2600 m3高爐大修后快速達產實踐

趙東明，田中明，胡德順，王光偉（鞍鋼集團朝陽鋼鐵有限公司，遼寧朝陽122000）

2600 m3高爐大修后快速達產實踐

趙東明，田中明，胡德順，王光偉
（鞍鋼集團朝陽鋼鐵有限公司，遼寧朝陽122000）

對鞍鋼集團朝陽鋼鐵有限公司2600 m3高爐大修開爐達產實踐進行了總結，通過在開爐前制定科學的開爐方案，在開爐過程中，注重選擇合適的開爐料配比、確定合理的送風制度、優化高爐操作，確保爐況穩定順行，一周內利用系數達到2.00 t/（m3·d）。

高爐；開爐；熱風爐；配料

鞍鋼集團朝陽鋼鐵有限公司1#高爐 第一代爐役于2010年11月13日投產。高爐爐體采用磚壁合一的全冷卻壁結構，其中爐身下部、爐腰及爐腹為4段銅冷卻壁和4層密集型銅冷卻板，爐體冷卻系統全部采用軟水密閉循環系統；爐前設有3個鐵口，嘉恒法水渣處理工藝；煤氣回收除塵系統采用了干式布袋除塵及TRT技術；高爐送風系統配有3座內燃蓄熱式熱風爐，30個風口；高爐爐頂布料系統采用了串罐無料鐘爐頂。2012年4月由于1#鐵口側下方碳磚溫度異常上升，存在重大的安全隱患；2012年9～11月高爐大修更換爐缸炭磚，大修后，高爐有效容積為2600 m3；2012年11月16日4：16送風開爐。本次高爐開爐，從引焦爐煤氣、熱風爐烘爐、高爐烘爐、聯動試車、通風試漏、試壓、高爐裝料直至點火開爐及爐前出鐵都制定了詳細的方案和網絡計劃，從而確保了高爐在7天后利用系數達到2.00 t/（m3·d），開爐后第一個月利用系數達到2.25 t/（m3·d），并在整個開爐達產期間高爐穩定順行，逐步強化，實現了朝陽鋼鐵有限公司高爐煉鐵歷史性的突破。

1　開爐前的準備工作

1.1制訂周密的準備方案

此次開爐，制定了高爐大修網絡圖、熱風爐烘爐方案、引焦爐煤氣方案、高爐通風試漏方案、高爐開爐方案、高爐10天達產方案，這些方案都是在總結鞍凌上次開爐經驗的基礎上制定的，尤其強調開爐前的聯動試車，確保設備無問題，保證開爐順利達產。

1.2熱風爐烘爐

高爐停產大修后，在投產前必須要對熱風爐進行烘爐，目的是脫去耐火材料及磚體的水分，并使其升溫，具備向高爐輸送800℃以上的風溫能力。因要在烘爐中使水脫盡以及砌體升溫膨脹時不影響砌體的穩定性，所以在烘爐時的升溫溫度要緩慢上升。

由于熱風爐拱頂和蓄熱室采用硅磚砌筑，而硅磚熱風爐的烘爐除了要注意以上問題以外，硅質耐火磚內還存在熔燒后殘余的β-石英、α-石英、γ-石英，在不同溫度下它們可以互相轉換，在100～330℃及580～650℃的溫度區間內轉換過程中的線膨脹率、體積膨脹率是最大的。若升溫規定不合理或實際烘爐過程中操作不當，會嚴重損壞砌體，對熱風爐日后的使用壽命影響非常大。朝陽鋼鐵有限公司參考上次熱風爐烘爐經驗和塞迪提供的硅磚熱風爐烘爐方案，結合硅磚熱風爐耐火材料的理化性能和生產實際情況，制定了硅磚熱風爐烘爐方案，熱風爐烘爐曲線如圖1所示。

1.3高爐烘爐

高爐本體內襯在砌筑過程中耐材及灰漿中含有大量的水分，在高爐點火之前，高爐必須進行烘爐，徹底去除本體內的絕大部分水分，使高爐順利點火投產。朝陽鋼鐵有限公司本次高爐烘爐是從風口吹進熱風爐的熱風，利用熱風的溫度逐漸將本體中的水分升溫，最終以水蒸氣的形式從排氣孔及高爐爐頂放散閥排走。本次高爐烘爐從2012年的11月5日開始，用7天時間完成，其中包括升溫、保溫、再升溫、保溫、降溫幾個階段，烘爐降溫到爐內風口前端溫度降到150℃左右時，轉入系統通風試漏工作。

嚴格控制烘爐進程，換爐風溫波動不大于20℃。高爐烘爐曲線如圖2所示，整個過程嚴格按照烘爐曲線進行，共計約7天。

整個烘爐期間按升溫期、保溫期、降溫期分別設定風量，在保證爐頂溫度不超標（300℃）的前提下盡量使用較大風量，如爐頂溫度超標，可適當使風溫降低30～50℃。烘爐期間爐頂溫度不應高于300℃，溫度超過300℃時應適當減風或適當降低風溫。

通風試漏工作結束后，停止吹入冷風，高爐烘爐后打開風口大蓋進行自然冷卻，爐頂放散閥全開，逐漸使高爐冷卻下來，拆掉烘爐設備，進入高爐點火前的裝料階段。

1.3.1烘爐管的安裝

除了4#、14#、24#風口安裝臨時電偶外，其余27個風口安裝125mm烘爐加熱管，焊結牢固，一根伸到爐缸中心5.318 m處，其余等分為兩環，分別距爐缸內襯1.8 m和3.5 m；縱向距爐底上層保護磚1.5 m，加熱管布局見圖3所示。

爐底環管1、2分別與烘爐加熱管相連。爐底環管1底部正對爐底，距爐墻1.8 m，每隔500 mm割125 mm一個，總計44個孔；爐底環管2底部正對爐底，距爐墻3.5 m，每隔500 mm割125 mm一個，總計23個孔。

1.3.2爐前鐵溝、渣溝的準備

爐前1號鐵口、渣溝，殘鐵溝；2號鐵口、渣溝、殘鐵溝；3號鐵口、渣溝、殘鐵溝在高爐點火前一天應具備出鐵條件。1號鐵口作為主出鐵鐵口，因2號鐵口與1號鐵口夾角78度，2號鐵口狀態與1號鐵口狀態非常接近，所以2號鐵口作為試出鐵鐵口。1號、3號鐵口鐵溝、砂口具備放鐵條件。

本次開爐渣鐵溝布置：

鞍鋼集團朝陽鋼鐵有限公司1號鐵溝作為第一次鐵主出鐵鐵溝，由于1號與2號共用一條渣溝，所以1號渣溝也采用普通溝料和焦粉鋪墊，按照鐵溝烘烤要求做好準備。

鞍鋼集團朝陽鋼鐵有限公司2號鐵溝作為高爐點火后第一次鐵前試出鐵鐵溝，渣鐵溝用普通鐵溝料和焦粉將主溝填平，溝兩側堆起溝土壩，砂口密封，渣鐵放出后不經過砂口直接流向干渣坑，焦粉和普通溝料提前準備好。

鞍鋼集團朝陽鋼鐵有限公司3號鐵溝作為第一次鐵備用出鐵主溝，按照鐵溝烘烤要求做好準備。

2　開爐配料及開爐參數選擇

2.1參數設定

本次開爐采用枕木+全焦開爐，總焦比為700 kg/t，礦批重30 t，終渣堿度為0.92，堵10個風口，用20個風口工作，風口面積0.245 4 m2（采用花式堵風口方式）。初始風量選擇為爐容的80%，即2 000 m3/min,熱風壓力大約為40～50 kPa，初始風溫800℃，風口焦炭點著后，風溫退到750～700℃左右。生鐵成分見表1。

表1　生鐵成分（質量分數）　%

2.2開爐料配比與填充方式

開爐料配比為：礦批重13 t，68%自產燒結礦+23%弓長嶺球團+9%錳礦和熔劑，高爐開爐主要原料成分見表2。

表2　高爐開爐主要原料成分（質量分數）　%

爐缸風口上沿至死鐵層容積為650 m3，需用木材約2 000根，風口上沿至爐喉規定料線1.5 m以下的容積為裝料容積，風口中心線上沿至爐腰裝凈焦，容積總計約為860 m3，空料與正常料共占容積1 070 m3。

2.3裝料制度

從點火開始的發展邊緣煤氣流逐步向發展中心過渡，裝料制度最終以中心氣流為主，與送風制度相匹配，焦批、礦批隨強度提高逐漸增加。裝料制度由

2.4送風制度

送風制度調整要保證足夠的順行空間，開爐點火用20個風口工作，風口面積0.245 4 m2（采用花式堵風口方式）隨著風量增加相繼開風口。開風口選擇示意圖見圖4所示。

3　開爐操作

2012年11月16日 4:16高爐點火送風，初始風量為1 150 m3/min，風溫為750℃，5：00全部風口燃燒見亮，后續礦批重增加到32 t，風量逐漸加至2 200 m3/min；6：20～12：20因風溫電偶跑風休風2次，處理16#風口不進風休風一次，極大地影響了高爐恢復進程；12：30恢復送風以后，風壓為109 kPa，風量為1 600 m3/min，爐況開始出現難行，風量逐漸降低，風壓逐步升高；至晚上20：15高爐出現2次崩料，1次懸料，風量回零，風壓為151 kPa，風溫為770℃；20：31減風至47 kPa，爐料松動；11月17日10：30爐前首次打開鐵口，出鐵順利，爐況逐步轉順。此后，風量逐漸加大，開風口每天不超2個，隨著送風風口個數增加，風量、風壓不斷提高，批重隨之增加，布料方面逐漸加重邊緣，打開中心通路。隨著爐前出鐵工作順暢、鐵水溫度提高，流動性變好，開始減輕焦炭負荷，入爐焦比逐步降低，焦丁比逐步增加，綜合焦比逐步降低，11月17日入爐焦比降到540 kg/t，焦丁比增加至30 kg/t時開始噴煤，此時風溫用到1 100℃以上；11月19日風口工作個數為29個，連續工作4天；11月21日高爐開始富氧1 000 m3/h；11月23日風口工作個數為30個，風口面積0.367 9 m2，逐步將風量、氧量加全，2012年11月28日利用系數達到2.39 t/（m3·d），順利實現達產。

鞍鋼集團朝陽鋼鐵有限公司高爐整個開爐期間各項技術操作參數的選定符合實際，爐內、爐前、上料操作穩妥、有序，爐況恢復進度合理，但開爐后由于設備故障比較多，尤其是2012年11月23～26日2次休風，更換風溫電偶及直吹管燒穿，影響了高爐達產進程。在全風冶煉后，提高風溫，高爐控制理論燃燒溫度在2150～2300℃的情況下，適當富氧3500～8000m3/h，不斷優化各項操作制度，降低生鐵［Si］含量，及時由主要依靠邊緣煤氣流轉化為邊緣和中心兩股煤氣流，使日產逐步上升至5 500～6 200 t/d，并且穩定在這個水平。高爐開爐達產主要技術經濟指標見表3。

4　主要經驗及今后需改進的措施

（1）爐缸采取凈焦+枕木裝料方式，從著火時間、爐缸狀況及順行、生鐵冶煉等各方面看均比較成功，為今后鞍鋼集團朝陽鋼鐵有限公司高爐開爐積累了經驗。

（2）合理配制開爐料，例如使用100%干熄焦以及正確選擇開爐各項參數是此次順利開爐的保證。

（3）此次爐前墊1#、3#兩個主溝，制作臨時砂口，準備充分，效果良好。

（4）此次恢復爐渣堿度控制得力，渣鐵流動性良好、物理熱充足、爐缸熱量充沛，從結果看第一次鐵即可走砂口。

（5）在爐況恢復的過程中，如何把握風速和鼓風動能控制節奏，也是本次開爐的關鍵環節，根據加風進程及爐況順行條件逐步打開風口，在高爐出鐵順暢后，采用增加焦炭負荷，恢復噴煤，盡快提高爐缸溫度，降低生鐵［Si］含量，較大地改善渣鐵流動性，為提高冶煉強度奠定了基礎。

（6）在提高冶煉強度過程中，如何控制好爐內煤氣合理的分布是至關重要，根據爐況恢復進程及時擴大批重及調整裝料制度，確保邊緣和中心兩股煤氣流順暢。

（7）由于熱電偶兩次跑風及風口不進風明顯影響高爐送風進程，也是造成高爐出現管道行程和懸料的重要原因。

（8）籌備工作到位，嚴抓、細抓各項工作，建立嚴格簽字確認制度，為高爐關鍵環節及細節可控提供了保證。

（9）此次年修恢復較為順利，與精心準備、組織得當和嚴格按照網絡計劃進行有密切關系。

表3　高爐開爐達產主要技術經濟指標

5　結語

鞍鋼集團朝陽鋼鐵有限公司高爐是單座高爐生產，高爐開爐成功與否決定鞍鋼集團朝陽鋼鐵有限公司的后道工序的生產狀態，所以鞍鋼集團朝陽鋼鐵有限公司公司在熱風爐、高爐烘爐、試車、試漏、試壓及高爐裝料、爐前出鐵、高爐操作等關鍵環節精心準備，制定詳細、科學的網絡計劃，通過總結和借鑒上次高爐開爐的經驗，并且在高爐及爐前操作方面實現了一定的突破和創新，達到了比較理想的效果，為開爐成功創造了有利的條件。

（編輯 賀英群）

Practice of Quickly Achieving Design Capacity of the Overhauled 2600 m3BF

Zhao Dongming，Tian Zhongming，Hu Deshun，Wang Guangwei
（Chaoyang Iron&Steel Co.,Ltd.of Ansteel Group Corporation,Chaoyang 122000,Liaoning,China）

The operation practice of achieving the design capacity of the overhauled 2600 m3BF in Chaoyang Iron&Steel Co.,Ltd.of Ansteel Group Corporation after its blow-in is summarized.Based on that,the scientific blow-in schedule prior to the blow-in of the BF is formulated.So during the blow-up such measures as selecting the suitable burden ratio for blowin,determining the reasonable hot blast schedule and carrying out the optimization of BF operation are taken so as to guarantee the smooth operation of BF.And as a result the capacity factor of this blast furnace reached to 2.00 t/（m3.d）within one week.

blast furnace；blow-in；hot blast stove;burden

TF548

A

1006-4613（2015）01-0036-05

趙東明，高級工程師，1991年畢業于東北大學鋼鐵冶金專業。E-mail:hds105243@163.com

2014-05-30