2 高炉四大基本制度

热制度、造渣制度、送风制度、装料制度，四个基本操作制度是相互依存，相互影响，共保高炉顺行。其中炉缸的热量充沛取决于热制度和送风制度，煤气流的合理分布取决于送风制度和装料制度。

2.1 热制度

热制度直接反映了炉缸工作状态，冶炼进程中控制稳定且充沛的炉温，是保证高炉稳定顺行的基本前提，良好的热制度是冶炼生产顺稳、生铁质量、炉前作业和炉缸安全长寿的重要保障。热制度包括化学热与物理热两个方面。炉缸工作状态活跃时化学热与物理热相对应，且化学热较低时物理热同样充沛稳定。通俗讲就是同样的铁水含硅，物理热有高有低。影响热制度的因素有三个方面：

风温、风量、富氧、喷吹燃料、鼓风湿度等。

热量消耗方面，入炉原料的品位和冶金性能，炉内的间接还原程度等。

入炉原燃料与煤气的热交换。

表2  2#高炉主要工艺参数

热制度直接影响了煤气流的分布。为了稳定煤气流分布必须保证炉缸热制度的稳定，而热制度的稳定就是炉缸活跃的前提。

2.2 造渣制度

造渣制度要适应于高炉冶炼要求，炉渣在开始形成到排出炉外要经历一系列的物理、化学变化，实践证明炼好铁先要炼好渣。

炉渣的特性与要求在《高炉炼铁生产技术手册》中阐述了造渣制度的重要作用和要求：有利于炉况稳定顺行，有利于冶炼优质生铁。在高温下，具有良好的流动性和稳定性及较强的脱硫能力，且侵蚀性能较弱等特点。

炉渣的流动性、稳定性、脱硫能力、侵蚀性能又与炉渣的温度和成分有关。我们一般通过对入炉原燃料的成分来平衡好炉渣碱度和镁铝比，及充足的渣铁物理热，来保证炉渣的粘度。当炉渣成分或温度波动时会使炉渣粘度及流动性发生变化，如渣中Al2O3含量较高时，炉渣熔化性温度变高，粘度大，流动性变差。粘度大，流动性差的炉渣易堵塞焦炭间的空隙，恶化炉缸空隙度，及料柱透气性，影响了炉缸活跃度和高炉煤气流的分布。2#高炉炉渣成分如表3：

表3  2#炉炉渣成分

2.3 送风制度

在生产中送风制度也叫做下部调剂，它包括风口面积、风量、风温、鼓风湿度、富氧率和鼓风动能等。而这些作业参数需要根据高炉变化时进行调剂。主要目的就是选择好合适的风速和鼓风动能来满足高炉生产需要，使初始煤气流分布合理，炉缸工作均匀活跃，热量充沛且稳定，风速和鼓风动能还决定了初始煤气流的分布情况，是改善煤气流分布的关键。

在高炉生产过程中根据炉况需要，我们通常采取调整风口面积来改善炉缸工作状态，使其达到工作均匀、活跃的目的。当更换长风口或缩小风口直径时，在“程树森，李洋龙”的《高炉风口鼓风均匀性及风口参数调节研究》中，得出结论认为：在高炉总风量不变的情况下，局部增加风口长度或缩小风口直径，会降低该风口的风速、风量和鼓风动能，而其他风口的风速、风量和鼓风动能会相应增加，这反而不利于该风口吹透中心的能力。2#高炉风口布局如图1：

图1  2#炉风口布局

2.4 装料制度

装料制度又叫做上部调剂，由矿石批重、焦炭批重、矿石结构组成、料线、布料角度、布料圈数等组成。

装料制度的作用是多方面的，其目的就是使炉内的煤气流分布合理，改善煤气流与物料接触的条件，使煤气通过矿焦层顺畅，炉料与煤气的热交换充分且阻力小、下料均匀。装料制度对软熔带的形成的影响也是意义重大的。

在首钢的煤气调整思路中有十六字方针，叫做“稳定边缘，打开中心，稳定中心，照顾边缘”，我们不难发现中心与边缘气流的重要性，而且在生产中两股煤气流是缺一不可的。两股煤气流的分布形态是通过对装料制度调整的过程。高炉生产是一个动态过程，炉内气流的变化要与外部条件的变化相结合，我们的调整也是一个动态的过程，而不仅仅是调整目标。

众所周知高炉的煤气分布分为三次，即炉缸的初始气流分布，软熔带的气流二次分配，软熔带以上散料层的三次分布。三次气流分布相互影响相互制约，也就是我们通常所讲的上下部调剂相结合，自始至终都在为炉缸的活跃程度做文章。2#高炉布料矩阵见表4。

表4 2#高炉布料矩阵表

3  炉缸工作状态

综合四大基本制度中都提到了炉缸工作状态，提到炉缸工作状态我们就不能不讲到高炉“死料柱”，在《马钢高炉炉缸死料柱的认识及实践》一文阐述了高炉炉缸死料柱的形状、大小对炉缸工作状态的影响。我们只有给四大基本制度有机的结合起来，才能保证炉缸的活跃度。

每个炼铁工作者在实际生产中都遇到过最基本的高炉生产调剂“憋压”，在这里详细的叙述“憋压”是怎么形成的。

高炉憋压的表现，风压升高、风量下降、压差升高、透气性指数下降、料速缓慢，严重时高炉“悬料”及“管道行程”。在这些表现中直接会使风口的回旋区缩短，而风口的回旋区是炉缸半径的1/2-1/3，这时就打乱了初始煤气流分布，使炉缸截面积的煤气量分布不均，风口回旋区长短不一，造成煤气流分布有强有弱，当产生煤气流速过强的部位时，且煤气通过料柱的阻力变小时，就是“管道行程”，煤气的阻力整体都增大时，就会产生“悬料”。

高炉憋压的形成，上面我们提到高炉炉缸“死料柱”，死料柱是位于炉缸中心基本上不运动的焦炭料柱，也就是在燃烧带以外的炉缸中心处，也有人管它叫做“炉芯焦”，死料柱沉坐在死铁层中，它浸没在液态渣铁中，上部顶尖突入炉腹区，由焦炭构成锥形的料柱。由于它的消耗及更新速度极为缓慢，故称为“死料柱”。死料柱中的焦炭是向风口做蠕动运动的，它的消耗周期短则5-7天，长则在15天左右。死料柱在炉缸中呈周期性沉浮运动，当出铁间隔时间较长时，炉缸的液态渣铁将死料柱浮起，上部受炉料的下降挤压使死料柱的空隙度变差，且死料柱本身的透气性和透液性差，从而会给风口回旋区顶短，造成风速和鼓风动能下降，这就造成了高炉憋压。

4   结语

炉缸工作状态及中心煤气流。当四大基本制度不合理，不匹配时就会造成炉缸工作状态变差，而炉缸工作状态变差就是死料柱形状发生了变化。密实的死料柱占据了炉缸的有限空间，炉缸接受渣铁的能力下降，随之风量变小，风压升高，下料不顺畅，煤气通路堵塞。死料柱中是炉身下部至炉底由密实的焦炭、入炉粉末、难容的凉渣铁所组成，严重时死料柱会占据至炉身中部。

如何保持炉缸活跃度，就是稳定死料柱的形状及大小，使死料柱保持活跃度。前提条件就是要有稳定的造渣制度，充沛的热制度和相互匹配的送风与装料制度，高炉有产有出，都需要顺利的进行。当炉缸工作状态好时，初始煤气流分布合理、均匀，风口回旋区长，能够顺利地向高炉中心渗透，中心煤气宽度小而力度强，边缘煤气稳定，这时就形成了稳定的“中心煤气流”，如炉缸工作状态变差，风口回旋区变短，煤气向中心渗透差就行不成稳定的中心煤气流，反之则会使边缘煤气分布不均，形成边缘煤气流某一方向过强，而产生边缘管道。

窄而强的中心煤气流顺利的产出，可以直接印证炉缸工作状态的好坏，两者相互依存，只有稳定的炉缸活跃度才能保证稳定的“中心煤气流”。