摘  要  3號高爐從2013年3月份開爐至2017年5月份期間，共發生了四次較嚴重的爐況失常事故，在導致爐況失常的多因素中，入爐品位的過低和爐渣中Al2O3的過高是兩項顯著性因素。通過對2017年前5個月內日產超過1萬t期間生產特點進行分析，總結出通過提高原燃料的穩定性和保持合理的爐料結構，加強高爐的精心操作和管理，可以在入爐品位等關鍵指標達不到控制要求的情況下實現較好的技術經濟指標，從而達到高爐穩定順行與降低生鐵成本的有機結合。

關鍵詞  特大型高爐  爐況失常  入爐品位  低成本

1  前言

安鋼3號高爐有效容積4747m3，屬于特大型高爐，其生鐵成本的高低，對安鋼的整體經營狀況影響重大。自從2014年以來，安鋼積極推行高爐工序經濟料冶煉路線，以“穩焦調礦”為原則，突出鐵前聯動配礦降本，不斷提升高爐操作水平，來保障生鐵成本的持續降低，并取得了較好的效果。經過三年多的生產實踐，該路線也逐漸暴露出一系列的問題：高爐的“精料”控制要求逐漸放寬了；原料場庫存降低了，配礦變料次數增多了；原燃料質量穩定性變差了等，往往會造成高爐的穩定順行周期較短和爐況波動頻繁。

生產實踐表明，高爐爐況的一次嚴重失常事故，往往就可能吞噬掉幾個月甚至一年的效益，所以高爐的低成本生產必須以爐況的長期穩定順行為基礎。本文試圖通過對自開爐以來至2017年5月份期間所發生的嚴重爐況失常事故的簡要分析，來重點闡述爐況失常的主要原因，探索在環保管控政策和原燃料質量不斷劣化等新形勢下高爐保持長期穩定順行的技術研究和管理改進。

2  2013.4—2017.5期間生產運行特點及分析

2.1 生產運行特點

自3號高爐2013年3月份開爐以來至2015年1月，整體上沒有嚴重爐況失常事故的發生；從2015年2月份開始到2017年5月份，共發生了四次較嚴重的爐況失常事故，主要表現為產量大幅下降，燃料指標大幅升高，高爐順行狀況很差。從整體上看，高爐保持穩定順行的時間周期越來越短，陷入了“穩定順行—爐況波動—爐況失常—爐況恢復”的不良循環模式，但難行程度和損失大小卻是逐漸減輕的，這說明了我們在特大型高爐的技術研究和科學管理方面還存在許多的不足，但也在探索過程中取得的一定的進步。

2.2  生產運行分析

入爐品位和爐渣中Al2O3的劣化趨勢與爐況失常事故的發生具有很大的相關性。失常Ⅰ發生前期入爐品位持續下降，2014年8月-2015年1月入爐品位平均值為57.59%，特別是10月份和12月份分別降到57.27%和57.26%；失常Ⅱ前期入爐品位急劇下降，2015年11月份和12月份分別降到57.90%和57.09%；失常Ⅳ前期入爐品位也是不斷下降，2016年12月份和2017年1月份分別為57.95%和57.84%；如圖3所示，失常Ⅲ前期3個月入爐品位分別為58.60%、58.47%和58.56%，其值符合控制要求，但是這三個月爐渣中Al2O3的含量分別為16.72%、16.71%和16.56%，Al2O3的含量均超出控制要求。

由于3號高爐屬于特大型高爐，其對原燃料的質量依賴較強，所以其對原燃料的控制要求也比較嚴格。該高爐入爐品位設計指標為59.20%，渣量為310kg/t，安鋼鐵前系統施行的“四位一體”標準化中要求入爐品位不低于58.50%，爐渣中Al2O3的含量不超過16.50%。失常Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ時期入爐品位不僅均低于58.50%，而且還低于58.00%，入爐品位的過低，會導致爐渣渣量大幅度增加，嚴重影響料柱的透氣性和爐前渣鐵的及時排出，進而影響高爐爐況的穩定順行。失常Ⅲ時期爐渣中Al2O3的含量超過16.50%，降低爐渣的流動性，也會嚴重影響料柱的透氣性，進而影響高爐爐況的穩定順行。

當入爐品位不低于58.50%，并且爐渣中Al2O3的含量不超過16.50%時，3號高爐基本呈現了穩定順行狀況；從較長的時間周期來看，高爐入爐品位波動較大，其良好的穩定性也是高爐長期穩定順行的重要保障。雖然3號高爐系統制定了“四位一體”標準化要求，但其入爐品位和爐渣中Al2O3等主要指標與先進同類型高爐相比，還有是有較大差距的。

高爐失常往往是一個累積過程，即由短期性的爐況波動逐漸演變為爐況失常，如果在爐況波動階段能及時找到到原因，使爐況盡快恢復正常順行狀態，就可以避免爐況失常事故的發生。在爐況失常前期，相應的高爐本體監控數據、原燃料質量和設備運行參數就會呈現出某種劣化性的變化趨勢；但是爐況失常的原因分析往往是比較復雜的，爐況失常也往往是多因素共同作用的綜合結果，多因素之間也難以準確界定和分配作用權重。隨著入爐品位的逐漸降低，特別是入爐品位分別低于58.50%和58.00%這兩個關鍵點時，高爐的爐況波動風險急劇增加，必須及時制定各種應對爐況波動的應急方案，做好原燃料劣化情況下的技術應對和技術儲備。3號高爐通過對這四次嚴重爐況失常事故展開了分析和研究，歸納出了導致爐況失常的顯著性因素，反映出在各種關鍵指標中入爐品位和爐渣中Al2O3的不斷劣化及其穩定性較差，為以后的順行穩定生產提供了寶貴的經驗教訓。

3  當前新形勢下的生產優化探索

自2016年11月份開始，隨著環保管控新政策的大力推行，鐵前系統高爐、燒結機和焦爐等工序均不同程度地受到很大影響，出現了高爐不同程度的限產、燒結礦的供應不足、爐料結構的頻繁大幅調整、塊礦配比的大幅度增加和石灰石等熔劑的配加等新情況。面對降低生鐵成本和降低原燃料庫存的巨大壓力，原燃料質量存在著不斷劣化的情況。面對當前這種不利的新形勢，3號高爐必須克服種種不利條件，特別是入爐品位持續低于58.50%的情況，在保證爐況穩定順行的基礎上，積極進行低成本生產探索和優化研究。

2017年前5個月高爐運行狀況整體上欠佳，特別是1月份發生了爐況失常事故，高爐日產量超過1萬t生產情況如表2、圖5和圖6所示。生產Ⅰ隨后的4月24日進行了25h的休風計劃檢修，27日發生了計劃外長時間休風，對調壓閥組進行了14.5h的搶修，因而產量未能短時間內恢復到1萬t水平。生產Ⅱ隨后的5月8日高爐開始出現壓差高等爐況不順現象，經過積極恢復與調整，直到15日爐況才基本恢復順行水平，其主要原因為燒結礦產量不足而大量配加石灰石熔劑、爐料結構調整幅度較大、焦炭熱強度CSR下降和4月27日的計劃外長期休風對高爐的不利影響還未完全消除等。生產Ⅲ隨后的5月26日3號燒結機進行了39h的計劃檢修，此期間3號高爐燒結礦由2號燒結機供給，其品位和強度等主要指標與3號機相比有一定的差距，入爐品位由58.12%降到56.91%，再加上焦炭熱強度CSR下降，高爐被迫退負荷保順行，因此日產量1萬t水平未能持續。

在三個日產量超過1萬t的生產階段中，生產Ⅰ持續時間最長，各項技術經濟指標也最佳，并且創造了自開爐以來的最好水平，這為新形勢下的低成本生產研究和推廣提供了良好的實例。

在生產I期間，爐渣性能、燒結礦質量和焦炭質量均保持了較高的穩定性。生產I期間，爐料結構也保持較高的穩定性，燒結礦配比平均為74.30%，豫河球為11.64%，南非塊為2.69%，羅伊山塊為11.12%，其中生礦配比為14.06%。

生產I期間關鍵指標入爐品位均值為58.20%，雖然未達到控制要求58.50%，但是爐渣性能、燒結礦質量、焦炭質量和爐料結構均保持了較高的穩定性，爐渣具有較好的流動性，加強了爐前作業管理，確保各鐵口能夠重疊出鐵，為高爐的強化冶煉提供了有力的保障，高爐各項操作參數。

生產I期間的生產實踐表明，通過提高原燃料的穩定性和保持合理的爐料結構，通過高爐的精心操作和優化參數，積極探索爐頂布料矩陣與各種爐況的關聯性，以“穩定邊緣、打開中心；穩定中心、照顧邊緣”為煤氣調整思路，可以在入爐品位等關鍵指標達不到控制要求的情況下實現較好的技術經濟指標，達到高爐穩定順行與降低生鐵成本的有機結合。雖然生產Ⅲ期間實現了較好的實際效果，但其抵御外界波動因素的能力還較弱，必須加強爐況失常預防和快速恢復爐況的技術積累和經驗提煉，嚴格監控爐溫水平和爐缸活躍性，制定科學的各種操作應急預案，結合高爐趨勢化管理，把波動因素所造成的不利影響消除在初期階段，抑制運行過程的繼續惡化，從而避免嚴重爐況失常事故的發生，形成與安鋼具體廠情緊密結合的特大型高爐操作制度。

4  結語 

（1）3號高爐從2013年3月份開爐至2017年5月份期間，共發生了四次較嚴重的爐況失常事故，在導致爐況失常的多因素中，入爐品位的過低和爐渣中Al2O3的過高是兩項顯著性因素。

（2）生產實踐表明，通過提高原燃料的穩定性和保持合理的爐料結構，加強高爐的精心操作和管理，可以在入爐品位等關鍵指標達不到控制要求的情況下實現較好的技術經濟指標，從而達到高爐穩定順行與降低生鐵成本的有機結合。

（3）在新形勢下，3號高爐要主動適應入爐品位偏低和原燃料受外界影響較多等不利條件，在保持高爐爐況定順行的情況下，積極探索低成本生產優化研究，形成與安鋼具體廠情緊密結合的特大型高爐操作制度。