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摘 要：阐述了高炉操作各参数曲线各种变化所表达的含义，认为高炉生产的稳定顺行，除原燃料质量、设备是否正常、整体维护水平、铁水运输、电力供应安全外，工长的日常操作同样非常重要，工长是高炉生产的绝对核心人物，犹如战机飞行员一般。为确保高炉长期稳定顺行，工长、炉长要深入理解、掌握高炉“操作语言”，如操作过程中的风量、冷热风压、风温、顶温、顶压、料线、氧量、压差、透气性指数、煤气利用率、各部位的温度、压力、鼓风动能、理论燃烧温度、喷吹速率、炉温等主要参数。而且重点要认识并熟练掌握送风制度、气流分布的调剂和控制方法以及失常炉况现象和各种处理技巧。 关键词：高炉 工长 操作语言 世间万物皆有语言，人类、动物、计算机及各行各业、各种设备都有各自相应的语言，比如军队常用的旗语、灯语以及各种明语方言、暗语等等，只要交流、运行就会有语言。高炉冶炼过程的风量、风压、风温、炉顶温度、炉顶压力、料线,以及各部位的温度、压力等主要参数, 连续记录并显示在值班室操作电脑和大型显示屏上，为工长操作和高炉生产管理提供参考。这些参数的集中画面，叫冶炼进程曲线， 也叫操作曲线。它是高炉冶炼过程的放大镜和显微镜，比一般工程施工图纸更重要，因为图纸是静态的，仅能提供实物特征、尺寸和配筋等情况,而冶炼进程曲线是动态的，它把高炉过程的状态、变化告诉你，你对它了解越深刻， 它“告诉”你越全面。高炉工长、炉长、冶炼工程师, 必须深入了解、掌握冶炼进程曲线中的“语言”，只有熟练掌握这种“语言”，才能驾驭高炉。操作者和管理者必须精通高炉 操作“语言”。及时分析、思考高炉操作“语言”所提供的信息，才能做到操作及时、准确。相反工长不懂或不精通高炉操作“语言”，忽视反映特征曲线或不认识特征曲线, 必然盲目的操作或运行，甚至还会发生反向操作。高炉管理者要不断通过培训、学习，提高工长理解高炉操 作“语言”的能力，适应高炉操作。在此笔者将高炉操作过程中的各项参数曲线的变化所代表的语言含义做如下解析：风 压: 风压是煤气在高炉内料柱阻力和炉顶压力的综合表现，因此风压也间接地表示高炉料柱透气性的变化。在正常情况时，风压是随着风量的增减而增减的，即风压和风量成正比关系。但料柱透气性恶化、炉温上行返热时风量萎缩而风压增加，此时风量曲线和风压曲线相对而行有交叉的趋势。当原燃料粒度变大透气性变好、炉温下行向凉时，风量增加而风压降低，此时风量曲线和风压曲线相背而驰两条曲线越走越宽，这些非正常炉况时风压和风量的变动趋向又是相反的。在电脑曲线画面上冷、热风压的波动趋势相比数字仪表更能体现出炉内料柱阻力和透气性的变化，冷、热风压之间的宽度越宽也就意味着冷热风压差越高，说明热风炉内格子砖或耐火球球床的透气性越差。根据操作曲线风压上升、下降的时间跨度长短，可以判断是炉温上行、气流突然受阻或者炉温下行、突发局部管道气流等现象。风 量 ： 在高炉正常冶炼过程中，除大环境限产及不可抗拒因素造成原料供应不足的特殊情况外，一般情况均下要求高炉全风量操作。众所周知“有风就有铁”，高炉操作更是“以精料为基础，以风量为纲”，也有“焦为骨、风为魂”之说，总之风量是高炉的根本、是产量的前提，风量越高料速越快、冶强越高、产量越高，同时较高的鼓风风速及鼓风动能也是活跃炉缸的保证。正如炼铁谚语所言“风大治百病”，其实是讲在高炉操作过程中，应力求全风操作，全风操作可保证炉缸活跃，初始煤气流分布合理，促进炉况稳定顺行。同时也可消除因减慢风引起的炉缸不活，稳定炉温。在电脑曲线画面上冷风流量上下波动趋势线的宽窄代表冷风流量在单位时间内波动的大小或风机转速的波动（电托风机风量波动一般较小，汽托风机风量波动一般较大）。在操作过程中很少单独根据风量的变化判断炉况发展趋势，正常情况下是风量结合风压、料速等趋势来判断炉况未来走势，也就是操作人员常说的压量关系和风料关系。从曲线画面来讲风压下降、风量上升、料速逐步变快，也就是人们常说的“压量关系宽松”意味着炉温下行，出铁后期也会出现此种现象，此时要注意观察风口变化，防止炉温快速下行。反之风压上升、风量下降（萎缩）、料速逐步变慢，也就是人们常说的“压量关系收紧”意味着炉温上行，双铁口以上高炉，炉前因故不能及时开口出铁，铁次间隔时间延长也会出现此种现象，此时要注意观察风口变化，为防止炉温快速快行，工长要及时采取有效措施，确保风量、料速、煤量、氧量等参数的匹配性。其次是风压下降、风量上升、料速变化不大或有变慢探尺曲线逐步拉宽的迹象时此时需要注意风口的变化和混合煤气成分及煤气利用率曲线的变化，对于这种情况炼铁“谚语”中曾有相关的解释即“风大不走料，不是炉凉是管道”此时风量和料速不相适应，预示着炉内煤气流分布失常，煤气利用变差或出现管道行程，应大幅度减风，同时减轻焦炭负荷。根据操作曲线风压上升、下降的时间跨度长短，可以判断是炉温上行、气流突然受阻或者炉温下行、突发局部管道气流等现象。日常操作过程中风量增减2%，就说明料柱透气性或者炉温正在发生变化，和正常料速的参数已经开始不适应，必须及时进行调剂使其恢复到正常区间范围内，否则趋势一旦形成炉况顺行程度很容易遭到破坏。风量短期波动100m³/min，影响燃料比15kg，操作过程中加减风量需要严格计算对操作燃料比的影响，风量调剂40分钟以后需要注意风口炉温及曲线画面压量关系的变化，及时回调避免造成炉温波动，影响炉况稳定顺行。料柱压差： 压差是指热风压力和炉顶压力之差，在炉顶压力变化不大的情况下，风压与压差的变动趋势和幅度基本一致。也表示煤气在流经料柱时的压头损失，所以压差比起风压更能反映出高炉内透气性的变化。在正常炉况时压差和风量、透指均成反比关系，压差的波动在很大程度上意味着炉内气流分布场或者上升煤气流的通道发生了变化，所以说使用压差比使用风压更能判断炉内透气性的变化。在正常操作过程中找出不同冶炼强度时的压差范围，并将其稳定在一定范围内更有利于炉况的稳定顺行。对于压差曲线的波动，作为操作者更应注意其波动范围并及时采取有效措施，为确保炉况稳定顺行，严禁出现顶压差操作的行为。透气性指数： 所谓透气性指数是指入炉风量与料柱压差的比值，在日常操作过程中是判断炉况是否正常的一个重要参数，它的现实意义在于，它在一定范围之内不像压差那样随着风量变动而变动，因此能更加真实的反映出炉内料柱透气性变化的情况，或者说更能准确的反映出高炉内料柱透气性与煤气量相适应的情况。在正常操作过程中料柱透气性指数基本上变化不大，当透气性指数低于或者高于正常值的8.5%时，就说明料柱透气性或者煤气体积发生变化，和正常上升通道已经不相适应必须及时进行调剂使其恢复到正常区间范围内，否则炉况顺行程度很容易遭到破坏并致其难行。再者高炉休风后的送风及崩料、坐料后的风量调剂，也是参照透气性指数进行确定合适的风量使用范围。
热风风温： 风温对高炉冶炼进程的影响，主要是直接影响到炉缸温度，并间接地影响到沿高炉高度方向上温度分布的变化，以及影响到炉顶温度水平，在高炉所有热量来源中，碳素燃烧(焦炭、煤粉)产生的热量占 78%，热风带入物理热占20%，炉料化学反应放热占2%，同时由于热风带入高炉的热量100%全部转入到煤气中，获取热风温度的经济成本也是最廉价的，因此热风带入的热价值最高。在风温的使用上各企业的规定也不尽相同，有的企业采用定风温操作，全天下来热风温度始终保持一条线运行，此举有利于稳定鼓风动能。也有企业采用关闭混风阀和混风调节阀，采用全风温操作。只是这种方式换炉前后风温相差接近60℃，不利于沿高炉高度上的温度分布和鼓风动能的稳定，而且换炉后风温急剧上升很容易导致料速变慢，短时间憋风，炉缸状态不好时很容易出现难行。对于大中型高炉来讲，风温一般不做为高炉的调剂手段。对于在操作过程中将风温作为调剂手段的高炉来讲，风温调剂1.5小时后需要注意风口炉温及曲线画面压量关系的变化及时进行回调避免炉况出现波动。富氧流量： 富氧对高炉强化冶炼来讲是极为重要的一种介质，同时也是提高煤比降低生产成本必不可少的一个重要手段。若要大幅度使用富氧，首先需要清除富氧鼓风对高炉冶炼的影响，只有清楚了解富氧对高炉的影响，在日常生产过程中操作者才不会随意调整富氧量的使用范围。富氧对高炉的影响大致可分几个方面：一是有利于提高冶炼强度，增加高炉产量；二是对煤气量的影响，在风量、燃料比保持不变的前提下提高富氧量相当于增加了风量，因此也增加了煤气量，在煤气上升通道不变的情况下，料柱压差也会略有上升。但是对于吨铁来讲，由于风量中的氮气量减少，吨铁煤气发生量是下降的，因此在风量不变时料柱压差是降低的，同时由于煤气量的下降带走的炉内热量也会下降，减少了吨铁的热量支出，利于降低吨铁燃料比；三是理论燃烧温度会有所升高，理论燃烧温度过高会引起SiO的大量挥发不利于高炉的稳定顺行。对此笔者的个人观点是料随风走（即风量大小决定小时料速）、煤随料走（小时料速决定小时煤粉喷吹速率）、氧随煤走（为保持理论燃烧温度在合理范围内，喷吹速率决定富氧使用量），同时上限较高的理论燃烧温度也有利于提高渣铁物理温度，保证炉缸的活跃程度。四是富氧以后随着煤气中的氮气量的减少，煤气中CO含量势必会增加，从而有利于促进物料的间接还原。再者随着吨铁煤气量的减少，高温区下移，上部热交换区间增大，在炉内热量传递过程中更多的热量被物料吸收，使炉顶煤气温度降低。正是基于富氧量对高炉冶炼的影响，生产过程中在理论燃烧温度不超标的前提下，笔者的个人观点是保持高富氧操作，在操作过程中尽量稳定富氧量。炉身静压： 炉身静压检测技术最早是宝钢高炉从国外引进，后来逐步在大中型高炉上广泛应用。对于热风压力和炉顶压力来讲，炉身静压对炉况发展趋势的预判有一定时间的预警功能，预警时间约为5秒—10分钟，利用炉身静压可以预判高炉炉况运行趋势，便于操作者提前采取防范措施，减少高炉失常的几率，保持高炉长期稳定顺行。炉身静压检测装置一般分为三层，每层设置4个取压孔，分别位属第五段冷却壁（炉腹部位）此处属滴落带，用以检测炉内滴落带的透气性，此段静压是最接近炉内热风压力的，对炉内压力波动更为灵敏。第十层冷却壁（炉身中下部）此处属软熔带，用以检测炉内软熔带透气性的变化及软熔带的位置，在日常操作过程中对炉况影响最为重要。第十三层冷却壁（炉身上部）此处属块状带，用以检测块状带的透气性变化，此处数值（曲线）的变化与原燃料强度和料制是否合理有直接的关系，并能有效预防上部悬料和管道的产生。炉身静压在日常操作过程中可以判断高炉周向气流的稳定程度（根据炉身静压各段周向各点的波动程度来判断，周向气流稳定的主要表现为：四点静压值曲线平滑无尖峰，三条曲线平行运行各点静压值相差不大曲线交织情况很少发生。）、可以判断高炉操作炉型（高炉纵向各部位的气流时时刻刻都在发生变化只是变化的幅度有大有小，小范围小幅度的波动是正常的，是炉内煤气流适应外部条件变化的自我调整，但一旦量变积累到一定的程度必然发生质的变化，最终体现在操作炉型发生变化）、可以判断炉墙局部是否结厚（高炉因原燃料条件变化或因操作不当悬料时，坐料有可能使炉墙局部粘结，也可能使附着物脱落。某部位粘上附着物的判断依据是该部位下部静压力偏高，但上部静压力偏低，如果是一种短期行为，一个周期后，这种现象消除；如果是一种长期行为，该部位炉墙有可能粘结，严重时甚至结瘤。）、可以判断渣皮的脱落和软熔带位置的变化（频繁波动的静压反应出渣皮的脱落和软熔带位置在不断的变化，软熔带的频繁变化势必造成炉内气流的不稳定。四条线波动较大，偶尔出现突升现象，视为反映此处渣皮不稳定）、可以判断“管道”行程（ 如果某个方位的静压值突然上升，风压表现却是不断下降，必然伴随着局部“管道”的发生，一旦塌料“管道”堵死后，该方位静压值降下来，风压水平却大幅度上升，此时高炉不得不大幅度减风控制，以防止“悬料”事故的发生。）、还可以 判断“悬料”发生的部位（ 如果是上部“悬料”炉身上部的静压值波动的尖峰要比炉腹部位的静压波动尖峰值早5-10s的时间；如果是下部悬料，炉腹部位静压值有一个急剧上升的尖峰，而炉身上部静压值会有小幅度的回落。上、下部静压波动进行对比，就可以判断出“悬料”的部位所在）。 当小时料速和炉温处于正常范围内时，风压、压差较高处于上限状态，风量小幅度萎缩，小时氧气量中上限控制，这种炉况意味着上部块状带透气性不佳，即原料粒度偏碎，小粒度占比较大，这一点从上部炉身静压能够体现出来。目前国内大中型高炉在净煤气管道上都装有煤气成分在线检测系统，该系统能够实时检测高炉煤气中各种气体的含量，并根据CO2/(CO+CO2)公式计算出煤气利用率。煤气利用率变化反映的是煤气流在上升过程中与矿石间接还原反应的变化及上升煤气流圆周分布与通道的变化，净煤气管道煤气成分中CO含量越高煤气利用率越低，也就意味着矿石在炉内块状带间接还原反应越差，其原因一是矿石冶金性能的变化造成间接还原的难度增加，与CO参与化学反应的数量减少，二是煤气流的上升通道发生变化，影响此变化的因素有原燃料粒度的变化导致布料圈数发生变化。经过一段时间的发展势必造成炉缸直接还原量的增加，炉温下行随之出现，反之亦然。通过笔者多年的观察与总结，当煤气利用率发生变化30-40分钟后，炉温也会随之发生变化，高炉工长在日常操作过程中应注意这个时间节点对炉温的影响，以免发生调剂滞后的现象而导致炉况波动。混合煤气成分： 炉况与混合煤气成分的关系很密切，在生产过程中可以利用CO和CO2含量的比例关系，判断高炉冶炼过程中的还原度和煤气能量利用状况。一般在焦炭负荷不变的情况下CO／CO2值升高（曲线图中CO曲线走高接近并超过CO2曲线），说明煤气能量利用变差，预示高炉向凉；CO／CO2值降低（曲线图中CO曲线走低接近并低于CO2曲线），则说明煤气能量利用改善，预示炉子热行。根据笔者多年的操作经验CO和CO2曲线拐点出现25-40分钟左后，压量关系、压差、透指曲线就会发生变化。一是CO和CO2曲线变化对炉况运行趋势的预警时间可以提前到25-40分钟，远远超过炉身静压的预警时间。二是CO和CO2曲线变化对两道煤气流的分布情况及煤气固定通道的大小同样有良好的预警作用。生产过程中混合煤气成分的关系应引起工长、炉长足够的重视。理论燃烧温度： 理论燃烧温度是指风口前焦炭和喷吹物燃烧所能达到的最高的绝热温度，即假定风口前燃料燃烧放出的热量（化学热）以及热风和燃料带入的物理热全部传给燃烧产物时达到的最高温度，也就是炉缸煤气尚未与物料进行热量传递前的原始温度。适宜的理论燃烧温度，能够满足高炉正常冶炼所需要的炉缸温度和热量，保证液态渣铁充分加热和还原反应的顺利进行。对于理论燃烧温度的最高点（红线点），笔者认为不应超过硅元素的沸点温度即2355℃。也有另一种观点是不应超过二氧化硅的沸点温度即2230℃，理论燃烧温度超过硅元素的沸点很容易造成，SiO大量产生,造成炉内透气性变差,高炉压差升高，炉缸中心工作活跃度不够,不接受风量。结合日本高炉理论燃烧温度控制2100—2400℃、及国内很多高炉在实际操作过程中对理论燃烧温度的控制范围及炉况的稳定顺行程度，笔者个人认为2355℃是合理的界限。日常操作过程中为确保理论燃烧温度的合理范围，笔者的观点是煤随料走、氧随煤走，根据煤比及时调整富氧使用量。
加湿鼓风： 加湿鼓风就是在冷风总管加入一定量的水蒸气经热风炉送入高炉即为加湿鼓风。加湿鼓风也是强化高炉冶炼的措施之一。其原理是加湿鼓风能提高鼓风中的含氧量，同时富化了煤气，增加了还原性气体CO和H2。只是随着煤粉喷吹技术的发展应用，加湿鼓风逐渐被淘汰，被淘汰的原因主要是受制氧机能力及高炉富氧率的限制。但是在全焦冶炼的高炉上，为有效提高热风温度，稳定炉况增加产量，加湿鼓风仍然不失为一种有效的调剂手段。常用的操作手法就是固定风温调剂蒸汽加湿，根据理论计算每增加1g/m³需要提高热风温度7℃进行补偿。近年来随着各炼铁企业对高炉技术指标及低成本的追求，氧气量越来越大，富氧率也越来越高。在提高富氧率以后为了防止理论燃烧温度过高，造成SiO大量产生,导致炉内透气性变差,高炉压差升高，炉缸中心工作活跃度不够,不接受风量的现象。在吨铁煤比提高到上限以后，迫于理论燃烧温度偏高对冶炼的影响，有不少企业重新采用了加湿鼓风的方式进行降低理论燃烧温度，确保高炉稳定顺行。当蒸汽流量曲线波动时首先要注意理论燃烧温度的变化及风口的变化。当高炉出现炉温上行风量萎缩、压量关系紧张难行时，通过增加鼓风加湿流量可以迅速缓解压量关系紧张制止炉温上行。当炉温下行风量扩张、压量关系宽松时，通过减少鼓风加湿流量可以迅速缓解压量关系宽松的状况，有效制止炉温下行。炉顶煤气压力： 炉顶煤气压力是反映煤气流经过料柱的总压头损失及煤气管道系统的通畅情况，对炉内操作来讲与其他仪表指示相结合，可以判断煤气流分布情况。在TRT或BPRT余压透平机设备没有投入之前，炉顶煤气压力的画面曲线是一条梳状曲线，在余压透平机设备投入以后，炉顶煤气压力的画面曲线是一条相对很平稳的曲线，在正常风量操作时即便是下完矿以后顶压曲线的波动也很轻微。当TRT/BPRT透平机投入运行以后，炉顶煤气压力曲线陡然升高，则意味着边缘煤气流和中心煤气流出现了管道行程，此时为防止出现崩料需要及时大幅度减风，减风幅度一般在30KPa左右。同时伴随管道的出现，炉顶煤气温度也会迅速升高，为保证炉顶设备和除尘器滤袋的安全需要及时开启炉顶打水，对高温煤气进行降温。为防止因管道行程损失大量高温煤气，造成后续炉温下滑严重，需及时补加半批焦炭进行补热或崩料后疏松料柱透气性。当下料过程中顶压波动幅度较大，而且布矿比布焦时顶压波动更大时，出现这种情况往往意味着风量和矿批重不匹配，也就是风量萎缩。因故减风或复风过程中经常出现的状况，面对这种状况作为操作工长要灵活掌握或调整。对于没有透平机的小型高炉或者透平机因故障不能使用的高炉，在操作过程中也可以根据炉顶煤气压力的变化曲线进行判断炉况的发展趋势。在慢风或复风过程中对于炉顶煤气压力的使用，其计算方式是热风压力除以1.75或者热风压力乘以0.57。喷煤速率： 随着喷吹燃料的增加，炉缸煤气中CO和H2量增加，N2含量降低。随着氢气浓度的增加，煤气黏度有所下降，煤气在炉内的扩散速度和还原速度加快，有利于促进间接还原反应。根据笔者多年操作经验总结，喷吹速率的高低应严格按照综合燃料比的操作线及小时料速进行控制，并确保喷吹速率的稳定，杜绝频繁调整喷吹速率或喷吹过程中不受控制的频繁波动，以达到稳定理论燃烧温度、炉腹煤气发生量及炉腹煤气体积的目的。每公斤煤粉的煤气发生量为4.84立方，远大于风量和公斤焦炭的煤气发生量，稳定喷煤速率对炉况稳定顺行有重大意义。在操作过程中对于煤粉的喷吹及小时燃料比的控制，往往有种奇怪的现象。对于这种现象笔者相信很多操作者都曾遇到或者亲身经历过，当压量关系紧张大幅度撤煤过渡，压量关系缓解后“回煤”不及时，后续为避免炉温大幅度下滑会在短时间内大幅度“追煤”。再有当前半小时炉温高喷吹量低，后半小时炉温下行信号出现后，为保持操作报表书面燃料比数字的稳定，后半小时往往大幅度的“追煤”，其实这种操作行为往往会造成气流的不稳定或者后续炉温的大幅度波动，是不可取的违章操作行为，在操作过程中应杜绝此种不良行为，为后续炉况的稳定顺行创造良好的环境。对于煤粉喷吹来讲，粉煤分为烟煤和无烟煤，无论两种煤采用什么配比，都无法避免发热值、挥发分和固定碳的波动，尤其是发热值对高炉炉温的影响尤为明显。对操作者而言煤粉的理化指标和矿石及焦炭的理化指标一样，都应引起足够的重视，当煤粉的发热值和固定碳上升、灰分下降在燃料比不变时意味着炉温上行，反之炉温下行。炉顶温度： 炉顶煤气温度测温电偶安装在煤气上升管道上，用以测量炉顶四个方向的炉顶煤气温度。影响炉顶煤气温度高低的因素有：入炉原料温度、粒度，入炉原燃料水分高低，炉内煤气的热能利用率，边缘和中心气流的合理比例等。根据曲线画面的四点炉顶温度高低可以判断炉内煤气热传递的好坏及间接还原的好坏，以及料面圆周方面煤气流的分布是否均匀，是否有偏料和局部气流过剩或边缘管道的现象。炉顶煤气温度低而稳定，各点煤气温度差别很小说明炉内煤气利用较好，吨铁燃料比低、煤气分布均匀。相反某点炉顶煤气温度升高幅度较大，且煤气分布不均匀，四点温度线发散而且越拉越宽，某点温度上升幅度较大，说明边缘和中心的煤气流过分发展或出现了管道行程，此时煤气利用率变差。各上升管内煤气温度接近，意味着边缘或中心煤气流过分发展。曲线上四点温度线宽度适中、温差较小基本在50℃以内，随着下料的节奏有规律的循环波动，意味着高炉炉况稳定顺行。当四点温度线合拢变窄，各点温度差小于30℃时意味着中心气流较强，炉喉圆周气流压制较好，此时当煤气利用率曲线下降、风量较大、料速放慢、探尺越拉越宽时，意味着中心过于发展，此趋势长时间发展很容易出现中心管道行程，为避免出现中心管道确保炉况稳定顺行，可以通过微调焦炭或矿石的布料圈数调剂中心气流的大小。对边缘煤气温度和中心煤气温度合适比例的控制范围及布料矩阵是否合理的判断，可以采用宝武或首钢高炉的操作经验，根据“Z”值即边缘四点气流温度的平均温度和净煤气管道温度的比值和“W”值即中心气流温度和净煤气管道温度的比值进行指导，“Z”值控制范围一般为1.3-1.5，“W”值控制范围一般为4.0-6.0。炉喉温度： 炉喉温度计一般安装在钢砖以下（即料面以下0.6米左右），沿圆周方向均匀插入炉墙内，能够灵敏的反映出炉喉四周边缘煤气温度高低及其分布情况。炉喉电偶一般安装在中小型高炉或非全炉冷却设备的高炉上，630m³以下高炉使用的较多，中大型高炉或安装全炉冷却设备的高炉基本取消了炉喉温度计。对于中小型高炉或非全炉冷却的高炉来讲，炉喉温度升高意味着边缘煤气流发展，中心煤气流不畅，此趋势长时间发展很容易出现上渣热下渣凉或者出铁过程中前凉后热而且炉温波动较大的现象，此时需要调整中心和边缘的焦炭分布比例。反之炉喉温度降低意味着中心煤气流发展，边缘煤气流不畅，此趋势长时间发展很容易出现难行或悬料的现象，此种趋势同样需要调整中心和边缘的焦炭分布比例。当炉喉温度四周各点差异增大，温度曲线带拉宽，意味着炉料分布不均，炉料偏行，管道行程或者局部结瘤，则温度高的方向说明有强的煤气流，温度低的方向说明煤气流较弱。十字测温： 炉喉十字测温是由安装在炉喉的炉顶热成像系统完成，十字测温温度对装料制度的变化十分敏感，可用十字测温温度分析不同装料制度对煤气流分布和炉型的影响，以选择适当的装料制度，维持稳定的煤气流分布和炉况顺行。当十字测温温度显示过高，并且不同方向的边缘温度相差过大时，说明炉内煤气流偏行，局部煤气流过盛。当十字测温温度边缘下降，中心上升，说明矿石在边缘分布数量增多。反之十字测温温度中心下降，边缘升高时，说明矿石分布到中心数量增多。十字测温边缘温度不宜超过200℃，超过200℃说明边缘比较发展，这时煤气利用较差，十字测温中心温度宜控制在500～600℃左右，且中心温度高温带不宜过宽，第4点不宜超过120℃，第5点不宜超过400℃，高温度带过宽会造成焦比升高。同时炉喉十字测温所测温度为“Z”值和“W”值提供准确的数据依据。
机械探尺： 中小高炉一般都装有两根相互对称的探料尺，2300m³以上的大型高炉根据炉喉直径大小分别装有三根（呈120°均匀布置）或四根（呈90°均匀布置相互对称）又简称料尺或探尺。大中型高炉的探尺都是由智能主令控制器控制的，具有自动升降和记录的功能。探尺的下降测量了料面的高低和反映了炉料下降情况。因此根据探尺收放的曲线能够直接反映出炉料运动的情况，对于判断炉况有着重要的作用。探尺下降均匀、顺利，而且两次下料时间大约相等，曲线无停滞或突然陷落的现象说明炉况稳定顺行。探尺下降缓慢曲线逐渐拉宽说明炉况返热、难行。探尺停滞不动曲线出现“打横”或“台阶”现象说明探尺“卡尺”或者悬料。探尺曲线突然下陷很深意味着出现了崩料现象，此时根据料线深度需考虑同缩布料角度或者补加焦炭。假如探尺突然出现较大的崩落，同时四点顶温急剧上升、炉顶压力、风量急剧升高、风压急剧下降意味着出现了剧烈管道行程，此时需及时减风30KPa并迅速开启炉顶全部水枪进行打水降温，防止顶温急剧升高烧坏除尘器滤袋，根据具体情况酌情加入净焦补充热量。探尺下降速度不一致而且高低差别较大，说明料面偏行或者局部气流过剩探尺钻尺。料尺曲线出现台阶说明此方向下部炉身有结厚或结瘤的现象。雷达探尺： 是通过雷达料位计的雷达波对料面进行测量，目前中大型高炉都装有此设备，其作用是防止机械探尺故障时为高炉操作提供参考。在操作过程中还可以通过雷达探尺和机械探尺的数据对比，判断中心气流和边缘气流的强弱以及炉喉料面的形状。雷达曲线成有规律的波浪状，比机械探尺曲线稍微偏深，说明中心气流稳定、料面中心呈漏斗状，此时炉况顺行中心气流稍强、边缘气流压制较好，压量关系松紧合适。雷达曲线比较平坦下料前后变化不大，和机械探尺曲线基本持平，说明中心气流变弱、料面中心漏斗较小，此时炉温顺行程度一般、中心气流偏弱，边缘局部气流开始变强，压量关系变化不是很大，压差比正常略微偏高。雷达曲线不活跃，反应呆滞，动作较慢，甚至有小幅度的反向运动，比机械探尺浅，说明中心气流较差，边缘气流局部过剩且不规则并且伴有钻尺现象，压量关系偏紧、料柱压差较高，此时炉况顺行程度较差。雷达探尺和机械探尺的关系也可用作检验料制是否合理及炉缸中心气流的活跃程度。小时料速： 是指正常生产过程中单位时间（一般以1小时计算）按照规定的料线装入炉内的炉料批数，对于小时料速的规定通常以8±1为正常料批。在炉况稳定顺行、炉缸工作状态正常的情况下，影响料速最直接的因素是矿石批重的大小。对于矿批的大小，炼铁圈内素有“铁神”美誉之称的沙钢炼铁工程师车奎生在《工长培训教材》中曾对合理矿批大小的选择做出了详细的计算方式，此处不在重复。正常生产过程中当料速变慢时探尺曲线会“拉宽”，此时意味着炉内间接还原时间延长，间接还原量增加，直接还原量下降，热量收入高于热量支出，炉温上行。反之当料速变快时探尺曲线“收窄”，此时意味着炉内间接还原时间缩短，间接还原量减少，直接还原量增加，热量支出高于热量收入，炉温下行。操作过程中下料前后料速（探尺曲线）的快慢，也能反映当时炉况顺行趋势和气流分布是否合理，当料速（探尺曲线）出现异常时，应短时禁止下料确保煤气流正常通道不被破坏，等气流及料速恢复正常以后，再决定酌情下料。当料速连续变慢或连续变快时，操作者一定要注意，此时热量收支平衡正被逐步破坏一旦积聚成势，无论是“向热”还是“向凉”对压量关系及炉温稳定性的影响较为明显，严重者甚至出现“返热”难行，或者“炉凉”崩料。当料速连续两小时低于或高于正常料速0.5批料时，无论当前炉温高低，操作者应采取措施让料速恢复正常状态，此时如若没有采取有效措施，即便操作燃料比和之前处在同一水平，其炉温也会出现较大的变化。冷却壁水温差： 为判断和监测高炉本体煤气流在圆周方面分布是否均匀，以及炉衬侵蚀、炉型变化、炉缸耐材受铁水环流侵蚀等情况，可用安装在炉体四周各层的温度计来观测。当某层或上下几层冷却壁的水温差曲线逐步拉宽并且出现两极分化的现象时意味着高炉圆周方向的炉衬出现了不规则的结垢，而且厚度不一，长此以往高炉正常的操作炉型势必会发生变化，对边缘气流的控制及调整难度也会逐步加大，而且边缘气流圆周分布也会遭到破坏，局部气流过剩或者小型管道的发生将会不可避免。当平稳的一条或几条温度曲线短时间内突然上升，意味着该处渣皮出现了脱落。操作人员应注意渣皮脱落的位置、大小及对高炉炉温的影响，必要时需要及时采取相关措施防止出现不可控的事故。当炉缸圆周方向温度曲线出现不同程度下降趋势时，意味着炉缸局部活跃程度下降或者出现边缘堆积的现象。反之炉缸圆周方向温度曲线上升，意味着炉缸活跃程度逐步恢复正常，边缘堆积现象已逐步消除。炉底中心温度曲线温度上升或下降，说明炉缸中心工作状态出现不同的变化，操作者要根据不同的情况分别采取不同的应对措施，以确保高炉稳定顺行及良好的炉缸工作状态。铁口深度是炉前四大指标之一，合理的铁口深度有利于泥包的形成和稳定泥包的作用，同时对均衡铁量差也起着较大的作用。中大型高炉都设计有2-4个铁口，除备用铁口外其余铁口基本都是轮流出铁，或者重叠出铁。在日常生产过程中，铁口角度是固定不变的，不能随意进行调整。能够影响铁口深度及泥包和出铁时间长短的因素有：打泥量的多少、是否出净渣铁、铁口泥套是否正常、堵口前泥套清理是否干净、炮泥质量、打泥操作手法等。（1）在开口过程中铁口冒白烟，意味着铁口孔道有潮泥，开口机继续钻铁口会发生铁口突然冒火或者铁口放“火箭”急剧喷溅，瞬间黄烟较大。此时开口机应暂停钻铁口，慢速旋转钻杆并缓慢退出钻杆，用压缩空气进行烘烤铁口，烤至铁口没有潮泥才能再次组织钻铁口直至出铁。（2）在开口过程中钻杆钻至一定深度并退出以后改用钢钎开口，当钢钎遇到铁口孔道较硬的现象，凿岩机振打无效时，不可长时间使用凿岩机强行振打，如若强行振打意味着铁口孔道即将断裂漏铁。对于这种现象的处理应该退回开口机，用氧气管烧一根或两根，然后再用开口机钻开。（3）铁口较浅，之所出现这种情况其原因大致有以下几种原因：1）对于没有采用铁水摆动溜槽的高炉来讲，炉底铁水罐即将满罐，铁口没有来风迹象，此时带铁堵口铁口不利于形成泥包很容易出现铁口过浅的现象；2）对口过程中因泥炮出现残缺、炮帽出现烧痕缝隙或者泥套干渣清理不干净，导致铁口跑泥现象，也会出现铁口过浅的现象；3）当冶强较高，炉前因故单场出铁且连续未能出净渣铁，炉次间隔时间较短，铁口孔道及泥包无法在短时间内达到结焦强度便急于开口出铁，造成铁口较浅的现象。此种情况极易出现铁口不耐冲刷，铁口孔道变大，铁口提前来风。再次堵口时打泥量控制不好，很容易造成下次出铁铁口较浅，严重者出现铁口失常的现象。铁口失常后极易出现跑大流的现象，危及炉前区域安全。当铁口较浅时，炉前相关人员一定要足够重视，要求炉内配合炉外，并采取有效措施恢复正常铁口深度。4）出铁过程中铁口频繁卡焦炭，出现这种现象意味着炉缸工作状态不佳，活跃程度下降，炉缸透液性较差，焦炭质量变差，炉温升高铁水含硫量下降，铁水渗碳较高，铁水变黏流动性较差，炉渣Al2O3含量较高，炉渣流动性差。5）两场或三场出铁偏析，出铁过程中渣铁量和物理温度偏差较大，打开铁口以后，下渣时间较短或者开口出渣时间较长，下铁后时间不长铁口来风，意味着炉缸局部活跃程度下降，或者铁口泥炮出现异常。碱性金属含量： 碱金属对高炉冶炼的危害已久，很多钢铁企业的高炉大都遭受过碱金属的危害。碱金属对高炉的危害主要体现在以下几个方面：（1）降低焦炭强度，造成焦炭粉化或龟甲式裂缝，恶化料柱透气性；（2）恶化烧结矿和球团矿的冶金性能，加剧烧结矿的还原粉化率，造成球团矿在上部异常膨胀，恶化料柱块状带的透气性，严重时造成料柱上部频繁悬料；（3）碱金属在低温区冷凝，凝结在炉墙表面形成结厚，严重时造成炉墙结瘤；（4）碱金属在炉内循环富集，造成大量风口小套上部中间部位被滴落物熔损烧坏，高炉无计划休风次数增加；（5）碱金属在炉内长时间富集，容易造成风口中套上翘，不利于气流对炉缸的搅拌，从外部看风口中套和大套的结合部的重合线位置发生变化。当炉前出铁时铁沟冒白烟，出完铁后主沟或渣沟两侧的干渣出现白色的盐碱物质，意味着炉料碱金属含量超标；出铁过程中主沟或铁水罐表面出现绿色的火苗，或者休风更换风口时，火焰较大且伴有绿色火苗，意味着炉料碱金属含量超标；出铁过程中铁口区伴有大量白色烟雾，或者炉顶成像出现大量白色烟雾，意味着炉料碱金属含量超标。炉 渣： 在生产过程中出铁下渣以后，工长都会通过炉渣的外观及温度来判断炉渣成分及炉缸工作状态和炉况发展趋势，用以调剂炉渣碱度和原料配比。在生产过程中，通过渣液温度可以判断炉缸温度。当渣液温度充沛，光亮夺目发白，流动性良好且渣面伴有小火苗，意味着炉温较高、碱度正常、铁水温度正常。反之炉渣颜色变为暗红，流动性变差而且粘沟，渣液流动过程中表面伴有小铁花，意味着炉温偏低、渣铁分离效果变差、渣中FeO含量升高、炉渣碱度下降。通过渣样判断炉温和碱度，用样勺取完渣液倒入渣模后，样勺会迅速降温，样勺边缘渣样表面凸凹不平、没有光泽比较粗糙且伴有气孔、成灰白色，能拉出长丝，意味着炉温较高、碱度较高。反之样勺边缘表面光滑成玻璃状，颜色成褐色或者黑色，拉丝较短易断，意味着炉温下行、碱度较低，物理温度不足。通过渣样断口的颜色、光泽、玻璃状和石头状的占比，判断炉渣碱度和炉温的高低。当炉温高时，渣样断口呈蓝白色意味着炉渣碱度在1.20～1.30。当炉渣断口呈褐玻璃状并夹杂着石头状斑点，意味着炉温较高，炉渣碱度在1.10～1.20。当炉渣断口呈玻璃状，炉温中等，意味着炉渣碱度在1.00～1.10左右。当炉渣逐渐失去光泽，变为暗褐色玻璃状渣，意味着炉渣碱度＜1.00。生产高铝矿时随着增加MgO含量的增加，炉渣就会失去玻璃光泽而转变为淡黄色石头状渣。生产低镍铁时炉渣中MgO含量高于10％，受炉渣碱度的影响，炉渣断口即变为蛋黄色玻璃状渣。当炉缸堆积采用锰矿或萤石洗炉时，炉渣断口颜色呈褐绿色。随着炉渣Al2O3含量的增加，炉渣玻璃状增加而且易碎，渣中（FeO）的增高促使炉渣断口中褐色增加。烧结矿成分、粒度：烧结矿的质量好坏，要看化学性能、物理性能和冶金性能三方面的内容。化学性能是基础，物理性能是保证，冶金性能是关键。烧结矿碱度对高炉冶炼主要操作指标有较大的影响。碱度是烧结矿质量的基础，生产实践证明，烧结矿的最佳碱度范围是1.9~2.3。当碱度低于1.85，每降低0.1的碱度，将影响燃料比和产量各3.0%~3.5%。据生产实践表明，降低碱度对高炉燃料比的影响远高于3.5%。需要注意的是，在实际生产中受石灰质量的影响，一些企业的烧结矿碱度波动较大，低于1.80甚至低于1.70像是家常便饭，但是作为高炉操作者或者管理者应该认识到碱度对烧结矿质量和高炉主要操作指标的影响。对于烧结矿质量的影响，除了烧结矿的碱度之外，还有MgO/Al2O3的因素。关于《MgO/Al2O3对烧结矿矿物组成及冶金性能的影响》，北京科技大学冶金与生态工程学院和唐山国丰钢铁有限公司技术部的王喆、张建良、左海滨、王润博、黄克存等同志通过多次烧结杯试验，得出的结论是MgO/Al2O3的控制范围1.06-1.22。对此笔者曾长期关注过京唐首钢、首秦板材、山钢日照等企业的烧结矿成分指标，这些企业为控制MgO对烧结矿品位及成本的影响，MgO/Al2O3基本控制在1.05-1.10的范围内，对于这一点在烧结矿方面有较高名望的李永军李总的观点和国丰钢铁几位同志的观点是一致的。对于烧结矿的粒度而言，烧结矿碱度和MgO/Al2O3均有着较为决定性的影响。烧结矿的粒度在炉内主要是两方面的影响：一是料柱的透气性影响，均匀的粒度组成是保证块状带料柱透气性及降低上部煤气运动阻力的基本条件，也是高炉稳定顺行的决定性因素。二是煤气利用率的影响，对上部块状带的间接还原来讲，提高间接还原度最有效的办法是提高烧结矿的表面积与气孔率和降低烧结矿的FeO含量。笔者多年前曾遇到过因烧结系统破碎系统出现问题，致使烧结矿的粒度偏大，料柱透气性较高、压差较低，煤气利用率较低，炉顶平均温度和吨铁燃料比居高不下。反之烧结矿粒度偏碎，会造成炉内料柱透气性变差压差升高，严重时导致炉况难行甚至悬料。作为操作者要注意观察烧结矿的粒度变化及其变化对高炉的影响。 焦炭强度粒度： 对于操作者来讲焦炭在高炉冶炼中的四个作用，笔者相信没有哪个操作者是不清楚的。但是对于焦炭在冶炼过程中物理性能和化学性能对炉况的影响，应该没有几个人能够说的清楚。焦炭物理性能中的强度分为冷强度（转鼓强度）和反应后强度。冷强度是指表示焦炭能抵抗受外来冲击力而不沿结构的裂纹或缺陷处破碎而形成碎屑或粉末的能力。反应后强度是指在炉内经理化反应后的焦炭在机械力和热应力作用下抵抗碎裂和磨损的能力。焦炭强度较低，意味着在炉内随着炉料下降的过程中，因摩擦力和受压而产生大量破碎和粉末，不但大幅度降低料柱透气性，使料柱压差升高，还会使炉渣变的粘稠，造成风口区域大小粒度碎焦占比大幅度增加，导致出现风口套大量烧毁和炉缸碎焦堆积，部分未燃烧的焦炭也会伴随渣铁从铁口排出炉外，出铁主沟表面会漂浮大量的碎焦的现象。这种情况的发生会大幅度降低焦炭负荷，笔者多年前在唐山不锈钢曾遇到过类似的问题，焦炭负荷一退再退，吨铁燃料比上升70kg才制止炉温的下滑，成功守住炉况。反之焦炭强度较高，意味着不仅料柱透气性较好、压差降低、焦炭负荷大幅度增加、吨铁燃料比持续下降，高炉冶炼强度、产量也会随着增加。合适的焦炭粒度是改善高炉料柱透气性的一个重要因素，粒度的均匀性对改善高炉料柱的透气性具有重要的意义，一是对稳定高炉焦炭平台及边缘和中心的焦炭分布比例起着重要的作用，对料柱两道煤气的稳定更具有决定性作用。二是焦炭水分，焦炭水分升高意味着综合负荷下降、炉温下行，当料流角度不变时意味着中心气流减弱。反之当焦炭水分下降意味着综合负荷升高、炉温上行，当料流角度不变时意味着中心气流增强。在没有任何化验数据的前提下，操作者也可以根据焦炭的棱角、颜色、质密度、滚落的声音等判断焦炭质量的好坏，也可用手抓握根据手上的灰分来判断焦炭的质量。总结： 对于高炉操作者和管理者而言，为确保炉况稳定顺行，笔者有如下几点感悟：（1）多学习、多分析、多总结，注意正常生产过程中操作语言出现的异常及细节的变化；（2）利用首钢经验根据自身条件，制定出符合自己高炉的“攻、守、退”操作方针，用来指导工长进行日常高炉操作；（3）对于操作过程中出现的问题，应实事求是以局外人的观点进行分析，所谓“当局者迷、旁观者清”，“不识庐山真面目，只缘身在此山中”，只有跳出三界外不在五行中，才能正确、客观的分析出炉况波动的具体原因；（4）工长的日常操作非常重要,工长是高炉操作的核心人物。日常生产中，工长的正确操作,是保持高炉顺行、稳定的前提。炼铁生产中要爱护工长，定期对工长进行综合培训并给予工长应有的权利和待遇。参考文献 [1]王喆、张建良、左海滨、王润博、黄克存、班友合《MgO/Al2O3对烧结矿矿物组成及冶金性能的影响》[网络] [2]车奎生 《工长培训教材》[网络] [3]高炉炼铁人转载 《应用静压判断炉况》[网络]
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