柳鋼1#A高爐采用串罐式無料鐘爐頂設(shè)計(jì)，有效容積為1500m3，共設(shè)有22個(gè)風(fēng)口，2個(gè)鐵口，配有4座大型頂燃球式熱風(fēng)爐，采用陶瓷杯爐缸，高爐本體采用三段式銅冷卻壁和爐身鋼冷卻壁的薄壁爐襯技術(shù)，全干法除塵等先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備。由于煤價(jià)持續(xù)上漲，焦化煤場(chǎng)庫(kù)存低、來煤極不均衡、來煤及質(zhì)量不穩(wěn)定等，2021年9月，柳鋼焦化自產(chǎn)焦炭質(zhì)量惡化（如圖1所示），柳鋼煉鐵廠生產(chǎn)高爐同期出現(xiàn)大面積爐況波動(dòng)，懸料塌料次數(shù)大幅度提升，9月全廠高爐懸料24次，如圖2所示，從波動(dòng)時(shí)間來看，2021年9月13日~14日，柳鋼在產(chǎn)高爐的爐況波動(dòng)最為嚴(yán)重，5座高爐均有懸料、塌料情況；從單座高爐來看，1#A高爐整體表現(xiàn)優(yōu)于其它高爐，出現(xiàn)塌料2爐次，而1#B高爐爐況波動(dòng)最嚴(yán)重，懸料9爐次、塌料1爐次。其它高爐表現(xiàn)分別為：3#高爐懸料5爐次、塌料1爐次，4#高爐懸料2爐次以及5#高爐懸料4爐次。累計(jì)出格鐵水18爐次，出格鐵量共計(jì)2995.18t。

柳鋼長(zhǎng)期采取低成本戰(zhàn)略，因煤價(jià)持續(xù)上漲，焦化煤場(chǎng)庫(kù)存低、來煤極不均衡、來煤及質(zhì)量不穩(wěn)定等，各品種煤的配用量也較被動(dòng)，配合煤G、Y值均未達(dá)到控制范圍；骨架煤1級(jí)主焦煤進(jìn)廠量大幅度降低，庫(kù)存僅1天左右；2級(jí)1/3焦煤、2級(jí)主焦煤和2級(jí)瘦焦煤庫(kù)存5天左右。

2021年9月中旬柳鋼煉鐵廠生產(chǎn)高爐集體出現(xiàn)爐況波動(dòng)，主要原因是原燃料質(zhì)量變差，爐內(nèi)操作調(diào)整不及時(shí)。首先是焦炭熱強(qiáng)度變差（如圖1所示）；其次是噴吹煤粉質(zhì)量變差，限電控氧下，富氧量大幅下降導(dǎo)致煤粉燃燒不好；再次是有害元素持續(xù)偏高。

從圖1可知，一焦至四焦熱強(qiáng)度整體上均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，尤其是二焦和三焦反應(yīng)后強(qiáng)度下降嚴(yán)重，9月中旬焦炭熱強(qiáng)度、機(jī)械強(qiáng)度及工業(yè)分析結(jié)果如下1~表3所示：

9月中旬焦炭熱強(qiáng)度檢測(cè)達(dá)標(biāo)率為46.25%，二焦CSR最低為49.57（2號(hào)爐檢修期間，二焦分供其他高爐），三焦CSR最低為51.99。（具體見表2和趨勢(shì)圖1）。焦炭熱強(qiáng)度是反映焦炭熱態(tài)性質(zhì)的一項(xiàng)焦炭機(jī)械強(qiáng)度指標(biāo)，焦炭高溫性能包括反應(yīng)性CRI和反應(yīng)后強(qiáng)度CSR，兩者有較好的相關(guān)關(guān)系，它表征焦炭在使用環(huán)境溫度和氣氛下，受到外力作用時(shí)，抵抗破破碎和磨損的能力[1]。

一般情況下，正常使用的冷態(tài)強(qiáng)度好的冶金焦，特別是M10指標(biāo)好的焦炭，其熱轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度和CO2反應(yīng)后強(qiáng)度也好[1]。然而，9月中旬全廠焦炭M10達(dá)標(biāo)率兩周分別完成89.29%、63.1%，三焦四焦較差（1#A高爐主要吃三焦四焦焦炭）。（底限要求：一、二焦M10≤6.7%，三、四焦M10≤7.0%）。

焦炭工業(yè)分析結(jié)果如表3所示，從以上數(shù)據(jù)看，各焦焦炭成分差異小，其中灰分Ad略高，可劃為二級(jí)焦炭；揮發(fā)分Vdaf方面，滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求；硫分St.d方面，焦炭含硫相對(duì)不高，其中一焦與二焦可以列為一級(jí)，三焦與四焦含硫略微上升，屬于二級(jí)焦炭中較好的品類。整體上看，三焦與四焦性能相對(duì)較差。

噴吹煤進(jìn)口煤配比降低幅度大，國(guó)內(nèi)好煤配比不穩(wěn)定。近期噴煤結(jié)構(gòu)：10%進(jìn)口煤+50%潞安煤+40%混合煤（含5%焦粉），發(fā)熱值下降449.63J/g，9月13日進(jìn)廠的“建工華盈”混合煤發(fā)熱值偏低，僅為28923 J/g，可磨性為82。

受限電控產(chǎn)影響，部分制氧機(jī)組停機(jī)，控氧限產(chǎn)操作（1#A高爐富氧量由10000m3/h減至5000m3/h以下），高爐以焦定產(chǎn)，焦炭供應(yīng)緊張，控氧下大噴煤操作，煤粉燃燒不充分，未燃煤粉增加，大量固相的未燃煤粉卷入爐渣中，在爐渣中形成非均勻相，從而強(qiáng)烈地影響了爐渣的黏度。高爐軟熔帶透氣透液性變差，渣鐵在滴落帶及爐缸中流動(dòng)性變差，也是導(dǎo)致此次爐況波動(dòng)的一個(gè)原因。

（1）燒結(jié)檢修，燒結(jié)礦平衡困難，高爐配用地?zé)勰┒啵?/p>

（2）燒結(jié)礦平衡困難堿度波動(dòng)較大；

（3）毛粉品位下降，堿金屬上升。

最近高爐使用高硫煤噴吹，入爐硫負(fù)荷增加；焦化煉焦煤供需失衡，多批次焦炭檢測(cè)含硫量St.d＞0.9%，St.d最大達(dá)到1.01%；塊礦配用2%屯丘礦，也一定程度造成入爐有害元素上升。近期入爐有害元素含量（見表4）。

針對(duì)焦炭熱強(qiáng)度惡化、爐內(nèi)壓量關(guān)系緊張、高爐走料變差，高爐及時(shí)采取保證穩(wěn)定順行措施，在批重、焦炭負(fù)荷、礦焦料流、布料矩陣等布料制度上做出了調(diào)整（見表5），縮小礦批重，減小礦石料流，減輕中心及邊緣的負(fù)荷，要求礦石料罐尾料控制在1.3 m ~1.5m，焦炭料罐尾料控制在1.4 m ~1.6m，保證中心布焦量。制度調(diào)整后，從爐頂成像儀顯示，中心氣流明顯變大，邊緣氣流也得到了保證（見圖3），穩(wěn)順得以保證，同時(shí)，暢通的中心氣流，也有利于煤氣流排堿。

由于近期入爐S負(fù)荷與堿金屬負(fù)荷同時(shí)升高，易造成爐渣排堿與保證鐵水質(zhì)量操作上相矛盾。入爐S負(fù)荷的上升，為了保證生鐵質(zhì)量，通常有2種方法，一是保證爐渣堿度，提爐溫；二是維持爐溫，提爐渣堿度。

實(shí)行高堿度、低硅冶煉的操作制度在冶煉條件較好的情況下易取得較好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，但在原燃料條件不好，理化性能變化大，高爐頻頻變料，堿度過高會(huì)引起高爐爐渣黏度增大，一旦熱制度遭到破壞，爐渣流動(dòng)性變差會(huì)造成爐況難行。

高爐內(nèi)約30%堿金屬由煤氣流排出，70%堿金屬由爐渣排出，較高的爐渣堿度，不利于爐渣排堿。高爐本身具有一定的排堿能力，堿金屬在控制范圍內(nèi)對(duì)高爐影響不大，但入爐堿負(fù)荷太高，超過了高爐排堿能力，就會(huì)形成堿金屬富集，而較高的爐渣堿度，將會(huì)降低爐渣排堿能力，在堿負(fù)荷偏蓋時(shí)，堿金屬不能有效排出，在爐內(nèi)循環(huán)富集的堿金屬催化焦炭氣化反應(yīng)、加劇燒結(jié)礦還原粉化、引起球團(tuán)礦異常膨脹、破壞高爐內(nèi)襯，劣化爐料，導(dǎo)致料柱透氣透液性下降、煤氣流分布失調(diào)，引起爐況不順，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致爐墻結(jié)厚或爐缸堆積[2]。

針對(duì)S負(fù)荷與堿負(fù)荷同時(shí)上升，為保證生鐵[S]及有利高爐排堿，車間制定了適當(dāng)提高爐溫、降低爐渣堿度的排堿排硫措施，規(guī)定[Si]控制在0.5%左右，高爐爐渣堿度控制在1.18左右。

（1）調(diào)好料序，穩(wěn)中顧邊

調(diào)整好燒結(jié)倉(cāng)與焦炭的放料順序，確保好的燒結(jié)礦和好的焦炭放在邊緣與中心，減少邊緣與中心粉末入爐，穩(wěn)定邊緣與中心兩道氣流，改善料柱透氣性。通過混料實(shí)踐統(tǒng)計(jì)，找到合理的原燃料放料順序，降低焦丁斗放料速度，焦丁放在礦石中使焦丁盡量與礦石混合均勻。

（2）抓好槽下篩分，減少入爐粉末

①裝入原燃料粉率規(guī)定：燒結(jié)礦小于5mm<5%，焦炭小于15mm<2%，根據(jù)取樣（1次/班）結(jié)果判斷、調(diào)整篩網(wǎng)的給料速度；

②篩網(wǎng)管理：當(dāng)裝入粉率不能滿足目標(biāo)管理值時(shí)，進(jìn)行篩網(wǎng)的更換；大于8mm的燒結(jié)礦被篩下時(shí)，要及時(shí)更換篩網(wǎng)；篩網(wǎng)被粉末堵塞超過30%時(shí)必須清理篩網(wǎng)，通過燒結(jié)倉(cāng)振料前空振3s，振料后延遲10s停止振動(dòng)篩，燒結(jié)篩增加自動(dòng)清篩裝置等措施，保持燒結(jié)振動(dòng)篩不積料，以確保燒結(jié)礦的篩分效果；

③篩網(wǎng)點(diǎn)檢：1次/班，目視點(diǎn)檢焦炭及燒結(jié)礦篩下粉的產(chǎn)生情況，并拍照上傳至車間生產(chǎn)微信群反饋；1次/班，點(diǎn)檢焦炭及燒結(jié)礦篩網(wǎng)的磨損、破損情況。降低入爐粉末，減少入爐粉末對(duì)爐況的影響。

2021年9月11日周六上午9點(diǎn)配管工點(diǎn)檢發(fā)現(xiàn)西北角3#4#5#中套與大套接觸面出氣泡，仔細(xì)查漏中小套都無漏水，判斷是冷卻壁漏水，立即匯報(bào)組織技術(shù)力量進(jìn)行冷卻壁查漏，10點(diǎn)40檢出11號(hào)冷卻壁漏水，11號(hào)冷卻壁立即改通工業(yè)水冷卻，減少水進(jìn)入爐內(nèi)，并加強(qiáng)工業(yè)水排水情況監(jiān)控(見圖4)，為下步分出漏水冷卻壁及處理方案提供依據(jù)。爐內(nèi)從配管匯報(bào)發(fā)現(xiàn)中套與大套接觸面有漏水出來開始持續(xù)分批附加焦炭11噸，保證了高爐爐溫。為保證冷卻強(qiáng)度，11點(diǎn)軟水進(jìn)水流量由3500m3/h加至3600m3/h，并加強(qiáng)軟水補(bǔ)水量及爐型的監(jiān)控。1#A高爐于2010年建成投產(chǎn)，至2021年9月，爐齡已達(dá)11年，基本達(dá)到銅冷卻壁的使用壽命，對(duì)此，車間制定了針對(duì)冷卻壁破損的操作方針：

（1）精細(xì)操作，保證鐵水物理熱和爐溫，保證爐況長(zhǎng)期穩(wěn)定順行；

（2）視原燃料質(zhì)量，適當(dāng)壓邊，穩(wěn)定爐墻掛渣；

（3）穩(wěn)定邊緣，打開中心，適當(dāng)降低煤比；

（4）以風(fēng)為綱，全風(fēng)操作，吹活吹透爐缸，增強(qiáng)中心煤氣流，減少邊緣煤氣流對(duì)爐墻沖刷，穩(wěn)定爐墻掛渣情況；

（5）加強(qiáng)監(jiān)控軟水補(bǔ)水量，加強(qiáng)冷卻壁的點(diǎn)檢。

（1）適當(dāng)降低爐頂壓力。頂壓由190kPa降至180kPa，適當(dāng)降低爐頂壓力，引導(dǎo)出邊緣中心煤氣流，能一定程度上防止懸塌料。同時(shí)，降低頂壓也有利于發(fā)展中心煤氣流，一定程度上加強(qiáng)煤氣流排堿。通過總結(jié)，改進(jìn)了處理風(fēng)壓突起的操作方法，通過使用此方法，大大降低了懸料事故的發(fā)生。具體做法是：遇到風(fēng)壓突起，壓量關(guān)系緊張，有懸料的征兆時(shí)，在不減風(fēng)、適當(dāng)控氧情況下果斷卸部分爐頂壓力，給煤氣創(chuàng)造通道，在壓量關(guān)系好轉(zhuǎn)，料塌后，及時(shí)恢復(fù)頂壓，這樣即保證了爐內(nèi)冶煉環(huán)境的穩(wěn)定，又避免了懸料，為爐況穩(wěn)定順行創(chuàng)造了極好的條件。

（2）降低工藝休風(fēng)率。主要是減少風(fēng)口小套的燒損率，確保爐內(nèi)穩(wěn)定的氣流來保障，尤其注重邊緣氣流穩(wěn)定性和強(qiáng)度的控制。重視布料制度的調(diào)節(jié)，布料制度要找平料面，減少偏料及塌料，減少小套的燒損；重視在氣流調(diào)節(jié)階段風(fēng)氧的調(diào)控，尤其爐型不好塌料前嚴(yán)格控氧，避免氣流波動(dòng)期間造成小套燒損。此外，要避免長(zhǎng)期放開邊緣的冶煉。調(diào)整好爐況及氣流，減少小套燒損，減少休風(fēng)，也是促進(jìn)爐況穩(wěn)定順行的重要的一環(huán)。

（3）限電控氧情況下，為保證煤粉的燃燒，爐內(nèi)適當(dāng)減少風(fēng)量提高風(fēng)溫，風(fēng)機(jī)靜葉開度由69.2%減至64%~65%，盡量用盡風(fēng)溫，保證煤粉的燃燒。

（4）抓好爐前出鐵，實(shí)行無間隔出鐵，及時(shí)排盡爐內(nèi)渣鐵，減少渣鐵對(duì)高爐料柱及壓量關(guān)系的影響，跑好料也能改善高爐料柱的透氣性。

（5）創(chuàng)新設(shè)備點(diǎn)檢，設(shè)備長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行。創(chuàng)新制作設(shè)備二維碼，使用安全云系統(tǒng)掃碼按照設(shè)備點(diǎn)檢任務(wù)完成設(shè)備點(diǎn)檢工作，只需這“一碼”，高爐點(diǎn)檢插上“云翅膀”，“云”點(diǎn)檢的實(shí)施帶來的效果具體體現(xiàn)在：一是設(shè)備標(biāo)識(shí)牌的懸掛，清晰地標(biāo)注某設(shè)備的點(diǎn)檢責(zé)任單位、責(zé)任人、聯(lián)系方式以及日常點(diǎn)檢注意事項(xiàng)，是工作規(guī)范化的體現(xiàn)；二是通過在設(shè)備標(biāo)識(shí)牌上添加二維碼并進(jìn)行掃碼排查的操作，排查后只能拍照上傳不可上傳留存圖片，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)險(xiǎn)隱患排查閉環(huán)管理，全程“留痕”可追溯，大大提高了職工點(diǎn)檢設(shè)備的準(zhǔn)確性，是標(biāo)準(zhǔn)化的體現(xiàn)；三是“智慧安全云”APP系統(tǒng)可以查看各崗位設(shè)備點(diǎn)檢完成情況和隱患上報(bào)與處理情況，動(dòng)態(tài)掌握設(shè)備點(diǎn)檢與運(yùn)行情況，車間管理者能夠及時(shí)知曉員工是否按時(shí)按質(zhì)按量履行好安全排查點(diǎn)檢工作職責(zé)，進(jìn)一步強(qiáng)化安全監(jiān)督，是便捷化的體現(xiàn)；四是點(diǎn)檢掃碼排查，隱患情況電子表單一目了然，減輕了員工手動(dòng)記錄的工作強(qiáng)度，減少紙質(zhì)材料使用，是環(huán)保化的體現(xiàn)。

針對(duì)當(dāng)前原燃料質(zhì)量惡化，1#A號(hào)高爐通過實(shí)施“放開中心為主、適當(dāng)疏松邊緣”的布料制度，提高爐溫、降低爐渣堿度的排堿排硫措施、提升槽下管理、治理冷卻壁漏水、抓好爐前出鐵等措施，1#A號(hào)高爐在原燃料質(zhì)量惡化下實(shí)現(xiàn)高爐穩(wěn)順優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)，2021年9月1#A號(hào)高爐鐵水合格率100%，鐵水優(yōu)質(zhì)率94.7%，獲得了相對(duì)較好的指標(biāo)（見表6）。

（1）高爐穩(wěn)定順行和原燃料質(zhì)量及穩(wěn)定性息息相關(guān)，經(jīng)濟(jì)爐料冶煉需以能保證高爐爐況順行為前提。

（2）原燃料的管控，觸角還需前移，原燃料數(shù)據(jù)的及時(shí)性、準(zhǔn)確性對(duì)高爐爐況的調(diào)整有很重要的指導(dǎo)意義。

（3）高爐爐況的監(jiān)控，工長(zhǎng)的及時(shí)有效調(diào)節(jié)、實(shí)時(shí)匯報(bào)，合理對(duì)爐況預(yù)判預(yù)調(diào)也是避免爐況波動(dòng)的一道屏障。

（4）中心加焦保證中心氣流暢通是原燃料質(zhì)量惡化下實(shí)現(xiàn)高爐穩(wěn)定順行的一個(gè)重要手段。

（5）后期爐役冷卻壁的高效維護(hù)也是爐況順行中很重要的一環(huán)。