陳智平  張寶婷 楊涌泉

（陜鋼集團漢中鋼鐵有限責任公司 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壁溫度異常升高，2021年2月20日2^#高爐進行休風大修。引進天然氣新型烘爐工藝，達到了良好的效果，采用枕木中心堆包開爐方式，開爐前制定詳細的開爐方案，此次開爐較為順利，快速達產達效。

關鍵詞：高爐；大修；開爐；達產達效

1  引言

漢鋼2#高爐有效容積2280m³，共設28個風口，2個鐵口。于2012年8月點火生產，高爐采用串罐式無料鐘爐頂，全冷卻壁冷卻結構，水冷系統采用聯合軟水密閉循環系統。共記生產運行近9年時間，在爐役后期高爐采用縮小風口面積、加釩鈦礦、加裝長風口等一系列護爐措施，使高爐爐缸側壁溫度基本在可控范圍內^[3]。2021年2月19日停爐大修，在經過60天的停爐大修后，于2021年4月20日7:58送風開爐，送風后26h58'出第一爐鐵，開爐7天后利用系數即達到2.97t/m3·d，日產達歷史新高，開爐生產取得圓滿成功。

2  開爐準備

2.1大修主要工藝變動

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”結構^[5]，其爐缸爐殼及冷卻壁不予拆除，同時爐底保留三層炭磚，4-5層平鋪大塊碳磚，6-13外側砌筑小塊碳磚（石墨墻）、內側砌筑環形碳，14-18層砌筑環形碳。

2.2  烘爐

大修開爐前必須進行烘爐操作，其主要目的是使爐體耐火材料砌體內水分緩慢蒸發，提高內襯固結強度，同時使整個爐體設備逐漸加熱至生產狀態，避免開爐時升溫過快，水分快速蒸發使得砌體開裂和爐體劇烈膨脹而損壞設備^[1]。本次高爐烘爐操作曲線見圖1。

圖1 高爐烘爐曲線

高爐本體烘爐從4月9號3：58開始，按計劃烘爐192h，嚴格按照高爐烘爐曲線進行升溫、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，充足的烘爐時間確保了本次烘爐的效果。

2.3  打壓檢漏

對熱風爐熱風總管、橋管、圍管以及高爐本體，進行打壓檢漏；打壓檢漏時首先控制風壓100kPa穩壓30min后檢查，無異常再逐步加壓至400kPa 進行穩壓，然后開始進行檢漏，從檢漏的情況來看，發現熱風總管各三岔口、高爐本體冷卻壁護帽等局部焊縫存在微漏現象，最后經處理圓滿完成了高爐試漏工作^[4]。

3  開爐參數設定及操作

3.1開爐料準備

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

4月19日12:56開始裝料，過程同步測量料面。開爐料主要參數如表1、表2所示：全爐焦比3.0t/t，計算生鐵成分硅含量2.8%。根據高爐實際爐容大小以及原燃料條件制定開爐裝料表，具體裝料計算結果及裝料順序如表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），開爐料確保了開爐初期爐缸熱量充沛，有利于渣鐵順利排出。

表1 原燃料化學成份分析

表2 焦炭工業分析（%）

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 計算結果及裝料順序

2#高爐于4月20日2:30裝料結束，實際裝入的爐料與計劃裝入爐料基本一致，裝料過程中使用機械探尺測得的料面與計算料面深度也基本一致，在誤差范圍內。開爐后爐內煤氣流基本穩定，渣鐵排放順暢。

3.2送風操作

3.2.1  點火送風主要參數確定：

點火時的送風比選擇0.50，則點火理論風量約1140m³/min；爐料順利下降后，逐步加風，送風初期嚴格按風壓操作，以保證下料順暢為原則，送風后6～9小時是軟熔帶形成時期，采取守風量、慢加風甚至減風的方法進行過渡，加風原則：風口均勻活躍，爐況穩定順行，以每次不超過100m³/min，每班不超過3次，計劃風量如圖2所示。

圖2開爐計劃與實際風量

（1）風口長度：L=620mm。

（2）風口面積：風口總面積S=0.2661m²（Φ110mm×28）。

（3）風口配置為￠110mm*28個，全開風口進風面積為0.266 m²。為確保送風順利，減少送風后可能出現的難行，堵4#、8#、12#、17#、21#、25#風口送風，實際送風面積0.209m2，占風口總面積的78.6%，送風前再次確認簽字。2021年4月20日7:58開爐送風，開爐初期具體參數時間如表7所示。

表7 開爐過程時間控制情況

2#高爐于4月20 日7: 58送風開爐，送風7min后風枕木著火，風口開始明亮，送風27min后送風口前枕木全部著火。送風約62min后開始放第一批正常料，裝料過程中爐料開始逐步下降，根據煤氣成分分析及參考相關試驗數據結果，于21日0:42引煤氣。

3.3  開爐初期的渣鐵排放

西鐵口埋導風管，東鐵口安裝一鍵出鐵。埋氧槍后，送風時打開氮氣及氧氣閥門，φ80mm球閥安裝自動化設備，根據爐內加風、冶煉以及順行情況，專人調整流量，出鐵時關閉送氣閥門，遙控打開球閥，實現安全、快速出鐵。經過測算配備5個鐵水罐，2臺機車采用直接過撇渣器放紅渣方式出鐵，出鐵前專人檢查，21日10：56打開第一鐵口，11:25下渣，渣鐵流動性性良好，首次出鐵時間55min、出鐵量190.19t（開爐料理論鐵量345.5t）高爐焦炭負荷調節基本把握得當，開爐鐵水以及爐渣成分如表8、表9所示。

表8 開爐前4爐鐵水成分

表9 開爐前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，爐渣堿度1.02~1.07倍之間。為改善渣鐵流動性，開爐前加入錳礦，因此出鐵過程中渣鐵流動性良好。

3.4開爐初期爐內爐外的操作制度

3.4.1爐外的調整

因開爐初期爐溫高、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）采用高強度無水炮泥，調整合理的泥炮打泥速度及壓力；（2）調整開口機角度：開爐初期開口機角度設定為9°，隨著各參數的穩定，逐步將開口機角度調整至12°。（3）專人檢查并及時清理渣鐵溝，確保渣鐵順利排放。

3.4.2爐內的調整

（1）風量：送風風量810m³/min（風機房顯示1200m³/min，后期已校準），下料順暢，送風4小時內未加風，維持送風風量，放2批料后加風至1100m³/min，第8小時壓力冒尖、下料不暢，減風至700m³/min、待下料順暢，逐步恢復風量至900m³/min（送風后6～9小時是軟熔帶形成時期，此時段采取守風量、慢加風甚至減風的方法進行過渡，待風壓恢復至正常水平，順行良好，可適當加風），實際風量如圖2所示。

（2）風溫：在負荷料下達后，開始加風溫，每調節量不大于20℃，第一次出鐵前，風溫不大于850℃，送風初期下料順暢實際風溫調劑如圖3所示

圖3開爐計劃與實際風溫

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

（4）爐溫：點火后如出鐵正常，則后續操作的主要任務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48小時后將【Si】降至2.0%以下，為利于爐缸、爐底長壽，生鐵【Si】宜緩慢下降，爭取送風后72小時將硅降至1.50%以下，隨后視情況將【Si】降至1.0%左右，通過生產檢驗，設備磨合，故障處理，生產逐步走上正軌，生鐵【Si】由1.0%±→0.8%±→0.5±%，根據爐況承受情況，硅控制在0.4～0.6%范圍。

表10 階段性鐵水成分

表11 開爐后爐內礦批負荷的調整

表12 開爐后爐內料制的調整

圖4送風48小時高爐趨勢圖

如表11、表12、圖4所示送風后爐內運行基本穩定，根據風量以及爐內運行情況及時調整控制參數，快速加風，每爐鐵口打開后捅開一個封堵的風口，調整礦批、負荷及布料矩陣，爐況運行良好。

4  高爐開爐的成果及不足

4.1開爐成果達產達效

表13 開爐達產指標

開爐過程中主要技術經濟指標見表12所示。隨著開爐的進行以及各工藝參數的調整優化，高爐逐步穩定順行。但影響高爐穩定運行的重要因素：外圍設備，原料的穩定。

4.2開爐后休風情況

開爐過程中對爐身等部位進行壓漿處理，4月20日爐身灌漿時機及壓入量把控不到位、送風后漿料從爐襯漏漿、流至風口區，導致7#~14#風口被灌漿封堵，嚴重影響了送風制度以及開爐進程；

表14 開爐后高爐休風情況

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

5  結語

1）此次開爐爐外高爐本體打壓檢漏、各設備的試車運行，爐內的送風、裝料以及熱制度的選擇，開爐配料計算全爐焦比選擇偏輕，前期爐溫偏高，通過加風、上負荷及快速開風口措施等一系列的開爐方案，設定合理，適合2#高爐的實際生產運行情況，為2#高爐順利開爐、快速達產達效提供了殷實的基礎。

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

3）開爐過程中渣鐵溫度充沛、渣鐵化學成分合適以及流動性良好，隨著渣鐵的排放、風量水平的提升，礦批與負荷的調整速度快，但裝制始終采用中心加焦的方式疏導中心氣流，保證了煤氣流的合理分布。

4）送風設備缺陷，三次休風影響開爐進程。

6  參考文獻

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

[2]  高海潮，黃發元，等編著.馬鋼煉鐵技術與管理[M].冶金工業出版社，2018,1

[3]  陳海龍.三鋼5號高爐大修開爐快速達產實踐[J].福建冶金,2020,49(04):23-27.

[4]  孫力.達鋼5號高爐大修開爐實踐[J].鋼鐵研究,2017,45(06):19-22.

[5]  王建良,劉昕,吳敏民,葛永業,潘北生.蘇鋼5號高爐大修開爐實踐[J].煉鐵,1998(03):46-48.