（来源：中国炼铁网）
浅析高炉频繁出气流的原因及以操作改善为核心的治理策略
（孙本科 邹金城）
摘 要：高炉煤气流分布的频繁异常是导致炉况波动、影响顺行、降低煤气利用率并最终推高生产成本的核心难题。本文基于炼铁生产实践，系统分析了高炉频繁出现中心气流不稳、边缘气流过盛、圆周气流不均等问题的根本原因，包括原燃料质量波动、上下部操作制度不匹配、设备状态异常及参数控制不精准等。文章的核心在于，提出并论证了以精细化、系统化的炼铁操作改善作为根本治理路径。通过整合近年来多个代表性钢铁企业的成功案例，详细阐述了如何通过优化装料与送风制度、调整热工参数、实施针对性洗炉等操作手段，快速有效地稳定煤气流、恢复炉况。实践表明，以操作改善为核心的治理策略，是实现高炉长期稳定、高效、低耗运行的关键。
关键词：高炉；煤气流；操作改善；装料制度；送风制度；案例
1. 引言
高炉冶炼是一个连续、逆流的气-固-液多相反应过程，稳定且合理的煤气流分布是其“稳定、顺行、高产、低耗、长寿”的基石。理想的煤气流通常表现为“中心气流充沛、边缘气流适度、圆周分布均匀”。然而，在实际生产中，受多重内外部因素干扰，高炉煤气流频繁出现紊乱，如中心气流衰弱、边缘气流过度发展或圆周分布不均等。这些异常气流直接破坏炉内的热平衡与造渣制度，引发风量萎缩、压差升高、管道行程甚至悬料等恶性炉况，严重制约高炉经济技术指标。因此，深入剖析气流失常的根源，并探索以快速、精准的操作调整为核心的治理策略，对炼铁生产的稳定与优化具有重大的现实意义。
2. 高炉频繁出气流的原因剖析
高炉气流的失常往往是“原燃料基础-操作制度-设备状态”三者协同失效的综合体现。
2.1 原燃料质量波动是诱因
原燃料的物理化学性能是维持料柱透气性的物质基础。焦炭热强度不足、反应后强度（CSR）低，会导致其在炉内粉化严重，恶化料柱尤其是中心死料柱的透气性，致使中心气流难以打开。同时，烧结矿、球团矿的强度差、粉末率高，会增大块状带阻力，易引发边缘气流过强或形成管道。此外，入炉料有害元素（如锌、铅、碱金属）含量过高，会加剧炉墙结厚，改变操作炉型，间接导致气流分布异常。
2.2 操作制度失衡是核心
操作制度未能根据炉况和原燃料条件进行及时、精准的调整，是气流频繁波动的直接推手。
上下部调剂不匹配：下部送风制度（如风口面积、长度、鼓风动能）决定了初始煤气流的分布。若鼓风动能不足，气流易窜向边缘；动能过大，则可能中心过吹。上部装料制度（如布料矩阵、矿焦角差、料线）则引导煤气的二次分布。若上部制度不能与下部初始气流有效配合，例如在中心气流本已偏弱时仍采用压制中心的布料模式，便会加剧气流紊乱。
热制度与造渣制度失控：炉温（[Si]含量）的大幅波动会影响渣铁流动性和炉缸活跃度。炉温长期偏低会导致炉缸堆积，堵塞气流通道；而炉渣碱度（CaO/SiO₂）不合适，会导致炉渣粘稠，同样阻碍煤气上升。
2.3 设备与参数控制失准是外因
设备故障或状态不佳会直接干扰气流。例如，风口磨损或漏水、冷却壁漏水会局部冷却炉料，改变透气性；布料溜槽磨损或角度失准，会导致布料不均，引发圆周气流失衡。此外，对关键参数（如顶压、压差、水温差等）的监控不严或响应滞后，会使操作者错过最佳的调剂时机，使小范围的波动演变为全局性失常。
3. 以操作改善为核心的治理策略与实践案例
治理高炉气流失常，必须坚持“标本兼治、操作优先”的原则。在确保原燃料质量相对稳定的前提下，通过一系列精准、协同的操作调整，是快速恢复合理气流分布最直接、最有效的手段。
案例一：山东某羊5#高炉（1650m³）因大放散打开引起的管道快速恢复（2022年）
问题与原因：2022年，某羊5#高炉在正常生产中因一次不适宜的炉顶大放散连锁故障瞬间打开，引发了炉内管道行程，后续引起炉况剧烈波动，频繁烧坏风口，利用系数大幅降低。其根本原因在于上部拉出了管道，中心“死芯”，破坏了原有的煤气流平衡。
操作改善措施：炉况波动后，操作团队迅速采取了一系列以操作调整为核心的恢复措施。重点包括：1）果断减轻焦炭负荷，补充炉内热量，改善透气性；2）优化上部装料制度，重新调整布料矩阵和角差，旨在打开中心气流、抑制边缘管道；3）配合下部送风制度调整，对应管道部位临时休风堵风口，确保鼓风动能与新的料制相匹配，待气流完全纠正过来后再将所堵风口捅开，同时，严格稳定热制度与造渣制度，为炉况恢复创造条件。
治理效果：通过上述系统性的操作调整，高炉风量得以稳步恢复，管道行程消除，煤气流分布重回合理状态，炉况在较短时间内实现了快速恢复。
案例二：汉钢1280m³高炉炉况失常的系统性操作制度重建（2024年）
问题与原因：汉钢该高炉因受原燃料质量影响，加之操作制度未及时调整、参数控制不到位，导致炉况失常，产量与指标恶化。这表明在原燃料条件波动时，固化的操作制度已无法适应。
操作改善措施：治理团队没有孤立地处理单一问题，而是对高炉操作制度进行了系统性重建。措施包括：1）调整原燃料结构，在可能范围内优化配比；2）优化布料制度和送风制度，使上下部调剂协同作用；3）精细调整各操作参数，建立新的平衡点。
治理效果：通过这一套系统性的操作制度优化，炉况最终得以稳定，并形成了一套更适应当前生产条件的、系统化的高炉操作制度，实现了长治久安。
案例三：河北鑫达钢铁高炉通过上下部协同调剂稳定气流（2024年）
问题与原因：该企业高炉面临煤气质量不稳、氮氧化物管控压力大等问题，其背后是原始煤气流分布不合理，存在炉顶煤气流紊乱的风险。
操作改善措施：攻关小组制定了以设备微调支撑操作调剂的综合方案。首先，利用检修机会更换或调整上翘的风口小套与中套，从下部纠正初始煤气流分布，重塑合理操作炉型。在此基础上，通过上部调剂精细调整布料规律，经过反复测算与实践，最终确定合理的料制，使气流分布达到最佳合理性。
治理效果：经过近一个月的观察，高炉气流分布显著改善，氮氧化物外排得到有效控制，同时因煤气质量提升，外围发电效益增加，实现了环保与经济的双赢。
案例四：邯钢1号高炉应用中心加焦布料制度的长期实践（2024年）
问题与背景：邯钢1号高炉受制于原料条件，需要一种能够稳定气流的布料技术。
操作改善措施：该炉长期采用中心加焦布料制度，并进行了三次重大的料制调整。每次调整都旨在通过对炉内气流的调节，达到稳定炉况、提高产量和降低燃料比的目的。实践中的核心操作理念是“以中心为主，兼顾边缘管理”，在基准料制上结合实时炉况进行微调。
治理效果：这一持续的操作改善实践表明，中心加焦制度能有效调节气流，是实现高产低耗目的的重要手段。三次调整均在不同时期内取得了预期效果，证明了操作制度需要动态优化。
4. 结论与展望
高炉频繁出气流的问题，本质上是原燃料条件、操作制度与设备状态三者动态平衡被打破的表现。其中，操作制度是连接物质基础与生产目标的最活跃、最关键的枢纽。
4.1. 治理必须坚持以操作改善为核心：上述案例充分证明，无论是应对突发炉况波动（如山东某羊5#1650m³高炉），还是进行系统性制度重建（如汉钢1280m³高炉），抑或是进行前瞻性工艺优化（如邯钢1号高炉、河北鑫达），精准、及时、协同的操作调整都是快速有效稳定气流、恢复炉况的首选和根本途径。
4.2. 操作改善需系统化与精细化：有效的操作改善不是孤立的“点”调整，而是涵盖上部装料、下部送风、热制度、造渣制度等在内的“面”上协同。同时，它必须与对原燃料质量的监控和对设备状态的把握紧密结合。
4.3. 未来展望：随着大数据、人工智能和智能传感技术的发展，高炉操作改善正迈向智能化新阶段。通过构建操作数字模块，实时预测气流变化趋势，并推荐甚至自动执行最优调剂方案，将成为实现高炉“智能感知、自主平衡、长期稳定”的必然方向。然而，无论技术如何进步，对炼铁工艺原理的深刻理解和对操作艺术的精准把握，始终是驾驭高炉这一复杂黑箱的基石。
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