2600m3高爐非計(jì)劃休風(fēng)恢復(fù)實(shí)踐

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

2600m3高爐非計(jì)劃休風(fēng)恢復(fù)實(shí)踐

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

對鞍鋼集團(tuán)朝陽鋼鐵有限公司2600 m3高爐非計(jì)劃休風(fēng)164 h恢復(fù)實(shí)踐過程進(jìn)行了總結(jié)，通過在送風(fēng)前制定科學(xué)的恢復(fù)方案，在恢復(fù)過程中，注重爐缸熱量恢復(fù)，防止?fàn)t缸凍結(jié)，及時(shí)出盡渣鐵及配合煉鋼生產(chǎn)恢復(fù)，確定合理的恢復(fù)進(jìn)程，確保了高爐安全恢復(fù)爐況，三周內(nèi)高爐利用系數(shù)達(dá)到2.33 t/（m3·d）。

高爐；非計(jì)劃休風(fēng)；恢復(fù)

鞍鋼集團(tuán)朝陽鋼鐵有限公司屬單高爐生產(chǎn)，高爐的穩(wěn)定順行至關(guān)重要。2012年11月大修開爐以后，一直為高爐的長周期穩(wěn)定順行而努力，計(jì)劃休風(fēng)周期延長；2013年8月份開始至2014年上半年基本實(shí)現(xiàn)高爐4個(gè)月檢修1次；2014年8月1日8時(shí)因煉鋼轉(zhuǎn)爐事故，鐵水沒有去向，造成高爐非計(jì)劃休風(fēng)164 h。由于此次休風(fēng)屬于非計(jì)劃休風(fēng)，休風(fēng)料沒有下達(dá)到風(fēng)口且休風(fēng)時(shí)間長，高爐爐缸熱量損失較大，給高爐開爐恢復(fù)帶來較大難度，其次由于煉鋼生產(chǎn)后，鐵水消耗量不能保證，造成高爐恢復(fù)進(jìn)程較慢，進(jìn)一步加劇高爐爐況的惡化。此次開爐總計(jì)壞風(fēng)口9個(gè)，創(chuàng)2012年開爐以來損壞風(fēng)口數(shù)最多的高爐 （2013年全年壞風(fēng)口9個(gè)），此次高爐恢復(fù)屬非計(jì)劃休風(fēng)，且休風(fēng)時(shí)間較長，因此，高爐休風(fēng)恢復(fù)過程可為同類型高爐提供借鑒。

1　休風(fēng)前高爐狀態(tài)

鞍鋼集團(tuán)朝陽鋼鐵有限公司高爐休風(fēng)前爐況順行良好，具備高產(chǎn)的能力，平均日產(chǎn)為6 200 t/d，利用系數(shù)為2.38 t/（m3·d），休風(fēng)前高爐參數(shù)見表1所示。

2　休風(fēng)料組成

2014年8月18日由于轉(zhuǎn)爐事故，高爐非計(jì)劃休風(fēng)164 h。由于轉(zhuǎn)爐事故鐵水無去向，休風(fēng)料沒有下達(dá)到風(fēng)口位置，給爐況恢復(fù)帶來困難。根據(jù)休風(fēng)時(shí)間制定了特殊休風(fēng)料，總計(jì)共加凈焦22批，其中有4批正常料，休風(fēng)料組成總計(jì)29批，具體組成如下：

表1　休風(fēng)前高爐參數(shù)

4批凈焦+1批正常料+4批凈焦+1批正常料+ 14批凈焦+2批正常料（最后一批礦），休風(fēng)料下達(dá)至爐身2/3處，約11.5 m左右，距風(fēng)口還有11.6 m。正常料還有40批，初步估計(jì)應(yīng)有800 t（考慮爐缸內(nèi)死料柱），高爐內(nèi)型尺寸見圖1。

3　復(fù)風(fēng)前爐況分析

3.1復(fù)風(fēng)前的安全性分析

由于是非計(jì)劃休風(fēng)，高爐補(bǔ)入凈焦不足，只是到達(dá)爐身下部，且在休風(fēng)期間爐缸熱量損失過大，復(fù)風(fēng)后爐缸還來不及充分預(yù)熱，熔化下來的液態(tài)渣鐵就進(jìn)入爐缸，低溫渣鐵再次在風(fēng)口與鐵口間凝結(jié)形成“隔斷層”，液態(tài)渣鐵無法到達(dá)爐缸底部從鐵口排出，而是在風(fēng)口區(qū)聚集燒壞風(fēng)口，或造成風(fēng)口燒穿。因此凈焦達(dá)到風(fēng)口這段時(shí)間是出渣、出鐵最關(guān)鍵階段，需要有足夠的耐心。加風(fēng)進(jìn)度控制、鐵口與風(fēng)口及時(shí)溝通、渣鐵及時(shí)排放應(yīng)是此次安全開爐的關(guān)鍵。

3.2復(fù)風(fēng)前送風(fēng)風(fēng)口數(shù)目分析

此次開爐考慮到鐵水物理熱不足，所以用多少風(fēng)口送風(fēng)是此次開爐的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為了保證產(chǎn)生的渣鐵及時(shí)排出，對未開的風(fēng)口一定要堵嚴(yán)，嚴(yán) 禁吹開，防止產(chǎn)生大量的冷渣、冷鐵不能及時(shí)排出，加劇風(fēng)口涌渣或風(fēng)口燒穿。初步制定了利用14個(gè)風(fēng)口送風(fēng)，利用1#、3#風(fēng)口出鐵，集中1#、3#鐵口上方風(fēng)口送風(fēng)，采用慢捅風(fēng)口方法，復(fù)風(fēng)前送風(fēng)風(fēng)口數(shù)目見圖2。圖2中堵風(fēng)口數(shù)目為4、5、6、7、8、9、10、16、19、20、21、22、24、25、28；長期堵風(fēng)口數(shù)目為7、16、28。

3.3長期休風(fēng)冷卻水量分析

正常長期休風(fēng)48 h需停1臺泵，但為了減少停泵后冷卻強(qiáng)度變化導(dǎo)致的熱應(yīng)力變化對爐缸的影響，盡量減少停泵。因煉鋼計(jì)劃4天以后生產(chǎn)，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)并與本部專家討論，檢修4天以內(nèi)可以不停泵，如果爐缸工作狀態(tài)好，不會(huì)對爐缸造成影響。但由于煉鋼生產(chǎn)時(shí)間推遲，7天以后才能送風(fēng)，所以80 h后停1臺冷卻水泵。隨休風(fēng)時(shí)間延長，對爐缸造成了一定的影響，所以根據(jù)此次的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，如果長期休風(fēng)時(shí)間超過96 h，那么48 h必須停1臺泵。

3.4開爐爐料的分析

由于此次屬于非計(jì)劃休風(fēng)，休風(fēng)料只到達(dá)爐身下部，所以本次開爐的休風(fēng)爐料到達(dá)風(fēng)口后，熱量銜接和涼渣、涼鐵排出是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。此次開爐入爐堿度由正常的1.52調(diào)至1.42，為了保證熱量銜接，避免開爐料到達(dá)風(fēng)口后爐溫大幅上升，影響爐況順行，因此確定入爐焦比為400 kg/t鐵，再根據(jù)渣鐵流動(dòng)情況調(diào)整入爐堿度和調(diào)整負(fù)荷。

4　爐況恢復(fù)

本次高爐恢復(fù)可分為兩個(gè)階段：

第一階段屬于慢風(fēng)階段（2014年8月8日～8月11日）。由于煉鋼生產(chǎn)不正常，為了防止鐵水無去處，所以爐況和爐缸工作狀態(tài)恢復(fù)較慢，風(fēng)口涌渣現(xiàn)象明顯，造成風(fēng)口損壞嚴(yán)重，配合煉鋼檢修，總計(jì)更換壞風(fēng)口6個(gè)。

第二階段屬于恢復(fù)階段（2014年8月12日～8月20日）。此階段主要受煉鋼生產(chǎn)制約，冶煉強(qiáng)度隨煉鋼節(jié)奏進(jìn)行恢復(fù)，此階段高爐恢復(fù)過程總計(jì)損壞風(fēng)口3個(gè)。

4.1第一階段

2014年8月8日3：45開始送風(fēng)，采用14個(gè)風(fēng)口送風(fēng)，集中采用1#、3#上方兩側(cè)各7個(gè)風(fēng)口送風(fēng)，風(fēng)量為1 539 m3/min，風(fēng)壓為79 kPa，風(fēng)溫為780℃。送風(fēng)后不久風(fēng)口有涌渣現(xiàn)象；4：30爐前全力組織燒3#鐵口；4：50鐵口見煤氣；6：00鐵口見渣鐵約2 t；7：20見渣鐵約15 t，此時(shí)［Si］為0.34%，鐵水溫度為1 285℃。6：00開始全力燒1#鐵口；7：00加風(fēng)至1 966 m3/min，風(fēng)壓為140 kPa，風(fēng)溫為950℃；7：35燒通流出鐵水約15 t，至此風(fēng)口和鐵口溝通問題得到解決。

按正常爐況恢復(fù)進(jìn)度，根據(jù)渣鐵出鐵情況提高冶煉強(qiáng)度，但受煉鋼生產(chǎn)不正常制約，風(fēng)量保持在1 966 m3/min，風(fēng)壓保持140 kPa，風(fēng)溫為950℃。13：00高爐開爐料到達(dá)風(fēng)口，開始噴煤，此時(shí)［Si］為1.2%，鐵水溫度為1 365℃；18：00才開始打開分別位于1#、3#鐵口偏上方的4#、19#風(fēng)口，風(fēng)量加至2 563 m3/min，風(fēng)壓為165 kPa，風(fēng)溫為980℃；22：00打開1#、3#鐵口偏上方的5#、20#風(fēng)口，風(fēng)量加至2 944 m3，風(fēng)壓為221 kPa，風(fēng)溫為980℃；22：40位于3#鐵口右上方的17#、19#風(fēng)口來水；24：00打開10#、25#風(fēng)口，風(fēng)量加至3 500 m3/min，風(fēng)壓為250 kPa，風(fēng)溫為939℃；截止24：00出渣鐵約1 160 t，全部走干渣坑。

2014年8月9日2：20打開3#鐵口。渣鐵開始走砂口進(jìn)入鐵水罐，此時(shí)［Si］為0.90%，鐵水溫度為1 418℃；3：00打開9#、24#風(fēng)口，風(fēng)量加至3 720 m3/min，風(fēng)壓為256 kPa，風(fēng)溫為1 017℃；19：30 3#鐵口附近26#風(fēng)口損壞；23：30打開23#風(fēng)口。

2014年8月10日3：00打開8#風(fēng)口，此時(shí)［Si］為1.86%，大幅度上升，鐵水溫度為1 429℃，鐵水物理熱和化學(xué)熱完全不匹配，說明爐缸工作狀態(tài)較差，由于爐溫向熱，風(fēng)壓偏高，風(fēng)量維持在3 200 m3/min左右；18：30位于3#鐵口側(cè)上方的18#風(fēng)口損壞。

8月8～10日第一階段料制調(diào)整過程見表2。

表2　第一階段料制調(diào)整過程

2014年8月11日高爐配合煉鋼休風(fēng)12 h，更換損壞風(fēng)口6個(gè)，至此第一階段恢復(fù)爐況結(jié)束。

從恢復(fù)爐況來看，第一階段主要受煉鋼影響，高爐控制較低的冶煉強(qiáng)度，對高爐的熱制度調(diào)整難度較大，爐溫波動(dòng)較大，這是造成風(fēng)口損壞較多的重要原因。較低的冶煉強(qiáng)度使?fàn)t缸工作狀態(tài)恢復(fù)較慢，鐵水物理熱和化學(xué)熱嚴(yán)重不匹配，鐵水溫度最高達(dá)到1 495℃，［Si］最高達(dá)至2.59%，因此為了使鐵水罐能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，此階段應(yīng)控制較低的入爐堿度。

4.2第二階段

2014年8月11日休風(fēng)更換6個(gè)風(fēng)口后，18：35高爐20個(gè)風(fēng)口開始送風(fēng)，初始風(fēng)量為2 200 m3/min。為了保證高爐快速恢復(fù)，20：20打開鐵口后，每隔1 h打開一個(gè)風(fēng)口，截止8月12日早5：30打開6個(gè)風(fēng)口，風(fēng)量加至3 400 m3/min,熱壓維持在250 kPa左右，熱風(fēng)溫度維持在1 050℃。

2014年8月13日10：00開始提高冶煉強(qiáng)度，富氧量為2 000 m3/h，風(fēng)量加至3 800 m3/min,熱壓維持在265 kPa左右，熱風(fēng)溫度維持在1 150℃；15：25打開17#風(fēng)口。

2014年8月14日高爐氣流不穩(wěn)，熱風(fēng)壓力波動(dòng)較大，頻繁小滑尺，風(fēng)量逐步萎縮至3 300 m3/min，7：00突然崩料至4 m，風(fēng)量快速減至2 900 m3/min，爐況波動(dòng)情況得以控制；11：00風(fēng)量逐步加至3 500 m3/min，爐況波動(dòng)得到恢復(fù)；15：30 5#風(fēng)口來水。此次爐況波動(dòng)的主要原因是爐溫波動(dòng)較大，鐵水物理熱不足，高爐煤氣流不穩(wěn)定，且爐缸工作狀態(tài)始終沒有得以恢復(fù)。

2014年8月15日8：30 23#風(fēng)口損壞；12：45 開6#風(fēng)口；14：00富氧為3 000 m3/h，盡快提高冶煉強(qiáng)度，風(fēng)量加至4 000 m3/min,熱壓維持在275 kPa左右，熱風(fēng)溫度維持在1 180℃。

2014年8月16日9：20開28#風(fēng)口，風(fēng)量加至4 100 m3/min,熱壓維持在290 kPa左右，熱風(fēng)溫度維持在1 190℃。

2014年8月17日10：00開7#風(fēng)口，風(fēng)量加至4 400 m3/min,熱壓維持在300 kPa左右，熱風(fēng)溫度維持在1190℃。

2014年8月18日9：10開22#風(fēng)口，風(fēng)量加至4 800 m3/min,熱壓維持在320 kPa左右，熱風(fēng)溫度維持在1 197℃。

2014年8月19日9：40開21#風(fēng)口，風(fēng)量加至4 950 m3/min,熱壓維持在340 kPa左右，熱風(fēng)溫度維持在1 190℃，并逐步將富氧增加至5 000 m3/h。

2014年8月20～22日逐步將富氧增加到10 000 m3/h。

至此此次開爐第二階段恢復(fù)爐況過程完成。第二階段恢復(fù)階段能夠按高爐自身的節(jié)奏進(jìn)行恢復(fù)，雖然初始階段由于受熱量波動(dòng)影響，氣流不穩(wěn)定，對爐況造成一定波動(dòng)，但8月15日開始隨著冶煉強(qiáng)度上升，高爐爐缸得到完全改善，使高爐能夠恢復(fù)較快。

5　開爐熱制度恢復(fù)

開爐期間硅硫趨勢圖見圖3，開爐期間鐵水物理熱趨勢圖見圖4。

高爐開爐第一階段主要受煉鋼影響，冶煉強(qiáng)度較低，使熱量調(diào)劑難于把握，爐溫波動(dòng)較大；冶煉強(qiáng)度低，爐缸工作狀態(tài)恢復(fù)較慢，影響了高爐開爐進(jìn)程；在熱制度方面，開爐應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注化學(xué)熱和物理熱是否匹配，也是開爐是否成功的重要標(biāo)志，熱制度的不穩(wěn)定是造成此次開爐壞風(fēng)口的一個(gè)重要原因。

6　結(jié)語

（1）因?yàn)槭菬o計(jì)劃休風(fēng)，休風(fēng)料不足，休風(fēng)料沒有達(dá)到爐腹，爐缸內(nèi)的熱損失全靠送風(fēng)后從爐頂加入的焦炭來彌補(bǔ)，因此操作上要求，要盡快提高爐缸熱量、出盡爐缸內(nèi)渣鐵，同時(shí)延緩上部新生成渣鐵速度，使用輕負(fù)荷料疏松料柱，保證煤氣流上升和爐料下降的通暢，并降低爐渣堿度，改善渣鐵流動(dòng)性，這次復(fù)風(fēng)料安排是成功的。

（2）較長的非計(jì)劃休風(fēng)后，對高爐采取保溫極為重要。長時(shí)間非計(jì)劃休風(fēng)，對爐況恢復(fù)難度加大，甚至爐缸存在凍結(jié)危險(xiǎn)，應(yīng)在休風(fēng)后立即采取保溫措施，減少熱量損失，但由于煉鋼恢復(fù)生產(chǎn)信息不明確，導(dǎo)致此次高爐保溫措施不是很得當(dāng)。

（3）長時(shí)間非計(jì)劃休風(fēng)高爐復(fù)風(fēng)前要先采用集中堵風(fēng)口，以少量風(fēng)口送風(fēng)。不送風(fēng)的風(fēng)口一定要堵嚴(yán)實(shí)，對未能堵住而自動(dòng)吹開的風(fēng)口要及時(shí)休風(fēng)二次堵風(fēng)口。

（4）及時(shí)出凈涼渣、涼鐵，防止風(fēng)口灌渣和爐缸凍結(jié)，防止長時(shí)間非計(jì)劃休風(fēng)恢復(fù)。

（5）此次開爐受多種因素影響，如鐵水罐不足、煉鋼鐵水不能完全消耗，是造成此次開爐恢復(fù)較慢的重要原因，也是此次開爐壞風(fēng)口較多的重要原因。

（編輯 賀英群）

Practice of Resuming Normal Operation of 2600 m3BF in Unscheduled Down-time

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

The practice of resuming the normal operation of the 2600 m3BF in Chaoyang Iron& Steel Co.,Ltd.of Ansteel Group Corporation after 164 hours unscheduled blowing down was summarized.By taking such measures as formulating the scientific scheme for resuming the BF before blowing-in,paying attention to resuming the hearth heat during resuming,preventing the hearth from freezing,timely dischargingslag and iron completely to meet the requirement for resuming steelmaking,making the suitable resuming procedures the safe operation of resuming the blast furnace can be guaranteed and as a result the capacity factor of the blast furnace reaches to 2.33 t/（m3·d）within three weeks.

blast furnace;unscheduled blowing down;resuming

TF544

A

1006-4613（2015）05-0032-05

趙東明，高級工程師，1991年畢業(yè)于東北大學(xué)鋼鐵冶金專業(yè)。

E-mail:hds105243@163.com

2014-12-01