馬雙磊

（江蘇中天鋼鐵集團(tuán)第一煉鐵廠）

摘  要  中天鋼鐵2號(hào)高爐（510M3）由于公司計(jì)劃軋鋼工程技改，鐵水量需求減少，于2018年5月28日封爐停產(chǎn)。在開(kāi)爐前兩個(gè)月經(jīng)廠部研究決定進(jìn)行扒爐工作，高爐于2019年2月17日下午17：58分點(diǎn)火送風(fēng)。從點(diǎn)火到全風(fēng)冶煉，耗時(shí)短，爐況順行平穩(wěn)，各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)步提高，有效降低了開(kāi)爐成本，為高爐順利投產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞  高爐  開(kāi)爐   安全  快速達(dá)產(chǎn)

1  前言

江蘇中天鋼鐵集團(tuán)2號(hào)高爐有效容積510 M3，共16個(gè)風(fēng)口，一個(gè)出鐵場(chǎng)，設(shè)置1個(gè)鐵口，1條固定貯鐵式主溝，采用65t火車(chē)鐵水包運(yùn)輸鐵水。2017年9月19日大修后點(diǎn)火投產(chǎn)，2018年5月28日公司計(jì)劃軋鋼工程技改封爐停產(chǎn)9個(gè)月，本次停爐降料面至6米后上方封水渣近1米停爐，停爐過(guò)程安全、順利，并第一次采用人工風(fēng)口扒焦炭的方法全挖爐身至爐缸的焦炭，短短用時(shí)15天就全部完成，即減少了大量的物力財(cái)力，也為后續(xù)開(kāi)爐奠定了良好的復(fù)風(fēng)基礎(chǔ)，利于高爐在較短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定爐況和各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)，做到穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，安全生產(chǎn)。高爐于2019年2月15日開(kāi)始裝料，17日17:58點(diǎn)火開(kāi)爐，送風(fēng)23小時(shí)風(fēng)口全開(kāi)，25小時(shí)開(kāi)始噴煤，27小時(shí)富氧操作，高爐爐況穩(wěn)定順行，各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)步提高，72小時(shí)內(nèi)日產(chǎn)達(dá)2038t,有效降低了開(kāi)爐成本，為高爐順利投產(chǎn)夯實(shí)了基礎(chǔ)。

1.1  高爐爐型

高爐爐型主要參數(shù)見(jiàn)表1。

1.2  開(kāi)爐基本情況

2月17日15:00高爐裝料完成或在裝料過(guò)程中向爐內(nèi)送入冷風(fēng)，可以疏松料柱，改善爐料透氣性，有利于高爐開(kāi)爐時(shí)爐況順行。根據(jù)第一煉鐵廠部安排17：58點(diǎn)火送風(fēng), 18:07送風(fēng)風(fēng)口全亮,20:57料尺動(dòng)作,開(kāi)始下料。2月18日2:17開(kāi)口,渣鐵順利流出,渣鐵物理熱充足。24小時(shí)全風(fēng)操作，26小時(shí)噴煤，逐步降硅。開(kāi)爐72小時(shí)內(nèi)高爐利用系數(shù)達(dá)到4.2 t/m3.d，第三天燃料比降到535kg/t以下，煤比130kg/t，煤氣利用率達(dá)到42.13%，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)爐即達(dá)產(chǎn)的目標(biāo)。

2  開(kāi)爐前準(zhǔn)備工作

2.1  高爐本體烘爐及風(fēng)口修復(fù)

烘爐前對(duì)風(fēng)口中套進(jìn)行灌漿，減少生產(chǎn)后爐內(nèi)煤氣外漏，將中套上灌漿孔封堵，防止生產(chǎn)后因中套灌漿孔罩子掉落造成大量煤氣泄漏而休慢風(fēng)。修復(fù)扒爐時(shí)拆下的中套下方耐材，以保證送風(fēng)前期煤氣不泄漏。烘爐目的是使高爐耐火材料砌體內(nèi)水分緩慢蒸發(fā)，提高砌體整體強(qiáng)度；使整個(gè)爐體設(shè)備逐漸加熱至生產(chǎn)狀態(tài)，避免生產(chǎn)后因劇烈膨脹而損壞設(shè)備。本次開(kāi)爐時(shí)間緊任務(wù)重，故將原定于五天的烘爐時(shí)間縮短至三天，利用六根烘爐導(dǎo)管加熱爐缸。2月11日9:51開(kāi)始烘爐，送冷風(fēng)至下午13:00開(kāi)始以15℃/h的升溫速度升至300℃，以爐缸預(yù)裝熱電偶為準(zhǔn)保溫10小時(shí)，后以20℃/h升溫至500℃保溫，因本次烘爐主要將爐內(nèi)濕氣及結(jié)晶水烘干，為給后續(xù)工作爭(zhēng)取時(shí)間，升溫至500℃開(kāi)始恒溫34小時(shí)，截止2月14日下午13:00烘爐結(jié)束。具體烘爐曲線如圖1：

2.2  高爐檢漏工作

高爐通風(fēng)試漏的目的是查出漏點(diǎn)，進(jìn)行堵漏。高爐通風(fēng)試漏方式為鼓風(fēng)機(jī)將冷風(fēng)送入冷風(fēng)管道，經(jīng)冷風(fēng)混風(fēng)閥進(jìn)入熱風(fēng)管道，從風(fēng)口送入高爐本體內(nèi)。2月14日開(kāi)始進(jìn)行檢漏，進(jìn)行一次打壓為90Kpa，查出漏點(diǎn)9處。進(jìn)過(guò)打壓試漏和補(bǔ)焊，具備了開(kāi)爐送風(fēng)的基本條件。

2.3  設(shè)備試運(yùn)行

  各系統(tǒng)安裝完畢后，先進(jìn)行單體試車(chē)，然后進(jìn)行聯(lián)合試車(chē)，并把每個(gè)設(shè)備的驗(yàn)收責(zé)任落實(shí)到具體的個(gè)人，開(kāi)爐前進(jìn)行簽字確認(rèn)。做到分片負(fù)責(zé)、簽字確認(rèn)、萬(wàn)無(wú)一失，確保開(kāi)爐期間設(shè)備正常、穩(wěn)定。

2.4  爐前準(zhǔn)備工作

爐前各設(shè)備試運(yùn)轉(zhuǎn)正常，提前一個(gè)星期開(kāi)始將大溝高溫烘烤，提前一天將鐵口爐門(mén)板安裝好、鐵口泥套全部修墊好并烘烤干，出鐵前鋪好河沙，并做好出鐵前準(zhǔn)備工作；各種開(kāi)爐用工器具及資材確保齊全、到位。

3  開(kāi)爐配料、裝料及基本制度確認(rèn)

3.1  開(kāi)爐料

本次開(kāi)爐正常料爐料結(jié)構(gòu)為燒結(jié)礦+巴林球。在正常料中配加錳礦和螢石，在空料中配加螢石和錳礦，用錳礦和螢石改善渣鐵的流動(dòng)性，防止開(kāi)爐初期因堿度過(guò)高，渣鐵流動(dòng)性差影響開(kāi)爐順利進(jìn)行。開(kāi)爐料的理化指標(biāo)：

3.2  開(kāi)爐參數(shù)設(shè)定

1）全爐焦比定為2.8t/t，正常料焦比0.85t/t；

2）生鐵成分：[Si]=3.0%；  Mn=0.8%；  [Fe]=93%；  Fe的回收率99.5%；錳的回收率60%

3）入爐原料配比：80%燒結(jié)＋20%球團(tuán)+錳礦(配加錳礦使鐵水[Mn]=0.8%)，配加硅石平衡二元堿度和渣中AL2O3不大于15%，二元堿度R2＝1.0；

4）爐料壓縮率：正常料12%；空焦、凈焦13%，料線1.8ｍ；

5）填充方案：裝料填充方式：采用底焦0.3m+木柴填充爐缸上沿下方0.53m位置；風(fēng)口以上及爐腹88%填凈焦；爐腹12%、爐腰、爐身1/14填空焦料；

6）焦批定為濕焦4.0噸/批，焦炭水份暫定為5%；

7）開(kāi)爐木材72.99m3，壓縮率15%，裝料后、開(kāi)爐前，低溫烘烤100--200℃需要12小時(shí)，減緩不良影響；

8）爐渣鎂鋁比≮0.65，渣比≮420kg/t.Fe；

9）開(kāi)爐料配比：燒（北區(qū)140燒結(jié)）80%+巴林球團(tuán)20% 。

3.3. 裝料

1） 2號(hào)高爐采用全木柴填充爐缸開(kāi)爐法。2月15日9：00按計(jì)劃往爐內(nèi)裝入底焦，焦批4噸，布料角度18°，底焦完全覆蓋爐底六邊形狀煤氣導(dǎo)出管。 10:00爐前工進(jìn)入爐內(nèi)耙平料面，開(kāi)始往爐內(nèi)裝入木柴，共用1天時(shí)間裝完，木柴裝至風(fēng)口中心線高度，風(fēng)口區(qū)域立排一圈長(zhǎng)1500mm、250mm*250mm的長(zhǎng)方木，高爐中心堆起堆尖。2月15日下午開(kāi)爐木柴添裝完成，共裝入約73m3木柴。

2）配料計(jì)算的目的，使開(kāi)爐填充料具有合適的焦比和爐渣成分，既能保證開(kāi)爐的熱量需要，也能保證爐渣具有良好的流動(dòng)性和脫硫能力，保證冶煉出合格生鐵。2號(hào)高爐開(kāi)爐料總焦比2.80t/t，正常料焦比850t/t，全爐渣堿度1.0。生鐵成分：[Si]=2.5%；  Mn=0.8%。

2月16日上午開(kāi)始裝料（見(jiàn)表3）

在裝料過(guò)程中同時(shí)對(duì)上料設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，包括旋轉(zhuǎn)溜槽的最小布料角度、礦石焦炭最小γ開(kāi)度、γ開(kāi)度與料罐下料速度的關(guān)系、礦石和焦炭的布料曲線，正常料線打到鋼磚角度、槽下計(jì)量秤等，掌握了爐頂布料設(shè)備的基本特征，對(duì)裝料中暴露出的問(wèn)題馬上處理。裝料過(guò)程中各段實(shí)際位置和理論計(jì)算相差不大，裝料過(guò)程比較順利?？战寡b完后理論計(jì)算料線在11.17米，實(shí)際探測(cè)是11.09米，輕料三裝完后理論計(jì)算料線7.60米，實(shí)際探測(cè)料線9.07米，高爐為保證入爐料精準(zhǔn)按輕料四填充料線，為了保證爐料在爐內(nèi)分布合理，在裝料的過(guò)程中根據(jù)料線深度，調(diào)整布料傾角，保證爐身礦焦徑向分布相對(duì)穩(wěn)定，裝料制度見(jiàn)表5： 

3.4  送風(fēng)制度選擇

3.4.1  風(fēng)口布局

16個(gè)風(fēng)口，其中11個(gè)采用∮110×360mm和5個(gè)∮105×360mm口小套，總進(jìn)風(fēng)面積0.1478m2，均為斜5°。送風(fēng)堵6個(gè)風(fēng)口(4#/5#/8#/9#/12#/13#)，進(jìn)風(fēng)面積0.0908m2。保持鐵口上方風(fēng)口全開(kāi)，使用加工好的輕質(zhì)耐火磚均勻堵風(fēng)口，兩頭堵泥中間堵磚，確保送風(fēng)后堵泥風(fēng)口不吹開(kāi)，堵風(fēng)口間隔至少1個(gè)全開(kāi)風(fēng)口，開(kāi)風(fēng)口時(shí)間及順序以爐況順行為主的原則，合理控制開(kāi)風(fēng)口及加風(fēng)進(jìn)程，送風(fēng)后熱風(fēng)壓力70Kpa時(shí)4#風(fēng)口吹開(kāi)。根據(jù)風(fēng)量及時(shí)擴(kuò)大礦批，2018年12月25日22:31歷時(shí)24小時(shí)風(fēng)口全開(kāi)，實(shí)現(xiàn)了全風(fēng)作業(yè)。堵風(fēng)口分布示意圖如圖2：

3.4.2  開(kāi)爐送風(fēng)參數(shù)控制

點(diǎn)火送風(fēng)風(fēng)量600m3/min，風(fēng)溫800℃，風(fēng)壓80-100kpa（以風(fēng)壓為準(zhǔn)）。壓差控制小于80KPa。

4  開(kāi)爐操作管理

4.1  點(diǎn)火送風(fēng)及送風(fēng)制度調(diào)整

2019年2月17日17:58 高爐點(diǎn)火送風(fēng)，熱風(fēng)壓力80kPa，風(fēng)量1400 m3/min，風(fēng)溫800℃，18:16送風(fēng)風(fēng)口全部著火。19:19及19:23分別加風(fēng)10 kPa ，風(fēng)量加至1533 m3/min ，熱風(fēng)壓力111 kPa ，頂壓3.9 kPa ，19:30料尺動(dòng)作開(kāi)始下料，同時(shí)關(guān)小爐頂蒸汽。20:26頂溫度升至110℃，同時(shí)爐內(nèi)攝像中心出現(xiàn)亮點(diǎn)，21:06將爐頂蒸汽關(guān)死開(kāi)遮斷閥布袋開(kāi)始做煤氣成分分析， 21:13關(guān)重除放散、爐頂東放散調(diào)整爐頂壓力，21:20關(guān)閉東放散爐頂溫度平均達(dá)到180℃，引煤氣成功。

23：23開(kāi)第一爐鐵口，少量渣鐵。23：33由于軟熔帶的形成和焦炭燃燒后爐內(nèi)煤氣體積膨脹導(dǎo)致懸料，壓力由110Kpa上升至133Kpa，風(fēng)量萎縮至990 m3/min，高爐減風(fēng)，23:55高爐放風(fēng)坐料后料線6米多，熱風(fēng)壓力穩(wěn)在100 Kpa，900 m3/min，1:17熱風(fēng)壓力逐加至120 Kpa風(fēng)量980 m3/min加礦批至8.5t，焦比由原來(lái)850 kg/t.Fe降至790kg/t.Fe,2:17打開(kāi)第二爐鐵口，走安全溝約出渣鐵15t，4:16第三爐出鐵，走安全溝約出渣鐵20t，渣鐵物理熱1418 oC,。5:45打開(kāi)鐵口走撇渣器殘鐵口，只要預(yù)熱撇渣器，約出渣鐵35t，物理熱1457 oC，罐漫堵口渣鐵未出凈。5:55熱風(fēng)壓力加至160 Kpa風(fēng)量1220 m3/min，降焦比至750 kg/t.Fe，2月18日7:14開(kāi)鐵口過(guò)撇渣器，出鐵75t，鐵水物理熱1480 oC，7:16開(kāi)12號(hào)風(fēng)口，降焦比至680 kg/t.Fe。10:03開(kāi)8號(hào)風(fēng)口，鐵水物理熱1463oC,焦比降至580 kg/t.Fe，逐加熱風(fēng)壓力至170Kpa風(fēng)量1360 m3/min。13:02開(kāi)口鐵水物理熱1482 oC ，13:22分開(kāi)13#風(fēng)口，熱風(fēng)壓力加至200 Kpa風(fēng)量1540 m3/min，降焦比至530 kg/t.Fe。14:47捅開(kāi)9#風(fēng)口，熱風(fēng)壓力至220Kpa風(fēng)量1640 m3/min，焦比降至475 kg/t.Fe，18：30分全開(kāi)5#風(fēng)口，鐵水物理熱1543 oC，高爐全風(fēng)操作，風(fēng)機(jī)靜葉加至65%，19:00高爐開(kāi)始噴煤。本次開(kāi)爐2號(hào)高爐基本實(shí)現(xiàn)了24小時(shí)內(nèi)風(fēng)口全開(kāi)，30小時(shí)內(nèi)噴煤操作。

下圖為36小時(shí)爐況恢復(fù)參數(shù)走勢(shì)圖

下圖為2號(hào)高爐開(kāi)爐48小時(shí)風(fēng)量使用及開(kāi)風(fēng)口進(jìn)程時(shí)序圖

4.2  布料控制

布料矩陣采取疏通兩股氣流的制度，選擇合理的裝料制度是開(kāi)爐順利的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是成功開(kāi)爐和順利達(dá)產(chǎn)、達(dá)標(biāo)的重要保證，在恢復(fù)爐況的過(guò)程中，根據(jù)煤氣流分布情況調(diào)整礦石檔位，使發(fā)展邊緣的裝料制度，邊緣氣流為輔的兩股氣流。選擇合理的煤氣流分布，是開(kāi)爐過(guò)程中爐況穩(wěn)定的關(guān)鍵。爐況恢復(fù)時(shí)裝料制度調(diào)整見(jiàn)下表：

4.3  熱制度調(diào)整

4.3.1  快速降硅

高爐開(kāi)爐后，降低生鐵硅水平是改善爐前勞動(dòng)強(qiáng)度，保證渣鐵及時(shí)出盡的重要措施，同時(shí)也是高爐加風(fēng)提頂壓，強(qiáng)化冶煉的必要條件。根據(jù)設(shè)備和外圍情況，有步驟上焦炭負(fù)荷。2號(hào)高爐開(kāi)爐第二天爐溫降至0.7，基本正常生產(chǎn)。

4.3.2  噴吹煤粉

早噴煤能活躍爐缸、盡快降低焦比、便于頂溫控制、減少布袋和爐頂設(shè)備壓力、豐富調(diào)劑手段，減少操作對(duì)風(fēng)溫和負(fù)荷的依賴，2號(hào)高爐送風(fēng)后26小時(shí)內(nèi)開(kāi)始噴煤，開(kāi)爐33小時(shí)后煤比達(dá)100 kg/t.Fe。下圖為2號(hào)高爐開(kāi)爐48小時(shí)風(fēng)溫使用及降焦比進(jìn)程時(shí)序圖：

4.4  渣鐵制度調(diào)整

開(kāi)爐料中適當(dāng)加入錳礦能改善爐渣流動(dòng)性，待爐缸加熱至正常水平，應(yīng)及時(shí)停錳礦等熔劑，穩(wěn)定爐料結(jié)構(gòu)。高爐開(kāi)爐要求合理把握好出鐵時(shí)間，出鐵時(shí)間過(guò)早，渣鐵量太少，因初期渣鐵流動(dòng)性差，容易造成大溝淤渣、撇渣器凝死等事故。出鐵時(shí)間過(guò)晚，影響加風(fēng)速度，不利于爐況快速恢復(fù)。2019年2月17日23:23開(kāi)口少量渣鐵，前三爐走安全溝，第四爐走撇渣器殘鐵口，第五爐開(kāi)始過(guò)撇渣器，開(kāi)爐渣鐵排放情況見(jiàn)下表：

4.5  高爐運(yùn)行參數(shù)及主要生產(chǎn)指標(biāo)

4.5.1  高爐運(yùn)行參數(shù)控制：

合理的開(kāi)爐參數(shù)選擇，保證鐵水熱量充沛，對(duì)高爐及時(shí)出凈渣出鐵，減少爐前勞動(dòng)強(qiáng)度，高爐實(shí)現(xiàn)快速達(dá)產(chǎn)提供了重要保證。此次開(kāi)爐鐵水物理熱基本在1450℃以上，充足的爐溫基礎(chǔ)，保證了渣鐵流動(dòng)性良好，為快速開(kāi)風(fēng)口，加風(fēng)達(dá)產(chǎn)提供了熱量保證。設(shè)備的保駕護(hù)航工作，在開(kāi)爐期間保證設(shè)備運(yùn)行正常是開(kāi)爐得以快速達(dá)產(chǎn)的重要措施，開(kāi)爐達(dá)產(chǎn)是一個(gè)系統(tǒng)工程，牽涉多個(gè)部門(mén)和工種，加強(qiáng)開(kāi)爐中各部門(mén)工種的協(xié)調(diào)溝通也是快速達(dá)產(chǎn)的必備因素。下表為2#爐開(kāi)爐前期重要參數(shù)控制：

4.5.2  主要生產(chǎn)指標(biāo)

 開(kāi)爐一周主要生產(chǎn)指標(biāo)見(jiàn)下表：

5  結(jié)語(yǔ)

2號(hào)高爐圓滿完成集團(tuán)和分廠下達(dá)的開(kāi)爐任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了安全無(wú)事故開(kāi)爐、快速達(dá)產(chǎn)、快速達(dá)標(biāo)的奮斗目標(biāo)。

5.1  開(kāi)爐中的亮點(diǎn)

1）合理的開(kāi)爐方案是開(kāi)爐成功的主要因素。選用全木柴填充爐缸開(kāi)爐法，使得爐缸加熱充分，渣鐵快速下滲至爐缸。

2）合理的開(kāi)爐參數(shù)選擇，保證鐵水熱量充沛，對(duì)高爐及時(shí)出凈渣出鐵，減少爐前勞動(dòng)強(qiáng)度，高爐實(shí)現(xiàn)快速達(dá)產(chǎn)提供了重要保證。此次開(kāi)爐鐵水物理熱基本在1450℃左右，充足的爐溫基礎(chǔ)，保證了渣鐵流動(dòng)性良好，為快速開(kāi)風(fēng)口，加風(fēng)達(dá)產(chǎn)提供了熱量保證。

3）2#爐本次開(kāi)爐實(shí)現(xiàn)了24小時(shí)風(fēng)口全開(kāi)全風(fēng)操作，30小時(shí)以內(nèi)開(kāi)始富氧、噴煤。

4）高爐各項(xiàng)參數(shù)調(diào)劑快，歷時(shí)33小時(shí)煤比已經(jīng)提升至100kg/t.fe，實(shí)現(xiàn)了48小時(shí)干焦比降至400kg/t.fe，富氧用至2500m3/h，爐溫降至0.5。

5）開(kāi)爐期間未有長(zhǎng)時(shí)間高頂溫操作，未使用爐頂打水設(shè)備，確保了所有布袋筒體無(wú)破損或糊死現(xiàn)象，為高爐順利開(kāi)爐及加風(fēng)加壓創(chuàng)造了有利條件。

6）本次開(kāi)爐搞好設(shè)備的保駕護(hù)航工作，在開(kāi)爐期間保證設(shè)備運(yùn)行正常，未有出現(xiàn)因設(shè)備原因影響到爐內(nèi)加風(fēng)、加壓現(xiàn)象。

7）開(kāi)爐達(dá)產(chǎn)是一個(gè)系統(tǒng)工程，牽涉多個(gè)部門(mén)和工種，加強(qiáng)開(kāi)爐中各部門(mén)工種的協(xié)調(diào)溝通也是快速達(dá)產(chǎn)的必備因素。

5.2  開(kāi)爐中不足：

1）開(kāi)爐過(guò)程中爐內(nèi)焦炭受熱后難行一次，初期邊緣氣流不足。

2）開(kāi)爐前爐缸水量不足導(dǎo)致開(kāi)爐達(dá)產(chǎn)后爐缸三段水溫差高，被迫更改大量水管。