高爐生產(chǎn)作為長流程鋼鐵制造中最重要環(huán)節(jié)之一，工藝復雜，影響因素繁多，成本占比高，長周期穩(wěn)定順行更是行業(yè)難題。鞍鋼集團朝陽鋼鐵有限公司（以下簡稱朝陽鋼鐵）是單線全流程鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，僅有一座高爐，生產(chǎn)組織難度更大，系統(tǒng)穩(wěn)定性要求高，抗風險能力不足，任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可能導致高爐爐況失常，高爐的運行狀態(tài)直接影響全公司生產(chǎn)經(jīng)營。朝陽鋼鐵針對單高爐生產(chǎn)的工藝特點，不斷總結高爐強化冶煉生產(chǎn)管理、操作經(jīng)驗和教訓，統(tǒng)籌分析影響高爐生產(chǎn)的各種因素，以實現(xiàn)高爐長周期穩(wěn)順、生鐵成本最低為目標，通過精益管理實施“雙跑贏”戰(zhàn)略，即跑贏自身、跑贏大盤，不斷增強朝陽鋼鐵競爭力、創(chuàng)新力、控制力、影響力和抗風險能力。2021年，朝陽鋼鐵聚焦高爐長周期穩(wěn)定順行開展精益管理專項行動，將精益管理思想和工具應用于經(jīng)營管理全流程、全鏈條，總結形成一套高爐精益運行的“1345”管理模式，助力朝陽鋼鐵高質(zhì)量發(fā)展。

一、實施背景

（一）對標一流的迫切需要

宏觀經(jīng)濟環(huán)境復雜多變，疫情防控形勢嚴峻，綠色低碳、智能制造給鋼鐵工業(yè)帶來顛覆性變革和新的挑戰(zhàn)。朝陽鋼鐵僅有一座高爐，生產(chǎn)組織難度更大，系統(tǒng)穩(wěn)定性要求高，抗風險能力不足，任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可能導致高爐爐況失常，高爐的運行狀態(tài)直接影響全公司生產(chǎn)經(jīng)營，迫切需要對標一流，高爐精益運行。

（二）低碳發(fā)展的可靠路徑

2020年，中央經(jīng)濟工作會議明確提出雙碳目標。據(jù)統(tǒng)計，鐵前系統(tǒng)CO2等溫室氣體直接排放、間接排放約占14.5%。中國粗鋼產(chǎn)量約占世界的56%，主要原料來源就是高爐生產(chǎn)的液態(tài)鐵水，低碳煉鐵是提高能源利用率的可靠路徑。

（三）降本增效的必然選擇

生鐵成本在朝陽鋼鐵整個生產(chǎn)成本占比近70%，燃料消耗占生鐵成本的45%。如何優(yōu)化生鐵成本、原燃料結構對朝陽鋼鐵充分發(fā)揮成本優(yōu)勢至關重要。北科大教授王筱的中國高爐實現(xiàn)低碳低成本煉鐵三個經(jīng)典圖，揭示了煉鐵生產(chǎn)中市場、產(chǎn)量、成本、燃耗的關系，需要建立精益運行體系來平衡。

二、主要創(chuàng)新點

以精益為主線的高爐經(jīng)濟運行管理體系，融入精益管理理念，應用精益管理工具和方法，通過對人、機、料、法、環(huán)調(diào)研寫實，全要素對影響高爐生產(chǎn)、操作、管理進行價值流分析，找出工藝瓶頸和關鍵因素，將解決實際問題方式從“經(jīng)驗驅(qū)動”向“靶向施治”轉(zhuǎn)變 ，總結形成一套高爐精益運行“1345”管理模式，見圖1。

“1”，形成一個聯(lián)動，即鐵焦聯(lián)動支撐高爐經(jīng)濟運行。

“3”，重構三個管控模型，即焦炭配煤、煉鐵配礦、高爐配煤管控模型。

“4”，嚴格落實四個關鍵操作標準，即裝料制度調(diào)整操作、出鐵操作、爐內(nèi)“五定”操作、無擾動換爐操作標準。

“5”，完善實施高爐系統(tǒng)五項科學管理，即原燃材料質(zhì)量管理、高爐本體管理、高爐操作管理、高爐設備管理、以及高爐事故預防與處置管理，支撐高爐在長周期穩(wěn)定順行前提下，高產(chǎn)、低耗、成本最優(yōu)。

同時發(fā)揮“人才培養(yǎng)”和“項目實踐”雙引擎作用，樹立全員參與、協(xié)同高效、持續(xù)改善的精益管理理念，將精益管理初衷從“指標提升”向“文化引領”轉(zhuǎn)變，助力朝陽鋼鐵高質(zhì)量發(fā)展。

圖1 高爐經(jīng)濟運行“1345”精益管理體系

三、主要做法

（一） 堅持四維推進，“鐵焦聯(lián)動”經(jīng)濟運行

1.圍繞高爐穩(wěn)順，建立生產(chǎn)聯(lián)動

焦化廠堅持以高爐為中心組織生產(chǎn)，隨爐況需要動態(tài)調(diào)整生產(chǎn)節(jié)奏，以鐵定焦，優(yōu)化生產(chǎn)組織模式；廠際間生產(chǎn)信息共享，實事求是，內(nèi)部生產(chǎn)問題相互之間“不捂蓋子”，“不當鴕鳥”，“不護犢子”，充分暴露問題，聯(lián)合解決；相應層級崗位建立健全溝通渠道，生產(chǎn)監(jiān)控信息遠程互看，定期組織會議，焦炭質(zhì)量和爐況信息響應迅速，反饋更快。

2.堅持按標作業(yè)，建立質(zhì)量聯(lián)動

焦化廠和煉鐵廠在公司主管部門協(xié)調(diào)下，根據(jù)高爐生產(chǎn)強度需求不同，建立與生產(chǎn)相對應焦炭質(zhì)量標準；焦化廠根據(jù)煉鐵要求焦炭質(zhì)量標準，建立對應配煤結構模型，滿足高爐生產(chǎn)調(diào)整需求；焦化廠提前預判焦炭質(zhì)量反饋煉鐵廠，煉鐵廠爐況調(diào)整需要焦化廠配合調(diào)整焦炭質(zhì)量，焦化無條件執(zhí)行。

3.統(tǒng)籌組產(chǎn)方案，建立成本聯(lián)動

焦化廠和煉鐵廠根據(jù)公司經(jīng)營需求，結合公司生產(chǎn)計劃，計算不同生產(chǎn)條件下單位成本，形成不同生產(chǎn)組織方案；公司主導，焦化與煉鐵充分參與，根據(jù)不同生產(chǎn)組織方案，聯(lián)合計算鐵焦成本，尋找成本最優(yōu)解。

4.追溯成本責任，建立激勵聯(lián)動

建立成本轉(zhuǎn)移獎勵機制，從質(zhì)量、事故、產(chǎn)量三個維度追溯各工序成本責任，實施獎懲，一榮俱榮、一損俱損，激發(fā)全員參與積極性；建立系統(tǒng)降本獎勵機制，焦化、煉鐵聯(lián)合計算降本金額，降本總額多則兩廠獎勵多，降本總額少，則獎勵少，不以單廠降本金額定獎，不斷深化鐵焦聯(lián)動。

（二）深究價值改善，重構配煤配礦三個管控模型

1.焦化配煤模型，豐富焦化配煤結構

增煤種。生產(chǎn)與采購一體化管控，采購提供價格，生產(chǎn)判斷價值，不斷將有關資源尋源、拓源的信息與焦化廠充分共享，煤種從十余種增加到二十余種。

建模型。利用煤焦實驗室，根據(jù)不同質(zhì)量標準建立六十余種配煤模型，同時建立配煤模型使用標準，結合市場和生產(chǎn)條件靈活選擇最優(yōu)配煤結構；

嚴標準。配煤結構必須滿足原燃料質(zhì)量底線，根據(jù)市場煤資源供給情況以及所開發(fā)的配煤結構模型，統(tǒng)籌分析質(zhì)量、成本，建立配煤模型的使用標準。

2.煉鐵配礦模型，動態(tài)調(diào)整配礦結構

建立燒結配礦管控模型，采取原料采購與燒結配礦一體化管理，充分考慮其經(jīng)濟性及對鐵前運行的影響，尋求燒結配合礦價格與價值最優(yōu)，探索最優(yōu)燒結配礦結構。

建立高爐配礦管控模型，形成不同燒結、球團比例下高爐操作制度調(diào)整方案，緊跟市場，依據(jù)燒結和球團性價比，動態(tài)調(diào)整燒結、球團比例，目標高爐配礦性價比最優(yōu)。

建立適用于自身生產(chǎn)的燒結配礦與高爐配礦聯(lián)合菜單，確定配礦品種，計算配礦結構成分，確定是否滿足生產(chǎn)要求，測算成本，確定是否滿足降成本需要，尋求鐵前配礦成本的動態(tài)調(diào)整最優(yōu)。

3.高爐配煤模型，改善噴吹煤種結構

一是通過采取全氮噴吹、降低系統(tǒng)氧含量等技術手段，以利提高煙煤比例，優(yōu)化煤種調(diào)整，克服貧煤粘性大、易堵槍的不利因素，提高貧煤比例，以利于煤種靈活調(diào)整。

二是優(yōu)化煤粉價值評價標準，煤粉采購使用固定碳單價結合發(fā)熱量評價煤粉價值，拓源、尋源噴吹煤。

三是制定了《煤種轉(zhuǎn)換操作管理細則》，煤種轉(zhuǎn)換按標操作，科學合理組織生產(chǎn)。

四是滿足制粉工藝要求和安全前提下，緊密跟蹤市場形勢，靈活調(diào)整，確保噴吹配煤結構的成本最優(yōu)。

（三）嚴控過程操作，固化高爐精細化管理標準

高爐操作對高爐生產(chǎn)至關重要，俗話說，“七分原料，三分操作”，原料搞好了，操作跟不上，高爐仍然不能取得良好技經(jīng)指標，朝陽鋼鐵高爐結合長期操作經(jīng)驗，充分應用精益管理之高爐全價值流圖分析（見圖2），找出影響高爐生產(chǎn)最重要的四個操作關鍵點，即裝料制度調(diào)整、爐前出鐵操作、爐內(nèi)日常操作、熱風爐換爐，固化四個精細化操作系統(tǒng)管理標準。

圖2 高爐工序全價值流圖

1.制定裝料制度調(diào)整操作管理標準

一是嚴格落實日常管理規(guī)定動作，每日專人定時確定高爐邊緣和中心氣流的強弱，判斷煤氣流分布是否合理，通過在線激光掃料面掃出爐頂料面形狀，得出堆尖位置，平臺寬度和漏斗深度，形成高爐煤氣流分布情況技術報告。

二是總結裝料制度調(diào)劑手段影響因子大小，根據(jù)氣流分布確定調(diào)劑手段，專業(yè)人員撰寫調(diào)劑具體方案。

三是高爐管理和技術人員召開專題會，共同研究改進調(diào)劑方案，達成一致意見，最終落實調(diào)劑方案，實現(xiàn)裝料制度從經(jīng)驗到精準把控的調(diào)整過程。

2.爐前出鐵精準操作管理標準

爐前及時出凈渣鐵是高爐穩(wěn)順的必要條件。

一是優(yōu)化爐前作業(yè)標準化管理，使出鐵準備，出鐵作業(yè)和出鐵結束作業(yè)系統(tǒng)化、規(guī)范化。同時，將鐵口合格率、出鐵合格率、有效出鐵時間、設備故障率、出鐵均勻性等爐前生產(chǎn)關鍵指標納入爐前操作管理標準。

二是實施精益班組管理，建立爐前耐材及耗材管理預警臺賬，確保爐前出鐵耐材及耗材的充足，并進行階段性評價和考評，制定出階段性操作標準，專人跟蹤，實施爐前出鐵動態(tài)管控。

三是爐前出鐵操作從以往粗放型管理向標準化管理轉(zhuǎn)變，爐前出鐵根據(jù)高爐強度進行精確計算。

3.爐內(nèi)“五定”操作管理標準

五定操作是高爐操作經(jīng)典管理理念。

一定料批，確保高爐冶煉強度穩(wěn)定。

二定爐溫，確保高爐熱量合理穩(wěn)定。

三定堿度，確保高爐渣相合適穩(wěn)定。

四定頂壓，確保高爐強化冶煉有效執(zhí)行。

五定壓差，確保高爐煤氣流合理分布，氣流平穩(wěn)、下料順暢。

正常爐況下每班煤量調(diào)劑次數(shù)大于3次，嚴肅考核，減少人為操作對爐況的影響。

4. 無擾動熱風爐操作管理標準

煉鐵廠突破工藝限制，大膽嘗試，自主研發(fā)無擾動換爐技術，制定無擾動換爐操作管理標準。

一是嚴格落實無擾動換爐操作工藝流程，按標操作。

二是嚴格執(zhí)行換爐前后風壓管控標準。

三是嚴格落實換爐時機判斷標準。

對上述操作，每日專人檢查監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)問題，立即改正，嚴肅考核，以確保高爐穩(wěn)定運行。

（四）優(yōu)化高爐經(jīng)濟運行，實施精益管理

針對高爐生產(chǎn)工序特點，實施高爐經(jīng)濟運行精益管理，嚴格落實執(zhí)行，高爐管理從以往憑管理者經(jīng)驗和知識儲備管理到科學化、標準化管理，將各管理體系整合并形成數(shù)據(jù)庫、歷史記錄，確保出現(xiàn)類似問題可隨時調(diào)取歷史數(shù)據(jù)和操作總結，規(guī)避以往出現(xiàn)過的錯誤路徑，形成標準化操作流程。同時在科學化、標準化管理過程中，應用PDCA工具，不斷改善優(yōu)化，以確保高爐精益標準化操作。

1.強化質(zhì)量管理，實施原燃材料精益管理

一是嚴格執(zhí)行大宗原燃料進廠管理辦法，無條件執(zhí)行A類原燃料不合格管理辦法，定期組織抽檢，確保大宗原燃料質(zhì)量穩(wěn)定。

二是建立高爐原燃料質(zhì)量控制底線管理標準，一切生產(chǎn)調(diào)整，優(yōu)化結構降本，均圍繞原燃料質(zhì)量底線標準進行，底線不能破。

三是建立有害元素管理辦法，爐料中有害元素對高爐的危害是巨大的，朝陽鋼鐵結合生產(chǎn)實際，充分運用TRIZ理論分析方法，確定高爐爐料堿金屬負荷控制在4 kg/t以內(nèi)，鋅負荷控制在0.4 kg/t以內(nèi)為最優(yōu)條件，定期委托第三方進行有害元素平衡分析。

2.優(yōu)化技經(jīng)指標，實施高爐本體精益管理

一是建立高爐溫度場管理標準。經(jīng)過長期摸索實踐，結合冷卻壁長壽，朝陽鋼鐵建立了高爐溫度場管理標準，一切的制度調(diào)整圍繞溫度場標準進行，以實現(xiàn)操作爐型穩(wěn)定，氣流穩(wěn)定，提高煤氣利用率。

二是建立爐缸運行評價管理標準。爐缸是高爐生產(chǎn)的“發(fā)動機”，是高爐安全生產(chǎn)的薄弱環(huán)節(jié)，因此建立爐缸運行評價標準，根據(jù)爐工作不同狀態(tài)，采取不同措施應對。

三是建立高爐中部調(diào)劑管理標準。中部調(diào)劑主要是指高爐冷卻強度的調(diào)整，當高爐操作爐型不穩(wěn)或高爐強度發(fā)生重大變化，例如休風或政策性調(diào)整，為避免渣皮大面積脫落或冷卻壁結厚，煉鐵廠高爐工區(qū)對冷卻制度進行調(diào)整，以穩(wěn)定操作爐型，結合生產(chǎn)實踐，建立了高爐中部調(diào)劑管理標準，使冷卻制度調(diào)整從經(jīng)驗到標準轉(zhuǎn)變。

3.確保爐況穩(wěn)順，實施高爐操作精益管理

一是建立高爐熱量平衡調(diào)劑管理標準。高爐精益操作對爐況穩(wěn)定順行至關重要，熱量平穩(wěn)是高爐操作的重中之重，因此，煉鐵廠制定了高爐熱量調(diào)劑標準，分為正常爐況調(diào)劑標準和異常爐況熱量調(diào)劑標準，從而使高爐熱量調(diào)劑指導意見從定性向定量轉(zhuǎn)換。

二是建立高爐攻、守、退操作管理辦法。高爐生產(chǎn)總是存在可變因素較多，比如原燃料質(zhì)量波動，設備事故等都會對爐況造成影響，高爐操作者要根據(jù)這些變量情況，及時做出調(diào)整應對。高爐在原燃料質(zhì)量波動時，應做好預判，提前調(diào)整，避免爐況惡化對生產(chǎn)造成較大的損失，爐況可攻、可守、可退。

4.提升保障水平，實施設備系統(tǒng)精益管理

一是以精益管理為契機，在煉鐵廠推進現(xiàn)場5S自主改善提升、設備看板管理等工作，以EMBP異常管理系統(tǒng)報警線的設定、日常數(shù)據(jù)提報分析等為工具，推動全員設備TPM管理，不斷提升設備基礎管理水平。

二是按照設備的關鍵程度將設備分為 A、B、C三類，同時，對煉鐵廠區(qū)域內(nèi)的所有設備進行歸類，并制定《A類設備管理檢修策略》，提高檢修質(zhì)量。

三是制定設備互檢和巡檢制度。設備互檢由機關設備管理人員及各工區(qū)設備點檢崗位人員參加，對全廠設備的隱患、 記錄、點檢、潤滑等情況進行檢查；設備巡檢由機關設備管理人員負責，主要對設備進行不定期抽查，以彌補定期互檢存在的不足，實現(xiàn)設備長周期穩(wěn)定運行。

四是以“零事故、零故障、零隱患”為目標，提高設備點檢質(zhì)量，減少設備事故對生產(chǎn)的影響，杜絕設備原因造成爐況波動甚至非計劃休風，并制定相應的獎懲機制。

5.嚴守風險底線，實施事故防控精益管理

一是建立生產(chǎn)預警管理體系，通過不斷優(yōu)化升級設備設施，提升設備功能精度和智能化水平，將高爐生產(chǎn)系統(tǒng)關鍵性的控制點全部納入在線監(jiān)測，確立綠色、黃色、橙色、紅色四級安全報警線，及時應對潛在的各類事故風險。

二是提高崗位操作技能和事故處置能力，通過長期組織學習掌握《崗位操作技術規(guī)程》《崗位安全技術規(guī)程》《事故應急預案》《事故應急處置卡》等標準化的操作流程，有效應對全系統(tǒng)各類突發(fā)性的事故，將事故損失控制在最小范圍內(nèi)。

四、取得成效

自高爐經(jīng)濟運行“1345”精益管理體系框架構建伊始，高爐經(jīng)濟運行管理體系不斷完整，其成果也不斷顯現(xiàn)，在取得效益的同時，精益管理理念也在無形中植入到各項管理工作中。2021年以來，朝陽鋼鐵高爐運行整體穩(wěn)順，取得了規(guī)模、成本雙優(yōu)的成績，利用系數(shù)實現(xiàn)了歷史突破，生鐵成本全國先進。

（一)高爐長周期穩(wěn)定順行

從經(jīng)驗管控實現(xiàn)標準管控，爐況波動大大減少，管道、懸料發(fā)生次數(shù)大大減少，高爐實現(xiàn)了長周期穩(wěn)定順行，2021年休風率較2020年下降1.2%，高爐增產(chǎn)8765噸，創(chuàng)效金額為1908.3萬元。

(二)技經(jīng)指標持續(xù)優(yōu)化

高爐燃料消耗指標得到不斷優(yōu)化。2021年，鐵前大量使用性價比高的印度粉和全部使用朝陽地方產(chǎn)豎爐球團，在品位下降的情況下，實現(xiàn)高爐燃料比下降，利用系數(shù)提升。

(三）低碳、低成本煉鐵成效顯著

朝陽鋼鐵在燃料消耗、產(chǎn)量及成本之間不斷尋求最優(yōu)解，取得顯著成績， 2021年全年生鐵成本2979元/噸，中鋼協(xié)60家重點企業(yè)中，排名第3，行業(yè)先進。