管控合理的初始煤气流分布，从而为维护合理的操作炉型打下坚实的基础。鼓风动能决定回旋区的大小，而风口循环区的大小决定了中心气流和边缘气流的分布状况。风口循环区长度增加，初始煤气流将趋向于中心且在径向上趋于均匀，炉缸状态趋向于活跃。

1.1.1下部调剂基本原则

初始煤气流在圆周方向上分布的均匀性将会严重影响高炉周向上的温度场分布，从而影响操作炉型的均匀性。控制合理的初始煤气流分布的主要方法是运用下部调剂措施，主要是风口布局和风口面积选择，使初始煤气流分布合理，炉缸工作均匀活跃，热量充沛、稳定。

按照产能与风口面积匹配程度，回旋区面积等于炉缸面积1/2的原则，确定不同产能时的风口面积。风口面积过大，则风速和鼓风动能不足，边缘气流发展，中心气流不足，死料柱增大，炉芯温度下降；风口面积过小，增大鼓风动能，风速过高，焦炭在回旋区内高速旋转互相碰撞，发生严重粉化，影响炉缸透气性和透液性。风口面积及布局对高炉产能和燃料消耗具有重要影响作用。因此，根据高炉特点和原燃料条件下制定11高炉风口面积、鼓风动能控制标准。

表1  11高炉风口面积、鼓风动能控制标准

1.1.2炉缸工作状态判断方法

作为表征高炉炉缸工作状况的重要参数，炉芯温度在反映炉缸工况上虽然有滞后性，有针对性地进行炉芯温度的分析和管理，对指导高炉生产有一定的意义。

炉芯温度是反映炉缸工况的重要参数。由于炉底构造的不同，以及热电偶位置的差异等因素，炉芯温度大相径庭。考虑到侵蚀等因素，一般随着高炉炉役的延长，炉芯温度呈上升趋势。对于炉况良好（炉缸活跃）的高炉，在一定的时间段内，炉芯温度保持相对稳定。

应用炉芯温度和炉底温度变化趋势判断炉缸工作状态。当炉况正常时特征，炉芯温度>次中心温度>中间温度>边缘温度分布。中心不活特征时炉芯温度<次中心温度>中间温度>边缘温度分布。中心堆积特征时炉芯温度<次中心温度<中间温度>边缘温度分布。

高炉日常生产中有关煤气流分布的核心工作是确保边缘气流和中心气流的合理分布比例。中心气流不通畅，边缘气流不均匀，高炉就容易产生边缘气流管道，这样时间长了就容易导致炉墙局部地方黏结，导致高炉操作炉型在圆周方向上的不均匀，进而使高炉下料不均匀、出现崩滑料、悬料等，煤气利用率也会随之波动。当边缘气流过重时，使通过边缘的煤气流过少，严重时易导致高炉炉墙黏结。而当边缘过轻时，由于软熔带上移较多，特别是在低负荷操作时，也会造成炉墙的黏结，使操作炉型变化，影响高炉的稳定顺行。局部管道行程，造成生料下降，造成粘结。

在风口面积和分布位置固定之后，下部送风制度就基本上没有多大的调剂空间了，高炉日常生产中主要依赖上部调剂。上下调剂要配合好，才能保证气流的稳定，维护好操作炉型。尤其要控制好软熔带上部区域的结厚问题，以免出现问题很难处理，上部调剂主要通过布料制度调整来进行。

1.2.1确定溜槽布料参数

开炉装料过程进行测试，针对高炉设计参数及炉顶设备构成，对高炉炉体及炉内料面、溜槽倾角、悬挂点高度等关键设备参数进行扫描和校核。通过对关键基本参数的检测和分析，提出适合本高炉的装料矩阵以及其他建议。

11高炉料面实际测试发现，溜槽倾角42°焦炭打在钢砖上部1/3位置，溜槽倾角40°打在钢砖偏下1/3位置。

焦炭最外环倾角可以在39.8°左右选择，最内环位29.1～31.4°之间选择，焦炭平台保证在1.3m左右。中心漏斗宽度2.8m左右，焦炭角差8.4～10.7°。

矿石最外环倾角可以在39.8°，最内环位31.4°，矿石平台1.1m左右，矿石角差8.4°。

1.2.2布料溜槽倾角与平台宽度、中心加焦面积对应关系参数

（1）焦炭平台宽度与溜槽倾角对应关系

以11高炉为例角位差不变，随倾动角度逐渐外移，焦炭平台宽度逐渐缩小，反之亦然。

图1 矿石起始角度与焦炭平台宽度

图2 矿石起始角度与中心加焦面积

（2）中心加焦面积变化

以11高炉为例角位差不变，随倾动角度逐渐外移，中心加焦面积逐渐增大、反之亦然。平台过窄，气流不稳定，煤气利用率差，平台过宽，较难生成混合层，中心易堵塞。经验表明，顺行的高炉，一般平台宽度在炉喉半径的1/3左右。

1.2.3焦炭平台宽度和矿石落点位置对热负荷影响

（1）矿石落点位置对热负荷影响

以11高炉为例对矿石落点位置与热负荷及方差进行线性回归分析。

图3 热负荷与矿石落点位置

矿石落点位置距炉墙越远，热负荷及方差波动区间越大，边缘气流弱、易出现边缘重甚至结厚现象。应控制100mm-120mm为宜。

（2）焦炭平台宽度对热负荷影响

以11高炉为例对焦炭平台宽度与热负荷及方差进行线性回归分析。

图4 热负荷与焦炭平台宽度

焦炭平台宽度1.4m左右时，热负荷及方差较稳定，边缘气流稳定。应控制焦炭平台宽度占炉喉半径比1/3左右。

高炉炉腹、炉腰、炉身下部处于软熔带生成范围内，受到高温高速煤气流冲刷，热流强度大，温度变化大，铜冷却壁热面渣皮容易发生变化，一是渣皮结厚，二是渣皮脱落，破坏操作炉型，造成炉况波动。根据长期对炉况跟踪调查分析，除设备和原燃料原因外，80%的炉况波动与操作炉型变化有关，尤其是渣皮大面积、频繁脱落造成炉温不可控制波动；而渣皮结厚造成煤气流分布失常、进而出现管道、崩料等现象，即使采用疏松边缘的布料制度也没有效果；如果结厚严重即使采用洗炉措施短时间内也不会有明显效果。

1.3.1渣皮厚度与炉身8点水温差管控

在高炉炉腹和炉腰等高温区域，渣皮是最好的炉衬。在实际生产中，渣皮是冷却壁和高温炉气相互作用的结果，其厚度随着冷却制度、气流分布及冷却壁结构参数等因素改变而变化。

（1）渣皮厚度

适宜渣皮厚度范围：30-50mm；

警戒渣皮厚度：＞70mm；

结厚渣皮厚度：＞100mm；

渣皮脱落：<10mm。

（2）渣皮厚度与炉身8点水温差

以11高炉为例对渣皮厚度与炉身8点水温差进行线性回归分析（见图所示）：水温差：3-5℃时，渣皮厚度30-50mm；小于2.6℃时，渣皮厚度大于70mm；小于2.0℃时，渣皮厚度大于100mm。炉身8点水温差可以表征炉身圆周渣皮厚度分布情况。

图5 炉身水温差与热负荷对应关系

1.3.2温度场管控标准

温度场管控重点在于均匀性，即在同一高度、不同方位的壁体温度应该基本相近，各方向的水温差也基本接近。

表2  11高炉温度场控制范围

（1）水温差低、热负荷大幅下降、壁体温度局部或大面积下降，结厚部位的热流强度明显降低。

（2）炉况顺行变差，煤气利用率下降，崩滑料增多，高炉燃料消耗上升、产量下降。

（3）局部结厚会出现探尺、边缘气流偏差增大，边缘气流难以控制、管道征兆出现等。

（4）风口圆周工作不均匀，结厚部位风口不活跃。

（5）炉缸工况变差、圆周工作不均匀，铁口间出铁量偏差大、渣铁温度和铁水含硅量偏差大。

冷却制度要与生产条件和气流分布相适应。冶炼强度大，产生的热量多，冷却强度要相应地加大；冶炼强度小，产生的热量少，冷却强度要相应地减小。边缘气流强，热流强度较大，冷却强度相应地要增强；边缘气流弱，热流强度较小，冷却强度相应地要减弱。控制原则为以壁体温度是否在合理范围为基础。

处理炉墙结厚方法有化学洗炉和热洗炉。热洗炉主要遵循以下步骤,确保顺行。

（1）严格按照压差操作，风压或顶压冒尖也必须减风避让。

（2）下部送风制度,增大炉腹煤气量，确保下部送风制度的合理性。

（3）上部装料制度,确保稳定充沛的中心气流和适当的边缘气流，结厚期间保证中心气流，高炉温和过度放边会出现向上黏结的危险。

（4）确保持续充沛的炉温和适当的造渣制度

保证燃料比，通过足够量的煤气把足够的热量传递给黏结的炉墙，熔化炉墙黏结物，铁水温度保证1520±10℃，铁水[Si]保证0.55±0.05%，炉渣碱度控制1.15～1.18，适当下控，有利高硅时的渣铁分离。

（5）炉前作业管理,必须强化出渣铁，出好渣铁,见渣时间要求小于30min，否则重叠出铁。如果出渣铁速率低于渣铁生成速率，则重叠出铁。

（6）控制炉体冷却器水量

水量适当减少，降低冷却强度是处理结厚的辅助手段，水量要保证在出现脱落时冷却器的安全，单方向温度低可进行局部减水，整体偏低降低闭路水量，总体要求按照热负荷上限控制壁体温度和水温。

（1）控制下部煤气流分布

主要是保持适宜的风口面积和鼓风动能，使初始煤气流及中心气流初始分布合理、匹配，保证回旋区工作面积达到炉缸截面积1/2，炉缸工作均匀活跃，热量充沛、稳定。

（2）控制上部煤气流分布

主要是开炉前的布料测试工作，为日常工作的基础，根据炉喉直径和料流宽度，确定档位分布及其角度；根据料流轨迹和落点位置，确定布料档位。

（3）控制中部煤气流分布

主要是确定适宜的热负荷管理标准，稳定操作炉型。重点关注炉腰及炉身下的热负荷，根据炉墙粘接情况，对应调整水量、水速、水温差，冷却制度要根据生产条件和气流分布调节。

高炉操作炉型合理控制，将会有利于炉况的长期稳定顺行，为高炉实现低燃料比生产和提高利用系数提供保证。

11高炉从2018年开始，根据原燃料条件，开发分段式操作炉型管控技术。通过管控高炉上部、中部、下部三次煤气流分布，达到协调统一、相互配合，控制管理各段冷却壁体温度、热负荷、渣皮厚度及稳定性，防止渣皮结厚和频繁脱落。

2019年开始分段式操作炉型管控模式逐渐在高炉得到应用，高炉顺行状态得到明显改善，初步实现高效生产模式，高炉平均日产量稳定在6000t/d以上、利用系数超过2.3t/（m³.d）。

图6 高炉日产量推移图

      高炉生产的目标是：安全长寿、稳定顺行、指标优化。高炉炉型稳定是实现上述目标的有力保证。通过分段式管控高炉下部调剂风口面积，保证吹透中心、活跃炉缸工作状态。通过管控上部布料制度参数，确定合理的布料边缘平台宽度和中心加焦面积，稳定炉墙热负荷。通过管控各段冷却壁体温度、冷却水量，保证热负荷、渣皮厚度及稳定性，防止渣皮结厚和频繁脱落。为高炉炉况的长期稳定顺行，为高炉实现低燃料比生产和提高利用系数提供保证。