，統(tǒng)一思想，明確思路，并強(qiáng)化執(zhí)行力考核；利用高爐趨勢化管理的方法來發(fā)現(xiàn)問題并及時給予預(yù)防性的解決；確保爐況零失常，為高效低耗打好基礎(chǔ)

5  降低能源及制造費(fèi)用

5.1  對能源流分析，挖潛不足，建立經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式

對工序進(jìn)行能源流分析，對不足項制定有效措施，進(jìn)行挖潛。依據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，對各種能源、介質(zhì)的使用進(jìn)行充分斟酌，建立了經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式，對能源介質(zhì)的使用進(jìn)行合理優(yōu)化，既要合理配置保障生產(chǎn)，又不造成浪費(fèi)。

5.2  強(qiáng)化費(fèi)用管控，不斷降低制造成本

嚴(yán)格控制日常耐火材料的消耗；強(qiáng)化易耗件管理，進(jìn)行修舊利廢；對備品備件及直耗材消耗等進(jìn)行分解，使員工成本意識明顯增強(qiáng)。

6  1750m3高爐高產(chǎn)低耗低成本冶煉技術(shù)實(shí)施效果

（1）2016年1750m3高爐各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)取得了2003年開爐以來歷史性的突破，其中利用系數(shù)、燃料比、焦比、綜合焦比都創(chuàng)造了開爐以來的最好指標(biāo)，煤比也達(dá)到了2013年以來的最高水平，綜合各項指標(biāo)獲得了巨大的技術(shù)進(jìn)步.2004年～2017年利用系數(shù)、燃料比、鎂鋁比及生鐵含硅量的變化趨勢見圖1、圖2.

2016年通過該技術(shù)的實(shí)施，高爐爐況運(yùn)行質(zhì)量顯著提升。根據(jù)冶金交流中心2016年累計對標(biāo)數(shù)據(jù)，全國在線生產(chǎn)的1750-1800m3高爐總計22座（剔除特殊礦冶煉高爐），濟(jì)鋼在22座高爐中爐渣Al2O3最高17.75%，排名22位；綜合品位57.2%，排名14位。在這種原料條件下，濟(jì)鋼1750m3高爐利用系數(shù)2.877t/m3d（產(chǎn)量5034t/d），排名第二（其中2016年1#1750m3高爐利用系數(shù)高達(dá)2.91t/m3d，全國第一,截止2017年一季度,利用系數(shù)3.012.877t/m3d,仍是排名第一的水平.）；綜合焦比476kg/t，排名第四；實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)、低耗、低成本的目標(biāo)控制。2016年至2017年一季度技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及操作參數(shù)情況見表1。

（2）2016年濟(jì)鋼煉鐵廠通過1750m3高爐高產(chǎn)低耗低成本技術(shù)體系的綜合實(shí)施，因燃料比降低獲得的效益（剔除綜合品位上升的影響）、鐵水超產(chǎn)降低煉鐵固定費(fèi)用帶來的效益、高爐低鎂鋁比操作降低燒結(jié)鎂質(zhì)熔劑帶來的效益，三項疊加，1750m3高爐高產(chǎn)低耗低成本技術(shù)實(shí)施后，煉鐵廠合計實(shí)現(xiàn)落袋效益1.16億元。

7  結(jié)語

（1）高爐高產(chǎn)低耗冶煉，可靠性管理，優(yōu)良穩(wěn)定的原燃料條件支撐是置關(guān)重要的。

（2）完善的爐況管理機(jī)制，確保爐況穩(wěn)定順行，是高爐高產(chǎn)低耗的基礎(chǔ)條件。

（3）敢于打破傳統(tǒng)觀念，大膽嘗試和突破，充分利用和優(yōu)化現(xiàn)有技術(shù)條件， 實(shí)現(xiàn)“大風(fēng)量、平臺漏斗布料、大礦批、低鎂鋁比、低硅冶煉”，是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)低耗的有效措施。

（4）高產(chǎn)低耗是系統(tǒng)性問題，追求系統(tǒng)成本較低化，不要忽視能源動力、制造費(fèi)用等管控。