为适应原燃料日趋劣化的新常态，以及应对冶炼要求降低能源消耗、控制污染物排放和降低铁水生产成本的新挑战，湛钢操作人员在传承宝钢股份炼铁厂大型高炉操作管理经验的基础上，结合自身条件，摸索适合湛钢高炉的科学高效的管理措施和综合操作制度与参数。
敖爱国 梁利生 周琦 姜曦
宝武集团湛江钢铁有限公司（以下简称湛钢）位于广东省湛江市东海岛东北部，占地面积为12.98平方公里，设计年产生铁823万吨、粗钢892.8万吨、合格连铸坯875万吨、钢材820万吨。
湛钢下设炼铁厂、炼钢厂、热轧厂、厚板厂和冷轧厂。炼铁厂建有大型综合原料场，2台550平方米烧结机，4座65孔7米焦炉及煤气精制设施，1套500万吨链箅机—回转窑球团生产线，2座5050m3高炉。湛钢1号高炉于2015年9月25日投产，2号高炉于2016年7月15日投产。为适应原燃料日趋劣化的新常态，以及应对冶炼要求降低能源消耗、控制污染物排放和降低铁水生产成本的新挑战，湛钢操作人员在传承宝钢股份炼铁厂大型高炉操作管理经验的基础上，结合自身条件，摸索适合湛钢高炉的科学高效的管理措施和综合操作制度与参数。2座高炉均一次投产成功，炉况保持稳定顺行，多项操作指标实现稳步提升。
湛钢1号高炉于2015年9月25日点火送风，23小时后打开2号铁口出第一炉铁，高炉送风后48小时开始喷煤；2号高炉于2016年7月15日点火送风，22小时后打开3号铁口出第一炉铁，高炉送风后56小时开始喷煤。炉均铁水温度都在1450℃以上，C含量低于5%，通过与模型计算预测的主要目标成分比较，铁水温度、铁水[Si]、铁水[Mn]、炉渣Al2O3含量、碱度均命中目标。铁水的[Si]含量也快速达到了炼钢工序对铁水[Si]含量基本需求的水平（详见图1）。
图1 湛钢高炉开炉后铁水[Si]下降计划与实绩
精料是高炉稳定顺行、强化冶炼、获得良好经济技术指标的基础，高炉炉容越大，喷煤比越高，对原燃料质量的要求越高。宝钢股份的高炉生产一贯坚持精料方针，并追求原燃料的稳定。焦炭质量不仅影响高炉上部透气性和炉况的稳定，而且影响下部死料柱的透液性、炉前出渣铁作业，以及炉缸长寿。对于特大型高煤比高炉操作，保持焦炭的高质、稳定尤为重要。
湛钢高炉严格控制焦炭质量，要求焦炭具有较高的冷热强度、较低的反应性和较大的粒度。焦炭冷态转鼓强度D.I值基本保持在88.0%±0.2%水平，平均粒径在50mm以上（焦炉统焦取样数据），抗碎强度指数M40和耐磨强度指数M10分别保持在88%以上和7%以下，热强度指数CSR和反应性指数CRI也保持在较高水平，分别在70%~74%和20%~25%的范围内（详见图2）。
图2 湛钢焦炭主要指标实绩
湛钢高炉投产以来，对高炉含铁炉料也做出较为严格的要求：首先，烧结矿必须具有足够的冷热强度和良好的还原性；其次，在现有的配矿资源和物流条件下，结合铁水综合成本最低的目标，优化入炉炉料结构；再其次，通过加强筛网管理和控制切出量，提高筛分效果，控制入炉矿的含粉率，改善料柱的透气性；最后，严格控制高碱金属、Zn原料的使用量，要求高炉入炉碱金属（Na2O﹢K2O）<2.00kg/t-HM，Zn<0.15kg/t-HM。投产以来，湛钢高炉使用的烧结矿，转鼓指数T.I值均保持在78%以上，通过采取烧结匀矿配矿结构调整、烧结矿降SiO2提碱度等措施，使烧结矿入炉品位TFe逐步提高至58%以上水平。
宝钢股份高炉长期稳定的炉料结构基本为70%~80%烧结矿，0~10%球团矿和10%~18%块矿，熟料比控制在82%~90%。湛钢高炉也沿用了这一炉料结构模式，2座高炉在开炉投产后逐步提高块矿比例至15%的水平，入炉品位也随之逐步提高至59%以上，为实现快速达产、高产创造了良好的先决条件（详见图3）。考虑到高炉高冶炼强度下的炉况稳定顺行，并结合湛钢烧结工序产能情况和料场布置的情况，烧结矿比例目前维持在80%的水平。
图3 湛钢高炉入炉含铁炉料实绩
湛江钢铁自1号高炉2015年9月25日投产以来，高炉生产组织大致可以分为3个阶段：
第一阶段为1号高炉点火投产后较为缓慢的产能爬坡阶段，该阶段生产组织的特点是投产初期受铁钢平衡以及强台风“彩虹”对原燃料进厂的影响，1号高炉较长时间处于低利用系数冶炼阶段，该阶段不富氧，利用系数为1.6t/(m3·d)，燃料比在490kg/t-HM左右。
第二阶段为1号高炉单座高炉满负荷生产以及2号高炉点火投产后产能快速爬坡阶段。该阶段生产组织的特点是烧结、炼焦都是单系列生产，炼钢仍然有铁钢平衡问题。该阶段1号高炉富氧率为4.0%，利用系数为2.2t/(m3·d)，燃料比在493kg/t-HM左右。2号高炉一个半月实现快速爬坡达产，第1个月利用系数为1.2t/(m3·d)，第2个月利用系数为1.7t/(m3·d)。
第三阶段为2座高炉满负荷高煤比生产阶段。该阶段生产组织的特点是2台烧结机、4座焦炉、3座转炉全部投产，转底炉也投产，原燃料质量得到更为稳定的控制，物流顺畅，为2座高炉满负荷生产创造了条件。该阶段2座高炉富氧率为4.2%，利用系数在2.3t/(m3·d)左右。高炉的稳定顺行是高炉正常生产的基础，只有在此基础上，才有可能逐步改善高炉的技术经济指标。湛钢在传承宝钢股份炼铁厂大型高炉科学而先进的操作管理经验的基础上，结合高炉自身的新工艺、新技术、新设备以及全厂的物流特点、原燃料资源等因素，针对高炉不同的冶炼阶段，积极探索适合湛钢高炉的操作制度，优化操作参数，保证了2座高炉投产后的炉况持续稳定顺行，利用系数、喷煤比等多项操作指标快速提升，取得了较好的经济效益。
湛钢1号高炉点火投产后炉况总体稳定顺行，前期受铁钢平衡和原燃料进厂影响，较长时间处于低利用系数冶炼阶段，低风量对于大型高炉来说是很难操作的，风量低，送风制度调剂余量小。对于刚刚投产的高炉，操作制度还没有完全掌握，长时间维持操作难度更大。为了消除低风量的不利影响，操作人员积极探索低利用系数条件下的操作制度，通过调整较小的风口面积，并且只保持风量而不富氧，保持较高的风速和鼓风动能，并结合上部布料制度调整，优先保证充沛的中心气流，来保证炉况稳定顺行。当高炉从低利用系数转入高利用系数生产，产量大幅度增加时，操作人员主要是通过增加风量并开始富氧来实现的，风量、富氧率大幅提高后，气流分布、温度场分布、软熔带形状、炉缸热状态等都会发生很大的变化，操业上采取优先保证大风量、再提高富氧率的措施，同时采取高顶压（260kPa~270kPa）、扩大风口面积的措施来控制合适的风速，并结合布料制度调整，改善矿石、焦炭的料面形状，较大幅度地发展边缘气流，以改善高炉透气性和稳定炉墙热负荷，确保炉况稳定顺行。同时，他们选择合适的热制度和造渣制度，在产量大幅度提升后，强化炉前出铁渣管理。
湛钢2座高炉在开炉后，通过操作制度的优化，高炉的主要技术经济指标不断改善。燃料比逐步降至485kg/t-HM~490kg/t-HM的水平，喷煤比逐步提高至180kg/t-HM。1号高炉开炉后，由于受到初期低负荷生产和铁钢平衡的影响，喷煤比爬坡速度较慢；2号高炉在开炉后第2个月就达到了180kg/t-HM的水平，燃料比也迅速降至490kg/t-HM以下。目前，2座高炉利用系数均达到了2.25t/理
(m3·d)水平，铁水温度基本控制在了1510℃±10℃范围内，[Si]含量<0.40%，[S]含量<0.030%，平均送风温度在1550℃~1560℃，2座高炉的指标实绩整体逐步改善（详见下表）。
表 湛钢高炉主要技术经济指标
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