0 引言

马鞍山钢铁股份有限公司（简称马钢）1号高炉有效容积2 500 m³，设有3个铁口，30个风口，采用了PW炉顶技术、全干法布袋除尘和软水密闭循环冷却系统。于2019年2月23日开炉投产，开炉3日即达产，利用系数达到2.01，创国内同类型高炉开炉最快速度。炼铁界学者和专家们对高炉强化冶炼作了很多研究^[1-6]，但关于2 500 m³级高炉开炉后的强化冶炼还鲜有报道。马钢1号高炉经过不断强化冶炼，各项技术指标不断创出新高（见表 1）。3月利用系数达到2.40以上，焦比335 kg/t，煤比137 kg/t。7月利用系数达到2.60，焦比316 kg/t，煤比140 kg/t。9月份后随着焦炭质量的劣化及停氧、限氮、环保限产等外部因素影响，高炉退负荷保高炉顺行。12月在大比例使用湿焦（50%）的条件下，平均利用系数为2.73，达到了行业先进水平。

1 优化原燃料管理 1.1 严控粉末入炉

原燃料是高炉冶炼的物质基础，只有稳定的原燃料供给，才能保证高炉稳定顺行。焦炭质量对高炉炼铁生产指标的影响约占精料技术水平的一半^[7]。针对9月后焦炭质量的持续劣化（见图 1），1号高炉通过稳定用料结构，控制单矿种变化量在2%以内，变化量大的分批变料；严格保证槽位，杜绝低槽位现象；严格控制筛分值（每小时筛分量），要求烧结矿筛分值控制在110以内，焦炭筛分值控制在60以内；定期进行筛网检查，杜绝堵塞筛齿；减少粉末入炉，烧结矿粒度小于5 mm的比例控制在4.5%以内，连续超标时及时预警。

1.2 调整合理的料条位置

1号高炉使用的焦炭为：25%湿熄焦+75%干熄焦，矿石用料结构主要为：65%烧结矿+20%自产球团矿+15%生矿。因烧结矿产能制约，相对于国内同级别高炉，球团矿使用比例较大，槽下O4斗内球团进入高炉后，容易向中心滚落，造成炉内中心气流大幅波动，对高炉稳定顺行造成较大影响，因此，布料位置的选择至关重要。经研究，将原来排在5A后O4斗的料布于8A，7A料条表面，保证料条最后1段是5A烧结矿（见图 2），以减少球团矿向中心滚落。

图 3为料条顺序优化后气流变化，从图 3可以看出，料条顺序优化后，矿石滚落现象减少，边缘温度下降，中心次环温度明显提高，中心气流稳定性改善。在风量增加的情况下，压差反而从185 kPa下降至180 kPa水平，为提升指标创造了良好条件。

2 探索合理制度 2.1 优化装料制度

布料矩阵是高炉炼铁的核心技术之一。1号高炉相较于上代炉役，炉身高度降低，炉缸直径扩大，根据炉型特点，开炉之初即采用“平台+漏斗”布料模式，对布料矩阵进行了不断的摸索，并利用检修机会，对料面进行了测绘（见图 4）。通过对整个料面的气流分布进行分析，对布料矩阵进行了多次探索，确定了C332223O33322的基本布料矩阵。将矿石平台从9.5°收窄至8°，形成大漏斗，适当稳定边缘，保证中心气流，提升煤气利用率，为高炉炉况稳定顺行和指标不断创新提供有力支撑。

大矿批一方面增加焦窗的厚度，另一方面也减少了混合料层的界面效应，抵消大风量带来的高压差效应，使高炉阻损降低，有利于炉况的稳定^[8]。1号高炉开炉前期矿批约为70 t，随着冶炼强度的提高，料速加快，顶温走低，时有中心气流受抑现象，为稳定气流，改善料柱的透气性，采用大矿批多环布料模式，按照5.5批/h的原则，逐步将矿批提高到82 t左右，最高时达84 t。

2.2 优化送风参数

高炉操作理念对炼铁生产起着至关重要的作用，它决定了高炉操作者所能采取的操作手段和调剂方向^[9]。从全年水平看，风量、氧量水平在逐渐提高（见图 5）。5月份开始，高炉打破固有“稳”和“守”的观念，风量从4 800 m³/min逐渐提高至5 050 m³/min，随着动能提高，高炉接受风量的能力在增加，高炉气流稳定性改善，压差反而降低（见图 6），为进一步强化提高空间。

2.3 优化气流参数

高炉稳定靠中心气流，指标靠适当的边缘气流^[10]。随着上部制度的调整，边缘气流受控，9月份边缘温度逐渐下降至合理水平（见图 7）。炉型整体基本趋于稳定，合理的操作炉型基本形成（见图 8）。

3 改善炉缸工作状况 3.1 加强炉前作业管理

1号高炉投产后，铁口开口前期有窜气现象，铁口喷溅问题严重，对炉内气流稳定性造成较大困扰。铁口状态维护不好，造成铁口过浅、出铁时间短、出不净渣铁、破坏炉前作业的正常，直接影响高炉生产稳定顺行。经研究分析，主要采取以下措施如下：

1）加强铁口区域维护。提高炮泥质量，多次实验攻关，优化炮泥参数，铁口喷溅现象逐渐消除。针对铁口区域窜气现象，利用定修机会对铁口区域进行压浆作业，铁口休止前5天使用富钛炮泥，逐渐解决了窜气问题。

2）加强出铁制度管理。配合产量的提升，逐渐缩短开口间隔，配合钻杆直径调剂，保证渣及时从炉内排出（见图 9）。在日常操作中，根据铁口深度、孔道密实度、出铁时长，确定合适打泥量，保证铁口深度稳定在3.0~3.2 m；加强开堵口作业，杜绝开漏、冒泥、减少烧氧次数，提高铁口稳定率。

3.2 提高炉缸活跃性

炉缸被形象的比喻成高炉之“肾”，可见炉缸工作状态好坏直接关系到高炉工作状态的好坏，通过优化送风制度，保持合适的风口回旋区，使得炉缸的死料柱趋于合理，通过提高炉缸热量，强化炉前出铁，改善死料柱透气性和透液性。10月份死料堆洁净指数（DCI）明显改善，炉缸活跃度指数基本达到4.50以上，炉缸状态较为活跃（见图 10），为高炉强化冶炼提供了有力支撑。

4 结论

1）通过稳定高炉用料结构，减少粉末入炉，调整料条顺序，降低球团滚落效应，为高炉提升指标造良好条件。

2）根据炉型特点，采用“平台+漏斗”装料模式，配合料面测绘工具，探索合适的布料矩阵，稳定两道气流，采用大矿批，保证焦层厚度，改善料柱的透气性，在气流调整方面，打破“固有经验”限制，积极使用风氧，保证充足的鼓风动能，打透料柱中心，实行强化冶炼。

3）优化送风制度，保持合适的风口回旋区，使得炉缸的死料柱趋于合理，强化炉前作业管理，消除铁口喷溅、出铁均匀性欠佳等问题，提高出铁稳定率，保障炉缸工作状态活跃。