胡德顺，王光伟，刘喜亮

（鞍钢集团朝阳钢铁有限公司，辽宁 朝阳 122000）

高炉长周期稳定顺行，才能有效发挥其产能，降低生产成本。由于高炉炉况能否长期稳定，不仅取决于高炉操作管理，也与整个铁前的系统化管理密切相关，因此，鞍钢集团朝阳钢铁有限公司（以下简称朝阳钢铁）结合自身单高炉生产的工艺特点，不断总结铁前系统科学化生产的管理和操作经验，开展“以控制重大事故为前提，以高炉长周期稳定顺行为中心”的降成本工作，同时实施“以严控原燃料质量为突破口，以模板化管理为手段，以量化指标为依据，以趋势化管理为判断标准”的各项管理工作，强化各级管理人员的管控水平。通过建立高炉诊断模型、铁前配矿结构模型，实施成本日清日结管理、设备零故障管理，有效地推动高炉高效化生产，实现高炉低成本冶炼。

1 铁前系统概况

朝阳钢铁铁前系统包括1座年吞吐物料量1 200万t的机械化综合原料场，1台年生产能力为260万t的265 m2烧结机；2座6 m 50孔焦炉及与其配套的1套125万t干熄焦设施；1座年生产能力为200万t的2600 m3高炉。朝阳钢铁属单系统生产，高炉的稳定顺行对整个公司的生产经营至关重要。

2 高炉管理

朝阳钢铁炼铁厂实行从原燃料采购到铁水产出的铁前系统全过程、系统化管理，建立了以高炉稳顺行为中心的高炉诊断管理模型，突出对重点过程的控制，实现高炉的高效、稳定生产。高炉诊断模型主要包括5方面内容。

2.1 建立高炉原燃料控制底线

高炉原燃料质量稳定是高炉炉况长期稳定的前提条件。原燃料质量波动过大，必然会导致高炉稳定性下降，因此，朝阳钢铁建立了高炉原燃料质量控制底线，并提出了品种结构调整要求。高炉原燃料控制底线见表1。在品种结构调整方面，要求①高炉使用焦炭全部为厂内生产，配煤结构每月至多调整一次；②烧结配矿结构每月至多变动一次；③ 高炉配矿保持烧结矿比例相对稳定，酸性料替换采用逐步过渡的方式。

表1 高炉原燃料控制底线

2.2 建立高炉温度场管理模型

高炉炉体温度场管理主要包括炉缸管理和炉身管理。炉缸管理主要针对铁水物理热指数和炉芯温度水平，相应的控制标准为炉芯温度 （430±30）℃、铁水物理热指数3.0±0.5，通过燃料结构的调整来确保炉缸的工作状态。炉身管理主要针对炉腹、炉腰、炉身和炉喉等温度场的温度及热流强度，相应控制标准见表2，通过装料制度和水量水温的调整，有目的地控制渣皮的脱落和形成，保持合理的操作炉型，确保合理的煤气流分布。

表2 高炉炉身温度场控制标准

2.3 建立高炉操作模型

为避免外界条件变化对高炉稳定性的影响，提出了高炉“五定操作”，即定风压、定料批、定炉温、定碱度、定顶压，具体规范见表3；并在高炉生产操作中严格执行“五定操作”，为高炉稳定顺行奠定操作基础。

表3 高炉“五定操作”规范

2.4 形成趋势化管理模型

趋势化管理主要以高炉为中心，每月对高炉的运行数据进行统计和分析，形成 “高炉运行评价”、“高炉长寿管理”总结。2017年1月～2018年2月高炉炉芯温度变化趋势如图1所示。

图1 2017年1月～2018年2月高炉炉芯温度变化趋势

由图1可以看出，2017年7月～2018年2月，高炉炉芯温度持续下滑，炉缸工作状态变差。结合生产实际情况，对炉芯温度下降趋势进行分析：2017年9月焦炭实物质量及粒级波动大，灰分呈上升趋势，是炉芯温度低于400℃的主要原因；2017年10月11日干熄焦检修，将入炉焦比提高至390 kg/tFe，炉芯温度被控制在合理范围内；2017年11月高炉年休且出现4次非计划休风，使炉芯温度快速下滑，低于350℃；2017年12月至2018年2月，炉缸治理需要焦炭支撑，但焦炭实物质量和粒级仍没有得到改善，炉芯温度下降趋势没有得到控制。

综合分析可知：①外部原因导致高炉频繁休风，是炉芯温度持续下滑的诱因；② 焦炭实物质量差，是炉缸工作状态持续得不到改善的主因。针对此种情况，采取提高入炉焦比、提高铁水物理温度、降低铁水中钛含量、提高鼓风动能以及改善焦炭质量等应对措施。经过约2个月的治理，炉芯温度回升，高炉顺行得到保障。

2.5 形成有害元素管理模型

自2013年起建立了高炉有害元素分析模型，每个季度对高炉炉料及与生产相关的原料进行一次取样化验，所取样品包括炉渣、除尘灰、高炉原燃料和烧结原燃料等20种物料，掌握其锌、钾、钠等有害元素的基础数据，监控高炉有害元素负荷水平，并根据资源水平制定烧结原料有害元素控制标准，见表4。

表4 烧结配料有害元素含量控制标准（质量分数）%

高炉有害元素主要控制措施：①在烧结混匀料中停配干法灰、转炉尘泥等，避免有害元素循环富集；同时，密切监控各种物料中碱金属和锌的含量，及时减配或停配有害元素含量高的物料，使高炉锌负荷和碱金属负荷在一定范围内保持动态平衡。碱金属负荷控制在4 kg/t以内，锌负荷控制在0.4 kg/t以内，最大限度降低有害元素对高炉的危害。②通过高炉操作适当控制炉渣碱度、镁铝比等，提高炉渣排碱量，适当控制中心气流，促进有害元素排出；通过控制焦炭粒级，降低有害元素对焦炭的气化作用，使高炉保持长周期稳定顺行。

3 成本管理

朝阳钢铁炼铁厂采用二级成本控制体系，将成本控制分为厂级和工区级。每月将公司下达到厂的成本指标通过成本分解表分解到各科室、工区管理人员；然后按照“干什么管什么”的原则，通过岗位的成本分解卡片将产量、能源、原燃料消耗和辅材等成本项目，以消耗定额的形式分解到各操作岗位。

3.1 实施周成本测算制度

专门设立成本组，建立38项工艺成本控制点和25项能源成本控制点，做到成本日清日结，并结合周成本预测进行总结分析，及时调整导致成本升高的因素，逐步形成成本预测（先算后干）、过程控制（边算边干）、成本改进（干完核算）的管理机制。

3.2 实施铁前配矿一体化

铁前配矿成本约占生铁成本的60%，使配矿结构科学经济是降低生铁成本最有效的措施。朝阳钢铁通过近几年的生产实践，实现了烧结配矿与高炉的联动，并建立了适用于自身生产的高炉配矿结构模型和配矿菜单。朝阳钢铁铁前配矿过程模型如图2所示。通过配矿菜单确定配矿品种；通过计算配矿结构成分，确定是否满足生产要求；最后通过成本测算，确定是否满足降成本需要。

图2 铁前配矿过程模型

3.3 实施燃料成本经济化

燃料成本经济化主要通过三方面实现：①采取技术措施降低喷吹煤成本。2014年高炉喷煤工区通过采取全氮喷吹、降低系统氧含量等技术手段，将烟煤配比由50%提高至65%，成为鞍钢集团内部喷吹煤成本最低的工区。②调整喷吹煤品种结构，降低成本。2015年在烟煤比例提高后，采用西山贫煤替代阳泉煤，克服了贫煤粘性大、易堵枪的不利因素，将贫煤比例提高至60%，进一步降低了喷煤成本。③根据成本测算和炉缸工作状态，调整煤焦结构，实现燃料成本最低。

4 设备零故障管理

朝阳钢铁是单高炉生产，设备保障是高炉长周期稳定运行的关键。炼铁厂采用“设备零故障”管理模式，通过三个方面对设备进行管理：① 按照设备的关键程度将设备分为A、B、C三类，同时，对炼铁厂区域内的所有设备进行归类，并制定《A类设备管理检修策略》，提高检修质量。② 制定设备互检和巡检制度。设备互检由设备室人员及各工区设备主管人员参加，对全厂设备的隐患、记录、点检、润滑等情况进行检查；设备巡检由设备室人员负责，主要对设备进行不定期抽查，以弥补定期互检存在的不足，实现设备稳定运行。③ 以“零事故、零故障、零隐患”为目标，提高设备点检质量，减少设备事故对生产的影响，杜绝非计划休风。

5 实践效果

朝阳钢铁通过实施高炉诊断管理模型，为高炉标准化操作提供了依据；通过成本管理为铁前系统降本增效提供了方向；通过设备零故障管理，为铁前长周期稳定顺行提供了保障。铁前系统的科学化管理强化了单高炉生产系统的稳定性，为实现铁前系统“均衡、稳定、高效”生产奠定了基础。

5.1 实现铁前配矿成本紧跟市场节奏

炼铁厂积极参与采购决策，与部门联动，即保证质量要求，又充分考虑经济性，2017年做到了铁前配矿成本与市场趋势的一致。2017年铁前配矿成本与普氏指数趋势如图3所示。

5.2 实现铁前系统稳步强化

对于单高炉生产系统，高炉长周期稳定顺行是关键，也是经济冶炼的重点。朝阳钢铁的铁前科学管理以高炉为中心，结合铁前系统单高炉生产的短板，不断对人、设备、原料、技术进行强化，从而使各项经济指标科学、有序地提升，实现烧结一个半月检修一次，高炉三个月检修一次的常态化管理，烧结作业率整体呈上升趋势（2014年由于炼钢事故，烧结被迫停产7天，作业率有所降低），高炉、烧结利用系数稳步增加。2011～2017年烧结作业率见图4，2011～2017年高炉、烧结利用系数见图5。

图3 2017年铁前配矿成本与普氏指数趋势

图4 2011～2017年烧结作业率

图5 2011～2017年高炉、烧结利用系数

6 结语

（1）高炉长周期稳定顺行是单高炉生产的关键，也是经济冶炼的重点。朝阳钢铁基于单高炉生产的工艺特点，以高炉为中心，对铁前系统进行模板化、趋势化管理。通过进行高炉管理、成本管理和设备零故障管理，铁前配矿成本紧跟市场节奏，铁前系统各项经济指标均有所提升，且实现了烧结一个半月检修一次，高炉三个月检修一次的常态化管理。

（2）高炉诊断模型的实施为高炉标准化操作提供了依据；强化成本管理为铁前系统降本增效提供了方向；设备零故障管理为高炉长周期稳定顺行提供了保障。

（3）朝阳钢铁铁前系统科学化管理，有利于强化单高炉生产系统的稳定性，降低生产成本，是实现铁前系统“均衡、稳定、高效”生产的基础，实践效果良好，具有借鉴意义。