長(zhǎng)鋼9 號(hào)高爐大修開爐實(shí)踐

曹 鋒

（首鋼長(zhǎng)治鋼鐵有限公司煉鐵廠， 山西 長(zhǎng)治 046031）

1 概況

首鋼治鋼鐵有限公司（全文簡(jiǎn)稱長(zhǎng)鋼）9 號(hào)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(dòng)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(dòng)打水系統(tǒng)配合的方式控制頂溫降料面，全過(guò)程爐況未出現(xiàn)大幅波動(dòng)，改常壓前頂壓出現(xiàn)6 次小突起，及時(shí)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(shí)降到指定的風(fēng)口位置，用時(shí)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(jì)約356 t，從開始鋸到清理完，共用了四天零八小時(shí)，既安全、環(huán)保，又節(jié)約了時(shí)間。

2）對(duì)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(cè)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(gè)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(zhǎng)短交錯(cuò)均勻分布，鐵口導(dǎo)管埋入3 支熱電偶（分別對(duì)應(yīng)位置中心、正東、正西），用以監(jiān)測(cè)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(gè)恒溫段，150 ℃恒溫12 h，450 ℃恒溫48 h，整個(gè)烘爐過(guò)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(guò)程中嚴(yán)格按照烘爐曲線進(jìn)行，通過(guò)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(shí)驗(yàn)，最大試壓不超過(guò)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。3200kg/t，正常料焦比為1050kg/t；總R2=0.70，正常料R2=0.95。

5.1.2 配料計(jì)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(jì)算（見表2）

表2 開爐參數(shù)匯總

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?？战梗航固?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(hào)高爐共20 個(gè)風(fēng)口，本次開爐選用風(fēng)口配置為15 個(gè)Φ115 mm 和5 個(gè)Φ120 mm，長(zhǎng)度450 mm。送風(fēng)前堵3 號(hào)、7 號(hào)、10 號(hào)、13 號(hào)、18 號(hào)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(dòng)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(shí)期,這段時(shí)間采取守風(fēng)量、不加風(fēng)甚至減風(fēng)的方法進(jìn)行過(guò)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(duì)。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(guò)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(lái)渣，堵鐵口；22:15 南鐵口來(lái)渣，堵鐵口；根據(jù)風(fēng)量和實(shí)際下料批數(shù)計(jì)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(dòng)性良好，直接過(guò)避渣器走水渣，出鐵約70 t。由于北場(chǎng)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(chǎng)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(cè)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(jì)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(dòng)性較好，生鐵硅高，渣堿度較計(jì)算值略高，渣中Al2O3含量較計(jì)算偏高。

5.3.7 開爐指標(biāo)（見134 頁(yè)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(duì)較低，爐溫相對(duì)偏高。

表5 開爐前四天指標(biāo)

6 結(jié)論

1）本次停爐采用自動(dòng)霧化打水系統(tǒng)，頂溫控制很理想，未出現(xiàn)爆震，準(zhǔn)時(shí)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(shí)間。

3）開爐料的計(jì)算是開爐過(guò)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(shí)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(shí)間，本次開爐第一爐鐵水直接過(guò)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(dòng)強(qiáng)度。

5）本次開爐對(duì)軟熔帶形成后處理措施、時(shí)機(jī)把握準(zhǔn)確，開爐階段爐況整體走勢(shì)較好。

6）不足。全爐焦比高，渣中Al2O3含量偏高，北場(chǎng)投入時(shí)間較晚。