450m3高爐開爐鐵口預埋風槍出鐵實踐

趙金巍，陳玉成，夏傳良

（新疆昆玉鋼鐵有限公司）

1 前言

一直以來，昆玉鋼鐵高爐開爐均在鐵口預埋煤氣導出管，目的在于在開爐期間，利用煤氣來加熱爐缸。由于停爐時間較長，爐缸溫度嚴重不足，開爐渣鐵流動性差溫度低且粘稠，尤其是中修開爐，高爐爐缸內死鐵層厚度達1300mm，由于鐵口孔道底部與渣鐵接觸界面混有溫度不足的渣鐵，現場開鐵口機鉆不動，常規做法是在爐缸存鐵量達到一定程度后，使用氧氣管燒開鐵口。

用氧氣燒鐵口存在以下問題：（1）多人操作加之現場空間狹小，存在嚴重安全隱患，一旦出現異常情況，人員難以及時撤離；（2）消耗大量的氧氣管，造成一定的材料浪費；（3）燒通鐵口耗時較長，易造成爐內嚴重憋風，影響爐況恢復速度，存在引發重大惡性事故的風險；（4）產生大量黃煙污染環境，影響職工身體健康；（5）長時間用氧氣燒鐵口，導致鐵口不宜維護。

這種常規的開鐵口方法不能將第一爐鐵的鐵口快速、順利打開。為了順利打開第一爐鐵口，通過借鑒其他鋼企開爐生產實踐，2019年昆玉鋼鐵高爐復產期間，采取鐵口預埋風槍，通過具體組織實施和不斷優化，實施了鐵口通入壓縮空氣快速開爐方法。

2 昆玉鋼鐵高爐簡介

昆玉鋼鐵 2#、3#高爐（450m3）設一個鐵口，16 個風口，采用平坦化出鐵場，儲鐵式主溝。設計利用系數3.2t/m3·d。爐頂采用緊湊式串罐無料鐘爐頂裝料設備。爐體采用全冷卻壁薄爐襯結構，軟水密閉循環冷卻。其中，爐身中、上部采用鑄鐵冷卻壁，鑲磷酸浸漬粘土磚；爐腹、爐腰、爐身下部熱負荷大的區域采用鑄鋼冷卻壁，熱面鑲燒成微孔鋁碳磚，背面穿蛇形管；爐缸則采用低鉻耐熱光面鑄鐵冷卻壁。爐底砌筑采用大塊碳磚加陶瓷杯砌體復合爐襯結合水冷爐底結構，爐底共砌四層碳磚，總厚度為1600mm。其中，第一、二層為半石墨碳磚，第三層為微孔碳磚，第四層為超微孔碳磚，上設700mm陶瓷墊。爐缸外側環砌6層超微孔碳磚，爐缸最上部環砌3層微孔碳磚，爐缸內側陶瓷杯采用全杯結構。煤氣凈化系統采用重力除塵+布袋除塵的干法煤氣除塵系統，煤氣含塵量可降至5mg/m3以下。采用3座改進型頂燃式熱風爐，預熱助燃風，設計風溫1200℃。風機采用BPRT技術，充分利用爐頂余壓。

3 高爐鐵口預埋風槍的設計及制作

2019年昆玉鋼鐵高爐開爐鐵口由煤氣導出管改為預埋風槍出鐵操作。鐵口風槍主要由三部分組成，即爐內伸出泥包部分、泥包鐵口通道預埋部分、爐外部分。鐵口風槍爐內伸出泥包部分圓周方向鉆有10mm小孔；兩路壓縮空氣接口、壓力表布置在爐外。高爐的鐵器預埋風槍如見圖1所示。

圖1 高爐開爐鐵口預埋風槍示意圖

鐵口風槍在高爐烘爐前進行安裝，根據事先確定的鐵口泥包、爐內部分、鐵孔通道總深度控制預埋長度，鐵口泥套外保留約1000mm，確定好位置后，用澆注料將風槍與鐵口通道間的縫隙添緊夯實，考慮開爐期間動力管網壓縮空氣壓力的波動，因此風槍制作時爐外部分設計了兩路壓縮空氣，即動力管網壓縮空氣、噴煤空壓機壓縮空氣。兩路壓縮空氣均使用金屬軟管連接至風槍，噴煤壓縮空氣連接時通過煤粉噴吹管道連接，金屬軟管與壓縮空氣連接并配置球閥、壓力表，以便于觀察壓力表變化，掌握爐內來渣情況。

4 鐵口風槍操作要點

（1）在高爐裝料完畢送風點火前，壓縮空氣閥門開至1/3，送風后鐵口風槍上的壓力表、開關由爐前安排專人監督，保持壓力在0.35～0.40MPa。

（2）在壓縮空氣壓力不變的情況下，鐵口風槍壓力緩慢升高，值班室根據批重和下料批數計算，爐內存渣量基本達到出鐵要求，爐前做好風槍出鐵準備。

（3）根據值班室指令，以及風槍壓力升高趨勢，爐前工先關閉1#DN50閥門，對1#DN50閥門后壓力表進行泄壓，然后迅速拆除1#DN50閥門后金屬軟管以及壓力表，打開1#閥門放出渣鐵。

（4）在打開1#閥門放出渣鐵的同時，迅速關閉2#DN50閥門，對閥門后壓力表進行泄壓，然后迅速拆除2#DN50閥門后金屬軟管以及壓力表。

（5）異常情況處理預案。若壓力表憋壓，壓力持續升高，打開1#閥門未見渣鐵，在此情況下預判為壓縮空氣量過大，導致鐵口渣鐵受壓縮空氣吹至冷凝，堵塞鐵口通道，導致鐵口難開，爐前工采用氧熔棒割斷風槍爐外部分，高爐工長需立即組織爐前加大燒鐵口強度，燒鐵口時盡量調整吹氧管角度向上燒，以盡快燒開鐵口通道，及時放出爐底低溫渣鐵。若持續燒鐵口仍不見渣鐵，則緩慢放風直至休風處理，集中力量從鐵口上方1#、16#風口向下燒，努力將鐵口與鐵口上方風口聯通。避免隨時間延長，爐缸積存渣鐵量過多，爐況出現波動或發生風口中小套燒漏等情況，導致爐渣灌至鵝頸管，增加恢復難度，引發更大損失。

5 鐵口風槍操作實踐

5.1 3#高爐操作實踐

昆玉鋼鐵3#高爐于3月15日21：19送風點火開爐，1：36 引煤氣，5：10 風槍壓縮空氣壓力升高至0.12MPa，爐前工按上述操作要點，關閉1#閥門，拆除壓力表泄壓，拆除1#閥門處的金屬軟管，迅速打開1#閥門，順利放出第一爐火渣，同時拆除2#閥門。3#高爐開爐放火渣三爐，14：06～14：56 順利第一爐鐵過大閘，3～0002鐵次物理熱超過1400℃，3月24日鐵水產量達到1471.39t，利用系數達到3.27t/m3.d。

5.2 2#高爐操作實踐

2#高爐 3 月 18 日 21：19 送風點火開爐，0：58 引煤氣，借鑒3#高爐風槍操作經驗（風槍1#閥門開的過早），至5∶40待壓力表壓力升高至0.16MPa時關閉1#閥門，拆除壓力表泄壓，拆除1#閥門處的金屬軟管，迅速打開1#閥門開始放渣鐵，間斷性堵、開口放火渣四爐，11：29～12：34 第一爐鐵順利過大閘，2～0003鐵次鐵水物理熱超過1400℃，3月26日鐵水產量達到1503.38t，利用系數達到3.34t/m3.d。

兩種開爐方式效果對比見表1。

表1 昆玉鋼鐵450m3高爐兩種開爐方式對比

兩座高爐使用風槍開爐實踐情況基本一致，以3#高爐使用風槍開爐與使用煤氣導出管開爐進行對比分析。2019年3#高爐鐵口預埋風槍操作打開鐵口用時較2018年使用煤氣導出管節約3.93小時，吹氧管用量節約220根，高爐點火后加全風時間縮短3.57小時。其中高爐達產時間、入爐焦比、噴煤時間較2018年延長，主要為2019年高爐開爐期間嚴格要求值班室參照爐溫控制標準進行熱制度調劑（要求送風點火后第二天硅穩定1.0%～1.5%，第三天、第四天穩定在0.8%～1.0%，隨后進行中上限爐溫控制，爐溫控制在0.6%～0.8%），必須保證鐵水物理熱高于1430℃，利于加熱爐缸提高爐缸熱儲備，盡快恢復爐缸活躍。開爐期間選擇相對較低的煤比噴吹冶煉，增加焦批重量保證料柱的焦層厚度，更好地改善料柱透氣性及開爐初期死料柱的透液性，以尋求高爐爐況恢復順利。

6 結語

從使用鐵口預埋風槍的方法開爐開鐵口的實際效果看，與傳統的用煤氣導出管氧氣燒鐵口相比，尤其在出第一爐鐵時具有顯著的效果。

（1）操作人員選好安全站立位置，根據壓力和時間確定好開鐵口時間，并且按順序開窺視孔接口處閥門，關壓縮空氣閥門，就能夠實現安全快速順利出鐵。開鐵口只需2～3人即可完成放鐵操作，大幅度減輕爐前作業人員勞動強度。

（2）鐵口預埋風槍要求壓縮空氣壓力必須穩定，同時壓力必須大于爐內壓力的1.5倍以上，否則會造成渣鐵倒灌，堵塞風槍管道，造成開鐵口困難。針對動力管網壓縮空氣壓力波動，開噴煤空壓機，在煤槍處引一路壓縮空氣接至2#閥門，以確保壓縮空氣壓力穩定，防止渣鐵倒灌。

（3）鐵口預埋風槍操作有利于準點快速放出第一爐鐵，首次開鐵口時間不超過5min，避免了首次鐵口難開，引起的高爐憋壓減風甚至難行等情況，爐前按時出凈渣鐵為高爐加全風創造了條件。

（4）為保障開閥門爐前操作人員的安全，后期繼續對鐵口預埋風槍進行優化，可通過加長閥門手柄，制作開閥門工裝，實現安全開鐵口操作。

（5）在使用壓縮空氣作為風槍能源介質，同比使用鐵口預埋氧槍開爐應注意前期壓縮空氣風量大小，閥門開度開至1/3，后期視壓力表情況，逐步調整壓縮空氣閥門開度至2/3，切忌壓縮空氣量過大導致渣鐵冷凝堵塞鐵口通道。

由于不需要用氧氣燒鐵口，杜絕了鐵口冒黃煙現象，減少了環境污染，實現環保經濟開爐，有助于企業社會效益、經濟效益的提高。