新钢炉身顽固结厚高炉日常操作制度的探讨

唐 荣 刘广全 伍 强

（新余钢铁集团有限公司）

摘 要 分析了近年来新钢11号高炉炉身结厚的形态变化和形成机理，通过多项日常操作手段成功将结厚物脱落，并为后续如何抑制结厚指明方向。本文还总结了结厚物脱落时高炉的变化，为今后出现同类问题提供了判断依据。

关键词 高炉 炉身结厚 操作制度 脱落

前言

新钢11号高炉有效容积1469m3，炉身采用板壁结合冷却结构，共17段（8-24段，标高19.7-34.65米），其中8-21段冷却壁与冷却板交替安装，22-24段三段冷却壁无冷却板，冷却壁采用软水密闭循环冷却，冷却板采用工业水冷却。高炉于2011年12月20日投产，炉况保持长期稳定顺行，各项技术经济指标在国内同类型高炉中处于中上游水平。2014年高炉上部发现了严重的环形结厚，最高位置在料线3.5米左右（24段冷却壁中部），往下延伸，最厚处达1米多厚，这不但使上部调剂的效果减弱，也给气流的上行形成喉口效应，炉内压差升高，下料不顺畅，给炉内操作带来巨大困难。往后的时间内虽采取控制冶强、深料线操作、热洗等措施炉况顺行度基本稳定，但各项指标已大幅退步。11号高炉炉身结厚五年多以来，结厚物的形态在不断的变化，高炉操作者们不断分析，逐渐摸索出了结厚的原因，并总结了适应目前生产条件下高炉的主要技术措施，通过日常操作将结厚物顺利脱落。

11号高炉炉身结厚的特点

1.1 结厚物的形态变化

从以上三组照片可以清晰的了解11号高炉中上部结厚物变化的全过程。

在2017年7月以前，结厚物的状态是比较固定的，结厚的方位是南面，东南面最厚，达1米以上，北面结厚较少，东北面基本未结厚。当时炉况特点是：压力压差明显升高，布料无效果，无中心气流，经常性滑尺和小管道。

2017年7月休风发现南面区域有一部分结厚物脱落、结厚变窄，北面区域变化不大。当时炉况特点是：压量关系有所改善，能看到明显中心气流，下料较顺，燃料比下降~5kg/t。

进入2018年，结厚物重新生长，3月份开始高炉指标下滑，5月份炉况异常，休风开人孔检查发现上部结厚发生较大的变化，各方向均有不同程度的结厚，形成了环形，北面结厚加重，南面稍有加厚，最厚的区域较前期已发生偏移，位于西南面，其厚度近1米。

2019年2月15日，正常生产过程中高炉炉衬温度发生巨大变化，大面积结厚物自动脱落，之后炉况明显好转。

1.2 结厚物脱落时的判断依据

炉身结厚物脱落时，随着其在炉内逐渐下移至炉缸并排出炉外，高炉发生一系列的变化。

1.2.1 炉衬及冷却壁温度剧升

2月15日14:00左右，炉衬温度25.927米西南方向由394℃急剧上升至761℃，27.381米西面至东南面三点温度分别由169℃上升至403℃，235℃上升至827℃，167℃上升至936℃。21段冷却壁（约29米）西南面三点水温差同时呈快速上升趋势，分别由0.22℃、0.25℃、0.24℃上升至0.31℃、0.49℃、0.46℃。

1.2.2 炉况出现短时间难行

2月15日16:00-17:00，炉内压差升高，下料变慢，出现悬料征兆，不接受风量，减风减氧维持。此时系结厚物下降至滴落带及风口附近，降低料柱孔隙率，影响透气性。待结厚物通过风口后，压量关系恢复正常。

1.2.3 单炉出铁量减少

随着结厚物脱落进入炉缸，影响料柱的透液性，同时阻碍铁水在炉缸内环形流动，降低了炉缸工作的活跃度，导致82炉次才出50吨铁便见喷，堵口再开又才出50吨见喷，该炉次共出铁115.66吨，而正常时单炉出铁量平均应达到260-270吨。

1.2.4 铁水和炉渣成分变化

表1可知，铁水中[Sn]含量异常陡升，与2017年7月炸瘤时的变化相同，远远超出物料带入炉内的量。随后因结厚物在炉缸熔化需要大量吸热，还会造成炉凉，铁水物理热和[Si]快速降低。另外，炉渣二元碱度突然降低，(Al2O3)升高。

炉身结厚物形成机理

从本次脱落时炉身温度变化来看，脱落的范围由炉身中下部向上至炉身上部。从渣铁的变化上来看，82炉次除了铁水[Sn]的剧变之外，其他未见明显异常，且该炉铁炉外也未见明显冒白烟，从时间节点来看，此时应是炉身中下部的结厚物预先到达炉缸起作用，说明炉身中下部结厚以Sn的凝结物为主。

83炉次打开铁口炉外冒白烟严重，此时应是炉身中上部的结厚物到达炉缸起作用，说明该结厚包含大量Zn、碱金属的凝结物。另外炉渣碱度降低，(Al2O3)升高，说明该结厚物为酸性，应为入炉进口块矿含粉高且粘稠，粘于炉墙所致。因此炉身中上部结厚主要是矿粉质与锌碱质结合物。

标况下Zn的气化温度907℃，Sn的气化温度2260℃，气化温度的差别也证明了两者在炉内的主要富集区的不同。高炉内位置越高温度越低，Sn蒸汽会在较低的区域便开始凝结，Zn蒸汽则会在较高的区域凝结，二者沉积在高炉炉墙上，可与炉衬或炉料反应，形成低熔点化合物而形成炉瘤。11号高炉入炉Zn负荷达到0.8~1.0kg/t，为锌质粘结创造了条件。碱金属化合物则会沉积在固体物料表面，生成一些低熔点化合物，引起炉料过早烧结软化，导致炉温波动时粘结在炉墙上，形成结厚或结瘤。

主要操作手段

11号高炉如此大范围的炉墙结厚是有一定的时间积累过程的，虽在2017年有过部分脱落，但未消除所有结厚物，当时操作上未引起重视，导致结厚重新生长。在日常生产中摸索合理的操作手段以逐步削弱结厚，同时保持炉况顺行才是行之有效的方法，但是这样处理起来肯定不是一朝一夕的事，需要长期努力持之以恒才能实现。

3.1 高炉上部调剂

3.1.1 深料线操作

上部结厚严重后，高炉最直接的表现就是中心气流显弱，炉顶成像难以看见中心明显的火柱，上部透气性下降，形成高炉又一个气流穿行的瓶颈，当风量偏大时，上部压差就会明显增大，上部气流不稳，料面出现乱冲现象。为此，将高炉操作料线降至2.8~3.0米，减薄上部料层厚度，牺牲部分煤气利用率，保证炉内全压差可控、炉况顺行。

3.1.2 布料矩阵

为了发展中心主导气流，结厚初期上部调节采取了大量的发展中心、抑制边缘的措施，装料制度调整由O393373343312C392372342312282 →O393373343312C382362332302283 →O393373343C372352322282 →O393373343C342322302272。就是采取了最极端的布料方式O393373343C342322302272，中心气流仍然出不来。上部装料制度调节难以奏效，过分的压边，不但引导不出中心气流，反而将边缘未结厚的区域压的太死，气流没有通路，到处乱串，管道、滑尺频繁，结厚更加严重。2017年7月结厚部分脱落后中心气流有所增强，但2017年9月在操作上出现一个失误，当时炉内压差偏高，为降低压差，调整了疏导边缘的布料矩阵，此后边缘越来越强，中心越来越弱，之后又采用压边措施，这就倒回了原来的状态。因此，2018年7月开始高炉操作者改变思路，采用了中心加焦且疏导边缘气流的布料矩阵，最大布焦角大于最大布矿角0.5-1°，布矿简单化，采用2~3布矿档位，保证非结厚区的气流通路，维持炉况顺行，并让更多的气流冲刷结厚物，将非结厚区的范围逐渐扩大。若结厚物消除、布料有效时应坚定发展中心气流，不轻易放边，这样绝大多数锌、碱等有害元素就可以从中心通道排出而不至于粘附于炉墙上。

3.2 高炉下部调剂

3.2.1 增加进风量

将有害元素排出炉外的另一有效方法是增大煤气量，但11号高炉因结厚而长期高压差操作是不具备加风条件的。我厂70%的焦炭需要外购，因此，从2018年下半年我厂开始严把焦炭质量关口，对于质量不符合要求的厂家勒令其停供，宏宇焦（捣固焦）已被剔除，将焦炭质量的波动降低。2019年元月开始改善11号高炉用焦质量，配加了25%-40%一级焦（青町焦），为高炉增加风量创造条件。11号高炉风量由2014年的~2550m3/min，逐步增加达到2018年~2650 m3/min，2019年初~2700 m3/min，结厚脱落后风量达到~2750 m3/min。重力除尘灰的含锌量较以前增加50%以上，说明风量加大后高炉的排锌能力大幅提升。

3.2.2 确保铁水物理热充沛

由于上部布料效果难以实现，确保炉缸工作活跃是保持炉况顺行的基石。铁水物理热的高低将直接影响高炉炉缸的温度高低和炉缸的死焦柱的透液性，决定炉缸的活跃程度。在操作上改变以往按铁水含[Si]来操作热制度的方式，强调铁水物理热必须保证1480℃以上的操作方针，较原铁水物理热提高了近20℃，提高炉况异常的防范能力。

3.3 外围改进

由前述分析，结厚物中含有一定比例的矿粉质瘤，其中因进口南非块和纽曼块粉多、粘稠、Al2O3高，为矿粉质瘤的主要形成物。以往槽下只有烧结矿和焦炭过筛，块矿和球团矿的粉末几乎全部直接入炉。从2018年开始严抓块矿和球团矿过筛，尽量减少粉末入炉，对块矿进行不黏筛网改造，消除了筛网板结的影响，另外制定了球团矿筛网清理制度，规定槽下人员每班不定期清理，确保过筛正常。

结论

新钢11号高炉自2014年炉身结厚以来，积累了大量关于炉身结厚的操作经验，对结厚物的性质和形成原因进行了深入分析，通过日常操作手段将结厚物自然脱落，并总结脱落时高炉的征兆，为同行处理和判断同类问题提供参考。

（1）结厚物从炉身中下部开始，自下而上延伸到炉身上部，面积大、范围广，且具有再生性、可变性，对高炉炉况的影响显著。

（2）结厚物脱落时，高炉会出现炉衬温度剧变、压高难行、出铁量减少、炉凉前铁水[Sn]突高、冒白烟等一系列现象，有利于及早发现并处理结厚物脱落带来的炉况异常，减少损失。

（3）结厚物本质为Sn凝结物、锌碱质瘤、粉质瘤。Sn化合物在炉内开始粘结的位置较锌碱质瘤、粉质瘤更低。

（4）降料线操作、疏导边缘气流、增加进风量、保证炉缸工作活跃、加强块矿和球团矿过筛是保证11号高炉顺行、消除结厚的重要操作手段。

值得收藏的炼铁知识——高炉炼铁工艺流程介绍

高炉炼铁工艺流程分为以下几部分：高炉炼铁工艺流程详解、高炉炼铁原理、高炉冶炼主要工艺设备简介、高炉炼铁用的原料、高炉炉本体主要组成部分介绍以及高炉操作知识。

一、高炉炼铁工艺流程详解

高炉炼铁工艺流程详图如下图所示：

二、高炉炼铁原理

炼铁过程实质上是将铁从其自然形态——矿石等含铁化合物中还原出来的过程。

炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等，其原理是矿石在特定的气氛中（还原物质CO、H2、C；适宜温度等）通过物化反应获取还原后的生铁。生铁除了少部分用于铸造外，绝大部分是作为炼钢原料。

高炉炼铁是现代炼铁的主要方法，钢铁生产中的重要环节。这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大,劳动生产率高,能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95％以上。

炼铁工艺是是将含铁原料（烧结矿、球团矿或铁矿）、燃料（焦炭、煤粉等）及其它辅助原料（石灰石、白云石、锰矿等）按一定比例自高炉炉顶装入高炉，并由热风炉在高炉下部沿炉周的风口向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料），在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气。原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降，在炉料下降和上升的煤气相遇，先后发生传热、还原、熔化、脱炭作用而生成生铁，铁矿石原料中的杂质与加入炉内的熔剂相结合而成渣，炉底铁水间断地放出装入铁水罐，送往炼钢厂。同时产生高炉煤气，炉渣两种副产品，高炉渣铁主要矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成，自渣口排出后，经水淬处理后全部作为水泥生产原料；产生的煤气从炉顶导出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。炼铁工艺流程和主要排污节点见上图。

三、高炉冶炼主要工艺设备简介

高炉炼铁设备组成有：①高炉本体；②供料设备；③送风设备；④喷吹设备；⑤煤气处理设备；⑥渣铁处理设备。

通常，辅助系统的建设投资是高炉本体的4~5倍。生产中，各个系统互相配合、互相制约，形成一个连续的、大规模的高温生产过程。高炉开炉之后，整个系统必须日以继夜地连续生产，除了计划检修和特殊事故暂时休风外，一般要到一代寿命终了时才停炉。

高炉炼铁系统（炉体系统、渣处理系统、上料系统、除尘系统、送风系统）主要设备简要介绍一下。

1、高炉

高炉炉本体较为复杂，本文在最后附有专门介绍。

横断面为圆形的炼铁竖炉。用钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹 、炉缸5部分。由于高炉炼铁技 术经济指标良好，工艺 简单 ，生产量大，劳动生产效率高，能耗低等优点，故这种方法生产的铁占世界铁总产量的绝大部分。高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂（石灰石），从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料）中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出。铁矿石中未还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。产生的煤气从炉顶排出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。高炉冶炼的主要产品是生铁 ，还有副产高炉渣和高炉煤气。

2、高炉除尘器

用来收集高炉煤气中所含灰尘的设备。高炉用除尘器有重力除尘器、离心除尘器、旋风除尘器、洗涤塔、文氏管、洗气机、电除尘器、布袋除尘器等。粗粒灰尘（＞60～90um），可用重力除尘器、离心除尘器及旋风除尘器等除尘；细粒灰尘则需用洗气机、电除尘器等除尘设备。

3、高炉鼓风机

高炉最重要的动力设备。它不但直接提供高炉冶炼所需的氧气，而且提供克服高炉料柱阻力所需的气体动力。现代大、中型高炉所用的鼓风机，大多用汽轮机驱动的离心式鼓风机和轴流式鼓风机。近年来使用大容量同步电动鼓风机。这种鼓风机耗电虽多，但启动方便，易于维修，投资较少。高炉冶炼要求鼓风机能供给一定量的空气，以保证燃烧一定的碳；其所需风量的大小不仅与炉容成正比，而且与高炉强化程度有关、一般按单位炉容2.1～2.5m3／min的风量配备。但实际上不少的高炉考虑到生产的发展，配备的风机能力都大于这一比例。

5、铁水罐车

铁水罐车用于运送铁水，实现铁水在脱硫跨与加料跨之间的转移或放置在混铁炉下，用于高炉或混铁炉等出铁。

四、高炉炼铁用的原料

高炉冶炼用的原料主要由铁矿石、燃料（焦炭）和熔剂（石灰石）三部分组成。

通常，冶炼1吨生铁需要1.5-2.0吨铁矿石，0.4-0.6吨焦炭，0.2-0.4吨熔剂，总计需要2-3吨原料。为了保证高炉生产的连续性，要求有足够数量的原料供应。

因此，无论是生铁厂家还是钢厂采购原料的工作是尤其重要。

生铁的冶炼虽原理相同，但由于方法不同、冶炼设备不同，所以工艺流程也不同。下面分别简单予以介绍。

高炉生产是连续进行的。一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。生产时，从炉顶（一般炉顶是由料种与料斗组成，现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶）不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风（1000～1300摄氏度），喷入油、煤或天然气等燃料。装入高炉中的铁矿石，主要是铁和氧的化合物。在高温下，焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来，得到铁，这个过程叫做还原。铁矿石通过还原反应炼出生铁，铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣，从出铁口和出渣口分别排出。煤气从炉顶导出，经除尘后，作为工业用煤气。现代化高炉还可以利用炉顶的高压，用导出的部分煤气发电。

生铁是高炉产品（指高炉冶炼生铁），而高炉的产品不只是生铁，还有锰铁等，属于铁合金产品。锰铁高炉不参加炼铁高炉各种指标的计算。高炉炼铁过程中还产生副产品水渣、矿渣棉和高炉煤气等。

高炉炼铁的特点：规模大，不论是世界其它国家还是中国，高炉的容积在不断扩大，如我国宝钢高炉是4063立方米，日产生铁超过10000吨，炉渣4000多吨，日耗焦4000多吨。

目前国内单一性生铁厂家，高炉容积也已达到500左右立方米，但多数仍维持在100-300立方米之间，甚至仍存在100立方米以下的高耗能高污染的小高炉，其产品质量参差不齐，公布分散，不具有其规模性，更不能与国际上的钢铁厂相比。

附：高炉炉本体的主要组成部分

高炉炉壳：现代化高炉广泛使用焊接的钢板炉壳，只有极少数最小的土高炉才用钢箍加固。炉壳的作用是固定冷却设备，保证高炉砌体牢固，密封炉体，有的还承受炉顶载荷。炉壳除承受巨大的重力外，还要承受热应力和内部的煤气压力，有时要抵抗崩料、坐料甚至可能发生的煤气爆炸的突然冲击，因此要有足够的强度。炉壳外形尺寸应与高炉内型、炉体各部厚度、冷却设备结构形式相适应。

炉喉：高炉本体的最上部分，呈圆筒形。炉喉既是炉料的加入口，也是煤气的导出口。它对炉料和煤气的上部分布起控制和调节作用。炉喉直径应和炉缸直径、炉腰直径及大钟直径比例适当。炉喉高度要允许装一批以上的料，以能起到控制炉料和煤气流分布为限。

炉身：高炉铁矿石间接还原的主要区域，呈圆锥台简称圆台形，由上向下逐渐扩大，用以使炉料在遇热发生体积膨胀后不致形成料拱，并减小炉料下降阻找力。炉身角的大小对炉料下降和煤气流分布有很大影响。

炉腰：高炉直径最大的部位。它使炉身和炉腹得以合理过渡。由于在炉腰部位有炉渣形成，并且粘稠的初成渣会使炉料透气性恶化，为减小煤气流的阻力，在渣量大时可适当扩大炉腰直径，但仍要使它和其他部位尺寸保持合适的比例关系，比值以取上限为宜。炉腰高度对高炉冶炼过程影响不很显著，一般只在很小范围内变动。

炉腹：高炉熔化和造渣的主要区段，呈倒锥台形。为适应炉料熔化后体积收缩的特点，其直径自上而下逐渐缩小，形成一定的炉腹角。炉腹的存在，使燃烧带处于合适位置，有利于气流均匀分布。炉腹高度随高炉容积大小而定，但不能过高或过低，一般为3．0～3．6m。炉腹角一般为79～82 ；过大，不利于煤气流分布；过小，则不利于炉料顺行。

炉缸：高炉燃料燃烧、渣铁反应和贮存及排放区域，呈圆筒形。出铁口、渣口和风口都设在炉缸部位，因此它也是承受高温煤气及渣铁物理和化学侵蚀最剧烈的部位，对高炉煤气的初始分布、热制度、生铁质量和品种都有极重要的影响。

炉底：高炉炉底砌体不仅要承受炉料、渣液及铁水的静压力，而且受到1400～4600℃的高温、机械和化学侵蚀、其侵蚀程度决定着高炉的一代寿命。只有砌体表面温度降低到它所接触的渣固温度，并且表面生成渣皮（或铁壳），才能阻止其进一步受到侵蚀，所以必需对炉底进行冷却。通常采用风冷或水冷。目前我国大中型高炉大都采用全碳砖炉底或碳砖和高铝砖综合炉底，大大改善了炉底的散热能力。

炉基：它的作用是将所集中承担的重量按照地层承载能力均匀地传给地层，因而其形状都是向下扩大的。高炉和炉基的总重量常为高炉容积的10～18倍（吨）。炉基不许有不均匀的下沉，一般炉基的倾斜值不大于0.1％～0．5％。高炉炉基应有足够的强度和耐热能力，使其在各种应力作用下不致产生裂缝。炉基常做成圆形或多边形，以减少热应力的不均匀分布。

炉衬：高炉炉衬组成高炉的工作空间，并起到减少高炉热损失、保护炉壳和其它金属结构免受热应力和化学侵蚀的作用。炉衬是用能够抵抗高温作用的耐火材料砌筑而成的。炉衬的损坏受多种因素的影响，各部位工作条件不同，受损坏的机理也不同，因此必须根据部位、冷却和高炉操作等因素，选用不同的耐火材料。

炉喉护板：炉喉在炉料频繁撞击和高温的煤气流冲刷下，工作条件十分恶劣，维护其圆筒形状不被破坏是高炉上部调节的先决条件。为此，在炉喉设置保护板（钢砖）。小高炉的炉喉保护板可以用铸铁做成开口的匣子形状；大高炉的炉喉护板则用100～150mm厚的铸钢做成。炉喉护板主要有块状、条状和变径几种形式。变径炉喉护板还起着调节炉料和煤气流分布的作用。

高炉解体

为了在操作技术上能正确处理高炉冶炼中经常出现的复杂现象，就要切实了解炉内状况。在尽量保持高炉的原有生产状态下停炉、注水冷却或充氮冷却后，对从炉喉的炉料开始一直到炉底的积铁所进行的细致的解体调查，称为高炉解体调查。它虽不能完全了解高炉生产的动态情况，但对了解高炉过程、强化高炉冶炼很有参考价值。

高炉冷却装置

高炉炉衬内部温度高达1400℃，一般耐火砖都要软化和变形。高炉冷却装置是为延长砖衬寿命而设置的，用以使炉衬内的热量传递出动，并在高炉下部使炉渣在炉衬上冷凝成一层保护性渣皮，按结构不同，高炉冷却设备大致可分为：外部喷水冷却、风口渣口冷却、冷却壁和冷却水箱以及风冷(水冷)炉底等装置。

高炉灰

也叫炉尘，系高炉煤气带出的炉料粉末。其数量除了与高炉冶炼强度、炉顶压力有关外，还与炉料的性质有很大关系。炉料粉末多，带出的炉尘量就大。目前，每炼一吨铁约有 10～100kg的高炉灰。高炉灰通常含铁40％左右，并含有较多的碳和碱性氧化物；其主要成分是焦末和矿粉。烧结料中加入部分高炉灰，可节约熔剂和降低燃料消耗。

高炉基本操作制度

1、炉前操作的任务

① 利用开口机、泥炮、堵渣机等专用设备和各种工具，按规定的时间分别打开渣、铁口，放出渣、铁，并经渣铁沟分别流入渣、铁罐内，渣铁出完后封堵渣、铁口，以保证高炉生产的连续进行。

② 完成渣、铁口和各种炉前专用设备的维护工作。

③ 制作和修补撇渣器、出铁主沟及渣、铁沟。

④ 更换风、渣口等冷却设备及清理渣铁运输线等一系列与出渣出铁相关的工作。

2、高炉炉况稳定顺行：一般是指炉内的炉料下降与煤气流上升均匀，炉温稳定充沛，生铁合格，高产低耗。

3、操作制度：根据高炉具体条件(如高炉炉型、设备水平、原料条件、生产计划及品种指标要求)制定的高炉操作准则。

4、高炉基本操作制度：装料制度、送风制度、炉缸热制度和造渣制度。

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宝钢的故事——2号高炉设备的制造

为什么宝钢2号高炉设备能自己造？

——掌握技术的正确方式

#宝钢的故事 #改革开放后的技术引进

现代高炉

宝钢1号高炉是新日铁总承包，主要技术经济指标达到20世纪70年代末的世界先进水平，1985年9月点火投产。1号高炉设备基本上都是新日铁指定的国外企业制造。

宝钢2号高炉是中国冶金设备总公司和重庆钢铁设计院总承包，主要技术经济指标达1号高炉水平，部分经济指标甚至好于1号高炉，1991年6月点火投产。除了少量从国外引进的设备，大部分设备是国内企业制造。

在宝钢1号高炉建成之前，国内建造的最大高炉是鞍钢7号高炉，高炉容积2580立方米。但是鞍钢7号高炉的技术经济指标差，寿命短，与宝钢1号高炉差距甚远。

为什么在短短的几年时间之内，中国企业就能制造具有世界先进水平的大型设备？

中国人具有特殊能力，什么东西看一眼就能复制？

当然不是！

宝钢2号高炉设备的设计和制造，是冶金部精心组织和努力奋斗的结果。

宝钢2号高炉设备的制造，有基础，有准备，讲方法，有组织，是艰苦奋斗的结果。

宝钢2号高炉设备的制造，充分体现了我们党的组织和发展能力。

有基础

1、技术基础：中国已经掌握了2000 立方米等级的高炉技术。

在156项工程时期，苏联援助中国建设了专门生产冶金设备的重型机械制造企业——第一重机厂，并提供了1000立方米和1500 立方米两个等级的高炉技术。

50年代的高炉

在三线建设时期，攀钢的冶炼设备是国内自主设计制造的，这是中国完全掌握苏联技术的标志。

20世纪70年代，中国的钢铁工业建设了4座2000 立方米等级的高炉。

中国钢铁工业的高炉技术不是一片空白，而是拥有完整的设计制造能力，只是与世界最先进水平有些差距。

重庆钢铁设计研究院、北京钢铁设计研究院以及鞍钢、武钢等钢铁企业的设计研究院都拥有技术能力。

此外，虽然宝钢1号高炉的设备基本是引进的，但是高炉的建设和设备安装是国内企业执行的，这也是技术基础的一部分。

这是我们追赶世界先进水平的基础。

2、设备制造企业：中国拥有制造高炉设备的重型机械厂。

第一重机厂是苏联援助建设的以冶金设备为主要产品的重型机械制造厂，第二重机厂是中国自主建设的制造冶金设备的重型机械制造厂。

除此之外，沈阳重机厂、太原重机厂、抚顺重机厂、上海重机厂等企业也都拥有高炉设备制造能力。

中国第一重型机械厂

为什么其它国家无法模仿中国的发展模式，因为他们完全没有基础。

即使建设了几个现代工业项目，备品备件也需要依靠国外，实现设备制造就更是天方夜谭。

解放前中国的钢铁工业就是这种情况，例如汉冶萍公司。

汉阳铁厂的设备全部都是从外国购买的，本国不具备设备制造能力，因此无法升级设备。

有准备

建设宝钢2号高炉之前，在冶金部的组织下，国内的冶金设备制造企业已经从国外引进了多项技术，并逐步掌握了这些引进的技术。

利用这些先进技术制造的新设备也已经在国内的钢铁企业投入使用，并取得了良好的效果。

高炉的部分设备在单机设计和试制上取得成功。

例如西安冶金机械厂从卢森堡PW公司引进技术成功生产出合格的无料钟炉顶设备

例如秦皇岛冶金机械厂、钢研总院、冶建总院协作试制了新型热风阀；

北京科技大学、攀钢、西安冶金机械厂协作试制的矮身液压泥炮，吸取了日本、西德几个国家的长处，融合成中国式的新型泥炮；还有新型风口、热烧结矿振动筛等。

这些试制的设备都安装在生产的高炉上，经受了考验。

这些设备的成功制造，给冶金部和国内企业提供了极大的信心：既然这几种比较复杂的设备我们能制造出来，那么其它设备也一定可以造出来。

从宝钢工程开始,我们就组织对引进设备的分解测绘,先易后难,选择一些制造技术比较简单、工艺操作不太复杂的单项设备进行试制,结果成功了,使这些部件不再进口了。为推而广之,冶金部接连四年召开了引进技术消化移植会议,累计试制设备达到176 项之多。这个成功大大改变了人们的观念,敢于拍胸膛提出要求:由国内承担宝钢二高炉系统设计、设备制造和施工。政府部门支持这个成套设备国产化的创议,在3.15 万吨设备中,国内制造占92 %。（周传典，《把冶金科技工作的重点转移到引进技术的消化移植的轨道上来》，1986年。）

讲方法

高炉炼铁是钢铁厂生产中的第一道工序，将铁矿石炼成铁水。

高炉系统是一套复杂的体系，包括了多个子系统。

宝钢2号高炉系统主要包括以下子系统：

1、原料储存、筛分和上料设备；

2、无料钟炉顶装料设备和均排压系统及探尺；

3、高炉炉体结构和冷却设备；

4、出铁场主要机械设备；

5、铁、渣处理设备；

6、热风炉系统及各种阀门；

7、煤粉喷吹设备；

8、煤气除尘清洗设备；

9、检测设备；

10、高炉鼓风机；

11、高炉三电自动化控制系统。

设计和制造一座高炉，首先考验的是一个国家冶金设备制造业的系统集成能力，其次才是考验各个子系统的设计和制造能力。

对于试制一个先进的复杂系统，首先要保证整体系统的成功，其次再保证各个子系统的先进性。

对于宝钢2号高炉设备的设计和制造，总承包的中国冶金设备总公司和重庆钢铁设计研究院采取了十分务实的做法：

1、对于技术难度较大的子系统，全部引进。

宝钢2号高炉两个子系统采用外购的方式，分别是：高炉鼓风机和余压发电系统。

关于大型高炉鼓风机，国内陕西鼓风机厂经过多年生产研制，于2010年为国内迁钢和莱钢4000m3级大型高炉提供两套大型轴流式高炉鼓风机，运行良好。这就结束了我国大型高炉鼓风机长期依靠进的历史，为大型现代化高炉设备全部实现国产化画上了一个圆满的句号。

2、对于技术有技术难度但可以从国外引进技术的子系统，采取引进技术、联合制造的方式。

宝钢2号高炉两个子系统采用引进技术、联合制造的方式，分别是：无料钟炉顶和“三电”设备。

无料钟炉顶装料设备是引进卢森堡PW公司的技术，由国内企业制造。

3、对于其余设备，全部由国内企业设计、制造。

宝钢二期的2号高炉系统，根据当时的国内形势和机械工业的水平及能力，经过慎重的调研、论证，最后由国务院领导作出决定：“立足国内进行工艺设计和设备制造”,“对国内尚不能解决的工艺技术和设备，可作小成套引进或同外商进行联合设计、合作制造。”

事实证明，当初的这个决策是十分正确的。

高炉设备系统哪些自己能造，哪些需要全部引进，哪些需要购买技术国内制造，冶金部有清晰和客观的认识。

既不盲目自大，又不完全依靠国外，相比自己以前的水平有提高，又要能保证系统整体成功，这是对冶金部的重大考验。

对比印度重大技术设备的发展如阿琼主战坦克、LCA战斗机，由于不切实际的高目标通常导致项目进度拖延严重，甚至最终失败。

有组织

2号高炉设备国内制造部分，总承包联合体通过较长时间的调查研究、现场考察和专家论证、评估、比较，从冶金、机械、电子、船舶、航空航天、有色冶金、化工、核工业等专业制造厂中选择了200个工厂，承担制造和供应任务。

总承包方打破了行业、部门、系统、地区界限，择优选厂，在全国范围内集中优势兵力，实行横向联合，发挥各自优势和特长，从而形成整体实力。

主要设备制造企业是：

1、西安冶金机械厂。

该厂为冶金设备专业制造厂，2号高炉的无料钟炉顶装料设备是该厂和卢森堡PW公司合作，液压泥炮与北京科技大学合作完成的。

2、武汉冶金设备制造公司。

该公司制造大型钢结构具有一定经验，企业通过较大的改造，新建了高跨厂房，增加了关键的成形、卷取设备，承担了难度较大的高炉炉壳制造任务以及框架、除尘系统一文、二文脱水器，炉底水冷装置的制作。

3、渤海造船厂。

该厂是我国船舶系统装备条件、技术水平、质量控制和管理能力很好的重点大型企业，承担了热风炉系统全部炉体钢结构约8000吨。

4、黎明发动机制造公司和晨光机器厂。

该厂为国内知名的装备、技术很强的专业厂，承担了高炉上水冷系统的密封装置和多种波纹管的制造任务。

5、大连重型机器厂。

该厂是国内制造铁水罐和冶金车辆有经验的工厂，承担了320吨鱼雷型混铁车的制造任务。

6、沈阳有色冶金机械厂。

该厂对有色冶金铸造经验比较丰富，承担了纯铜铸造冷却板的制造任务。

7、秦皇岛冶金机械阀门总厂。

该厂是制造高炉所用阀门的专业厂，承担了制造热风炉中各种阀门22项，78台套的任务。

此外，鞍钢机械制造公司、常州冶金机械厂、苏州冶金机械厂、扬州冶金机械厂、嘉兴冶金机械厂、吉林冶金机电设备厂、第一重型机器厂、上海重型机器厂、中船武汉712研究所、武汉船用机械厂、中国冶金设备南京公司、冶金部钢铁研究总院、冶金部建筑研究总院、北京冶金设备研究院、冶金部自动化研究所、乐山冶金机械轧辊长和石家庄阀门一厂等25家企业和院所，分别承担了部分专项设备的制造。

宝钢2号高炉系统的设备制造，是在国务院“重大技术装备办公室”、冶金部和机械工业部的领导下，中国冶金设备总公司具体组织，全国工业系统的企业分工合作完成的。

在当时国内企业制造水平尚处于较低的情况下，为了完成先进技术装备的制造，在全国范围内选择最优秀的企业，这也需要党的组织能力。

有共识有担当：

最后还需要说明的是，宝钢2号高炉设备的制造，也离不开国家领导人、冶金工业、机械工业、上海市、宝钢（甲方）、设备制造企业（乙方）等各方的共识。

宝钢2号高炉由国内企业总承包，做出这个决定并不容易！

改革开放之初，虽然国内机械制造能力是很大的，但装备、技术和管理水平都比较落后，不能满足制造现代化设备的要求。

以国内为主自行建造宝钢2号高炉是相当困难的。

但与此同时，很多人也存在着不甘落后、自强不息、奋发进取、希望实现国产化的强烈愿望。

正是由于存在这种共识，才使得冶金部党组在充分调查研究的基础上，于1985年4月毅然决定由中国冶金设备制造总公司负责，并与中国冶金设备公司、重庆钢铁设计研究院组成联合承包体，负责宝钢2号高炉的建设。

宝钢2号高炉制造结果和意义

宝钢2号高炉的设备制造是成功的。

1991年6月宝钢2号高炉正式点火投产。

宝钢1号高炉于1986年建成，其设备全部从国外进口；

1991年2号高炉诞生，设备国产化率为91.5%，并有所创新；

1994年3号高炉投产，在2号高炉的基础上，设备方面又作了不少改进与提高，国产化率达到95%;

2005年4号高炉建成，设备方面比3号高炉又作了一些改进与完善；

宝钢4座高炉中于2009年最晚建成的新1号高炉，其设备除高炉鼓风机是进口的，其余全部采用了国产设备。

宝钢2号高炉设备的成功制造，破除技术的神秘性，提高钢铁工业和机械设备制造企业的自信心。

宝钢2号高炉设备总重35000吨，其中90.5%的设备是国内制造的。

既然2号高炉设备这么复杂的大型设备我们能够制造，那么其它冶金设备我们也能够造出来。

将复杂成套设备分解，是破除神秘性的开始。

改革开放之初，我们制造现代冶金设备有困难，也受到很多人的质疑。

通过宝钢二期成套设备的成功制造，我们有力的回应了这种质疑。

现在，我国的半导体工业遭受了西方国家的制裁，美国施压荷兰不卖先进的光刻机给我们。

我们能不能造出光刻机呢？

我想历史上宝钢2号高炉设备的制造能给我们启发。