陳智平  張寶婷 楊涌泉

（陜鋼集團(tuán)漢中鋼鐵有限責(zé)任公司 煉鐵廠 勉縣724200）

摘  要：漢鋼公司煉鐵廠2#高爐爐役后期冷卻壁漏水且爐缸側(cè)壁溫度異常升高，2021年2月20日2^#高爐進(jìn)行休風(fēng)大修。引進(jìn)天然氣新型烘爐工藝，達(dá)到了良好的效果，采用枕木中心堆包開(kāi)爐方式，開(kāi)爐前制定詳細(xì)的開(kāi)爐方案，此次開(kāi)爐較為順利，快速達(dá)產(chǎn)達(dá)效。

關(guān)鍵詞：高爐；大修；開(kāi)爐；達(dá)產(chǎn)達(dá)效

1  引言

漢鋼2#高爐有效容積2280m³，共設(shè)28個(gè)風(fēng)口，2個(gè)鐵口。于2012年8月點(diǎn)火生產(chǎn)，高爐采用串罐式無(wú)料鐘爐頂，全冷卻壁冷卻結(jié)構(gòu)，水冷系統(tǒng)采用聯(lián)合軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)。共記生產(chǎn)運(yùn)行近9年時(shí)間，在爐役后期高爐采用縮小風(fēng)口面積、加釩鈦礦、加裝長(zhǎng)風(fēng)口等一系列護(hù)爐措施，使高爐爐缸側(cè)壁溫度基本在可控范圍內(nèi)^[3]。2021年2月19日停爐大修，在經(jīng)過(guò)60天的停爐大修后，于2021年4月20日7:58送風(fēng)開(kāi)爐，送風(fēng)后26h58'出第一爐鐵，開(kāi)爐7天后利用系數(shù)即達(dá)到2.97t/m3·d，日產(chǎn)達(dá)歷史新高，開(kāi)爐生產(chǎn)取得圓滿成功。

2  開(kāi)爐準(zhǔn)備

2.1大修主要工藝變動(dòng)

本次大修2#高爐爐缸砌筑主要采取“大塊碳磚+小塊碳磚+陶瓷杯澆筑”結(jié)構(gòu)^[5]，其爐缸爐殼及冷卻壁不予拆除，同時(shí)爐底保留三層炭磚，4-5層平鋪大塊碳磚，6-13外側(cè)砌筑小塊碳磚（石墨墻）、內(nèi)側(cè)砌筑環(huán)形碳，14-18層砌筑環(huán)形碳。

2.2  烘爐

大修開(kāi)爐前必須進(jìn)行烘爐操作，其主要目的是使?fàn)t體耐火材料砌體內(nèi)水分緩慢蒸發(fā)，提高內(nèi)襯固結(jié)強(qiáng)度，同時(shí)使整個(gè)爐體設(shè)備逐漸加熱至生產(chǎn)狀態(tài)，避免開(kāi)爐時(shí)升溫過(guò)快，水分快速蒸發(fā)使得砌體開(kāi)裂和爐體劇烈膨脹而損壞設(shè)備^[1]。本次高爐烘爐操作曲線見(jiàn)圖1。

圖1 高爐烘爐曲線

高爐本體烘爐從4月9號(hào)3：58開(kāi)始，按計(jì)劃烘爐192h，嚴(yán)格按照高爐烘爐曲線進(jìn)行升溫、恒溫，升溫速度為12.5℃/h，其中在150℃恒溫50h、在350℃恒溫50h、在450℃恒溫10h以及在600℃恒溫30h，充足的烘爐時(shí)間確保了本次烘爐的效果。

2.3  打壓檢漏

對(duì)熱風(fēng)爐熱風(fēng)總管、橋管、圍管以及高爐本體，進(jìn)行打壓檢漏；打壓檢漏時(shí)首先控制風(fēng)壓100kPa穩(wěn)壓30min后檢查，無(wú)異常再逐步加壓至400kPa 進(jìn)行穩(wěn)壓，然后開(kāi)始進(jìn)行檢漏，從檢漏的情況來(lái)看，發(fā)現(xiàn)熱風(fēng)總管各三岔口、高爐本體冷卻壁護(hù)帽等局部焊縫存在微漏現(xiàn)象，最后經(jīng)處理圓滿完成了高爐試漏工作^[4]。

3  開(kāi)爐參數(shù)設(shè)定及操作

3.1開(kāi)爐料準(zhǔn)備

4月18日7:05裝鋪底焦（2C=28t）；7:30開(kāi)始裝柴，木材裝至風(fēng)口上沿時(shí)，中心4爐墻、風(fēng)口區(qū)木材豎立，必須碼好木材，用木材保護(hù)好風(fēng)口套，19:31裝柴結(jié)束；高爐開(kāi)爐時(shí)填充枕木的優(yōu)點(diǎn)在于枕木相比于焦炭著火點(diǎn)低，枕木燃燒后可以充分加熱上部的焦炭，從而確保開(kāi)爐前期爐缸熱量充沛，有利于高溫煤氣、渣鐵的通過(guò)。2#高爐此次枕木堆砌是采用爐缸中心堆包的方式，此方式有利于開(kāi)爐初期中心煤氣流的通過(guò)，能夠形成合理的初始軟熔帶^[2]。尤其是開(kāi)爐初期枕木燃燒后可以迅速騰出空間，有利于料柱松動(dòng)，改善透氣性。同時(shí)風(fēng)口部位的枕木在開(kāi)爐初期還起到了保護(hù)風(fēng)口的作用。

4月19日12:56開(kāi)始裝料，過(guò)程同步測(cè)量料面。開(kāi)爐料主要參數(shù)如表1、表2所示：全爐焦比3.0t/t，計(jì)算生鐵成分硅含量2.8%。根據(jù)高爐實(shí)際爐容大小以及原燃料條件制定開(kāi)爐裝料表，具體裝料計(jì)算結(jié)果及裝料順序如表6所示，爐腹裝凈焦+熔劑料+空料，爐腰全部裝空料，爐身及爐喉部位均裝空料+正常料（凈焦、空焦、正常料分別如表3、表4、表5所示），開(kāi)爐料確保了開(kāi)爐初期爐缸熱量充沛，有利于渣鐵順利排出。

表1 原燃料化學(xué)成份分析

表2 焦炭工業(yè)分析（%）

表3 凈焦(單位：t)

表4 空焦組成(單位：t)

表5 正常料的組成情況(單位：t)

表6 計(jì)算結(jié)果及裝料順序

2#高爐于4月20日2:30裝料結(jié)束，實(shí)際裝入的爐料與計(jì)劃裝入爐料基本一致，裝料過(guò)程中使用機(jī)械探尺測(cè)得的料面與計(jì)算料面深度也基本一致，在誤差范圍內(nèi)。開(kāi)爐后爐內(nèi)煤氣流基本穩(wěn)定，渣鐵排放順暢。

3.2送風(fēng)操作

3.2.1  點(diǎn)火送風(fēng)主要參數(shù)確定：

點(diǎn)火時(shí)的送風(fēng)比選擇0.50，則點(diǎn)火理論風(fēng)量約1140m³/min；爐料順利下降后，逐步加風(fēng)，送風(fēng)初期嚴(yán)格按風(fēng)壓操作，以保證下料順暢為原則，送風(fēng)后6～9小時(shí)是軟熔帶形成時(shí)期，采取守風(fēng)量、慢加風(fēng)甚至減風(fēng)的方法進(jìn)行過(guò)渡，加風(fēng)原則：風(fēng)口均勻活躍，爐況穩(wěn)定順行，以每次不超過(guò)100m³/min，每班不超過(guò)3次，計(jì)劃風(fēng)量如圖2所示。

圖2開(kāi)爐計(jì)劃與實(shí)際風(fēng)量

（1）風(fēng)口長(zhǎng)度：L=620mm。

（2）風(fēng)口面積：風(fēng)口總面積S=0.2661m²（Φ110mm×28）。

（3）風(fēng)口配置為￠110mm*28個(gè)，全開(kāi)風(fēng)口進(jìn)風(fēng)面積為0.266 m²。為確保送風(fēng)順利，減少送風(fēng)后可能出現(xiàn)的難行，堵4#、8#、12#、17#、21#、25#風(fēng)口送風(fēng)，實(shí)際送風(fēng)面積0.209m2，占風(fēng)口總面積的78.6%，送風(fēng)前再次確認(rèn)簽字。2021年4月20日7:58開(kāi)爐送風(fēng)，開(kāi)爐初期具體參數(shù)時(shí)間如表7所示。

表7 開(kāi)爐過(guò)程時(shí)間控制情況

2#高爐于4月20 日7: 58送風(fēng)開(kāi)爐，送風(fēng)7min后風(fēng)枕木著火，風(fēng)口開(kāi)始明亮，送風(fēng)27min后送風(fēng)口前枕木全部著火。送風(fēng)約62min后開(kāi)始放第一批正常料，裝料過(guò)程中爐料開(kāi)始逐步下降，根據(jù)煤氣成分分析及參考相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果，于21日0:42引煤氣。

3.3  開(kāi)爐初期的渣鐵排放

西鐵口埋導(dǎo)風(fēng)管，東鐵口安裝一鍵出鐵。埋氧槍后，送風(fēng)時(shí)打開(kāi)氮?dú)饧把鯕忾y門，φ80mm球閥安裝自動(dòng)化設(shè)備，根據(jù)爐內(nèi)加風(fēng)、冶煉以及順行情況，專人調(diào)整流量，出鐵時(shí)關(guān)閉送氣閥門，遙控打開(kāi)球閥，實(shí)現(xiàn)安全、快速出鐵。經(jīng)過(guò)測(cè)算配備5個(gè)鐵水罐，2臺(tái)機(jī)車采用直接過(guò)撇渣器放紅渣方式出鐵，出鐵前專人檢查，21日10：56打開(kāi)第一鐵口，11:25下渣，渣鐵流動(dòng)性性良好，首次出鐵時(shí)間55min、出鐵量190.19t（開(kāi)爐料理論鐵量345.5t）高爐焦炭負(fù)荷調(diào)節(jié)基本把握得當(dāng)，開(kāi)爐鐵水以及爐渣成分如表8、表9所示。

表8 開(kāi)爐前4爐鐵水成分

表9 開(kāi)爐前4爐爐渣成分

前四爐鐵水、爐渣如表可知，四爐鐵水【Si】均在2.3%以上，爐溫充沛，鐵水【S】也在合理范圍內(nèi)，爐渣堿度1.02~1.07倍之間。為改善渣鐵流動(dòng)性，開(kāi)爐前加入錳礦，因此出鐵過(guò)程中渣鐵流動(dòng)性良好。

3.4開(kāi)爐初期爐內(nèi)爐外的操作制度

3.4.1爐外的調(diào)整

因開(kāi)爐初期爐溫高、渣鐵量大，為迅速改善鐵口工作狀況，出鐵前期爐前采取以下措施：（1）采用高強(qiáng)度無(wú)水炮泥，調(diào)整合理的泥炮打泥速度及壓力；（2）調(diào)整開(kāi)口機(jī)角度：開(kāi)爐初期開(kāi)口機(jī)角度設(shè)定為9°，隨著各參數(shù)的穩(wěn)定，逐步將開(kāi)口機(jī)角度調(diào)整至12°。（3）專人檢查并及時(shí)清理渣鐵溝，確保渣鐵順利排放。

3.4.2爐內(nèi)的調(diào)整

（1）風(fēng)量：送風(fēng)風(fēng)量810m³/min（風(fēng)機(jī)房顯示1200m³/min，后期已校準(zhǔn)），下料順暢，送風(fēng)4小時(shí)內(nèi)未加風(fēng)，維持送風(fēng)風(fēng)量，放2批料后加風(fēng)至1100m³/min，第8小時(shí)壓力冒尖、下料不暢，減風(fēng)至700m³/min、待下料順暢，逐步恢復(fù)風(fēng)量至900m³/min（送風(fēng)后6～9小時(shí)是軟熔帶形成時(shí)期，此時(shí)段采取守風(fēng)量、慢加風(fēng)甚至減風(fēng)的方法進(jìn)行過(guò)渡，待風(fēng)壓恢復(fù)至正常水平，順行良好，可適當(dāng)加風(fēng)），實(shí)際風(fēng)量如圖2所示。

（2）風(fēng)溫：在負(fù)荷料下達(dá)后，開(kāi)始加風(fēng)溫，每調(diào)節(jié)量不大于20℃，第一次出鐵前，風(fēng)溫不大于850℃，送風(fēng)初期下料順暢實(shí)際風(fēng)溫調(diào)劑如圖3所示

圖3開(kāi)爐計(jì)劃與實(shí)際風(fēng)溫

（3）負(fù)荷：送風(fēng)后如下料正常并已引煤氣，在送風(fēng)8小時(shí)后可考慮第一次加負(fù)荷，軟融帶形成期順利渡過(guò)后至出鐵前，再加一次負(fù)荷，出鐵正常后，可加快加負(fù)荷速度（每10批料上調(diào)0.1），。

（4）爐溫：點(diǎn)火后如出鐵正常，則后續(xù)操作的主要任務(wù)是在保證充足的鐵水物理熱（大于1480℃）的條件下盡快降低生鐵含硅，送風(fēng)48小時(shí)后將【Si】降至2.0%以下，為利于爐缸、爐底長(zhǎng)壽，生鐵【Si】宜緩慢下降，爭(zhēng)取送風(fēng)后72小時(shí)將硅降至1.50%以下，隨后視情況將【Si】降至1.0%左右，通過(guò)生產(chǎn)檢驗(yàn)，設(shè)備磨合，故障處理，生產(chǎn)逐步走上正軌，生鐵【Si】由1.0%±→0.8%±→0.5±%，根據(jù)爐況承受情況，硅控制在0.4～0.6%范圍。

表10 階段性鐵水成分

表11 開(kāi)爐后爐內(nèi)礦批負(fù)荷的調(diào)整

表12 開(kāi)爐后爐內(nèi)料制的調(diào)整

圖4送風(fēng)48小時(shí)高爐趨勢(shì)圖

如表11、表12、圖4所示送風(fēng)后爐內(nèi)運(yùn)行基本穩(wěn)定，根據(jù)風(fēng)量以及爐內(nèi)運(yùn)行情況及時(shí)調(diào)整控制參數(shù)，快速加風(fēng)，每爐鐵口打開(kāi)后捅開(kāi)一個(gè)封堵的風(fēng)口，調(diào)整礦批、負(fù)荷及布料矩陣，爐況運(yùn)行良好。

4  高爐開(kāi)爐的成果及不足

4.1開(kāi)爐成果達(dá)產(chǎn)達(dá)效

表13 開(kāi)爐達(dá)產(chǎn)指標(biāo)

開(kāi)爐過(guò)程中主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見(jiàn)表12所示。隨著開(kāi)爐的進(jìn)行以及各工藝參數(shù)的調(diào)整優(yōu)化，高爐逐步穩(wěn)定順行。但影響高爐穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素：外圍設(shè)備，原料的穩(wěn)定。

4.2開(kāi)爐后休風(fēng)情況

開(kāi)爐過(guò)程中對(duì)爐身等部位進(jìn)行壓漿處理，4月20日爐身灌漿時(shí)機(jī)及壓入量把控不到位、送風(fēng)后漿料從爐襯漏漿、流至風(fēng)口區(qū)，導(dǎo)致7#~14#風(fēng)口被灌漿封堵，嚴(yán)重影響了送風(fēng)制度以及開(kāi)爐進(jìn)程；

表14 開(kāi)爐后高爐休風(fēng)情況

如表11所示，4月22日11:12至13:02休風(fēng)110min處理送風(fēng)裝置跑風(fēng)；4月24日8:46至9:41休風(fēng)55min更換8#直吹管；4月25日23:45至26日4:28休風(fēng)283min更換23#膨脹節(jié)，三次休風(fēng)均快速恢復(fù)爐況，4月29日2#高爐日產(chǎn)達(dá)6769.99t，打破2#高爐一代爐齡的日產(chǎn)記錄。

5  結(jié)語(yǔ)

1）此次開(kāi)爐爐外高爐本體打壓檢漏、各設(shè)備的試車運(yùn)行，爐內(nèi)的送風(fēng)、裝料以及熱制度的選擇，開(kāi)爐配料計(jì)算全爐焦比選擇偏輕，前期爐溫偏高，通過(guò)加風(fēng)、上負(fù)荷及快速開(kāi)風(fēng)口措施等一系列的開(kāi)爐方案，設(shè)定合理，適合2#高爐的實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行情況，為2#高爐順利開(kāi)爐、快速達(dá)產(chǎn)達(dá)效提供了殷實(shí)的基礎(chǔ)。

2）爐頂熱成像調(diào)整了攝像頭位置，更加便于觀察氣流分布和布料情況，及時(shí)調(diào)整布料矩陣，達(dá)到氣流分布合理。

3）開(kāi)爐過(guò)程中渣鐵溫度充沛、渣鐵化學(xué)成分合適以及流動(dòng)性良好，隨著渣鐵的排放、風(fēng)量水平的提升，礦批與負(fù)荷的調(diào)整速度快，但裝制始終采用中心加焦的方式疏導(dǎo)中心氣流，保證了煤氣流的合理分布。

4）送風(fēng)設(shè)備缺陷，三次休風(fēng)影響開(kāi)爐進(jìn)程。

6  參考文獻(xiàn)

[1]  蔣友源.湘鋼陽(yáng)春2號(hào)高爐大修停爐操作實(shí)踐[J].金屬材料與冶金工程,2013,41(01):22-25.

[2]  高海潮，黃發(fā)元，等編著.馬鋼煉鐵技術(shù)與管理[M].冶金工業(yè)出版社，2018,1

[3]  陳海龍.三鋼5號(hào)高爐大修開(kāi)爐快速達(dá)產(chǎn)實(shí)踐[J].福建冶金,2020,49(04):23-27.

[4]  孫力.達(dá)鋼5號(hào)高爐大修開(kāi)爐實(shí)踐[J].鋼鐵研究,2017,45(06):19-22.

[5]  王建良,劉昕,吳敏民,葛永業(yè),潘北生.蘇鋼5號(hào)高爐大修開(kāi)爐實(shí)踐[J].煉鐵,1998(03):46-48.