高炉生产作为长流程钢铁制造中最重要环节之一，工艺复杂，影响因素繁多，成本占比高，长周期稳定顺行更是行业难题。鞍钢集团朝阳钢铁有限公司（以下简称朝阳钢铁）是单线全流程钢铁联合企业，仅有一座高炉，生产组织难度更大，系统稳定性要求高，抗风险能力不足，任何环节出现问题都可能导致高炉炉况失常，高炉的运行状态直接影响全公司生产经营。朝阳钢铁针对单高炉生产的工艺特点，不断总结高炉强化冶炼生产管理、操作经验和教训，统筹分析影响高炉生产的各种因素，以实现高炉长周期稳顺、生铁成本最低为目标，通过精益管理实施“双跑赢”战略，即跑赢自身、跑赢大盘，不断增强朝阳钢铁竞争力、创新力、控制力、影响力和抗风险能力。2021年，朝阳钢铁聚焦高炉长周期稳定顺行开展精益管理专项行动，将精益管理思想和工具应用于经营管理全流程、全链条，总结形成一套高炉精益运行的“1345”管理模式，助力朝阳钢铁高质量发展。

一、实施背景

（一）对标一流的迫切需要

宏观经济环境复杂多变，疫情防控形势严峻，绿色低碳、智能制造给钢铁工业带来颠覆性变革和新的挑战。朝阳钢铁仅有一座高炉，生产组织难度更大，系统稳定性要求高，抗风险能力不足，任何环节出现问题都可能导致高炉炉况失常，高炉的运行状态直接影响全公司生产经营，迫切需要对标一流，高炉精益运行。

（二）低碳发展的可靠路径

2020年，中央经济工作会议明确提出双碳目标。据统计，铁前系统CO2等温室气体直接排放、间接排放约占14.5%。中国粗钢产量约占世界的56%，主要原料来源就是高炉生产的液态铁水，低碳炼铁是提高能源利用率的可靠路径。

（三）降本增效的必然选择

生铁成本在朝阳钢铁整个生产成本占比近70%，燃料消耗占生铁成本的45%。如何优化生铁成本、原燃料结构对朝阳钢铁充分发挥成本优势至关重要。北科大教授王筱的中国高炉实现低碳低成本炼铁三个经典图，揭示了炼铁生产中市场、产量、成本、燃耗的关系，需要建立精益运行体系来平衡。

二、主要创新点

以精益为主线的高炉经济运行管理体系，融入精益管理理念，应用精益管理工具和方法，通过对人、机、料、法、环调研写实，全要素对影响高炉生产、操作、管理进行价值流分析，找出工艺瓶颈和关键因素，将解决实际问题方式从“经验驱动”向“靶向施治”转变 ，总结形成一套高炉精益运行“1345”管理模式，见图1。

“1”，形成一个联动，即铁焦联动支撑高炉经济运行。

“3”，重构三个管控模型，即焦炭配煤、炼铁配矿、高炉配煤管控模型。

“4”，严格落实四个关键操作标准，即装料制度调整操作、出铁操作、炉内“五定”操作、无扰动换炉操作标准。

“5”，完善实施高炉系统五项科学管理，即原燃材料质量管理、高炉本体管理、高炉操作管理、高炉设备管理、以及高炉事故预防与处置管理，支撑高炉在长周期稳定顺行前提下，高产、低耗、成本最优。

同时发挥“人才培养”和“项目实践”双引擎作用，树立全员参与、协同高效、持续改善的精益管理理念，将精益管理初衷从“指标提升”向“文化引领”转变，助力朝阳钢铁高质量发展。

图1 高炉经济运行“1345”精益管理体系

三、主要做法

（一） 坚持四维推进，“铁焦联动”经济运行

1.围绕高炉稳顺，建立生产联动

焦化厂坚持以高炉为中心组织生产，随炉况需要动态调整生产节奏，以铁定焦，优化生产组织模式；厂际间生产信息共享，实事求是，内部生产问题相互之间“不捂盖子”，“不当鸵鸟”，“不护犊子”，充分暴露问题，联合解决；相应层级岗位建立健全沟通渠道，生产监控信息远程互看，定期组织会议，焦炭质量和炉况信息响应迅速，反馈更快。

2.坚持按标作业，建立质量联动

焦化厂和炼铁厂在公司主管部门协调下，根据高炉生产强度需求不同，建立与生产相对应焦炭质量标准；焦化厂根据炼铁要求焦炭质量标准，建立对应配煤结构模型，满足高炉生产调整需求；焦化厂提前预判焦炭质量反馈炼铁厂，炼铁厂炉况调整需要焦化厂配合调整焦炭质量，焦化无条件执行。

3.统筹组产方案，建立成本联动

焦化厂和炼铁厂根据公司经营需求，结合公司生产计划，计算不同生产条件下单位成本，形成不同生产组织方案；公司主导，焦化与炼铁充分参与，根据不同生产组织方案，联合计算铁焦成本，寻找成本最优解。

4.追溯成本责任，建立激励联动

建立成本转移奖励机制，从质量、事故、产量三个维度追溯各工序成本责任，实施奖惩，一荣俱荣、一损俱损，激发全员参与积极性；建立系统降本奖励机制，焦化、炼铁联合计算降本金额，降本总额多则两厂奖励多，降本总额少，则奖励少，不以单厂降本金额定奖，不断深化铁焦联动。

（二）深究价值改善，重构配煤配矿三个管控模型

1.焦化配煤模型，丰富焦化配煤结构

增煤种。生产与采购一体化管控，采购提供价格，生产判断价值，不断将有关资源寻源、拓源的信息与焦化厂充分共享，煤种从十余种增加到二十余种。

建模型。利用煤焦实验室，根据不同质量标准建立六十余种配煤模型，同时建立配煤模型使用标准，结合市场和生产条件灵活选择最优配煤结构；

严标准。配煤结构必须满足原燃料质量底线，根据市场煤资源供给情况以及所开发的配煤结构模型，统筹分析质量、成本，建立配煤模型的使用标准。

2.炼铁配矿模型，动态调整配矿结构

建立烧结配矿管控模型，采取原料采购与烧结配矿一体化管理，充分考虑其经济性及对铁前运行的影响，寻求烧结配合矿价格与价值最优，探索最优烧结配矿结构。

建立高炉配矿管控模型，形成不同烧结、球团比例下高炉操作制度调整方案，紧跟市场，依据烧结和球团性价比，动态调整烧结、球团比例，目标高炉配矿性价比最优。

建立适用于自身生产的烧结配矿与高炉配矿联合菜单，确定配矿品种，计算配矿结构成分，确定是否满足生产要求，测算成本，确定是否满足降成本需要，寻求铁前配矿成本的动态调整最优。

3.高炉配煤模型，改善喷吹煤种结构

一是通过采取全氮喷吹、降低系统氧含量等技术手段，以利提高烟煤比例，优化煤种调整，克服贫煤粘性大、易堵枪的不利因素，提高贫煤比例，以利于煤种灵活调整。

二是优化煤粉价值评价标准，煤粉采购使用固定碳单价结合发热量评价煤粉价值，拓源、寻源喷吹煤。

三是制定了《煤种转换操作管理细则》，煤种转换按标操作，科学合理组织生产。

四是满足制粉工艺要求和安全前提下，紧密跟踪市场形势，灵活调整，确保喷吹配煤结构的成本最优。

（三）严控过程操作，固化高炉精细化管理标准

高炉操作对高炉生产至关重要，俗话说，“七分原料，三分操作”，原料搞好了，操作跟不上，高炉仍然不能取得良好技经指标，朝阳钢铁高炉结合长期操作经验，充分应用精益管理之高炉全价值流图分析（见图2），找出影响高炉生产最重要的四个操作关键点，即装料制度调整、炉前出铁操作、炉内日常操作、热风炉换炉，固化四个精细化操作系统管理标准。

图2 高炉工序全价值流图

1.制定装料制度调整操作管理标准

一是严格落实日常管理规定动作，每日专人定时确定高炉边缘和中心气流的强弱，判断煤气流分布是否合理，通过在线激光扫料面扫出炉顶料面形状，得出堆尖位置，平台宽度和漏斗深度，形成高炉煤气流分布情况技术报告。

二是总结装料制度调剂手段影响因子大小，根据气流分布确定调剂手段，专业人员撰写调剂具体方案。

三是高炉管理和技术人员召开专题会，共同研究改进调剂方案，达成一致意见，最终落实调剂方案，实现装料制度从经验到精准把控的调整过程。

2.炉前出铁精准操作管理标准

炉前及时出净渣铁是高炉稳顺的必要条件。

一是优化炉前作业标准化管理，使出铁准备，出铁作业和出铁结束作业系统化、规范化。同时，将铁口合格率、出铁合格率、有效出铁时间、设备故障率、出铁均匀性等炉前生产关键指标纳入炉前操作管理标准。

二是实施精益班组管理，建立炉前耐材及耗材管理预警台账，确保炉前出铁耐材及耗材的充足，并进行阶段性评价和考评，制定出阶段性操作标准，专人跟踪，实施炉前出铁动态管控。

三是炉前出铁操作从以往粗放型管理向标准化管理转变，炉前出铁根据高炉强度进行精确计算。

3.炉内“五定”操作管理标准

五定操作是高炉操作经典管理理念。

一定料批，确保高炉冶炼强度稳定。

二定炉温，确保高炉热量合理稳定。

三定碱度，确保高炉渣相合适稳定。

四定顶压，确保高炉强化冶炼有效执行。

五定压差，确保高炉煤气流合理分布，气流平稳、下料顺畅。

正常炉况下每班煤量调剂次数大于3次，严肃考核，减少人为操作对炉况的影响。

4. 无扰动热风炉操作管理标准

炼铁厂突破工艺限制，大胆尝试，自主研发无扰动换炉技术，制定无扰动换炉操作管理标准。

一是严格落实无扰动换炉操作工艺流程，按标操作。

二是严格执行换炉前后风压管控标准。

三是严格落实换炉时机判断标准。

对上述操作，每日专人检查监督，发现问题，立即改正，严肃考核，以确保高炉稳定运行。

（四）优化高炉经济运行，实施精益管理

针对高炉生产工序特点，实施高炉经济运行精益管理，严格落实执行，高炉管理从以往凭管理者经验和知识储备管理到科学化、标准化管理，将各管理体系整合并形成数据库、历史记录，确保出现类似问题可随时调取历史数据和操作总结，规避以往出现过的错误路径，形成标准化操作流程。同时在科学化、标准化管理过程中，应用PDCA工具，不断改善优化，以确保高炉精益标准化操作。

1.强化质量管理，实施原燃材料精益管理

一是严格执行大宗原燃料进厂管理办法，无条件执行A类原燃料不合格管理办法，定期组织抽检，确保大宗原燃料质量稳定。

二是建立高炉原燃料质量控制底线管理标准，一切生产调整，优化结构降本，均围绕原燃料质量底线标准进行，底线不能破。

三是建立有害元素管理办法，炉料中有害元素对高炉的危害是巨大的，朝阳钢铁结合生产实际，充分运用TRIZ理论分析方法，确定高炉炉料碱金属负荷控制在4 kg/t以内，锌负荷控制在0.4 kg/t以内为最优条件，定期委托第三方进行有害元素平衡分析。

2.优化技经指标，实施高炉本体精益管理

一是建立高炉温度场管理标准。经过长期摸索实践，结合冷却壁长寿，朝阳钢铁建立了高炉温度场管理标准，一切的制度调整围绕温度场标准进行，以实现操作炉型稳定，气流稳定，提高煤气利用率。

二是建立炉缸运行评价管理标准。炉缸是高炉生产的“发动机”，是高炉安全生产的薄弱环节，因此建立炉缸运行评价标准，根据炉工作不同状态，采取不同措施应对。

三是建立高炉中部调剂管理标准。中部调剂主要是指高炉冷却强度的调整，当高炉操作炉型不稳或高炉强度发生重大变化，例如休风或政策性调整，为避免渣皮大面积脱落或冷却壁结厚，炼铁厂高炉工区对冷却制度进行调整，以稳定操作炉型，结合生产实践，建立了高炉中部调剂管理标准，使冷却制度调整从经验到标准转变。

3.确保炉况稳顺，实施高炉操作精益管理

一是建立高炉热量平衡调剂管理标准。高炉精益操作对炉况稳定顺行至关重要，热量平稳是高炉操作的重中之重，因此，炼铁厂制定了高炉热量调剂标准，分为正常炉况调剂标准和异常炉况热量调剂标准，从而使高炉热量调剂指导意见从定性向定量转换。

二是建立高炉攻、守、退操作管理办法。高炉生产总是存在可变因素较多，比如原燃料质量波动，设备事故等都会对炉况造成影响，高炉操作者要根据这些变量情况，及时做出调整应对。高炉在原燃料质量波动时，应做好预判，提前调整，避免炉况恶化对生产造成较大的损失，炉况可攻、可守、可退。

4.提升保障水平，实施设备系统精益管理

一是以精益管理为契机，在炼铁厂推进现场5S自主改善提升、设备看板管理等工作，以EMBP异常管理系统报警线的设定、日常数据提报分析等为工具，推动全员设备TPM管理，不断提升设备基础管理水平。

二是按照设备的关键程度将设备分为 A、B、C三类，同时，对炼铁厂区域内的所有设备进行归类，并制定《A类设备管理检修策略》，提高检修质量。

三是制定设备互检和巡检制度。设备互检由机关设备管理人员及各工区设备点检岗位人员参加，对全厂设备的隐患、 记录、点检、润滑等情况进行检查；设备巡检由机关设备管理人员负责，主要对设备进行不定期抽查，以弥补定期互检存在的不足，实现设备长周期稳定运行。

四是以“零事故、零故障、零隐患”为目标，提高设备点检质量，减少设备事故对生产的影响，杜绝设备原因造成炉况波动甚至非计划休风，并制定相应的奖惩机制。

5.严守风险底线，实施事故防控精益管理

一是建立生产预警管理体系，通过不断优化升级设备设施，提升设备功能精度和智能化水平，将高炉生产系统关键性的控制点全部纳入在线监测，确立绿色、黄色、橙色、红色四级安全报警线，及时应对潜在的各类事故风险。

二是提高岗位操作技能和事故处置能力，通过长期组织学习掌握《岗位操作技术规程》《岗位安全技术规程》《事故应急预案》《事故应急处置卡》等标准化的操作流程，有效应对全系统各类突发性的事故，将事故损失控制在最小范围内。

四、取得成效

自高炉经济运行“1345”精益管理体系框架构建伊始，高炉经济运行管理体系不断完整，其成果也不断显现，在取得效益的同时，精益管理理念也在无形中植入到各项管理工作中。2021年以来，朝阳钢铁高炉运行整体稳顺，取得了规模、成本双优的成绩，利用系数实现了历史突破，生铁成本全国先进。

（一)高炉长周期稳定顺行

从经验管控实现标准管控，炉况波动大大减少，管道、悬料发生次数大大减少，高炉实现了长周期稳定顺行，2021年休风率较2020年下降1.2%，高炉增产8765吨，创效金额为1908.3万元。

(二)技经指标持续优化

高炉燃料消耗指标得到不断优化。2021年，铁前大量使用性价比高的印度粉和全部使用朝阳地方产竖炉球团，在品位下降的情况下，实现高炉燃料比下降，利用系数提升。

(三）低碳、低成本炼铁成效显著

朝阳钢铁在燃料消耗、产量及成本之间不断寻求最优解，取得显著成绩， 2021年全年生铁成本2979元/吨，中钢协60家重点企业中，排名第3，行业先进。