柳鋼2號(hào)高爐低風(fēng)溫爐況恢復(fù)研究

邱未名，陳元洪，汪玉華，全 建

（廣西柳州鋼鐵集團(tuán)有限公司煉鐵廠，廣西 柳州 545002）

柳鋼2號(hào)高爐于2021年3月2日—3月6日進(jìn)行計(jì)劃年修，計(jì)劃用時(shí)80 h，3月2日早晨07：45休風(fēng)，3月6日凌晨00：53復(fù)風(fēng)生產(chǎn)，實(shí)際檢修時(shí)間為89 h，實(shí)際檢修時(shí)間超出計(jì)劃時(shí)間9 h。

高風(fēng)溫對(duì)高爐生產(chǎn)具有極為重要的作用，高風(fēng)溫可以大幅度地降低高爐焦比，風(fēng)溫每提高100℃，其高爐風(fēng)口區(qū)域的理論燃燒溫度便能提高60～80℃，可降低燃料比20～30kg/t，并且能夠允許多噴煤15kg/t，在降低焦比的同時(shí)，高爐利用系數(shù)也會(huì)得到提高。但是柳鋼2號(hào)高爐在2021年3月年修復(fù)風(fēng)時(shí)出現(xiàn)了熱風(fēng)閥故障，導(dǎo)致被迫采取了1燒1送（正常為3燒1送）的送風(fēng)模式，這就使復(fù)風(fēng)時(shí)的風(fēng)溫不足600℃，在如此低風(fēng)溫的情況下，果斷對(duì)柳鋼2號(hào)高爐采取了上下部調(diào)劑相結(jié)合的手段來(lái)應(yīng)對(duì)風(fēng)溫不足問(wèn)題，以達(dá)到快速恢復(fù)爐況的目的。

1 休風(fēng)前及休風(fēng)時(shí)爐況狀態(tài)的控制

1.1 控制適宜的爐溫

由于高爐要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間休風(fēng)，因此對(duì)休風(fēng)前爐溫一定要做到準(zhǔn)確控制，如果休風(fēng)時(shí)爐溫水平過(guò)低，極易因爐渣排放不好而導(dǎo)致休風(fēng)時(shí)發(fā)生風(fēng)口灌渣，對(duì)高爐后期的爐況恢復(fù)極為不利。對(duì)此，2號(hào)高爐休風(fēng)前保證爐溫充足，w（Si）保證在0.5%以上，同時(shí)調(diào)整好爐渣堿度，保證渣鐵流動(dòng)性良好，從而保證休風(fēng)安全；另一方面確保爐缸熱量充足，以利于復(fù)風(fēng)后爐況的快速恢復(fù)。

1.2 休風(fēng)前保證爐況順行

休風(fēng)前高爐走料順暢、料速均勻、壓量關(guān)系正常，沒(méi)有發(fā)生偏料、滑料的情況，這為后續(xù)爐況的快速恢復(fù)奠定了良好的基礎(chǔ)。

1.3 休風(fēng)料加入情況

休風(fēng)料加入情況如表1所示。

表1 休風(fēng)料加入情況

1.4 休風(fēng)過(guò)程及休風(fēng)時(shí)爐況狀態(tài)

于3月2日夜班班末，打開(kāi)南北兩個(gè)鐵口出鐵，當(dāng)兩邊鐵口見(jiàn)噴，且同時(shí)計(jì)算理論出鐵量與實(shí)際出鐵量相吻合時(shí)，可判斷爐內(nèi)渣鐵已經(jīng)出盡，于是當(dāng)班工長(zhǎng)在07：02開(kāi)始減風(fēng)，減風(fēng)前物理熱（1、2號(hào)鐵口）均超過(guò)1 500℃，爐內(nèi)w（Si）處于0.40%～0.55%之間的水平，堿度適中，阻力系數(shù)為2.48，透氣性在18.5萬(wàn)～20.17萬(wàn)（后期因?yàn)樾蒿L(fēng)料的加入使得透氣性變好，煤氣利用率大幅度降低）。因?yàn)樾蒿L(fēng)后要進(jìn)行爐頂點(diǎn)火、放空受料斗及料罐等爐頂檢修作業(yè)，所以要求當(dāng)班工長(zhǎng)必須嚴(yán)格把握放料時(shí)間來(lái)控制爐頂溫度至較高水平，以利于爐頂點(diǎn)火。至夜班07：45時(shí)，高爐休風(fēng)完畢，整個(gè)休風(fēng)過(guò)程持續(xù)時(shí)間為43 min，休風(fēng)前爐況順行，休風(fēng)后無(wú)風(fēng)口灌渣、涌渣發(fā)生。

1.5 做好爐缸保溫工作

休風(fēng)完畢后，立即通知崗位人員采用有水炮泥對(duì)30個(gè)風(fēng)口進(jìn)行封堵，休風(fēng)0.5 h后控制高爐爐體軟水流量為2 000 m3/h，防止因冷卻強(qiáng)度太大而造成爐墻黏結(jié)，并及時(shí)控制有漏水的冷卻壁及風(fēng)口設(shè)備水量，防止冷卻水進(jìn)入爐內(nèi)造成爐缸熱量損失。

2 復(fù)風(fēng)過(guò)程

3月6日夜班00：53時(shí)，重力除塵出口處補(bǔ)償器焊接試壓完畢。確定一切正常后開(kāi)始送風(fēng)，送風(fēng)前封堵22號(hào)—26號(hào)風(fēng)口。至00：58時(shí)，風(fēng)量加至6000m3/h，熱風(fēng)壓力為0.036 MPa，此時(shí)風(fēng)口設(shè)備工作正常，無(wú)漏風(fēng)現(xiàn)象，于是關(guān)閉東、西大放散，開(kāi)始引煤氣。

于01：18時(shí)，風(fēng)量加至19萬(wàn)m3/h，熱風(fēng)壓力0.20 MPa，壓量關(guān)系對(duì)稱，適時(shí)加風(fēng)；至01：24，加風(fēng)至22.8萬(wàn)m3/h，熱風(fēng)壓力0.232 MPa，頂壓加至127 kPa，透氣性良好，壓量關(guān)系正常。

于02：16時(shí)，風(fēng)量加至26.27萬(wàn)m3/h，此時(shí)出現(xiàn)風(fēng)壓走高，而后發(fā)生滑料，料滑后壓量關(guān)系恢復(fù)正常；復(fù)風(fēng)3 h后（03：48），富氧至1 800 m3/h，根據(jù)爐況，后續(xù)逐步小幅度增加氧量，夜班末富氧至12000m3/h，風(fēng)量于03：25恢復(fù)至32萬(wàn)m3/h，頂壓190 kPa，參數(shù)恢復(fù)至90%的水平，后續(xù)根據(jù)爐溫、出鐵及走料情況緩慢恢復(fù)。

3 造渣制度調(diào)節(jié)

送風(fēng)前維持休風(fēng)料最終燒結(jié)比（69%，塊礦維持7%不變），改善渣鐵流動(dòng)性，以利于渣鐵的排放，送風(fēng)2 h后提升燒結(jié)比至71%，夜班至白班班初逐步將燒結(jié)比提升至75%的正常水平，以穩(wěn)定鐵水質(zhì)量。

4 送風(fēng)制度調(diào)節(jié)

送風(fēng)前封堵22號(hào)—26號(hào)風(fēng)口，而后送風(fēng)，堵風(fēng)口標(biāo)準(zhǔn)按照不能被吹開(kāi)但要易捅開(kāi)的標(biāo)準(zhǔn)組織，送風(fēng)面積為正常生產(chǎn)時(shí)的83.3%，以利于快速吹透爐缸中心，活躍爐缸。03：15時(shí)，風(fēng)量加至30萬(wàn)m3/h，開(kāi)22號(hào)、26號(hào)風(fēng)口；03：40時(shí)，開(kāi)25號(hào)風(fēng)口；04：45時(shí)，開(kāi)23號(hào)風(fēng)口；24號(hào)風(fēng)口于6日中班16：20時(shí)捅開(kāi)。此時(shí)便實(shí)現(xiàn)了全風(fēng)口送風(fēng)，風(fēng)量達(dá)到33.11萬(wàn)m3/h，頂壓211 kPa，各項(xiàng)參數(shù)恢復(fù)至96%水平，后續(xù)根據(jù)壓量關(guān)系及走料情況而逐步恢復(fù)。

5 熱制度調(diào)節(jié)

5.1 以往年修風(fēng)溫情況

柳鋼2號(hào)高爐于2020年3月10日至3月12日進(jìn)行定期年修，休風(fēng)時(shí)間為69 h，所加休風(fēng)料與2021年年修休風(fēng)料基本接近，但休風(fēng)時(shí)間比2021年縮短了20 h。復(fù)風(fēng)后熱風(fēng)溫度到800℃，復(fù)風(fēng)8 h后風(fēng)溫達(dá)到1100℃。

5.2 風(fēng)溫對(duì)高爐操作參數(shù)的影響

高風(fēng)溫對(duì)高爐冶煉具有極為重要的意義，風(fēng)溫提高，熱風(fēng)帶入爐內(nèi)的熱量增加，風(fēng)口前燃燒的碳量可有效減少，從而使風(fēng)口前產(chǎn)生的CO減少，同時(shí)煤氣帶走的熱量也相對(duì)減少，提高了煤氣利用率；同時(shí)還會(huì)使得高溫區(qū)下移，中溫區(qū)有明顯擴(kuò)大，有利于間接還原的發(fā)展，利于降低焦比。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，風(fēng)溫每提高100℃，可以實(shí)現(xiàn)降低大約15～20 kg/t的焦比，這對(duì)于昂貴的冶金焦炭來(lái)說(shuō)也是極具意義的。此外，對(duì)于大型高爐而言，風(fēng)溫提高后會(huì)使得鼓風(fēng)動(dòng)能增加，有利于快速吹透爐缸中心，活躍爐缸，這對(duì)于大型高爐長(zhǎng)時(shí)間休風(fēng)后的爐況恢復(fù)初期，也有著重要的意義。

5.3 本次年修風(fēng)溫情況

2021年年修實(shí)際用時(shí)89 h，送風(fēng)后2-2、2-3熱風(fēng)爐不可用，熱風(fēng)爐送風(fēng)方式為1燒1送，因此導(dǎo)致送風(fēng)后風(fēng)溫不到600℃，相比往年平均風(fēng)溫低了超過(guò)300℃，加之休風(fēng)時(shí)間超出計(jì)劃時(shí)間太久，所以爐缸欠熱太多，故復(fù)風(fēng)后負(fù)荷為3.20，維持在休風(fēng)時(shí)的全焦冶煉水平，并且每隔10批正常料加入1批凈焦，共計(jì)加入3批循環(huán)焦進(jìn)行補(bǔ)熱，直到3月7日白班之后熱風(fēng)溫度才逐漸恢復(fù)到1000℃以上。復(fù)風(fēng)1.5 h后打開(kāi)1號(hào)鐵口出鐵，此時(shí)物理熱不足1 400℃，爐渣流動(dòng)性不好，為防止大溝凝結(jié)，整個(gè)夜班連開(kāi)5次1號(hào)鐵口，直至爐溫升起來(lái)，渣鐵流動(dòng)性得到改善。

5.4 噴煤調(diào)節(jié)

在噴煤方面，復(fù)風(fēng)3 h后（03：40）開(kāi)始噴煤至10 t/h，于04：46噴煤至15 t/h，于05：30噴煤至20 t/h，因?yàn)闊犸L(fēng)溫度過(guò)低，20 t/h的煤量一直持續(xù)到白班，白班風(fēng)溫逐漸恢復(fù)，噴煤量分階段加至35 t/h，后續(xù)依據(jù)壓量關(guān)系、爐溫水平及走料情況調(diào)節(jié)噴煤量，至6日中班22：00時(shí)加至40 t/h，走料正常，壓量關(guān)系對(duì)稱。

6 裝料制度調(diào)節(jié)

送風(fēng)時(shí)料線為5.2 m，送風(fēng)后縮批重至50 t，裝料制度為，礦焦角度差為-4°，疏松邊緣后，根據(jù)料線深度逐步回收角度，至6日白班08：55時(shí)，批重?cái)U(kuò)至60 t，負(fù)荷加至3.90，裝料制度：，礦焦角度差縮至-3°，逐步強(qiáng)化中心氣流。

3月6日中班時(shí)，高爐正處于爐況恢復(fù)階段，22：43時(shí)，因料罐滿料而被迫對(duì)上料故障進(jìn)行大減風(fēng)處理，整個(gè)過(guò)程持續(xù)了將近1 h的時(shí)間。

于3月7日夜班02：10，大減風(fēng)之后參數(shù)逐步恢復(fù)，更改裝料制度為礦焦角度差縮至-2°，進(jìn)一步松邊洗刷爐墻，以利于操作爐型的重新形成，礦石批重縮至50 t。7日夜班后期，隨著亂料的到達(dá)，壓量關(guān)系出現(xiàn)緊張，被迫減煤減氧至較低水平，后續(xù)根據(jù)壓量關(guān)系又逐步恢復(fù)。

3月8日時(shí)，氣流逐漸平穩(wěn)，適時(shí)分階段擴(kuò)批重至74 t，微調(diào)制度為，但因持續(xù)采用松邊制度洗刷爐墻，在8日中班時(shí)，水溫差逐漸上升，至9日夜班達(dá)到11℃，渣皮大量脫落，氣流分布再次紊亂。夜班接班后，于00：15連續(xù)2次出現(xiàn)小管道，頂壓升至242 kPa，管道消除后各參數(shù)恢復(fù)正常，水溫差逐漸下降并穩(wěn)定，氣流逐步平穩(wěn)，隨后改制為，以實(shí)現(xiàn)逐步調(diào)節(jié)氣流。至白班之后，壓量關(guān)系平穩(wěn)，走料正常，9日全天產(chǎn)量達(dá)到7400t，煤比達(dá)到151kg/t。年修前后裝料制度及變化如表2所示。

表2 年修前后裝料制度調(diào)節(jié)

3月10日開(kāi)始，氣流逐步穩(wěn)定，后續(xù)采取小幅度調(diào)節(jié)制度來(lái)優(yōu)化氣流及參數(shù)指標(biāo)。

7 應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題

要合理控制煤氣流分布，送風(fēng)制度的調(diào)節(jié)決定了爐缸初始煤氣流的分布，上部氣流通過(guò)采取控制礦批重量以及布料角度來(lái)調(diào)節(jié)。2號(hào)高爐送風(fēng)時(shí)采取封堵5個(gè)出鐵死區(qū)風(fēng)口進(jìn)行送風(fēng)，在很大程度上提升了鼓風(fēng)動(dòng)能，并可及時(shí)活躍爐缸，這一措施在一定程度上解決了低風(fēng)溫不利于鼓風(fēng)動(dòng)能提高的問(wèn)題，此時(shí)上部氣流采用縮小礦時(shí)批重輔以調(diào)節(jié)。在風(fēng)溫過(guò)低，而且爐缸持續(xù)熱量虧損的時(shí)候，需采取有效措施以盡快活躍爐缸。

8 結(jié)論

1）高爐年修應(yīng)當(dāng)充分計(jì)劃好檢修時(shí)間，保證檢修工作在計(jì)劃時(shí)間內(nèi)完成，這將有利于準(zhǔn)確計(jì)算休風(fēng)料，并利于后期爐況的快速恢復(fù)。

2）對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間休風(fēng)來(lái)說(shuō)，如果爐缸熱量損失過(guò)大，復(fù)風(fēng)后要準(zhǔn)確掌握好爐前出鐵時(shí)機(jī)，以利于爐缸冷渣鐵的及時(shí)排放，從而快速恢復(fù)參數(shù)指標(biāo)。

3）要想在低風(fēng)溫條件下快速恢復(fù)高爐爐況，首先要通過(guò)調(diào)節(jié)送風(fēng)制度來(lái)保證一定的鼓風(fēng)動(dòng)能，最為有效的方法為封堵部分風(fēng)口送風(fēng)，最佳位置選擇出鐵死區(qū)的風(fēng)口，堵風(fēng)口數(shù)量視風(fēng)溫水平及休風(fēng)前爐缸工作狀態(tài)而定。柳鋼2號(hào)高爐本次年修前爐缸工作狀態(tài)良好，但檢修后風(fēng)溫過(guò)低，所以本次采取封堵5個(gè)風(fēng)口送風(fēng)，送風(fēng)面積為正常送風(fēng)時(shí)的83.33%。

4）爐況恢復(fù)初期面臨的問(wèn)題是爐缸煤氣流的重新分布，而初始煤氣流的分布對(duì)軟融帶二次分布以及塊狀帶三次分布有直接的影響，所以送風(fēng)初期要控制好送風(fēng)參數(shù)，保證各參數(shù)對(duì)稱，且能快速吹透中心、活躍爐缸。通過(guò)上部調(diào)劑輔以縮小礦批，采用負(fù)角差的制度來(lái)達(dá)到松邊，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定中心氣流的目的。