通才1號(hào)高爐開(kāi)爐生產(chǎn)實(shí)踐

馬全強(qiáng)， 柴增輝， 劉 勇， 薛紅軍

（山西建邦集團(tuán)有限公司通才煉鐵廠， 山西 侯馬 043400）

山西建邦集團(tuán)有限公司通才煉鐵廠（全文簡(jiǎn)稱通才）1號(hào)高爐有效容積450 m3，采用優(yōu)質(zhì)碳磚陶瓷杯綜合爐底，頂燃式熱風(fēng)爐，串罐型爐頂，全儲(chǔ)鐵式澆注鐵溝，14個(gè)風(fēng)口。處于爐役后期，存在爐型不規(guī)整、冷卻設(shè)備漏水、煤氣流不穩(wěn)定、爐溫波動(dòng)大等實(shí)際問(wèn)題。其中爐腰、爐腹冷卻壁漏水嚴(yán)重，依靠安裝冷卻棒和通工業(yè)水強(qiáng)制冷卻維持生產(chǎn)，不僅嚴(yán)重制約高爐強(qiáng)化冶煉，同時(shí)面臨較大安全隱患。

2020年3月份停爐檢修期間，共計(jì)更換5、6、7帶共35 塊破損冷卻壁，同時(shí)風(fēng)口帶采用華西耐材風(fēng)口澆筑料進(jìn)行澆筑，爐內(nèi)掛網(wǎng)噴涂。在檢修期間，配合公司項(xiàng)目建設(shè)需要，對(duì)高爐冷風(fēng)管道、氮?dú)庋鯕夤艿馈⒏谎跗脚_(tái)、水系統(tǒng)管網(wǎng)進(jìn)行改造。各工藝系統(tǒng)緊密配合，確保檢修工作順利完成。高爐開(kāi)爐點(diǎn)火順利與否，將關(guān)系高爐壽命、高爐經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益，所以必須嚴(yán)密組織，充分準(zhǔn)備，精心操作，確保投產(chǎn)順利，杜絕一切人身、設(shè)備、生產(chǎn)事故的發(fā)生[1]。

1 開(kāi)爐準(zhǔn)備階段

1.1 烘爐操作

2020年3月底通才1號(hào)高爐進(jìn)入生產(chǎn)準(zhǔn)備階段，通才煉鐵廠成立了1號(hào)高爐安全開(kāi)爐快速達(dá)產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)指揮小組，一方面組織技術(shù)人員制定了嚴(yán)格的《1號(hào)高爐烘熱風(fēng)爐引煤氣方案》、《介質(zhì)管網(wǎng)恢復(fù)方案》、《1號(hào)高爐烘爐方案及安全措施》、《1號(hào)高爐開(kāi)爐方案》，另一方面積極組織相關(guān)人員對(duì)高爐本體重點(diǎn)部位的焊縫、冷卻系統(tǒng)，以及熱風(fēng)爐、送風(fēng)管道及閥門，進(jìn)行全面檢查檢漏。

烘爐的目的是緩慢蒸發(fā)高爐內(nèi)耐火材料砌體內(nèi)的水分，提高砌體整體強(qiáng)度，烘爐的效果一定程度上影響開(kāi)爐初期的熱量平衡。1號(hào)高爐嚴(yán)格按照烘爐曲線，烘干風(fēng)口澆筑料、爐身噴涂料等水分。山西通才工貿(mào)1號(hào)高爐澆注烘烤曲線（5 天），溫度以鐵口部位插入的熱電偶為準(zhǔn)，風(fēng)口熱風(fēng)溫度為輔，確保爐頂溫度不超過(guò)350 ℃，氣密箱溫度不超過(guò)50 ℃。室溫到150 ℃升溫16 h，150 ℃保溫16 h。150～350 ℃升溫升溫12 h，350 ℃保溫16 h。150～650 ℃升溫升溫12 h，600 ℃保溫42 h 以上。

圖1 1號(hào)高爐烘爐曲線

高爐烘爐嚴(yán)格按烘爐曲線烘爐，烘爐初始風(fēng)溫100 ℃，初始風(fēng)量為300～500 m3/min，然后根據(jù)烘爐曲線調(diào)整風(fēng)溫風(fēng)量，使升溫速度和恒溫控制達(dá)到要求，烘爐曲線如圖1 所示。當(dāng)班操作者每30 min 記錄一次烘爐數(shù)據(jù)，包括風(fēng)量，風(fēng)壓、風(fēng)溫、爐頂溫度、氣密箱溫度、臨時(shí)測(cè)溫裝置溫度、本體磚襯溫度。烘爐過(guò)程中爐頂溫度不超350 ℃，氣密箱溫度不超50 ℃；爐頂放散閥一開(kāi)一閉，每2 h 輪換一次，先開(kāi)后關(guān)。為了控制爐頂溫度，放散閥開(kāi)度可以調(diào)節(jié)。風(fēng)溫要嚴(yán)格控制，波動(dòng)要小。

烘爐過(guò)程中風(fēng)量，風(fēng)壓的控制：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，熱風(fēng)壓力控制在50 kPa 上下，風(fēng)量應(yīng)在滿足升溫保溫的要求下偏小控制，以防頂溫上升過(guò)高，被迫降低烘爐風(fēng)溫。烘爐過(guò)程中冷卻水的調(diào)節(jié)：烘爐風(fēng)口應(yīng)供水1/2。隨著風(fēng)溫的提高供水量逐步增加，直至全送。對(duì)冷卻壁和水冷爐底暫不供水，隨著內(nèi)爐墻溫度的升高達(dá)250 ℃時(shí)，該區(qū)域的冷卻水可以通水，水量為設(shè)計(jì)水量的1/3，隨著內(nèi)爐墻溫度全面升高，冷卻壁全面供水。烘爐前高爐爐頂氣密箱通冷卻水進(jìn)行冷卻。停止送風(fēng)以后，開(kāi)始涼爐爐頂放散閥處于關(guān)閉狀態(tài)，2 h 以后打開(kāi)一個(gè)放散閥，過(guò)2 h 再打開(kāi)一個(gè)放散閥，視情況裝料。

1.2 打壓試漏

本次試漏試壓分以下幾個(gè)階段，均在高爐烘爐結(jié)束后和冷卻壁各膨脹器、高爐壓漿結(jié)束后進(jìn)行。高爐系統(tǒng)通風(fēng)試漏、試壓和煤氣管道及箱體系統(tǒng)、熱風(fēng)爐系統(tǒng)試漏、試壓分步進(jìn)行，分氣密性試漏和強(qiáng)度性試壓兩步。第一步：熱風(fēng)爐本體系統(tǒng)試壓、試漏，氣密性試漏冷風(fēng)壓力100 kPa，查找漏點(diǎn)，進(jìn)行堵漏。強(qiáng)度性試壓130 kPa，查找漏點(diǎn)，進(jìn)行堵漏。第二步：高爐本體系統(tǒng)、重力、荒煤氣管道、布袋箱體、凈煤氣管道系統(tǒng)試壓、試漏，氣密性試漏100 kPa，查找漏點(diǎn)，進(jìn)行堵漏。強(qiáng)度性試壓130 kPa，查找漏點(diǎn)，進(jìn)行堵漏。

打壓試漏后，繼續(xù)烘爐，各區(qū)域處理漏點(diǎn)，同時(shí)將鐵口氧槍熱電偶拆除，打開(kāi)末端球閥，有利于加熱烘干鐵口，為開(kāi)爐做好準(zhǔn)備。

2 高爐開(kāi)爐實(shí)踐

2.1 開(kāi)爐料成分

開(kāi)爐料需要保證開(kāi)爐后爐內(nèi)充分升溫，以保證初渣鐵的溫度和流動(dòng)性。合理的高爐裝料方案和高爐初始制度，是在高爐送風(fēng)初期形成合理的軟熔帶保持良好爐況的基礎(chǔ)，也是高爐順利開(kāi)爐的關(guān)鍵[2]。本次開(kāi)爐采用凈焦開(kāi)爐；爐缸、爐腹、爐腰1/2 裝凈焦，爐腰1/2 和爐身下部裝空焦，爐身中部裝過(guò)渡焦，上部裝正常料，如表1、表2、表3 和表4 為開(kāi)爐料成分。

表1 原料化學(xué)成分二元堿度

表2 熔劑化學(xué)成分 %

表3 焦炭成分 %

表4 原料堆密度 kg/m3

2.2 開(kāi)爐主要參數(shù)

正常料配比：高堿度燒結(jié)礦63%+球團(tuán)37%+300 kg 錳礦+550 kg 蛇紋石；正常料焦比。862.69 kg/t；全爐焦比：3006 kg/t；爐渣堿度：0.95、初次鐵水含硅：3.0%；鐵水含錳（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）大于1.0%；爐料壓縮率12%。

鐵水預(yù)計(jì)成分見(jiàn)表5；正常料組成見(jiàn)表6；空焦組成見(jiàn)表7。

表5 鐵水預(yù)計(jì)成分 %

表6 正常料組成 kg

每批料理論鐵量：P＝3460.09 kg；計(jì)算焦比為862.69 kg/t，m(CaO)/m(SiO2)=0.95。

表7 空焦組成 kg/t

批料體積：V=5.91 m3；計(jì)算成渣：m(CaO)/m(SiO2)=0.95。

2.3 開(kāi)爐操作

18 點(diǎn)58 分點(diǎn)火送風(fēng)；堵3號(hào)、4號(hào)、7號(hào)、8號(hào)、11號(hào)、12號(hào)六個(gè)風(fēng)口，八個(gè)風(fēng)口送風(fēng)。出鐵前按風(fēng)壓操作，出完第一次鐵后，按風(fēng)量操作，送風(fēng)比57%。設(shè)定全爐二元堿度為0.95，空焦堿度0.95，主要是基于開(kāi)爐后低物理熱的高硅鐵流動(dòng)性考慮。正常料二元堿度按照0.95 控制，并且根據(jù)爐溫以及生鐵[Si]水平逐步向正常堿度調(diào)整。開(kāi)爐后出鐵出渣情況是否良好直接關(guān)系到高爐后續(xù)強(qiáng)化工作能否順利展開(kāi)，所以對(duì)于爐渣成分的控制，主要采取額外加入蛇紋石和錳礦，提高鎂鋁比，改善爐渣流動(dòng)性。本次開(kāi)爐采用半料線點(diǎn)火，爐缸凈焦裝完后，休風(fēng)堵風(fēng)口，送風(fēng)后保持冷風(fēng)送風(fēng)，繼續(xù)裝料，待裝完空焦后送風(fēng)點(diǎn)火。19 點(diǎn)20 分風(fēng)口全亮，初始風(fēng)量680 m3/min，視頂溫情況下料；20 點(diǎn)20 分，煤氣爆發(fā)實(shí)驗(yàn)合格后引煤氣。23 點(diǎn)45 分懸料，2 點(diǎn)31 分放風(fēng)坐料。5 點(diǎn)13分，根據(jù)爐內(nèi)理論鐵量的計(jì)算，開(kāi)氧槍氧氣，出第一次鐵，渣鐵熱量充足，流動(dòng)性良好，出鐵28 min。表8和表9 為第一爐鐵水成分和爐渣參數(shù)，鐵水[Si]4.88，與實(shí)際預(yù)計(jì)值基本相符，確保爐溫充沛。爐渣鎂鋁比0.65，二元堿度由于生鐵硅偏高，造成實(shí)際堿度偏高。

表8 第1 爐鐵水成分 %

表9 爐渣參數(shù)

隨著出鐵的好轉(zhuǎn)，逐步開(kāi)風(fēng)口加風(fēng)（表10 為開(kāi)風(fēng)口情況），擴(kuò)大礦批，增加焦炭負(fù)荷，根據(jù)生鐵成分和爐渣堿度，適當(dāng)調(diào)整配比，做好爐溫和堿度的平衡，減少爐前勞動(dòng)強(qiáng)度，保證渣鐵足夠的物理熱和生鐵的質(zhì)量。4月1日10 點(diǎn)21 分（點(diǎn)火后15 h）全開(kāi)風(fēng)口，11 點(diǎn)噴煤，15 點(diǎn)10 分富氧，實(shí)現(xiàn)了快速開(kāi)爐達(dá)產(chǎn)。隨工作風(fēng)口和風(fēng)量增加，爐況順行度較好時(shí)，調(diào)整多環(huán)布料制度，使得爐料分布趨于合理，爐頂溫度曲線平穩(wěn)波動(dòng)，降低燃料比。

表10 開(kāi)風(fēng)口情況

3 結(jié)語(yǔ)

1）設(shè)備及外圍組織保證有力，送風(fēng)到全風(fēng)期間沒(méi)有休慢風(fēng)。開(kāi)爐方案科學(xué)、合理，可操作性強(qiáng)，爐溫充沛，渣鐵流動(dòng)性可。

2）鐵口預(yù)埋氧槍，保證安全高效開(kāi)爐。開(kāi)爐過(guò)程中懸料，要根據(jù)爐內(nèi)渣鐵生成情況盡早坐料。

3）處理好爐渣堿度和爐溫的平衡，校核堿度時(shí)要充分考慮爐溫波動(dòng)對(duì)堿度的影響。確保渣鐵流動(dòng)性，減輕爐前勞動(dòng)強(qiáng)度。

4）快速降硅，隨著出鐵好轉(zhuǎn)，快速開(kāi)風(fēng)口，上負(fù)荷，調(diào)整料制，恢復(fù)噴煤，降低燃料比。

此次高爐開(kāi)爐前做了充分的準(zhǔn)備和方案的論證工作，開(kāi)爐過(guò)程設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，爐前、爐內(nèi)操作制度選擇合理，實(shí)現(xiàn)了安全開(kāi)爐，快速達(dá)產(chǎn)的目標(biāo)。