楊軍昌  劉海峰  申  偉

（首鋼長鋼煉鐵廠）

摘  要  對長鋼8號高爐采用打水空料線法停爐，修補無冷區(qū)以及復風過程進行分析、總結(jié)。通過降料面前充分的準備，周密計劃.；噴補過程的穩(wěn)妥組織，復風過程各種參數(shù)的合理把控，爐前出鐵的精心組織，實現(xiàn)了安全，順利，快速的目標。噴補造襯后高爐上部爐型趨于規(guī)整，煤氣流分布趨于合理，為高爐長期穩(wěn)定順行優(yōu)化技術(shù)經(jīng)濟指標創(chuàng)造了條件。

關(guān)鍵詞  降料面  噴補造襯  復風

長鋼8號高爐有效容積1080m3，2012年4月18日大修開產(chǎn)，至今已安全生產(chǎn)7年多。高爐爐身上部無冷區(qū)段溫度（標高2540mm位置）呈上升趨勢，西南和正東方向爐皮溫度150℃左右，檢修發(fā)現(xiàn)無冷區(qū)粘土磚有大面積侵蝕，整個段位有不同深度的凹坑。針對現(xiàn)狀，為確保高爐安全穩(wěn)定生產(chǎn)，高爐于2019年10月23日采用打水空料線法將料面降至指定位置，對爐身上部爐墻進行噴補造襯。休風39小時8分鐘后于24日20:38時開風，27日白班爐況基本恢復正常，實現(xiàn)了安全降料面，順利開爐、快速恢復的目標。

1  降料面

1.1  降料面的準備

爐頂備30袋焦炭，20袋水渣，風口平臺四角各備打水軟管1根（長度約15m）預防止頂溫過高引發(fā)其它事情；J1皮帶側(cè)備水渣15t，鏟車一臺。

1.2  降料面前爐況操作

1）降料面前一天降低生礦比例至5%，適當降低煤比。保證爐況穩(wěn)定順行，爐缸工作活躍。保持物理溫度1480—1500℃，[Si]=0.4—0.6%，爐渣堿度R=1.05—1.15倍。

2）停風料單。根據(jù)噴補位置，計劃空料線空間500m3,為確保休風后凈焦到達爐腹上部位置，高爐于10月22日18:40時退負荷至2.8，開始下休風料，22:30開始下凈焦，具體情況如表1所示。

1.3  降料面操作

高爐從23日00:00開始降料面操作。23日04:00降料面至目標位置、雷達探尺顯示10.0米，最后一爐鐵04：35開鐵口，生鐵含硅量為1.88%，物理熱為1485℃，渣堿度1.17，渣鐵流動性良好。05:30停風，停風后實際觀察料面剛好露出第九段冷卻壁的凸臺上沿，實際測料面深度12.5m，實際用時300分鐘（30分鐘休風時間不計，正常料線1.5米），每小時平均降低料線2.2米。

1）爐頂溫度控制

本次降料面采用下停風料、爐頂打水、減風相結(jié)合的方式控制爐頂溫度，盡量減少向爐內(nèi)的打水量[1]；整個過程綜合考慮料線、風量、風溫、打水量、爐頂設(shè)備承受能力等來控制頂溫在337℃左右。降料面期間爐頂溫度變化如圖1所示。

2）爐頂煤氣成分控制

整個降料面過程中，每小時分析一次爐頂煤氣成分，重點對H2和O2含量進行監(jiān)控，確認爐頂煤氣中H2控制在6%以內(nèi)，O2含量控制在1%以內(nèi)。煤氣成分具體如表2所示：

3）風量、風壓控制

降料面過程中風量、風壓的控制要兼顧多個方面。既要維持不易產(chǎn)生管道行程的煤氣速度，又要不影響降料面進程，同時還要穩(wěn)定煤氣流，避免出現(xiàn)頂壓冒尖現(xiàn)象[2]。還要控制爐頂溫度，適時對風量進行控制。

按計劃，整個降料面過程噸焦炭所需風量為2800m3/min，降料面到10.0米位置總耗風量約504000m3，降料線過程總時間約為4小時。而實際消耗風量550990m3，比計劃多用50990m3。實際料線12.5米，比計劃深2.5米。實際用時300分鐘（30分鐘休風時間不計），比計劃多用60分鐘，原因分析如下。

（1）風量使用與計劃有偏差；計劃初期使用2900m3/min的風量，但實際上由于料線下降速度過快，爐頂溫度上升過快，不得已提前控制風量，到01：00風量已減至2400m3/min。降料面過程實際參數(shù)控制具體如表3所示。

（2）噸焦炭所需風量預計與實際有偏差。預計噸焦炭消耗風量為2800m3/min，實際噸焦炭消耗風量為2660m3/min有偏差。致使在安排控料線的時間節(jié)點上出現(xiàn)偏差，控料線時間提前了1小時，致使控料線深度比計劃深2.5米。

1.4 停風降料面小結(jié)

1）整個停風降料面過程安全平穩(wěn)，未發(fā)生懸料、管道行程，未發(fā)生爆震事故，爐頂煤氣成分在要求控制范圍。

2）設(shè)備運行正常。整個降料面過程設(shè)備運行正常，沒有因設(shè)備問題而影響降料面進程的。尤其是兩個機械探尺和雷達探尺運行正常，給降料面進程提供了參考。

3）計劃中噸焦消耗風量2800m3/min是顯略大的，結(jié)合以前噴補經(jīng)驗，可采用2660m3/min會更接近實際。

4）最后一爐次出鐵，開鐵口時間最好控制在料面接近指定位置時。這樣既有靈活調(diào)整的余地，又可縮小偏差。

2  噴補

2.1  噴補前爐型

停風后倒流2小時，爐頂保持通氮氣，頂溫180—280℃開點火人孔進行爐頂點火，確認爐頂點火成功，待火勢穩(wěn)定后開溜槽大蓋。10:00加水渣約15噸，布料溜槽按20-18°進行多環(huán)布料，調(diào)整γ角開度，使水渣盡量均勻覆蓋于料面上。爐頂火邊緣火焰大大減少，中心火較旺。將準備好的20袋水渣從爐頂投入，中心火焰減小，爐頂溫度到了230℃，爐墻清晰可見，整個無冷區(qū)圓周方向均有不同程度的侵蝕，其中正北方向比正南方向侵蝕最嚴重，局部有長約1200mm，深約300mm的凹坑。

2.2  噴補操作

本次噴補采用濕法噴涂工藝，噴補遵循由下至上的原則，根據(jù)實際侵蝕情況，采用固定噴補、扇形噴補、圓周噴補，力求爐型規(guī)整、光滑。噴補前對需噴補部位爐墻進行高壓水沖洗，噴涂3小時后，向爐內(nèi)扔30袋焦炭，防止反彈料結(jié)實。具體是爐頂覆蓋料完成后，組織爐前堵風口，確保風口嚴密。11:00將噴補設(shè)備吊入爐內(nèi)；12:50開始清洗爐墻，13:10清洗完畢。15:00正式開始噴補作業(yè)，20:00噴補完畢，有效作業(yè)時間5小時，共計使用噴補料60噸，噴補結(jié)束后高爐進入自然烘爐狀態(tài)。噴補前、后對比如圖2所示

2.3  噴補小結(jié)

1）爐頂加入水渣。一方面有利于降低爐內(nèi)料面溫度，使噴補機器能正常工作(噴補機器與料面保持一定的距離3米左右，也是為降低料面溫度對機器的烘烤)；另一方面有利于造渣，使復風后的爐渣能順利流出爐外（反彈料是高硅高鋁高熔點的物質(zhì)，在當時爐內(nèi)溫度條件很難熔化，所以要選擇在爐內(nèi)溫度條件下形成流動性熔渣）。高爐在停風后，爐頂布料設(shè)備還得正常運行一段時間，待水渣布進爐內(nèi)后，爐頂設(shè)備再停止工作。確保對爐內(nèi)溫度的有效控制，噴補操作的有序進行。

2）反彈料減少。整個噴補過程有效作業(yè)時間5小時，共計使用噴補料60噸，目測反彈料約有4-5t,反彈率約在8%左右水平。

3）高壓水清洗爐墻。采用高壓力小水量的清洗機對爐墻進行徹底清洗。不僅可將浮塵徹底清洗干凈，還可將小塊渣皮，松動耐火磚等打掉，使之露出原基體表面，以使噴補料能與之更牢固的粘結(jié)。

3  復風

本次復風采用帶風裝料，先下28.8噸焦炭和3噸螢石，整個裝料體積約470m3，裝料至雷達料線3.7m，布料角度為19°。復風料礦批12t，負荷2.5，采用5+2方式（5批正常料帶2批循環(huán)焦炭全負荷1.78）配比：79%機燒+10%球團+11%高硅礦，布料方式為單環(huán)23°（6），根據(jù)邊緣氣流變化，擴大布料角度，隨爐況好轉(zhuǎn)逐漸恢復礦批、負荷、布料矩陣。

3.1  復風操作

10月24日18：00開始裝爐，料線3.7米，20:38開風。堵5#、6#、7#、8#、9#、10#風口，開14個風口送風，送風面積為0.1528m2，風量650m3/min，風壓58kp，風溫700℃，標準風速71Nm/s，透氣性指數(shù)18.7，南探尺3.88，北探尺3.72。21:10加風至720m3/min，透氣性指數(shù)16.0，料尺不動。從此時開始高爐明顯不接受風量，風量逐漸減小，風壓逐漸上升。24:00風量325m3/min，風壓119kp，風溫700℃，透氣性指數(shù)1.3。25日01:00風量277m3/min，風壓125kp，風溫700℃，透氣性指數(shù)0.9，壓量關(guān)系達到最低點。開風至此已有262分鐘，為打破局面，恢復爐況臨時指揮組決定，強行加風進行破壞，01:25加風至467m3/min，透氣性指數(shù)1.7；04:25加風至1013m3/min，透氣性指數(shù)3.7；06:00加風至1161m3/min，透氣性指數(shù)4.1，料尺不動；截止目前風壓高高低低，上上下下時有波動，但在本次加風后風壓開始持續(xù)上升，06:11開始減風，減風過程中風壓還是持續(xù)上升，06:28放風坐料，06:50料線塌落至10.5米，06:51復風，回風后，風量1350m3/min，風壓90kpa，透氣性指數(shù)22.4；之后開始邊趕料線，邊加風，邊增用風溫。13:58加風至1860m3/min，透氣性指數(shù)10.8，北料尺探住4.3米，14:26兩個料尺均探住，南探尺3.8米，北探尺4.1米，風量1869m3/min，風壓198kpa，風溫733℃，頂壓48kpa，透氣性指數(shù)10.0。16:46加風至2093 m3/min，捅5號風口，在捅風口過程中，風口小蓋故障，16:55減風至1370m3/min處理，17:13捅開5號風口，17:10開始加風，17:46加風至2050m3/min，19:00富氧，20:00噴煤，23:59捅開6#風口，至25日結(jié)束前都在穩(wěn)定風量，沒有進行加風。26日00:30開始加風，03:03捅開7號風口；09:10捅開8號風口；12:10捅開9號風口；至12:18加風至2648m3/min，風壓275kp，頂壓135kpa，風溫935℃，透氣性指數(shù)12.3，南探尺2.3米，北探尺2.4米，爐況整體恢復情況較好。12:22加風至2661m3/min，此次加風后，風壓頂壓出現(xiàn)波動，12:55減風至2530 m3/min，13:01風壓頂壓出現(xiàn)波動劇烈，爐況出現(xiàn)管道行程，13:55減風至1030m3/min，15:40休風更換11號漏水風口，又破壞管道行程。

10月26日16:48開風，堵10#、11#風口。開風后的主要思路是平穩(wěn)過度爐溫，尤其是要消除休風前管道行程的影響和開風煤氣流重新分布及爐缸熔化涼渣鐵及擴大過程中帶來的變化。10月27日夜班逐步恢復煤量、風溫使用，消除了上述因素的影響，白班開始進入全面恢復間段。23:00使用南場出鐵，至此高爐全面恢復正常生產(chǎn)。

3.2  爐前出鐵

1）開風前預先用搗打料將北場貯鐵式大壕變?yōu)楦墒酱蠛?，用氧氣管將北鐵口燒透，前端約500mm用有水炮泥堵口，后端用低強度炮泥堵好，以便于復風后能夠及時打開鐵口。

2）開風后2小時22:37-22:52出第一爐鐵，出鐵約10T。00:33-02:15 第二次出鐵， [Si]2.39%，[S]0.010%，出鐵約10T。之后又出2爐次，均未過撇渣器。到06:14開第五爐鐵口后，過撇渣器。之后，合理安排爐前人員，渣壕、鐵壕的清理分開組織，縮短時間出鐵間隔，安全及時打開鐵口排盡渣鐵，為爐內(nèi)恢復創(chuàng)造條件。待風口恢復至全風口的80%后再用另一個鐵口出鐵。

3.3  復風小結(jié)

1）懸料處理。處理懸料，一是要出盡渣鐵，二是要有足夠空間，三是要預防爐涼。處理懸料要徹底，盡量避免出現(xiàn)反復。否則處理難度會越來越大，損失也會越來越大。本次開風后料尺不動，在10月24日21:10加風后發(fā)現(xiàn)高爐明顯不接受風量，風壓升高，風量降低，到25日01:25開始強行加風，再到06:28放風坐料間隔近10個小時；操作上相對保守，如果在10月24日24:00風量萎縮至325m3/min，透氣性指數(shù)下降1.3時就開始強行加風，這樣還能節(jié)約一個半小時的時間。

2）風量穩(wěn)定運行一個冶煉周期。即在風量恢復到一定水平時，要穩(wěn)定風量運行一段時間，我們的經(jīng)驗是要大于或等于一個冶煉周期的時間。在10月24日17:46加風至2050m3/min，19:00富氧，20:00噴煤，23:59捅開6#風口，至26日00:30前都在穩(wěn)定風量，沒有進行加風。充分給予爐內(nèi)氣流自行調(diào)節(jié)時間；給予找出風溫使用，爐溫爐渣堿度調(diào)節(jié)平臺的時間；給予爐缸熔化、排出熔化物的時間，給予爐前配套爐內(nèi)冶煉進程的時間。

3）恢復過程中異常情況處理。在恢復過程中極易發(fā)生爐況事故，對這種異常情況的處理好壞，會直接影響恢復進程。本次恢復過程中，26日夜班后期發(fā)現(xiàn)11號風口漏水，考慮夜班環(huán)境和人員疲勞因素，沒有決定立即更換，而是采取臨時措施，加強冷卻監(jiān)護等待到白班更換。到26日白班加風至2660m3/min，風壓頂壓出現(xiàn)波動，減風至2530 m3/min后風壓頂壓出現(xiàn)波動劇烈，爐況出現(xiàn)管道行程，于是立即休風，更換漏水風口，同時消除管道行程。

4）關(guān)鍵時間段的把控。在爐況全面恢復過程中，風量、風溫、負荷、礦批、氧氣量逐步向正?？繑n，要注意隨著爐缸逐步擴大，煤氣流隨著風口逐個捅開和裝料制度的調(diào)整會重新分布，這個過程中要控制好爐溫，要掌控好綜合負荷水平，平穩(wěn)過渡，避免爐況出現(xiàn)反復。

5）爐渣堿度控制。在恢復爐況過程中爐渣堿度一般都控制的比較低，主要是降低爐渣粘度，改善流動性。本次開風料單按2.5%的含硅量，1.0倍的爐渣堿度預調(diào)控爐料配比。使用79%機燒+12%球團+11%高硅礦的爐料結(jié)構(gòu)配比，另配加80kg/批的螢石。待開風料下達爐缸后，生鐵中硫含量升高，造成出格鐵，持續(xù)時間比較長，具體生鐵成分和爐渣堿度控制情況見表4。分析原因與加螢石使用量大有關(guān)，開風后先是加入3噸螢石，然后按噸鐵11kg/tFe配加螢石。一方面螢石會消耗爐缸熱量，在開爐初期爐缸溫度本身就低的情況下，無異于雪上加霜，不利于脫硫。另一方面，螢石的主要成分是CaF2，它進入爐渣后化驗分析時一律將爐渣中的Ca分離子當做CaO中的Ca分離子，因而出現(xiàn)化驗堿度比實際堿度高的假象。在開爐渣堿度本身調(diào)控就低的情況下，會造成實際爐渣堿度更低，嚴重影響脫硫。所以在開風料中使用螢石時，除去保證充沛的熱量外，還要對爐渣堿度進行調(diào)整。

關(guān)于使用螢石期間，爐渣堿度的調(diào)控，有的廠經(jīng)驗是每增加5kg/tFe螢石對應上調(diào)1%的燒結(jié)礦比例，才能保證脫硫效率不變[3]。我們總結(jié)的經(jīng)驗是螢石加入量在10kg/tFe時，爐渣堿度控制要比不用螢石時提高0.05倍。在鐵水物理溫度達到1480℃以上時，這個值按0.04倍調(diào)控。在就是開風后集中加入3噸螢石，它的主要目的是減弱反彈料對高爐的影響，緩解復風初期的爐缸堆積，盡快活躍爐缸。所以如采取集中加入的方式，它的加入量可參考反彈料的量，我們的經(jīng)驗是用反彈料量的20%-25%。至于復風料中是否需要每批都帶螢石及帶多長時間，這要結(jié)合停風前的爐況，停風時間長短，高爐熱量損失，及開風后渣鐵流動性綜合判斷酌定。從本次復風運行情況看，開風后集中加入螢石的量過多，復風料中配加80kg/批的螢石，用量過大，使用時間過長了。

4  噴補效果

此次重點對無冷卻區(qū)及以下十二段、十一段位置進行噴補，無冷區(qū)圓周方向噴涂厚度均勻，表面基本平滑。高爐復風后測量無冷區(qū)爐殼溫度基本維持在30～40℃左右水平，較噴補前爐殼溫度下降明顯，取消爐殼外部打水。高爐噴涂后，上部爐型近似于新開爐爐型，煤氣流的第三次分布趨于合理，高爐邊緣氣流容易控制，中心氣流穩(wěn)定，料線走勢更加均勻順暢，延長了高爐使用壽命。

5  結(jié)束語

1）噴補前的充分準備是整個停風、噴補、恢復過程順利進行的前提。包括停風前對機械探尺，雷達探尺的校對，對噴補材料的準備，參與人員對方案的學習等。

2）停風料和復風料的合理安排，保證適宜的透氣性，保證充沛的爐溫和爐渣堿度，保證渣鐵良好的流動性，是爐況恢復的基礎(chǔ)。

3）恢復過程中加風和開風口進程合理把控，爐溫過渡基本平穩(wěn)，爐前出鐵與爐內(nèi)進程配套，保證安全及時出凈渣鐵是爐況恢復的關(guān)鍵。

6  參考文獻

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