梁栋  程建红  李贤

（首钢长钢公司炼铁厂）

摘  要  针对烧结矿FeO稳定率低的难题，首钢长钢公司通过原燃料预控、推行“水分-返矿-终点”三稳定操作法、设备精细管理和建立激励约束机制等系统性措施，实现了对烧结过程的精准控制。2025年，烧结矿FeO稳定率（±0.5%）从2024年的79.54%大幅提升至99.15%，年节约焦粉成本约98.52万元，显著降低了烧结燃耗，保障了高炉稳定顺行。

关键词  烧结矿  FeO 稳定率  原燃料控制  操作优化  设备管理  提质增效

0  引言

首钢长钢公司炼铁厂烧结作业区拥有2台200m²烧结机，年产能430万吨，采用皮带进料、石灰喷吹、自动称量配料、混合料水份红外线监测自控、两段混合强化制粒、小球厚料层烧结、环式鼓风冷却及完整的整粒与铺底料系统工艺。烧结矿作为高炉入炉核心原料（占比70%-80%），其FeO稳定率对高炉冶炼造渣制度、炉温控制及技术经济指标具有关键影响。在钢铁行业产能过剩、同质化竞争加剧及铁矿石价格高企的背景下，提升烧结矿FeO稳定率成为企业实现质量效益型发展、增强核心竞争力的重要途径。传统烧结生产中，人工经验控制模式、过程参数检测滞后及设备运维短板等问题，导致FeO稳定率偏低，制约了烧结矿质量与生产效益提升。为此，首钢长钢公司炼铁厂开展了提高烧结矿FeO稳定率的系统性生产实践，通过多环节优化与管理升级，破解了FeO稳定率提升的瓶颈问题，取得了显著的经济、管理与社会效益。

1  提高烧结矿 FeO 稳定率的背景

1.1  高炉冶炼的刚性依赖

烧结矿是高炉入炉料的核心组成，其质量稳定性直接决定高炉生产顺行度。高炉对烧结矿碱度、TFe 含量、FeO 含量等关键指标有严格要求，指标波动易导致炉温失衡、造渣制度紊乱，轻则引发悬料、崩料，重则造成高炉停产。FeO 含量及稳定率直接影响烧结矿还原性、强度等冶金性能，进而对高炉焦比、利用系数等技术经济指标产生重要影响，是高炉冶炼对烧结工序的刚性要求。

1.2  企业核心竞争力的关键支撑

当前钢铁行业面临产能过剩与同质化竞争的双重压力，企业发展从规模扩张向质量效益型转型。提升烧结矿 FeO 稳定率可有效降低烧结焦粉单耗与高炉焦比，优化企业生产成本结构；在铁矿石价格高企的市场环境下，该指标的提升成为企业扩大盈利空间、增强市场竞争力的核心优势，是企业实现高质量发展的重要支撑。

1.3  生产工艺与设备运维的系统性局限

烧结生产是多环节联动的复杂过程，FeO 含量受配碳量、料层厚度、点火温度、抽风负压等数十个参数影响。传统生产模式中，人工经验控制为主、过程参数检测滞后（离线检测周期≥2 小时），无法实时响应原料成分、工况状态的动态变化，易出现参数调整 “越调越偏” 的恶性循环，成为制约 FeO 稳定率提升的核心瓶颈；同时，部分设备精度不足、运维不规范等问题，进一步加剧了 FeO 含量的波动。

2  提高烧结矿 FeO 稳定率的内涵和主要做法

2.1  原燃料的预知预控，保障原燃料质量稳定

原燃料成分、粒度的稳定性是烧结矿 FeO 稳定的基础，通过对焦粉粒级优化、焦化除尘灰资源化利用及焦粉粒度精准检测，实现原燃料质量的精细化管控。

2.1.1  焦粉粒级优化搭配

长钢烧结用焦粉分为自产焦粉与外购焦粉，自产焦粉粒度粗（+10mm≥30%）、硬度大、破碎困难，外购焦粉存在固定碳低（84~85%）、粒度细（-1mm≥50%）的问题。通过将两类焦粉按比例搭配使用，形成合理的燃料粒级分布，提升焦粉燃烧均匀性，减少烧结过程中局部过烧或欠烧现象。

2.1.2  焦化除尘灰配入固废资源化利用

焦化除尘灰粒度极细，直接配加不仅无法有效供能，还易引发机头电场除尘灰自燃事故。通过工业实验，将焦化除尘灰按 15% 的最优比例配入回收固废中混匀，作为含碳原料参与烧结配料，既实现了焦化除尘灰的资源化循环利用、降低固废处置成本，又有效降低了烧结固体燃耗；同时严格把控固废配料投加量，确保混合均匀度，改善料粉成分稳定性。

2.1.3  焦粉粒度检测与处置

针对外购焦粉粒度过细导致烧成质量不稳的问题，增加 1mm 粒级技术检验：入仓前检测若外购焦粉 - 1mm 粒级超 50%，判定质量劣化并提示料场换堆出库；若 - 1mm 粒级低于 35%，判定质量较好并提示主机降低焦粉配比，通过焦粉质量的预知预控为烧结生产稳定奠定基础。

2.2  制定并固化 “三稳定” 操作法，实现烧结过程精准控制

围绕混合料水分、返矿配比、烧结终点三个核心环节，制定并固化 “三稳定” 操作法，替代传统人工经验操作，实现烧结过程的量化、精准控制，从工艺操作层面保障 FeO 含量稳定。

2.2.1  水分稳定

通过收集分析混料加水量的影响因素数据，设计混料加水量计算模型，模型拟合度达 90% 以上；为便于岗位操作，计算出料批、返矿、石灰配比不同变化量对应的加水调整量，编制混料岗位调整水量化操作表（见表 1）并上岗执行，摆脱人工盲操调水困境，显著提升混合料水分稳定率。

2.2.2  返矿配比稳定

返矿配比直接影响烧结矿质量与生产效率，通过对返矿料量进行实时监控，当返矿流量波动时第一时间查清原因并干预纠正；明确返矿料槽料位超 70% 时方可调整配加量，单机生产时由生产科协调高炉返矿外排，从流程上保障返矿配比稳定。

2.2.3  烧结终点稳定

明确烧结终点温度控制在 22# 风箱（共 24 个风箱）、终点温度≥350℃的指标要求，通过稳定主管风机抽风负压、台车速度实现烧结终点稳定，进而保障整个烧结过程的稳定性。2025 年 4#、5# 烧结机终点温度与位置达标率均保持较高水平（见表 2），为 FeO 稳定率提升提供了关键保障。

2.3  加强设备管理，提升设备运行精度与稳定性

设备运行精度是烧结参数稳定的硬件保障，针对配料计量、原料破碎等关键设备的问题，开展专项升级与精细化运维，消除设备因素对 FeO 稳定率的影响。

2.3.1  加强配料秤的维护

将焦粉秤校验周期由 3 个月缩短至 1 个月，每周分析焦粉平衡数据；及时清理秤体、传感器、皮带及托辊上的粉尘，避免计量偏差；建立设备维护台账，详细记录每日清洁、校准情况及故障处理信息，通过数据趋势预判设备隐患，确保配料秤下料量准确，守住烧结生产质量稳定的第一关口。

2.3.2  优化四辊破碎机上辊面性能

针对四辊破碎机上辊面为平面辊皮、摩擦咬合力不足，导致粗焦破碎不充分、粒度不达标且加重下辊负担的问题，将平面辊皮改为堆焊筋面辊皮，在上辊辊皮增设条状焊筋，提升对粗焦的摩擦力与咬合力，使破碎区域从中间 400-450mm 扩展至 650mm 以上，实现宽区域均匀破碎，满足焦粉粒度要求。

2.4  建立“正向激励 + 反向约束”的考核机制，激发全员积极性

将 FeO 稳定率指标与车间、班组、岗位绩效考核深度绑定，建立分层、多维的考核与激励机制，将指标提升责任落实到人，同时强化操作技能培养，激发全员参与烧结矿质量提升的主动性。

2.4.1  分层考核

将车间 FeO 稳定率指标分解为 4#、5# 机焦粉配比 2 项班组指标，再进一步分解为 4#、5# 总管温度稳定率岗位指标；明确车间考核权重≥15%、班组考核权重≥25%，岗位考核与操作规范性、数据准确性直接挂钩，实现指标层层分解、责任层层落实。

2.4.2  阶梯奖励

设立 “稳定率达标奖”“合理化建议奖”，FeO 稳定率≥95% 时奖励班组人均 100 元，提出并被采纳的合理化建议每条奖励 50 元，点检发现设备隐患每条奖励 50 元，以正向激励调动员工积极性。

2.4.3  反向约束

对指标未达标的班组 / 岗位，以 “纠偏为主、惩罚为辅”，先要求提交整改报告并参加专项培训，仅对连续 3 次未达标的对象进行考核，避免简单惩罚挫伤员工积极性，引导主动整改问题。

2.4.4  操作技能培养

开展 “FeO 判断技能比武”，对表现突出的个人给予绩效奖励，并将比武结果与员工晋升、评优挂钩，营造技能提升的良好氛围，提升岗位员工的操作水平。

3  提高烧结矿FeO稳定率的实践效果

通过原燃料、工艺操作、设备管理、考核机制的系统性优化，首钢长钢公司烧结矿 FeO 稳定率实现大幅提升，取得了显著的经济、管理与社会效益，为企业高质量发展提供了有力支撑。

3.1  经济效益

烧结矿 FeO 稳定率的提升实现了烧结过程氧化还原反应的均匀可控，提升了燃料燃烧利用率，有效降低了烧结焦粉单耗。2025 年烧结矿 FeO±0.5% 稳定率达 99.15%，较 2024 年的 79.54% 提升 19.61 个百分点（见表 3）；根据行业经验与近两年数据对比，烧结焦粉单耗降低 0.3kg/t，按烧结矿年产量 398 万吨、焦粉价格 800 元 / 吨计算，年节省焦粉消耗 98.52 万元（计算公式：398 万 ×0.3/1000×800=98.52 万元），直接降低了企业生产成本，提升了盈利空间。

3.2  管理效益

本次实践推动了烧结工序的精细化管理升级，从原燃料预知预控到工艺操作量化管控，从设备精细化运维到全员考核激励，形成了一套完善的烧结矿质量管控体系；同时，技能比武、专项培训等活动提升了岗位员工的操作技能与质量意识，为烧结矿产量、质量的持续稳定奠定了坚实的管理与人才基础，推动了烧结作业区整体管理水平的提升。

3.3  社会效益

烧结矿 FeO 稳定率的提升优化了烧结矿的冶金性能，显著提高了烧结矿的强度、还原性与低温还原粉化性能；优质的烧结矿入炉后，减少了高炉内直接还原反应，降低了高炉焦比，间接降低了整个铁前工序的能源消耗与污染物排放，符合钢铁行业绿色、低碳、节能的发展要求，具有良好的社会效益。

4  结语

4.1  结论

本次针对烧结矿 FeO 稳定率提升开展的系统性生产实践，通过原燃料精细化管控、“三稳定” 操作法落地、关键设备升级优化及全员考核激励机制构建，形成了多维度协同的质量管控体系，有效破解了传统生产中原料波动、人工盲操、设备精度不足等瓶颈问题，实现了烧结矿 FeO±0.5% 稳定率从 79.54% 至 99.15% 的大幅提升，同步实现烧结焦粉单耗降低 0.3kg/t、年节约成本 98.52 万元的经济效益。实践证明，原燃料的预知预控是 FeO 稳定的基础，工艺操作的量化精准控制是核心手段，设备的高精度稳定运行是硬件保障，而全员参与的考核激励机制则是长效提升的关键支撑，四者结合可实现烧结矿 FeO 稳定率的显著提升，为高炉顺行生产提供坚实的原料保障，也为钢铁企业烧结工序提质增效提供了可复制、可推广的实践方案。

4.2  结语

在钢铁行业高质量、绿色发展的背景下，烧结工序提质增效、节能降碳仍是未来发展的核心方向。基于本次实践，后续计划从以下方面进一步优化：

（1）引入智能化监测与控制系统，实现原燃料成分、烧结过程参数的实时在线检测与自动调整，进一步提升过程控制的精准度与实时性，降低人工干预；

（2）开展原燃料多元化利用研究，在保障烧结矿质量的前提下，进一步提高固废资源化利用比例，降低生产原料成本与固废处置压力；

（3）深化与高炉工序的联动管控，建立烧结矿质量与高炉冶炼参数的联动模型，实现铁前工序的一体化优化，进一步提升整体生产效率与效益。

本次实践形成的烧结矿 FeO 稳定率提升措施，可为同类型钢铁企业烧结工序提质增效提供参考与借鉴，推动钢铁行业烧结工艺的整体升级。