浅谈高炉四大操作制度

作为一名炼铁工作者，在高炉生产中对四大制度有了一些重新的认识，恰逢NCP肆虐之时，有了些时间，班门弄斧一下，鉴于才识有限，难免出现纰漏，请予以指正。

高炉四大制度，说起来简单，但真正做好，实属不易，其中不免错综复杂，盘根错节，互为主次，但却是每一位高炉炼铁工作者必须面对的事情，需要在其中去伪存真，分清主次，针对性采取措施，才能达到事半功倍的效果。

1.送风制度

从定义上看送风制度是指在一定的冶炼条件下选定合适的鼓风参数和风口进风状态，以形成一定深度的回旋区，达到原始煤气分布合理、炉缸圆周工作均匀活跃、热量充足。送风制度稳定是煤气流稳定的前提条件，其重要性不言而喻。

送风制度调节常被称为下部调节，包括风量、风温、风压、氧量、湿度、喷吹燃料以及风口直径（进风面积）、风口倾斜角度和风口伸入炉内长度等参数，还有两个重要的指标：风速和动能。

风速和动能两个指标是高炉工作者日常最为关心的两个参数，纵观国内各高炉，却千差万别，比如同是2500m3高炉有的动能在140kJ/s以上，有的却在110kJ/s以下，都取得了较好的指标。因此不能一概而论，只要能与本高炉炉型及冶炼条件相适应就好，不能片面追求高动能，要充分的考虑到原燃料条件，选择好合适的参数。从个人而言，比较认同一个观点：凡是遇减少煤气体积、改善透气性和增加煤气扩散能力的因素就需提高风速和鼓风动能，相反则需降低风速和鼓风动能。

正常生产中风口直径、倾斜角度以及长度是很少作为调剂手段的。比如改变冶炼条件、炉况长时间波动、炉缸工作恶化、原燃料质量长时间变化等等，应考虑进行调整，但要考虑到周向的均匀性，大家都知道，均匀稳定的一次气流是获得稳定气流分布的基础，本人也曾亲历一座气流偏行的高炉，采取局部缩小进风面积的办法，结果越治越偏。再有就是临时堵风口操作经常被用在处理复杂炉况或者炉缸工作恶化，也建议不要堵太长时间。在同样经历过一座炉役后期高炉被迫堵风口长达3个月，停炉下来发现所堵风口上方，渣皮已经结到炉身下部，因此建议堵风口操作不宜超过两周。

如何判断送风制度是否合适，有一份经验性资料供大家参考：

2.装料制度

这是每个高炉工作者最常涉及到的一个方面，因为装料制度所包含的内容是对一座高炉控制参数最大影响的地方，也是高炉操作者日常调控高炉手段集中的地方，可以说匹配什么样的装料制度，就会直接影响高炉的操作炉型和高炉指标，因此对高炉操作显得非常重要。

装料制度是炉料装入炉内方式的总称。包括入炉料结构、装料顺序、布料方式、矿批、料线、溜槽长度及形式等等，对装料制度调节一般称为“上部调节”。它决定着炉料在炉内分布的状况，控制炉内煤气流的三次分布，直接影响软熔带的位置和形状，因而对上部的分布和煤气利用有重大影响。

在高炉生产中，我们希望得到横向、径向均匀稳定的煤气分布，这样有利于炉况的稳定，也可以获得好的指标，但在实际生产中是很难达到。局部的气流不均是实际存在的，前辈们从各个方面查找煤气局部发展，甚至出现管道气流的原因，比如下部围管入口及对面的气流波动等等，也针对性的采取了下部调整手段进行调剂，但总是效果了了。因为高炉是一个封闭的高压逆流反应器，存在着诸多的相互影响因素，不可能完全的探知到，还存在很多不可预知的地方，一点轻微的变化，都有可能产生蝴蝶效应，引起炉况的变化。同时还是一个黑匣子，看不到，摸不着，就比如炉料从布料溜槽到达料面过程中，上升的煤气流会产生什么样的影响，这是很难模拟出来的，而在不同的冶炼条件下，形成的高炉操作炉型也是各不相同的，这也就形成了每座高炉的差异性和不可复制性，就需要不同的高炉有着不同的装料制度进行匹配。

首先谈一谈布料模式。从国内主流目前主要存在中心加焦和平台漏斗两种形式，两种布料模式均有着不俗的表现，也都有多个高炉好的指标进行支持，但从分布来看，采用中心加焦模式的高炉占比较高。从差异性来看，平台漏斗模式主要是依靠搭建稳固的焦炭平台，通过控制平台位置和大小，形成合适的中心漏斗，控制两道气流的合理分布。而中心加焦的方式保证中心气流稳定，从而对外界冶炼条件变化具有较好的抵抗性，说白了就是通过中心加焦保一道气流，维持基本的顺行。针对采用两种不同布料模式的高炉，个人观点认为，中心加焦高炉建议使用角度小一些，避免中心气流流速过高引起的中心气流不稳定。平台漏斗高炉角度可大一些，同时密切关注中心变化，避免中心气流收到抑制，影响高炉顺行。

目前，使用大矿批成为了不少高炉追求的目标，对于矿批的使用，个人认为需要根据原燃料情况进行选择，适应高炉的生产就可以了，重点需要关注料速的稳定。另外在矿批的使用上，建议使用定焦批的方式，有利于气流的稳定。

随着高炉大型化发展，料线的调剂逐步被淡化，虽然在操作中作为一种干预手段在调整，但已经很少作为一种调剂炉况的手段。这个可能跟操作经历有关，作为一名操作过中小型高炉的炼铁人来说，我还是习惯性把它归类到装料制度的调整中去。前段时间看过一篇专门讲料线调整的文章，也表达了这个观点，自己很有认同感。

3.高炉造渣制度

在四大制度中似乎单纯一些，不像其它三大制度那么息息相关，只是跟原燃料的变化关系较大，但前辈把它作为四大制度之一，自然是其道理所在，与高炉的顺行关系匪浅。今天我不想过多谈及影响造渣制度的因素及应对，这些在日常的操作中已经耳熟能详，只想聊一聊造渣制度是如何影响高炉的。

首先说说高炉渣的组成，研究表明，高炉渣一般为四元渣系，主要是SiO2-CaO-Al2O3-MgO。在高炉原料成分变化较大时，炉渣的成分就会出现变化，导致渣系出现问题，早期高炉操作主要关注二元碱度变化，现在越来越多的人开始关注并控制四元碱度的变化，是对高炉有利的。有资料研究发现：高碱度、低MgO时，随着Al2O3增加，炉渣粘度呈上升趋势，尤其是大于18%以上，会出现急剧升高，因此高炉操作应对一定要做好。与此同时，原燃料变化时成分变动的及时性和准确性需要保证，不要等到已经产生不良影响了，再去事后分析，就黄花菜也凉了。

从炉渣的分类来看，一般高炉操作中常用到的是碱性渣和酸性渣，也就是常说的石头渣和玻璃渣。高炉正常生产中基本都采用了碱性渣，因为在熔化性温度以上一定区间内碱性渣比酸性渣粘度小，而且具有较好的脱硫效果，但是不足之处是受温度变化较大，当温度降至凝固点时，就会瞬间变为不完全流动，这就是高炉向凉时会出现只出铁不出渣的原因所在，因此在高炉操作中，一定要有防凉的红线意识。

那么渣系对高炉炉况影响是从什么地方开始的呢？这就要从炉渣的形成过程来看了。我们都知道炉渣分为三个阶段初渣、中间渣和终渣。初渣从软熔带上部开始，是炉渣粘度最大的地方，中间渣是在初渣下行过程中物理性质、化学成分急剧变化的地方，终渣是炉渣形成基本达到平衡的地方，因此个人认为渣系对炉况的影响主要是初渣和中间渣，尤其是初渣，是对炉况影响最大的地方，直接影响料柱的透气性，严重时会导致气流失常，需要高炉操作者密切关注。

高炉炉况波动较大时，气流稳定性差，容易出现热量不足现象，常采用提高炉温水平，保炉缸热量措施，一般需要适当降低炉渣碱度配合调整，一方面是为了防止热量增加炉渣碱度偏高影响流动性，个人认为还有一方面原因，4是为了防止出现炉凉时炉渣物理性能出现突变。

4.热制度

表示热制度的指标热制度是指在工艺操作制度上控制高炉内热状态的方法的总称。热状态是用热量是否充沛、炉温是否稳定来衡量，即是否有足够的热量以满足冶炼过程加热炉料和各种物理化学反应，渣铁的熔化和过热到要求的温度。高炉生产者特别重视炉缸的热状态，因为决定高炉热量需求和燃料比的是高炉下部，所以常用说明炉缸热状态的一些参数作为热制度的指标。

传统的表示热制度的指标是两个。一个是铁水温度，正常生产是在1390-1550 C之间波动，一般为1450 °C

左右，俗称“物理热”。另一个指标是生铁含硅量，因硅全部是直接还原，炉缸热量越充足，越有利于硅的还原，生铁中含硅量就高，所有生铁含硅量的高低，在一定条件下可以表示炉缸热量的高低，俗称“化学热” 。影响炉缸热制度的因素有：

（1）影响高温（t理）方面的因素，如风温、富氧、喷吹燃料，鼓风湿度等；

（2）影响热量消耗方面的因素，如原料的品位和冶金性能，炉内间接还原发展程度等；

（3）影响炉内热交换的因素，例如煤气流和炉料分布与接触情况，传热速率和热流比W料/W气（水当量

比）等；

（4）日常生产中设备和操作管理因素。如冷却器是否漏水，装料设备工作是否正常，称量是否准确，操作是否精心等。

由于燃料消耗既影响高温程度，又影响热量供应，所以生产上常将影响燃料比（或焦比）的因素与高炉热状态的关系联系起来分析。

生产中如何控制好炉缸热状态：炉缸热状态是高炉冶炼各种操作制度的综合结果，生产者根据具体的冶炼条件选择与之相适应的焦炭负荷，辅以相应的装料制度、送风制度、造渣制度来维持最佳热状态。日常生产中因某些操作参数变化而影响热状态，影响程度轻时采用喷吹量、风温、风量的增减来微调。必要时则负荷；而严重炉凉时，还要往炉内加空焦（带焦炭自身造渣所需要的熔剂）或净焦（不带熔剂）。