1. 概述
首钢长钢炼铁厂目前有两座高炉在投产运行，分别为八号高炉、九号高炉，其有效容积均为1080 m3,设计有20个风口，2个铁口。炉顶采用串罐式无钟炉顶及皮带上料，配套有3座霍戈文改进型内燃式热风炉(2019年八、九号高炉各增加一座顶燃式热风炉)，煤气布袋除尘工艺，TRT发电，喷煤采用中速磨制粉 + 总管 + 分配器 + 双枪直接喷吹工艺等。进入2019年，为节能降耗，长钢高炉以精料为基础，采取多项技术措施，实现了高焦炭负荷冶炼，使得高炉各项技术指标都有了不同程度的改善，燃料成本扭亏为赢。2019年6月~2020年6月各项技术指标见表1。
Table 1. Main technical indexes of Changgang blast furnace from June 2019 to June 2020
表1. 长钢高炉2019年6~2020年6月份主要技术指标
2. 提高焦炭负荷的措施
2.1. 精料
精料是高炉实现高焦炭负荷冶炼的物质基础。精料的主要内容包括：入炉料的综合品位要高、化学成分稳定、粒度均匀；冶金性能良好，炉料结构合理等方面 [1]。
1) 炼铁厂8号、9号高炉采用烧结矿配加球团矿配加生矿的炉料结构，烧结矿全部采用自产烧结，配比在80%水平微调，生矿采用两到三种矿的混合生矿，配比在13&水平微调，一方面保证合理的炉料结构，一方面保证入炉综合品位。目前两座高炉的入炉料综合品位已由56%提高至57.2%水平。焦炭要求灰分低、冷态、热态强度好。我们使用的焦炭全部是自产焦炭，采用干熄焦工艺，完全满足生产要求。具体原燃料成分见下表2、表3。
2) 加强原燃料筛粉与料仓位管理
随着焦炭负荷的增加，料柱内矿石量增加，焦炭量减少料柱的透气性变差 [2]。只有减少粉末入炉，才能保炉况的稳定顺行。要求加料操作工每班定期清筛、空振筛4次，保证矿筛的透孔率不低于90%，对于机烧料碎的料仓，加装整流挡板，机烧控制振幅20~30 kg/s，把小于5 mm的烧结控制在2%~3%，5~10 mm的控制在35%以下。要求料仓位存料不低于2/5，严禁仓底料入炉。
Table 2. Ingredients of raw materials in September 2019
表2. 2019年9月份原料成分
Table 3. Fuel composition in September 2019
表3. 2019年9月份燃料成分
2.2. 提高富氧率
富氧提高了理论燃烧温度，下部高温区热交换明显改善，热量集中于炉腹以下，炉缸热量集中 [3]，有利于提高渣铁的温度，富氧和喷吹燃料结合，能克服喷吹燃料时炉缸冷化问题，为提高喷煤量创造了条件。根据氧气的富余程度，2019年11月开始，八九高炉分别将富氧量由4000 m3/h提高至4300 m3/h、由4800 m3/h提高至5100 m3/h，提高富氧率后，高炉煤比由135 kg/t左右提高到140 kg/t以上。
2.3. 采用中心加焦技术，确保中心气流顺畅
高炉大量喷煤后，入炉焦炭量明显减少，炉料透气性严重恶化，对炉况顺行构成威胁。 [4]，所以尤其要注意中心气流的开放，进一步以低富氧达到高喷煤比。为了保证大量喷煤下高炉炉况顺行，必须维持高炉下部焦炭、液体渣铁、煤气流和未燃煤粉四相流的正常运动。随着高炉的进一步强化，出现风压不稳，顶压呈锯齿状波动现象，减风次数明显增多，严重制约了炉况顺行。经作业区及厂有关技术专家讨论后，将原来装料制度进行了调整，在扩大矿批的同时，进行了中心布焦，保证了边缘和中心煤气流的两条通道。采取以上措施后，有效地稳定了上部煤气流，煤气利用率由46%提高到47%以上。
2.4. 提高风温水平
高风温是降低焦比和强化高炉冶炼的重要措施，提高风温能为提高喷吹量和喷吹效率创造条件。同时提高风温可以加快风口前焦炭燃烧，热量集中于炉缸，使高温区下移，有利于间接还原发展 [5]。2019年8号、9号高炉先后增加了一座顶燃式热风炉，采用两烧两送制，2019年下半年开始风温水平逐步提高(见表4)，由2019年6月份的
1158 ℃
提高到2020年5月的1192℃。
1) 大风量烧炉技术。热风炉各配备了一座大风量风机，风量由原来的100,000 Nm3/h提高到现的120,000 Nm3/h。由于受原来风机能力限制，烧炉末温烟道温度一直在
300 ℃
以下，使用大风机后，控制合理的过剩空气系数，燃烧后烟气量增大，提高烟道温度到标准规定的
380 ℃
，有效增加了热风炉的蓄热量。由于热风炉蓄热量增加，使得送风时风温能长时间保持稳定，实现定风温(1180℃)操作，减少了风温波动对炉况的影响。
2) 交叉并联送风技术。三座热风炉时，热风炉送风烧炉采用两烧一送制，热风炉增加到四座，使并联送风成为可能。根据每座热风炉的特点，通过摸索并联送风时间、烧炉时间，减少焖炉时间，保证了为高炉提供长期稳定的高风温。现在风温能长期稳定在1180℃ ±
10 ℃
，为高炉稳顺和节约燃料打好了基础。
3) 在线炉外压浆维护送风管道。送风管道在高压、高温作用下，内部耐材容易出现裂缝甚至脱落，造成外壳温度升高甚至烧穿等事故。通过班组加强点检，利用红外线测温仪发现温度变化点，在温度升高到警戒线前利用炉外压浆技术，修补管道内耐材裂缝，阻止裂缝扩大，保护送风管道安全。
4) 高炉上、下部调节确保使用高风温。提高风温能增加鼓风动能，提高炉缸温度活跃炉缸工作，促进煤气流初始分布合理，改善喷吹效果。固定风温在较高水平，使用喷煤量来调节炉温，这样可以最大限度发挥高风温的作用，维持合理的风口前理论燃烧温度。结合上部装料制度调整，稳定煤气流，提高煤气利用率，降低燃料消耗。
Table 4. Comparison of wind temperature between 2018 and 2019
表4. 2018年与2019年风温对比情况
2.5. 提高顶压
8号、9号高炉顶压由165 kpa提高至170 kpa使用。提高炉顶煤气压力，有利于增加风量，提高产量；有利于降低压差，促进顺行；有利于降低焦炭消耗，提高煤气利用率，减少碳的气化反应；降低炉尘吹出量；利于低硅冶炼；也可以实现余压发电、实现能源的二次利用 [6]。
2.6. 加强管理，推行标准化操作
炼铁厂岗位操作标准化经历了“从无到有，从粗到细，从细到精”三个阶段，这对规范各岗位操作，促使炉况稳定起到了至关重要的作用。
1) 值班室操作。加强四班统一操作，严禁操作自由化，处理好局部与整体的关系。通过对日常操作过程的监控，来保持操作指标的合理。定期召开炉况分析会来统一操作人员的操作理念。
2) 规范炉前操作，推行标准化作业。对铁口深度、出铁正点率、出铁均衡率等主要操作指标都制定了详细标准化作业条例。严格的考核细则，使各项操作规范化、制度化，确保按时出净渣铁，满足了高炉高强度、快节奏生产的需要。
3) 推行全员设备管理。为减少设备故障，降低设备慢风和休风率，提出“操作者是设备第一责任人”，实行包机到人制，加强操作者的责任感，保证设备正常运行，为生产创造条件。
3. 结束语
1) 精料是实现焦炭高负荷冶炼的基础，在大喷煤量喷吹的条件下，焦炭作为料柱骨架的作用愈加明显，但也不能忽视机烧粒度的均匀性。
2) 高炉的长期稳定顺行是实现焦炭高负荷冶炼的保证。一方面炉料结构优化有利于改善料柱的透气性，另一方面炉缸工作状况的不断改善为炉况顺行提供了保障。因此，高炉操作者应采取各种调节手段维持高炉顺行。
3) 推行标准化作业需锲而不舍。加强对操作人员的培训，对标准内容比较欠缺或不充实的标准进行修订，使各岗位操作更趋合理化和可操作性，减少操作失误，保证高炉在高煤比条件下长期稳定顺行。