钢铁涅槃凌云志 再踏层峰辟新天——包钢4号高炉大修工程纪实
在过去近半年的日日夜夜里，包钢在原有的这方土地上，不仅创下高炉扩容大修时间最短的工程纪录，而且4号高炉从规划、设计、施工直至管理和运行，更浓缩了包钢旧体系高炉20年的历史跨越，呈现出包钢炼铁工艺迈向现代化的鲜明特征。
干净、整洁的出铁现场。 （□记者 白立新 摄）
拥有国内国际一流技术的新4号高炉。 （□记者 耿静波 摄）
宽敞明亮的操作现场。 （□记者 白立新 摄）
时间的指针倒拨回到19年前。1995年11月14日，包钢“三大工程”之一的4号高炉建成投产，在这座当时国内先进、容积为2200立方米的高炉带动下，包钢迈上年产铁钢双400万吨生产规模的台阶。
在此后19年的服役生涯中，4号高炉共计产铁2742万吨，是包钢历史上名副其实的功勋炉、长寿炉。
时间如白驹过隙，2014年，走完壮美历程的4号高炉，已接近最长20年炉龄的“生命”极限，期待着翻天覆地的一次涅槃重生。
新设计：遵循原料特点，体现综合“最优”
●设计理念：节能、降耗、高效、环保、长寿、低成本冶炼
●设计特点：在不增加配套鼓风机能力下，实现高炉的扩容
2014年11月19日，4号高炉点火仪式。
人群中，61岁的设计院高级工程师邢铭的心情，伴随着现场干部职工情绪的高涨而心如潮涌。在30多年的设计生涯中，国内大大小小二三十座高炉蓝图出自这位“高炉设计专家”之手，但作为4号高炉“总设计师”，邢铭感觉曾经所有的“荣誉”都没有此时此刻这般完美。
2013年，4号高炉大修被提上公司议事日程。重建一座什么样的大高炉，遵循怎样的理念，如何体现包钢原料和配套设备的综合特点？公司的规划围绕包钢的客观实际扎下根基。
高炉冶炼潜能的发挥与鼓风机息息相关，“匹配”是一个关键词语。与4号高炉相对应的9号鼓风机能力相对富余，意味着新4号高炉还有扩容的空间。同时，为4号、6号高炉提供烧结矿的炼铁厂四烧车间同样存在富余现象，每年有90万吨的烧结矿需倒运供给其他高炉使用，公司为之付出每吨10元的倒运代价，倒运过程中造成返矿率居高不下也成为制约炼铁成本的一大因素。
在分析了资源、动力、能耗、运输等综合匹配条件，以及未来置换2号高炉相对落后产能等综合权衡后，公司将新4号高炉容积确定为3000立方米。
为旧体系设计一座3000立方米大高炉，一直是邢铭的拳拳梦想。“高炉大型化”等同“低成本冶炼”的代名词。大型化的新4号高炉不仅可以节约循环水40%左右，吨铁燃料比还能降低30公斤，炼铁厂苦苦追寻的低成本冶炼，将随着新高炉的崛起而迎来新的破题。同时，伴随着环保新理念和环保新装备的投入，新4号高炉将一步迈进清洁化冶炼的国际先进行列。
作为“总设计师”，邢铭谦逊地称自己是在参与了公司结构调整项目新高炉建设时，获得了“站在巨人肩膀上”的一次眺望。但他的脑海里有一条“最好高炉”的设计标准，即“实用、可靠”。
2013年10月，包钢设计院如愿以偿、一标中的。在亲手设计了新4号高炉正视、俯视、侧视三面总图后，邢铭将设计任务分发到各个设计组。2014年2月，新4号高炉雏形跃然纸上。
如今，新4号高炉已披挂上阵投入生产，每个人都会慨叹新高炉的“简约而不简单”，“炉喉全料面声呐在线测温”等10多项当前国内最先进技术的应用，注定新4号高炉在包钢结构调整的道路上，率先踏上现代化冶炼的新征程。
新检修管理：管理理念更新，铸就精品工程
●检修理念：精益求精，打造工程项目精品
●拆除管理：多通道拆除，拆除物分类管理，登记造册
●质量管理：将精益思想引入工程细节
2014年钢铁行业的持续低迷形成了“新常态”，在公司向全年目标发起冲刺的关键时刻，4号高炉的如期竣工投产至关重要。
公司总经理李春龙多次在会议上指出，4号高炉高起点的大修，是包钢铁前系统的一次转型升级，代表着高炉工艺设备和产品档次提升至国内、国际一流水平，带动环保水平同步跃升。
4号高炉大修“精品化”由此凸显，也预示着包钢检修管理将开启一个全新时代。
没有规矩不成方圆。设备动力部组织相关单位制定完备的大修管理制度，精益求精编制出《高炉大修施工网络计划》；备件公司提前做好备品备件采购工作；炼铁厂《4号高炉停炉方案》《高炉放残铁方案》《高炉大修现场6S管理制度》《大修现场安全管理制度》《废钢铁管理考核办法》《有色金属回收制度》等多项施工方案和管理制度相继出台；包钢西创建设公司、包钢西创电气公司、内蒙古广兴公司、包头市钢兴公司等施工单位，严格按照大修指挥部要求并依据本单位施工作业实际情况，制定出安全、质量、进度等方面的规章制度。
6月7日，4号高炉大修正式启幕。《高炉大修现场6S管理制度》随之生效。由“东道主”炼铁厂负责制定的6S管理制度科学严谨，非常贴近大修现场管理现状。6S管理制度要求各单位根据现场情况划定作业区（包括暂存、新备件、留用件、材料、工器具、废弃物等放置区等）；对施工过程中现场留下的孔、洞及时修复，如暂时无法恢复或暂需保留的要有明显的警示标识，完工后及时修复；施工现场各区域划分明显的界限区分标识，设置可靠安全防护措施；新备件、材料有包装防护和分拆措施；工器具摆放整齐，做到取用快捷方便；废弃物集中管理，不得随意丢弃；现场保持干净，针对带油污的备品备件做好防护措施，不落地，防止二次污染；每一项施工结束后，对现场废弃物及时清理，保证环境整洁有序。
《高炉大修现场6S管理制度》为各参战单位划定施工规范，保障高炉大修现场环境始终处于良好状态，为各节点工程顺利推进提供了方便。
大修工程拆除先行。有着2200立方米容积的旧4号高炉“身材高大”，加上土建、设备等物料，拆除数量巨大，且只有一条引桥作为地面运输通道。
为赢取时间，多家单位拆除作业同时展开，立体交叉式作业网“包裹”着炉体，在现场环境受限的情况下，一条引桥难以满足物料运输要求。大修指挥部科学安排物料运输时序，在引桥运输能力饱和的情况下，借用出铁场有利位置，调用火车车厢拉运废旧物料，同时利用高炉炉顶桥式吊车优势，尽可能地吊运大型物料，形成了立体清运模式。由于组织过程科学合理，仅用20多天顺利完成了拆除、运输旧物料任务，据初步统计，仅高炉钢结构就拆除了5000多吨。
在拆除物中，废钢铁及有色金属占比较大，本着能够回收利用的金属绝不报废、废钢铁必须送达废钢分公司的原则，制定了《有色金属回收制度》、《废钢铁管理考核办法》。炼铁厂和施工单位在开工前，指定专人负责管理有色金属及废钢铁。风口、阀门、水冷柱、水冷板等有色金属备件，拆下后放置指定地点，详细统计数量及规格，以书面形式上报指挥部。根据《废钢铁管理考核办法》要求，施工单位负责施工废物和废钢铁的分类，杜绝混装，保卫组、炼铁厂设备部负责将废钢铁运送至废钢分公司，废钢铁数量以书面形式报送工程指挥部备案。
质量是高炉的生命，高炉长寿会带来更多的预期效益。质量组成员严把施工质量关，施工单位不负众望，采用先进施工管理方法，刷新了多项施工质量纪录。
8月21日，高炉大修进入了碳砖砌筑阶段，建设公司炉窑分公司从人员选派到质量检测，均采用新型管理模式。炉窑分公司指派专职人员守护现场，凡是与砌筑作业无关人员不得入场；作业人员入场前必须更换洁净服装及软底布鞋，碳砖表面使用吸尘器除尘，以保证碳砖表面洁净度，避免砌筑质量受到影响。
此次砌筑作业首次使用了碳砖底部调整装置，在碳砖底部铺设一套金属网格板，通过调整网格板上的螺丝，对碳砖进行精细调整，用以调整并检测碳砖表面平整度。面对新方法、新要求，技术人员及施工人员按照管理规程精心操作，严把每一块碳砖质量关。经检测，炉缸碳砖平整度高于国际标准0.17毫米。
在4座热风炉同步大修中，建设公司炉窑分公司在热风炉核心项目——格子砖拆除及砌筑过程中，加强过程管理，相继制定了安全及质量管理制度。9月下旬，格子砖砌筑完毕后的检测结果——“全优”。这份“成绩单”的优质完成，对高炉投产后的炉温提高、低成本冶炼，将产生极大的拉动作用。9月26日，热风炉顺利烘炉。
在大修现场，“精益求精”理念全线贯穿，将精益思想引入大修工程，新4号高炉实现了“精益”向“精品”的演进。
新技术：提升现代化水平，打开转型升级“窗口”
●新并罐无料钟技术
●炉顶料罐煤气回收技术
●炉体冷却软水密闭循环系统技术
●炉喉全料面声纳在线测温技术
●炉缸炉底碳砖侵蚀在线监测预警技术
●炉体冷却壁水温和热负荷在线监测预警技术
高炉是全流程钢铁企业的“核心”，拥有现代化大型高炉，是每个钢铁企业的渴求，更是衡量企业现代实力的显著标志。
7月11日，4号高炉新炉壳开始安装，标志着高炉本体安装工作正式展开。10多项国内外最新技术应用于3000立方米容积的新4号高炉上，使4号高炉成为包钢老体系高炉中技术含量最高的现代化高炉，打开了旧体系转型升级成果的又一扇“窗口”。
新并罐无料钟技术属于先进的炉顶受料系统，包钢专利、美国制造的新型布料器，操控性能更为可靠，为大型高炉合理布料奠定了坚实基础。建设公司一分公司在安装新并罐无料钟系统设备中，精心组织、科学装配，尤其在炉顶钢圈找平中，采用了中心找点校对的先进方法，仅用1天时间就完成了找平作业，且钢圈水平度达到了历史最好水平。
炉顶料罐煤气回收技术，能够充分回收高炉产生的荒煤气，提高煤气利用率、增加效益，同时能够减轻环境污染。9月5日，重35吨、容积87立方米的“五通球”，在两台大型起吊机具的配合下缓缓升空，不到2个小时便吊装到位。“不仅吊装迅速，当天就焊接完成了4根上升管的接口，创造了建设公司五通球吊装、焊接新纪录。” 建设公司工程部部长侯志勇自豪地说道。
炉体冷却软水密闭循环系统技术，对高炉冷却大有益处。软水属于纯净水，高炉“喝上”纯净水后，能够减少冷却壁及管网系统结垢现象，提高水质热导性能，对打造“长寿炉、高产炉、环保炉”具有重大意义。担负4号高炉软水密闭循环系统建设任务的给水厂，在高炉大修之前就制定了建设方案，只用了220天的时间，就在4号高炉北侧建成了一座软水泵站。
在这次大修中，炉喉全料面声呐在线测温技术在包钢高炉上首次使用，这一来自德国的世界先进技术，使高炉料面测温可靠性实现了新突破。“国内只有太钢和包钢的高炉用上了这项顶尖技术。”炼铁厂炼铁二部部长黄雅彬对新技术充满期待。
炉缸炉底碳砖侵蚀在线监测预警技术，对监测炉缸炉底侵蚀形貌起到较为直观的作用，操作人员根据检测数据及系统提示，易于发现侵蚀现象，为及早处理隐患提供技术依据。
炉体冷却壁水温、热负荷在线检测预警技术，能够连续监控各冷却壁冷却水管道的瞬时流量、进出管道的水温差，并据此计算出热负荷值。实时报警系统可以在第一时间内反映出高炉有无异常情况，是名副其实的高炉“卫士”。
新技术、新高炉，两相完美的融合，一步走完了旧体系高炉20年的现代化技术进程，在未来生产的漫长岁月里，人们有理由期待新4号高炉引领旧体系巍巍炉群开辟一片现代化的新天地。
新环保：多项新技术并举，实现生产清洁化
●环保理念：成为旧体系高炉清洁化生产样板
●环保技术：出铁场平坦化、清洁化；环形出铁场铁口除尘技术；环保底虑法炉渣处理技术
4号高炉初露峥嵘，综合环保技术的功效随之显现。干净整洁的出铁场地面平整，昔日“人在火上走”的旧场景一去不复返。
走进4号高炉，整洁的出铁场显露出科学规划的外形，原先高于地面的出铁沟盖板全都镶嵌在地表以下，盖板与地面平齐，接缝处“严丝合缝”。
4号高炉出铁场采用最先进的环氧自流地坪漆，在面层漆膜厚度、地坪强度、高阻燃和耐磨抗压等方面效果显著。如今，干净整洁的出铁场地面治理，推动炼铁厂现场6S管理水平整体跃升，对身处炉前操作职工的环境保护意识有了更高的要求。与公司5S管理中的要求交相融合，使出铁场整体环境在同级别高炉中创一流。
在4号高炉大修期间，记者曾看到一辆辆运送鹅卵石的车辆，沿着高炉周边公路缓缓抵达高炉西侧新修建的粒化塔附近。以钢结构支撑起的4号高炉，要这一车车“石头”有何用？炼铁厂设备部高级工程师王玉斌给出答案：鹅卵石，是环保新工艺——“环保底滤法炉渣处理”的核心。环保底滤法采用粒化塔冲渣，具有节约用水、粒化效果好、安全性高等优点，传统底滤法过滤池周围冲渣水到处流淌的现象将基本解决。
在旧时人们的印象中，每到高炉出铁时，烟尘会随着热流空气进入出铁场“烟尘四溢”，炉前工在完成炉前操作时，还要与高温、烟尘展开较量。
11月20日14时58分，4号高炉3号出铁口流出第一炉铁水，随着开口机将铁口缓缓打开，“火舌”掺杂着烟尘“涌”向出铁沟，早在出铁口静候多时的3个烟罩式吸尘器开足马力，将烟气全部吸入烟罩中。炼铁厂职工张海光取出第一勺铁样后不禁感叹，新4号高炉出铁场环境与以往大不相同了。
新操作：多方位学技术，培养操作新队伍
●人员素养：提前培训，多次练兵，战之必胜
经过168天的改造，4号高炉跻身于同行现代化大高炉行列，设备“硬件”的升级，呼唤着操作人员整体“软实力”的大跃升。
高炉大修工程开始不久，炼铁厂20多名高炉操作人员“转岗”来到公司结构调整项目高炉区域学习大高炉操作技术，他们与当班职工一起倒班作业，在实践中学习驾驭大高炉的生产技术。
4号高炉区域技术主管、炉长于恒亮是学习组中的“带头人”。在近一个月的跟班学习中，于恒亮和他的操作团队对精细化、标准化大高炉操作方法有了更直观的了解。
稳定顺行是组织炼铁生产的关键。炼铁厂区域技术主管张明亮说，科学协调原燃料准备、烧结、球团、焦化、动力等工序，才能发挥出大高炉生产高效化、成本低、节能减排等优势。在4号高炉实现稳定生产后，如何让大高炉吃上“经济炉料”，使老体系生产真正走上“新层次”，是张明亮的新希望。
结束学习后，炼铁厂又派出7名炉长，赴武钢、酒钢学习大高炉操作经验，为4号高炉成功开炉创造了良好条件。通过一内一外系统化地学习，使4号高炉操作人员更深刻地体会到大高炉操作的技术要领。将“取经”成果与4号高炉生产实际相结合，制定出符合实际的标准化操作工艺，是于恒亮下一步的工作重点。
11月19日，4号高炉成功点火，标志着涅槃重生的新高炉正式交付到炼铁厂职工手中，炼铁人将操控这座大高炉迎接新的挑战。
20日，经过29个小时的冶炼，新4号高炉成功流出第一炉铁水，炉温1488摄氏度，创造了包钢高炉开炉的最高温度，为快速达产奠定了良好基础。29个小时里，于恒亮和他的团队，始终坚守在高炉旁。
在钢铁企业生产环节中，高炉冶炼是技术最为复杂、最具挑战性的核心工序。如今，新4号高炉已重装上阵，成为公司铁前系统的精兵猛将。相信，4号高炉会不负众望，在包钢转型升级的道路上，更加完美地奏响“黑色矿石变身红色铁流的畅想”。