柳鋼2號高爐低風溫爐況恢復研究

邱未名，陳元洪，汪玉華，全 建

（廣西柳州鋼鐵集團有限公司煉鐵廠，廣西 柳州 545002）

柳鋼2號高爐于2021年3月2日—3月6日進行計劃年修，計劃用時80 h，3月2日早晨07：45休風，3月6日凌晨00：53復風生產，實際檢修時間為89 h，實際檢修時間超出計劃時間9 h。

高風溫對高爐生產具有極為重要的作用，高風溫可以大幅度地降低高爐焦比，風溫每提高100℃，其高爐風口區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，高爐利用系數也會得到提高。但是柳鋼2號高爐在2021年3月年修復風時出現了熱風閥故障，導致被迫采取了1燒1送（正常為3燒1送）的送風模式，這就使復風時的風溫不足600℃，在如此低風溫的情況下，果斷對柳鋼2號高爐采取了上下部調劑相結合的手段來應對風溫不足問題，以達到快速恢復爐況的目的。

1 休風前及休風時爐況狀態的控制

1.1 控制適宜的爐溫

由于高爐要進行長時間休風，因此對休風前爐溫一定要做到準確控制，如果休風時爐溫水平過低，極易因爐渣排放不好而導致休風時發生風口灌渣，對高爐后期的爐況恢復極為不利。對此，2號高爐休風前保證爐溫充足，w（Si）保證在0.5%以上，同時調整好爐渣堿度，保證渣鐵流動性良好，從而保證休風安全；另一方面確保爐缸熱量充足，以利于復風后爐況的快速恢復。

1.2 休風前保證爐況順行

休風前高爐走料順暢、料速均勻、壓量關系正常，沒有發生偏料、滑料的情況，這為后續爐況的快速恢復奠定了良好的基礎。

1.3 休風料加入情況

休風料加入情況如表1所示。

表1 休風料加入情況

1.4 休風過程及休風時爐況狀態

于3月2日夜班班末，打開南北兩個鐵口出鐵，當兩邊鐵口見噴，且同時計算理論出鐵量與實際出鐵量相吻合時，可判斷爐內渣鐵已經出盡，于是當班工長在07：02開始減風，減風前物理熱（1、2號鐵口）均超過1 500℃，爐內w（Si）處于0.40%～0.55%之間的水平，堿度適中，阻力系數為2.48，透氣性在18.5萬～20.17萬（后期因為休風料的加入使得透氣性變好，煤氣利用率大幅度降低）。因為休風后要進行爐頂點火、放空受料斗及料罐等爐頂檢修作業，所以要求當班工長必須嚴格把握放料時間來控制爐頂溫度至較高水平，以利于爐頂點火。至夜班07：45時，高爐休風完畢，整個休風過程持續時間為43 min，休風前爐況順行，休風后無風口灌渣、涌渣發生。

1.5 做好爐缸保溫工作

休風完畢后，立即通知崗位人員采用有水炮泥對30個風口進行封堵，休風0.5 h后控制高爐爐體軟水流量為2 000 m3/h，防止因冷卻強度太大而造成爐墻黏結，并及時控制有漏水的冷卻壁及風口設備水量，防止冷卻水進入爐內造成爐缸熱量損失。

2 復風過程

3月6日夜班00：53時，重力除塵出口處補償器焊接試壓完畢。確定一切正常后開始送風，送風前封堵22號—26號風口。至00：58時，風量加至6000m3/h，熱風壓力為0.036 MPa，此時風口設備工作正常，無漏風現象，于是關閉東、西大放散，開始引煤氣。

于01：18時，風量加至19萬m3/h，熱風壓力0.20 MPa，壓量關系對稱，適時加風；至01：24，加風至22.8萬m3/h，熱風壓力0.232 MPa，頂壓加至127 kPa，透氣性良好，壓量關系正常。

于02：16時，風量加至26.27萬m3/h，此時出現風壓走高，而后發生滑料，料滑后壓量關系恢復正常；復風3 h后（03：48），富氧至1 800 m3/h，根據爐況，后續逐步小幅度增加氧量，夜班末富氧至12000m3/h，風量于03：25恢復至32萬m3/h，頂壓190 kPa，參數恢復至90%的水平，后續根據爐溫、出鐵及走料情況緩慢恢復。

3 造渣制度調節

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

4 送風制度調節

送風前封堵22號—26號風口，而后送風，堵風口標準按照不能被吹開但要易捅開的標準組織，送風面積為正常生產時的83.3%，以利于快速吹透爐缸中心，活躍爐缸。03：15時，風量加至30萬m3/h，開22號、26號風口；03：40時，開25號風口；04：45時，開23號風口；24號風口于6日中班16：20時捅開。此時便實現了全風口送風，風量達到33.11萬m3/h，頂壓211 kPa，各項參數恢復至96%水平，后續根據壓量關系及走料情況而逐步恢復。

5 熱制度調節

5.1 以往年修風溫情況

柳鋼2號高爐于2020年3月10日至3月12日進行定期年修，休風時間為69 h，所加休風料與2021年年修休風料基本接近，但休風時間比2021年縮短了20 h。復風后熱風溫度到800℃，復風8 h后風溫達到1100℃。

5.2 風溫對高爐操作參數的影響

高風溫對高爐冶煉具有極為重要的意義，風溫提高，熱風帶入爐內的熱量增加，風口前燃燒的碳量可有效減少，從而使風口前產生的CO減少，同時煤氣帶走的熱量也相對減少，提高了煤氣利用率；同時還會使得高溫區下移，中溫區有明顯擴大，有利于間接還原的發展，利于降低焦比。根據統計，風溫每提高100℃，可以實現降低大約15～20 kg/t的焦比，這對于昂貴的冶金焦炭來說也是極具意義的。此外，對于大型高爐而言，風溫提高后會使得鼓風動能增加，有利于快速吹透爐缸中心，活躍爐缸，這對于大型高爐長時間休風后的爐況恢復初期，也有著重要的意義。

5.3 本次年修風溫情況

2021年年修實際用時89 h，送風后2-2、2-3熱風爐不可用，熱風爐送風方式為1燒1送，因此導致送風后風溫不到600℃，相比往年平均風溫低了超過300℃，加之休風時間超出計劃時間太久，所以爐缸欠熱太多，故復風后負荷為3.20，維持在休風時的全焦冶煉水平，并且每隔10批正常料加入1批凈焦，共計加入3批循環焦進行補熱，直到3月7日白班之后熱風溫度才逐漸恢復到1000℃以上。復風1.5 h后打開1號鐵口出鐵，此時物理熱不足1 400℃，爐渣流動性不好，為防止大溝凝結，整個夜班連開5次1號鐵口，直至爐溫升起來，渣鐵流動性得到改善。

5.4 噴煤調節

在噴煤方面，復風3 h后（03：40）開始噴煤至10 t/h，于04：46噴煤至15 t/h，于05：30噴煤至20 t/h，因為熱風溫度過低，20 t/h的煤量一直持續到白班，白班風溫逐漸恢復，噴煤量分階段加至35 t/h，后續依據壓量關系、爐溫水平及走料情況調節噴煤量，至6日中班22：00時加至40 t/h，走料正常，壓量關系對稱。

6 裝料制度調節

送風時料線為5.2 m，送風后縮批重至50 t，裝料制度為，礦焦角度差為-4°，疏松邊緣后，根據料線深度逐步回收角度，至6日白班08：55時，批重擴至60 t，負荷加至3.90，裝料制度：，礦焦角度差縮至-3°，逐步強化中心氣流。

3月6日中班時，高爐正處于爐況恢復階段，22：43時，因料罐滿料而被迫對上料故障進行大減風處理，整個過程持續了將近1 h的時間。

于3月7日夜班02：10，大減風之后參數逐步恢復，更改裝料制度為礦焦角度差縮至-2°，進一步松邊洗刷爐墻，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，壓量關系出現緊張，被迫減煤減氧至較低水平，后續根據壓量關系又逐步恢復。

3月8日時，氣流逐漸平穩，適時分階段擴批重至74 t，微調制度為，但因持續采用松邊制度洗刷爐墻，在8日中班時，水溫差逐漸上升，至9日夜班達到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2次出現小管道，頂壓升至242 kPa，管道消除后各參數恢復正常，水溫差逐漸下降并穩定，氣流逐步平穩，隨后改制為，以實現逐步調節氣流。至白班之后，壓量關系平穩，走料正常，9日全天產量達到7400t，煤比達到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節

3月10日開始，氣流逐步穩定，后續采取小幅度調節制度來優化氣流及參數指標。

7 應當注意的問題

要合理控制煤氣流分布，送風制度的調節決定了爐缸初始煤氣流的分布，上部氣流通過采取控制礦批重量以及布料角度來調節。2號高爐送風時采取封堵5個出鐵死區風口進行送風，在很大程度上提升了鼓風動能，并可及時活躍爐缸，這一措施在一定程度上解決了低風溫不利于鼓風動能提高的問題，此時上部氣流采用縮小礦時批重輔以調節。在風溫過低，而且爐缸持續熱量虧損的時候，需采取有效措施以盡快活躍爐缸。

8 結論

1）高爐年修應當充分計劃好檢修時間，保證檢修工作在計劃時間內完成，這將有利于準確計算休風料，并利于后期爐況的快速恢復。

2）對于長時間休風來說，如果爐缸熱量損失過大，復風后要準確掌握好爐前出鐵時機，以利于爐缸冷渣鐵的及時排放，從而快速恢復參數指標。

3）要想在低風溫條件下快速恢復高爐爐況，首先要通過調節送風制度來保證一定的鼓風動能，最為有效的方法為封堵部分風口送風，最佳位置選擇出鐵死區的風口，堵風口數量視風溫水平及休風前爐缸工作狀態而定。柳鋼2號高爐本次年修前爐缸工作狀態良好，但檢修后風溫過低，所以本次采取封堵5個風口送風，送風面積為正常送風時的83.33%。

4）爐況恢復初期面臨的問題是爐缸煤氣流的重新分布，而初始煤氣流的分布對軟融帶二次分布以及塊狀帶三次分布有直接的影響，所以送風初期要控制好送風參數，保證各參數對稱，且能快速吹透中心、活躍爐缸。通過上部調劑輔以縮小礦批，采用負角差的制度來達到松邊，從而實現穩定中心氣流的目的。