天鐵2 800 m3高爐爐缸大涼處理實(shí)踐

許世波

（天津天鐵冶金集團(tuán)有限公司煉鐵廠，河北涉縣056404）

0 引言

天鐵集團(tuán)煉鐵廠6#高爐有效容積2 800 m3，設(shè)有30個風(fēng)口，3個出鐵口，串罐無料鐘爐頂，軟水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)，3座頂燃式熱風(fēng)爐，干法布袋煤氣除塵及TRT發(fā)電。6#高爐由于京津冀地區(qū)環(huán)保限產(chǎn)，自2015年3月停爐，2017年2月7日開始復(fù)產(chǎn)送風(fēng)，停產(chǎn)近23個月。2017年2月7日18:16開爐送風(fēng)，爐況恢復(fù)較為順利，但2017年2月11日起，接連出現(xiàn)設(shè)備事故，采用了休風(fēng)處理。長期的休風(fēng)導(dǎo)致爐缸大涼，爐況恢復(fù)困難，直至2017年2月18日高爐爐況恢復(fù)正常。本次開爐總耗時12天，延長了開爐時間，有必要進(jìn)行認(rèn)真分析，為今后的生產(chǎn)提供指導(dǎo)。

1 高爐開爐

1.1 爐料填充

爐料清理到鐵口水平面，之后在鐵口水平面中心處向3個鐵口清理出寬1 200 mm，最深處500 mm的溝，由中心向鐵口處逐漸變深的溝，有利于前期渣鐵的排放。

本次開爐爐料選用【燒結(jié)礦＋球團(tuán)礦+錳礦】。爐缸下部裝枕木，約1 100根，然后填充爐料。爐料填充順序?yàn)椋?/p>

式中：

K為【焦炭19.5 t（包括焦丁1.5 t）】；

H1為【焦炭19.5 t（包括焦丁1.5 t）+白云石3.6 t】；H2為【焦炭 19.5 t+白云石 3.6 t】；

N為【焦炭18 t+燒結(jié)礦31 t+球團(tuán)9.5 t+錳礦0.8 t+硅石 2.0 t+焦丁 1.5 t】。

爐料填充至料線3.49 m，具體填充礦石量見表1。

表1 爐料填充量 /t

1.2 風(fēng)口布局

采 取 堵 3#、4#、5#、6#、7#、16#、17#、22#、23#、24#風(fēng)口，共10個，送風(fēng)風(fēng)口面積為0.2208 m2。堵風(fēng)口采取遠(yuǎn)離鐵口上方區(qū)域且爐缸相對不活躍的區(qū)域。風(fēng)口采用普通風(fēng)口和加長風(fēng)口兩種，普通風(fēng)口長度583.5 mm，加長風(fēng)口633.5 mm。加長風(fēng)口安裝在鐵口上方的兩個風(fēng)口，分別是 12#，13#，19#，20#，27#，28#共6個風(fēng)口，所有風(fēng)口采取向下傾斜5°的安裝方式。

1.3 點(diǎn)火復(fù)風(fēng)

高爐于2月7日18:16分送風(fēng)，風(fēng)壓83 kPa，風(fēng)量772 m3/min，風(fēng)溫638℃，1#尺2.58 m，2#尺3.33 m；18:25時20個風(fēng)口全亮。送風(fēng)后各項(xiàng)參數(shù)穩(wěn)定在風(fēng)壓130 kPa，風(fēng)量2 050 m3/min，風(fēng)溫930℃；22:25放風(fēng)座料，風(fēng)壓44 kPa，風(fēng)量900 m3/min，料線3.19 m，料未下。2月8日1:06座料，料線由3.17m降到7.55 m，風(fēng)壓由195 kPa降到60 kPa，風(fēng)量1 320 m3/min。隨后進(jìn)行煤氣燃爆實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果合格，將煤氣送入管網(wǎng)。

1.4 出渣鐵情況

復(fù)風(fēng)前期，由于爐缸熱量不足、爐缸不活躍、渣鐵滲透性差，出渣鐵困難。第一爐鐵于2月8日6:45打開2#鐵口出鐵，出鐵量少無渣，未過砂口，出鐵時間短。8:55打開3#鐵口，出鐵約10 t。11:05打開2#鐵口出鐵約100 t，過砂口。隨后高爐風(fēng)量由1 650 m3/min上升到2 350 m3/min，之后穩(wěn)定在3 200 m3/min。根據(jù)風(fēng)壓風(fēng)量走勢，爐況穩(wěn)定順行，爐溫物理熱充沛且流動性好。隨后進(jìn)行開風(fēng)口作業(yè)，對稱地捅開鐵口兩側(cè)風(fēng)口，以利于活躍爐缸和使煤氣流分布均勻。

2 爐涼的處理

高爐2月7日點(diǎn)火送風(fēng)后，爐況一直比較穩(wěn)定，2月11日高爐風(fēng)量達(dá)到3 500 m3/min，風(fēng)壓295 kPa，風(fēng)溫1 000℃，爐溫和出鐵都比較正常。11日0:00打開3#鐵口出鐵，3:40準(zhǔn)備堵口。在堵口過程中，泥炮新?lián)Q打泥油管崩裂漏油，造成鐵口堵不上。隨即采取了減風(fēng)休風(fēng)措施，4:00開始休風(fēng)。休風(fēng)后再次用泥炮堵口，泥炮油管大量崩壞著火，鐵口仍未堵上。因爐內(nèi)靜壓力作用，渣鐵沿鐵口繼續(xù)外流堆積在鐵口區(qū)域。鐵口區(qū)域因不能進(jìn)行人工堵口作業(yè)，導(dǎo)致鐵口區(qū)域堆積大量渣鐵和焦炭。大型機(jī)械設(shè)備加之由于鐵口除塵罩影響不能近距離處理堆積的渣鐵和焦炭。為不影響開爐進(jìn)程，于11日9:50恢復(fù)送風(fēng)，送風(fēng)后風(fēng)口全開。送風(fēng)后一邊清理鐵口堆積的渣鐵，一邊恢復(fù)爐況，風(fēng)壓逐步恢復(fù)到200 kPa。到13:20時3場鐵口突然自動流出渣鐵此時鐵口區(qū)域渣鐵仍未清理干凈，不能用泥炮堵口，13:30被迫休風(fēng)。渣鐵流至出鐵場平臺，燒壞了開口機(jī)、泥炮和鐵口框架等設(shè)備，鐵口區(qū)域堆積大量渣鐵和焦炭。休風(fēng)后清理渣鐵，對3#鐵口進(jìn)行人工堵口，更換損壞設(shè)備，期間高爐一直處于休風(fēng)狀態(tài)，直到2月14日20:36恢復(fù)送風(fēng)。

2.1 負(fù)荷調(diào)整

送風(fēng)后集中加3批凈焦，每批加2 t矽石。第4批減輕焦炭負(fù)荷，焦批增加至19 t，礦批58 t未動負(fù)荷3.07。2月15日共上料12批。第1批開始加3批凈焦，每批加矽石2 t，第3批減輕焦炭負(fù)荷，焦批20 t，礦批58 t未動，負(fù)荷2.97。第11批加3批凈焦，每批加矽石2 t。第13批加2批凈焦，每批加矽石2 t。第14批減輕焦炭負(fù)荷，由于上料罐體積限制，無法增加焦炭量，爐料結(jié)構(gòu)調(diào)整為焦炭18.2 t礦批 45 t，堿性燒結(jié)礦 42 t，塊礦 2 t，錳礦 0.1 t，白云石 1.5t，瑩石 0.8 t，矽石 4.3 t，負(fù)荷 2.49。2 月 16日共上料12批，第2批開始加凈焦3批，每批加3矽石、3.7 t白云石。第4批加重焦炭負(fù)荷，焦批14.5 t，礦批45 t未動，負(fù)荷3.1。第10批加重焦炭負(fù)荷焦批12.7 t，礦批45 t未動，負(fù)荷3.56。

2.2 鐵口的處理

由于無計劃休風(fēng)時間長，渣鐵涼，流動性差。從1#、2#鐵口出鐵，采取將主鐵溝溝幫加高，鐵溝內(nèi)部鋪焦粉，制作臨時砂口，在渣溝上做臨時鐵溝，讓鐵水流入配備在渣線上的鐵罐內(nèi)。這樣能夠大幅減輕爐前工的勞動強(qiáng)度，縮短同一鐵口相鄰兩次出鐵時間間隔。

送風(fēng)后1 h開始鉆2#鐵口，鉆至3.2 m深，未見渣鐵，用特制氧槍無間斷燒鐵口，鐵口還是一直打不開。2月15號0:30開始鉆1#鐵口，和2#鐵口同樣無法出鐵。直至20:55，1#鐵口燒開，由于爐缸熱量不足、爐缸不活躍、渣鐵滲透性差，出鐵量少無渣，未過砂口。出鐵10 min后鐵口大噴，噴出的渣鐵溫度明顯下降。之后每隔1 h出鐵一次，情況類似。隨著出鐵次數(shù)增加，出鐵量隨之增加，提高了爐前的勞動強(qiáng)度，出鐵間隔在1.5 h以內(nèi)。

2.3 風(fēng)口情況

2月14日送風(fēng)，風(fēng)口采取“花堵”的形勢，堵3#、6#、9#、15#、21#、24#、27#、28#共 8 個風(fēng)口。送風(fēng)后風(fēng)量2 310 m3/min、風(fēng)壓144 kPa、風(fēng)溫 748℃、料線 3.12 m、頂溫141℃。由于爐涼，在風(fēng)口與鐵口之間形成了冷凝殼，渣鐵不能順利流入爐缸。至16:40時風(fēng)口情況：5#、7#、10#、11#、16#、18#、20#、29#風(fēng)口糊 死 ；1#、2#、4#、23#、26#風(fēng)口糊半個，隨著時間推移，最后風(fēng)口全黑。隨著風(fēng)量越來越小，爐子憋風(fēng)狀態(tài)越來越嚴(yán)重。為防止風(fēng)口大灌渣、風(fēng)管燒穿等事故發(fā)生，造成休風(fēng)加劇爐涼，果斷采取減風(fēng)降壓，風(fēng)量最低300 m3/min左右，風(fēng)壓70 kPa左右，風(fēng)口開氮?dú)饫鋮s，使?fàn)t渣在風(fēng)口前形成渣殼。成立風(fēng)口監(jiān)測小組，由車間骨干和經(jīng)驗(yàn)豐富的配管工不間斷觀察風(fēng)口，嚴(yán)密監(jiān)控風(fēng)口情況變化，同時制定應(yīng)急措施。

2.4 操作情況

送風(fēng)后2 h參數(shù)：風(fēng)量2 351 m3/min、風(fēng)壓211 kPa、風(fēng)溫895℃、頂溫294℃。由于鐵口無法出鐵，風(fēng)壓持續(xù)上升，爐頂溫度也隨之升高，此時渣鐵都在風(fēng)口區(qū)域?？紤]到風(fēng)壓越高，危險性越大，同時要保護(hù)爐頂設(shè)備，采取降低風(fēng)壓的操作。小幅度多次地降低風(fēng)壓，且每次降低風(fēng)壓前都要觀察風(fēng)口的工作狀態(tài)，保證風(fēng)口不涌渣。隨著送風(fēng)時間的推延，鐵口無法出鐵，造成憋風(fēng)，風(fēng)量持續(xù)下行。爐內(nèi)操作主要是保證風(fēng)口不灌渣、不憋壓，穩(wěn)定風(fēng)溫，采取憋壓就減。不考慮風(fēng)量大小，最后風(fēng)壓穩(wěn)定在70 kPa，風(fēng)量最小到332 m3/min，平均風(fēng)溫850℃。

未出鐵前風(fēng)壓風(fēng)量關(guān)系見圖1。

圖1 未出鐵之前風(fēng)壓風(fēng)量關(guān)系圖

隨著出鐵次數(shù)增加，1#鐵口出鐵量逐步增加，溫度逐步上行物理熱1 359℃，走干渣坑。19:00打開鐵口后鐵流正常，決定堵口，立即改走砂口走罐，20:00過砂口，出鐵514 t。出鐵順利后，風(fēng)壓風(fēng)量快速回升，糊死的風(fēng)口也逐漸被吹開。出鐵順利后風(fēng)壓風(fēng)量關(guān)系見圖2。

圖2 出鐵順利后的風(fēng)壓風(fēng)量關(guān)系

2.5 加強(qiáng)設(shè)備巡檢

由于高爐停爐時間較長，開爐前期設(shè)備之間還需要磨合，因此對各崗位制定了嚴(yán)密的巡檢記錄制度。在處理爐涼過程中，特別成立風(fēng)口巡查小組，配管工加強(qiáng)對爐缸及各段冷卻設(shè)備、水壓、水量、水溫差、軟水質(zhì)量等進(jìn)行密切監(jiān)控。爐前工對液壓管路進(jìn)行詳細(xì)排查，對存在隱患的部分及時進(jìn)行修復(fù)處理，對設(shè)備故障做到提前預(yù)判。成立搶修隊(duì)伍，在高爐區(qū)域待命，保證第一時間到達(dá)現(xiàn)場。

3 結(jié)語

在死鐵層有殘鐵的高爐開爐過程中，只有確保全部設(shè)備正常運(yùn)行才能實(shí)現(xiàn)順利開爐。對于大高爐鐵口非正常堵口，必須采用人工堵口后方可恢復(fù)送風(fēng)。在此次事故處理中，通過向風(fēng)口噴吹氮?dú)?，促進(jìn)了風(fēng)口前渣子的凝固，避免了風(fēng)口灌渣危險。送風(fēng)后48 h渣鐵排出，風(fēng)口沒有灌渣，沒有造成更加嚴(yán)重的后果，爐缸大涼得以平穩(wěn)處置。