馬鋼2號(hào)高爐大修開爐達(dá)產(chǎn)實(shí)踐

尤 石，曹 海，陶 嶺

(馬鋼股份公司第二煉鐵總廠 安徽馬鞍山 243000)

馬鋼2號(hào)高爐(2500 m3)于2003年10月建成投產(chǎn)，經(jīng)過十幾年生產(chǎn)運(yùn)行，部分爐殼、絕大部分冷卻壁及通道損壞，爐缸鐵口區(qū)域水溫差偏高，制約了高爐安全穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)備、工藝的更新、升級(jí)改造勢(shì)在必然

1 開爐準(zhǔn)備工作

1.1 開爐方案準(zhǔn)備

結(jié)合本高爐的特點(diǎn)，吸取其他高爐開爐經(jīng)驗(yàn)，總廠制定了詳細(xì)的開爐方案，經(jīng)過內(nèi)部討論修訂，公司審核批準(zhǔn)后實(shí)施。主要方案包括開爐配料計(jì)算及裝料參數(shù)設(shè)定、開爐用各種原燃料及熔劑的質(zhì)量要求、開爐料的準(zhǔn)備及化學(xué)檢驗(yàn)、爐前原材料的準(zhǔn)備、高爐各系統(tǒng)設(shè)備的試車及驗(yàn)收、高爐烘爐、爐缸裝枕木及料面測(cè)量、點(diǎn)火送風(fēng)參數(shù)制定、出渣鐵等。各項(xiàng)工作均嚴(yán)格規(guī)定了進(jìn)度和負(fù)責(zé)人，確保責(zé)任到人，落實(shí)到位。

1.2 高爐烘爐

高爐烘爐的目的是低溫區(qū)烘干熱風(fēng)支管、熱風(fēng)總管及送風(fēng)圍管的水分，逐步加熱本體爐墻、去除水分，避免耐材急劇膨脹、變形；高溫區(qū)烘干爐缸和爐底耐材的水分，固化不定形耐材[1]。2號(hào)高爐采用冷卻壁閉水烘爐新技術(shù)，烘爐于2017年9月19日進(jìn)行，用時(shí)242 h(含氣密性耐壓試驗(yàn))，烘爐前期根據(jù)高爐噴注料烘烤曲線升溫保溫，中期升至500 ℃保溫，最后降溫涼爐。本次計(jì)劃烘爐曲線與實(shí)際烘爐曲線對(duì)比見圖1(以小時(shí)為單位)。

1.3 耐壓試驗(yàn)

高爐及管道系統(tǒng)檢漏的目的是檢驗(yàn)施工質(zhì)量和設(shè)計(jì)能力是否滿足高壓生產(chǎn)的要求。9月28日對(duì)高爐區(qū)域及荒煤氣管道系統(tǒng)進(jìn)行了檢漏耐壓試驗(yàn)，由于漏點(diǎn)較多，處理時(shí)間較長(zhǎng)，耐壓試驗(yàn)29日完成，耐壓壓力位280 kPa；熱風(fēng)總管與圍管耐壓試驗(yàn)于10月1日完成，耐壓壓力400 kPa。

1.4 開爐料填充

(1)底焦：爐底焦炭裝入量為70.34 t，焦層高度為1500 mm，采用溜槽傾角7 °-8 °布入，防止打到爐墻上或砸壞煤氣導(dǎo)管，裝入后由人工扒平。

圖1 烘爐曲線

(2)枕木填充：采用爐缸風(fēng)口中心線以下填充散裝枕木法開爐，在4#、16#、23#風(fēng)口分別鋪設(shè)輥道，以便將枕木裝入爐內(nèi)，再由人工進(jìn)入爐缸將枕木扒平，確保枕木填充率在0.50以上。本次枕木填充體積及填充率見表1。

(3)開爐料：全爐焦比3.5 t/t，上部料負(fù)荷2.4(去輔料)，堿度1.05，爐料結(jié)構(gòu)85%燒結(jié)礦+7%球團(tuán)礦+8%澳洲塊礦，維持一定量的螢石和錳礦，用石灰石和張莊礦調(diào)節(jié)渣系。為保證焦批厚度在爐喉處于0.45 m-0.55 m，選取焦批14 t，全爐料共分為11段(各段爐料O/C設(shè)定見表2)。

表1 枕木填充情況

表2 開爐料料段分布

(4)布料測(cè)試：2號(hào)高爐布料測(cè)試時(shí)間共5天(10月3日-10月7日)。測(cè)量得出礦石和焦炭的FCG曲線、極限角及料流的寬度等數(shù)據(jù)，并根據(jù)要求定期對(duì)爐內(nèi)料面進(jìn)行掃描，了解實(shí)際裝料體積和料面形狀，為高爐正常生產(chǎn)調(diào)節(jié)提供可靠依據(jù)。

2 高爐開爐及達(dá)產(chǎn)

2.1 開爐參數(shù)的選定

(1)風(fēng)口面積：風(fēng)口配置為30個(gè)?120×625 mm，點(diǎn)火時(shí)均勻堵5個(gè)風(fēng)口(3#、9#、15#、21#、27#)，送風(fēng)面積為0.2827 m2。

(2)鼓風(fēng)參數(shù)：根據(jù)高爐實(shí)際爐容(約2700 m3)，按初始送風(fēng)比為0.50-0.60計(jì)算，確定點(diǎn)火風(fēng)量為1600 m3/min，點(diǎn)火風(fēng)溫為750 ℃[2]。

(3)點(diǎn)火開爐料制：料線1.5 m。

2.2 開爐送風(fēng)操作

(1)點(diǎn)火送風(fēng)狀況。10月10日15:58高爐送風(fēng)點(diǎn)火，初始送風(fēng)風(fēng)量1600 m3/min，熱風(fēng)風(fēng)壓47 kpa，風(fēng)溫690 ℃，16:32風(fēng)口全亮，16:42料尺開始自動(dòng)下降。17:30煤氣取樣成分和防爆試驗(yàn)都合格，開始引煤氣，18:58引煤氣結(jié)束，投用干法(1#-4#)4個(gè)筒體。22:18 3個(gè)鐵口開始噴吹見渣，11日2:53出零次鐵，8:18東場(chǎng)1#鐵口出1次鐵，[Si]0.71%，出鐵量約400t，17:00開始噴煤，17:35捅開第一個(gè)風(fēng)口(27#風(fēng)口)。13日15:38開始富氧4000m3/h。14日全開風(fēng)口，風(fēng)量水平加至4500 m3-4600 m3/min，基本達(dá)到目標(biāo)風(fēng)量水平。16日，產(chǎn)量突破5500 t，利用系數(shù)達(dá)到2.2 t/m3·d。

(2)開風(fēng)口速度和加風(fēng)進(jìn)程控制。11日17:35捅開第1個(gè)風(fēng)口(27#風(fēng)口)，18:17捅開第2個(gè)風(fēng)口(15#風(fēng)口)，風(fēng)量加到4100 m3/min，實(shí)際風(fēng)速維持在230 m/s左右，爐況恢復(fù)進(jìn)程可。12日5:00捅開3#風(fēng)口，風(fēng)量加至4400 m3/min，爐內(nèi)表現(xiàn)不適應(yīng)，邊緣局部氣流過盛，出現(xiàn)連續(xù)管道行程，風(fēng)量退守至2500 m3/min，采取大角度壓制邊緣的料制，同時(shí)配合輕負(fù)荷過渡。13日爐況穩(wěn)定性改善，風(fēng)量恢復(fù)至4100 m3/min。14日6:30捅開21#風(fēng)口，14:20捅開最后1個(gè)風(fēng)口(9#風(fēng)口)，入爐風(fēng)量達(dá)到4500 m3/min，實(shí)現(xiàn)了全風(fēng)作業(yè)。

(3)快速降硅情況。快速降硅是高爐實(shí)現(xiàn)快速達(dá)產(chǎn)的一項(xiàng)關(guān)鍵措施，在降硅過程同時(shí)，還要關(guān)注渣鐵流動(dòng)性[3]。本次2#高爐開爐前精心準(zhǔn)備，繪制了2#高爐點(diǎn)火后的風(fēng)量、負(fù)荷恢復(fù)進(jìn)程曲線(如圖3)。本次降硅情況整體可控，未出現(xiàn)爐涼事故。開爐負(fù)荷料焦比為742 kg/t，爐料結(jié)構(gòu)為：85%燒結(jié)礦+7%的自產(chǎn)球團(tuán)礦+8%的進(jìn)口澳礦；10日送風(fēng)6批料后，礦批加至35 t，焦比減至694 kg/t；16批料后，礦批加至37 t，焦比減至680 kg/t。11日8:18出第1爐鐵，[Si]0.71%；第1爐鐵后，爐料結(jié)構(gòu)調(diào)整為：81.95%燒結(jié)礦+10%的自產(chǎn)球團(tuán)礦+8.05%的進(jìn)口澳礦，礦批加至40 t/ch，焦比降至612 kg/t；此后生鐵[Si]呈上漲趨勢(shì)，至第5爐[Si]達(dá)到最高(2.50%)，鐵水溫度1440℃，R2 1.01，11日22:00鐵水溫度上升至1486 ℃，[Si]維持在1.80%左右，降低焦比至493 kg/t，核料堿度提高至1.12。12日連續(xù)管道行程，平均[Si]：1.21%，焦比提高至528 kg/t，13日[SI]：1.18%，焦比降至493 kg/t；14日[SI]降至0.92%，焦比降至383 kg/t。開爐后降硅趨勢(shì)如圖4。

圖3 風(fēng)量、負(fù)荷恢復(fù)進(jìn)程

圖4 馬鋼2#高爐開爐后降硅趨勢(shì)

(4)噴煤和富氧情況。11日12:30開始試噴煤，噴煤量3.9 t，17:00風(fēng)量為3800 m3/min，開始正式噴煤8 t/h，13日15:37開始富氧4000 m3/h，之后高爐逐步強(qiáng)化冶煉。

2.3 達(dá)產(chǎn)情況

2號(hào)高爐于2017年10月10日15:38點(diǎn)火送風(fēng)，次日8:18出第一爐鐵。受到12日連續(xù)管道行程和15日兩次設(shè)備故障大幅控風(fēng)影響，延緩了高爐達(dá)產(chǎn)的速度。然而，高爐操作者克服全焦冶煉下氣流難行控制的不利影響，提前調(diào)節(jié)焦比，根據(jù)焦比情況逐步恢復(fù)風(fēng)溫，爐況有序恢復(fù)。16日產(chǎn)量突破5500 t，系數(shù)達(dá)到2.2 t/m3·d，實(shí)現(xiàn)了6天達(dá)產(chǎn)。高爐開爐初期的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見下表3。

表3 馬鋼2500 m3高爐開爐初期主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

4 結(jié)語

本次2號(hào)高爐成功實(shí)現(xiàn)了快速開爐達(dá)產(chǎn)，取得了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)，但也存在諸多不足之處。主要包括以下幾個(gè)方面：

(1)開爐準(zhǔn)備工作充分到位。開爐前，對(duì)各工種人員進(jìn)行了系統(tǒng)的理論培訓(xùn)及實(shí)操培訓(xùn)，并組織進(jìn)行了頂崗實(shí)習(xí)，為順利開爐儲(chǔ)備了技術(shù)力量。另外，通過對(duì)各系統(tǒng)設(shè)備的單試以及聯(lián)試，不斷優(yōu)化改進(jìn)，排除了設(shè)備潛在隱患。各類方案的精心編制修訂，為后續(xù)的快速開爐達(dá)產(chǎn)提供了保障，使得操作上有法可依，有章可循。

(2)采用冷卻壁部分通道閉水烘爐技術(shù)。高爐烘爐的好壞決定著高爐開爐后能否順利達(dá)產(chǎn)，同時(shí)也是高爐能否長(zhǎng)壽的關(guān)鍵。為了提升烘爐效果，本次2號(hào)高爐采用閉死部分冷卻通道烘爐技術(shù)，即全爐周向192個(gè)直冷卻通道，均勻閉死160個(gè)通道，使得爐缸側(cè)壁和爐體壁體溫度能達(dá)到105 ℃以上，極大地提高了烘爐壁體溫度，明顯提升了烘爐的質(zhì)量與效果。

(3)安全快速引煤氣技術(shù)。本次開爐引煤氣克服了采用干法除塵系統(tǒng)煤氣溫度低的不利因素，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火后3 h內(nèi)引煤氣成功，所有干法筒體內(nèi)布袋無破損或糊死，不僅減少煤氣發(fā)散時(shí)間，也為后續(xù)加風(fēng)創(chuàng)造了有利條件。

(4)靜態(tài)布料測(cè)試結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)料制之間存在差異。開爐初期料制不合理，中心氣流不足，爐況穩(wěn)定性差，對(duì)開爐進(jìn)程造成一定的影響。借鑒我廠4號(hào)高爐開爐的經(jīng)驗(yàn)，果斷調(diào)整操作制度，采取大角度“正錯(cuò)”壓制邊緣，邊緣氣流處于穩(wěn)定，爐況隨之好轉(zhuǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 蔣 裕.馬鋼4號(hào)3200 m3高爐開爐實(shí)踐[J].安徽冶金科技職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2016,26(增刊):75-79

[2] 劉京瑞,李志明,高 遠(yuǎn).邯鋼3200 m3高爐開爐達(dá)產(chǎn)實(shí)踐[J].煉鐵,2010,29(2):11-14

[3] 李志明,楊守慧,楊春生,等.邯鋼7號(hào)高爐大修開爐快速達(dá)產(chǎn)及強(qiáng)化冶煉實(shí)踐[J].煉鐵,2009,28(3):28-31