曹 鋒
（首鋼長治鋼鐵有限公司煉鐵廠， 山西 長治 046031）
摘 要：高爐停爐大修，對本體耐材、冷卻設(shè)備進(jìn)行更換。制定合理的烘爐、開爐方案，高爐快速穩(wěn)順開爐。本文重點(diǎn)介紹了高爐停爐、大修、烘爐、開爐的過程。
關(guān)鍵詞：高爐；停爐；大修；烘爐；開爐
1 概況
首鋼治鋼鐵有限公司（全文簡稱長鋼）9 號高爐第一代爐役于 2009 年 6 月 28 日點(diǎn)火投產(chǎn)，至 2019年 2 月 25 日，單位爐容產(chǎn)鐵量 10 185 t/m3。于 2019年 2 月 26 日采用自動霧化打水空料線降料面停爐大修，爐底爐缸碳磚、冷卻壁全部更換，采用薄壁爐襯工藝，于 2019 年 4 月 14 日 10:18 烘爐，4 月 20 日 09:58 點(diǎn)火開爐，大修共 52 d。
2 停爐
高爐于 2 月 25 日 16:25 開始降料面停爐，本次采用外接打水管和霧化自動打水系統(tǒng)配合的方式控制頂溫降料面，全過程爐況未出現(xiàn)大幅波動，改常壓前頂壓出現(xiàn) 6 次小突起，及時采取減風(fēng)措施，風(fēng)溫850~900 ℃，頂溫控制 350 ℃左右（4 點(diǎn)頂溫曲線較穩(wěn)定），風(fēng)量根據(jù)爐內(nèi)壓量關(guān)系逐步減風(fēng)未出現(xiàn)爆震，根據(jù)爐頂煤氣成分停止回收煤氣；于 26 日 7:29 安全準(zhǔn)時降到指定的風(fēng)口位置，用時約 15 h，消耗水量 7 295 t。
3 本體大修的主要內(nèi)容
1）高爐殘鐵處理，本次采用先進(jìn)、安全、環(huán)保的金剛石串珠“繩鋸”整體切割法，共鋸切 9 刀，大小18 塊，共計約 356 t，從開始鋸到清理完，共用了四天零八小時，既安全、環(huán)保，又節(jié)約了時間。
2）對爐缸、爐底耐材進(jìn)行全部更換。高爐爐缸爐底采用“大塊炭磚+陶瓷杯”加水冷復(fù)合爐缸爐底砌筑結(jié)構(gòu)。
3）更換高爐全部本體冷卻壁。爐體采用全覆蓋鑲磚冷卻壁結(jié)構(gòu)，內(nèi)測由河南華西科技集團(tuán)噴涂一定厚度的高強(qiáng)噴涂料，爐腹、爐腰及爐身下部區(qū)域采用雙排管球墨鑄鐵冷卻壁。
4 高爐烘爐
1）高爐烘爐前兩天將熱風(fēng)爐燒好，具備向高爐提供風(fēng)溫的條件。
2）高爐風(fēng)、水、電、氣具備烘爐條件，各影響烘爐因素消除。
3）制作爐內(nèi)烘爐導(dǎo)管。烘爐前，在兩個鐵口安裝煤氣導(dǎo)出管（Φ133 mm），制作好泥包，風(fēng)口安裝烘爐導(dǎo)管，共 19 根，一根伸入爐缸中心，6 根伸入爐缸半徑 1/2 處，12 根伸入爐缸半徑 1/4 處, 長短交錯均勻分布，鐵口導(dǎo)管埋入 3 支熱電偶 （分別對應(yīng)位置中心、正東、正西），用以監(jiān)測爐底溫度。
4）根據(jù)耐材要求制定烘爐曲線：烘爐曲線分兩個恒溫段，150 ℃恒溫 12 h，450 ℃恒溫 48 h，整個烘爐過程 130 h。
5）高爐于 2019 年 4 月 14 日 10:18 送風(fēng)烘爐，烘爐風(fēng)量＞1 000 m3 /min，烘爐過程中嚴(yán)格按照烘爐曲線進(jìn)行，通過爐頂大放散開度調(diào)整、風(fēng)量調(diào)整、風(fēng)溫調(diào)整控制爐頂溫度不超 350 ℃。
6）烘爐結(jié)束后，進(jìn)行高爐系統(tǒng)耐壓實驗，最大試壓不超過 200 kPa。
5 開爐
5.1 開爐配料
5.1.1 參數(shù)設(shè)定
1）生鐵成分。w（[Fe]）=92%、w（[Si]）=3.0%、w（[Mn]）= 1.0%、w（[C]）=4.0%。
2）元素分配率。w（Fe）=99%、w（Mn）=65%、w（S）= 3%、w（P）=100%；壓縮率為14%。
3）礦批。12 000 kg（燒結(jié)礦為 80%、球團(tuán)礦為 20%）；凈焦批重為 10 000 kg。
4）開爐總焦比。3 200 kg/t，正常料焦比為 1 050 kg/t；總 R2=0.70，正常料 R2=0.95。
5.1.2 配料計算
5.1.2.1 填充方式
本次開爐采用全焦開爐方法，死鐵層至爐腹 2/3 填充凈焦；爐腹 2/3 以上至爐身下沿以上 2.0 m 填充 空焦，爐身 2 m 以上至 3 000 mm 料線全部用正常 料+循環(huán)焦，循環(huán)焦分為四段。
5.1.2.2 參數(shù)計算（見表 2）
5.2 裝料
5.2.1 裝料方式
本次開爐采用全焦不帶風(fēng)裝料方式。開爐按三段式裝爐，即，凈焦、空焦、正常料。空焦：焦炭+白云石；正常料：機(jī)燒 80%+球團(tuán) 20%+白云石+硅石+螢石；正常料裝料方式：負(fù)荷料+循環(huán)焦。
5.2.2 布料矩陣
凈焦、空焦布料角度 18°；四段循環(huán)焦根據(jù)料線深度角度依次為 20°、22°、24°、26°；正常料角度 26°。
5.2.3 裝料組成
1）死鐵層到爐腹 2/3 裝凈焦。凈焦組成：濕基焦炭 10 000 kg/批（水分 0.5%），共 30 批。
2）爐腹 2/3 以上至爐身下沿以上 2 m 裝空焦。空焦組成：濕基焦炭 10 000 kg/批，白云石 1 700 kg/批，共 21 批。
3）爐身下沿以上 2~3 m 料線裝四段循環(huán)焦+正常料。正常料組成：濕基焦炭 5 400 kg/批（焦炭水分0.5%），燒結(jié)礦 9 600 kg/批，球團(tuán) 2 400 kg/批，白云石1 100 kg，硅石 750 kg/批，螢石 200 kg/批，共 30 批，循環(huán)焦按 4321 下達(dá)共 10 批。
5.3 開爐情況
5.3.1 風(fēng)口配置
9 號高爐共 20 個風(fēng)口，本次開爐選用風(fēng)口配置為 15 個 Φ115 mm 和 5 個 Φ120 mm，長度 450 mm。
送風(fēng)前堵 3 號、7 號、10 號、13 號、18 號風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)面積 0.155 8 m2 ，為全風(fēng)口面積的 73.35%。
5.3.2 爐內(nèi)操作
4 月 20 日 09:58 開始點(diǎn)火送風(fēng)，風(fēng)量 1 660 m3/ min，起始風(fēng)溫 750 ℃。送風(fēng) 1 h 后風(fēng)口全亮，視料動情況適度加風(fēng)至 2 050 m3 /min。送風(fēng)后 5～10 h 是軟熔帶形成時期,這段時間采取守風(fēng)量、不加風(fēng)甚至減風(fēng)的方法進(jìn)行過渡。15:30 軟熔帶初步形成，壓量關(guān)系偏緊，透氣指數(shù)由之前約 70 下降至20，出現(xiàn)憋壓。高爐采取減風(fēng)、撤風(fēng)溫應(yīng)對。風(fēng)量減至 850 m3 /min、控制風(fēng)溫 650~700 ℃，壓量關(guān)系逐步緩和，17:50 塌料，雷達(dá)料線由 3.5 m 塌至 4.7 m， 18:00 引煤氣，之后通過調(diào)壓閥組控制頂壓，逐步提頂壓。
為利于頂溫回升，送風(fēng)后料線控制在 3 m 左右，18:00 引煤氣后提高了加風(fēng)速度, 標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速按 215～225 m/s 控制，出第一次鐵前風(fēng)量至 1 800 m3 /min 左右，熱壓 110 kPa，頂壓 20 kPa，風(fēng)溫 700 ℃。22 日 04:30 噴煤，08:18 高爐富氧；23 日 06:20TRT 投入；25 日風(fēng)口全開，風(fēng)量 2 850 m3 /min。
5.3.3 爐前組織
20 日 18:45 北鐵口來渣，堵鐵口；22:15 南鐵口來渣，堵鐵口；根據(jù)風(fēng)量和實際下料批數(shù)計算，約送風(fēng) 20 h 左右從南鐵口出第一爐鐵。21 日 08:08 南鐵口打開，由于開爐第一爐鐵泥包未形成，鐵流大，處于安全考慮，10 min 后放風(fēng)堵鐵口，未出渣，出鐵約100 t，0.5 h 后重開鐵口，渣鐵流動性良好，直接過避渣器走水渣，出鐵約 70 t。由于北場沖渣系統(tǒng)沒有投入運(yùn)行一直使用南鐵口出鐵，22 日北場沖渣系統(tǒng)投運(yùn)，20:00 北鐵口投入使用，此后南北鐵口交替正常出鐵。
5.3.4 布料角度
裝爐采用同角度單環(huán)布料，出鐵后，隨著礦批的擴(kuò)大，由單環(huán)變?yōu)槎喹h(huán)，參考爐頂紅外攝像及爐喉十字測溫，以發(fā)展兩股氣流為主調(diào)整布料矩陣。
5.3.5 熱制度調(diào)整
本次開爐全爐負(fù)荷 0.54，正常料負(fù)荷 2.22，焦比760 kg/t，出鐵后，爐溫偏高，w（[S]）=5.78%，后續(xù)逐步降焦比至 560 kg/t，噴煤后，按燃料 540 kg/t 調(diào)整負(fù)荷及噴吹量。
5.3.6 造渣制度調(diào)整
本次開爐使用熔劑白云石、螢石、硅石進(jìn)行造渣和調(diào)劑渣堿度，增加渣量稀釋度按生鐵 w（Si）為 3.0 計算，全爐 R2=0.70，正常料 R2=0.97，空焦 R2=0.90，開風(fēng)后，隨著負(fù)荷增加，逐步降低硅石配比，按理論渣堿度 1.13 調(diào)整配料。前三爐開鐵口后渣鐵流動性較好，生鐵硅高，渣堿度較計算值略高，渣中 Al2O3 含量較計算偏高。
5.3.7 開爐指標(biāo)（見 表 5）
本次開爐受鐵水罐組織和渣處理新工藝等外圍影響，爐內(nèi)操作比較保守，降焦比節(jié)奏較慢，煤比、風(fēng)溫相對較低，爐溫相對偏高。
6 結(jié)論
1）本次停爐采用自動霧化打水系統(tǒng)，頂溫控制很理想，未出現(xiàn)爆震，準(zhǔn)時安全順行停爐。
2）本次采用先進(jìn)、安全、環(huán)保的金剛石串珠“繩 鋸”整體切割法處理殘鐵，既安全、環(huán)保，又節(jié)約了時間。
3）開爐料的計算是開爐過程的基礎(chǔ)，空焦段以上正常料分段裝料方式更有利于適應(yīng)爐內(nèi)熱量變化需求，未出現(xiàn)低爐溫現(xiàn)象。
4） 爐渣堿度預(yù)算及第一次開鐵口時機(jī)把握得當(dāng)，本次開爐按第一爐鐵約 70 t 決定開鐵口時間，本次開爐第一爐鐵水直接過撇渣器，未走紅渣，提高了爐前工作的安全性，降低了爐前的勞動強(qiáng)度。
5）本次開爐對軟熔帶形成后處理措施、時機(jī)把握準(zhǔn)確，開爐階段爐況整體走勢較好。
6）不足。全爐焦比高，渣中 Al2O3 含量偏高，北場投入時間較晚。