張文壯  武連海  王慶學(xué)

(山西高義鋼鐵有限公司)

摘  要  高義鋼鐵2號630m3高爐停爐6個月后于2020年3月31日18:16點火開爐復(fù)產(chǎn)，此次開爐準(zhǔn)備充分，《方案》周密，各項制度控制合理，過程控制判斷及時準(zhǔn)確，調(diào)劑手段精準(zhǔn)到位，點火13小時噴煤、富氧，21小時全風(fēng)口作業(yè)，4月2日產(chǎn)量達(dá)到2360t/d，利用系數(shù)達(dá)到3.75t/（m3·d），成功實現(xiàn)了快速開爐。

關(guān)鍵詞  高爐  開爐  快速  達(dá)產(chǎn)

1  概述

高義鋼鐵2號630m3高爐于2010年1月10日投產(chǎn)，該高爐爐缸采用全碳磚無陶瓷杯結(jié)構(gòu)形式，爐頂采用串罐式無鐘爐頂，爐前為單場出鐵方式，16個風(fēng)口，外圍相應(yīng)的配套設(shè)施有4座“卡魯金”頂燃球式熱風(fēng)爐、爐前液壓泥炮及開口機、10個干法除塵布袋箱體。

煉鐵廠高度重視此次開爐，多次組織管理技術(shù)人員討論、完善《開爐方案》，明確各區(qū)域責(zé)任人職責(zé)，細(xì)致安排各崗位工作重點及材料備件的準(zhǔn)備，工作進(jìn)度實行開爐倒計時制。由于各級人員思想重視、準(zhǔn)備充分，為此次順利快速開爐打下了堅實的基礎(chǔ)。從試車、烘爐、打壓、備料、裝料、送風(fēng)、出鐵直到達(dá)產(chǎn)，做到了安全、有序、科學(xué)、高效。開爐21小時全風(fēng)口作業(yè)，4月2日產(chǎn)量達(dá)到2360 t/d，利用系數(shù)達(dá)到3.75t/（m3·d），成功實現(xiàn)了快速開爐。

2  開爐準(zhǔn)備

（1）制訂周密的《開爐方案》。在總結(jié)大量開爐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，制訂了周密的《開爐方案》，主要進(jìn)行的工作：一是重點進(jìn)行爐內(nèi)爐型調(diào)查及核算、開爐料結(jié)構(gòu)形式及各項參數(shù)的計算與確定；二是加強對各崗位人員技能水平的培訓(xùn)；三是反復(fù)聯(lián)動試車，確保設(shè)備正常作業(yè)；四是對爐前出鐵組織及有可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行現(xiàn)場應(yīng)急預(yù)案演練等。全方位為順利開爐做好準(zhǔn)備充分。

（2）細(xì)化原燃料管理。開爐前備好質(zhì)量穩(wěn)定且充足的原燃料，提前上到指定倉位，3月30日燒結(jié)礦上到指定倉位。槽下狠抓原燃料篩分，通過調(diào)整篩板規(guī)格、擋料板高度、激振器振幅，控制焦炭、燒結(jié)礦和球團(tuán)礦料流分別小于15 kg/s、20kg/s和30 kg/s，嚴(yán)格控制入爐粉末(＜5mm)小于1.0%(見表1)，有效改善料柱上部透氣性。

（3）烘爐和打壓。2號高爐配置4座“卡魯金”頂燃式熱風(fēng)爐，填充高鋁質(zhì)耐火球，結(jié)合高鋁質(zhì)耐火球的理化性能和生產(chǎn)實踐，制定熱風(fēng)爐烘爐方案，嚴(yán)格按烘爐曲線升溫，誤差±20℃，分別在300℃、600℃和800℃恒溫40小時，使耐火材料充分晶變和膨脹。

2號高爐停爐期間更換冷卻壁并噴涂造襯，開爐前低風(fēng)溫大風(fēng)量烘爐，初始風(fēng)量400m3/min以上,頂溫不超300℃。烘爐期間停冷卻水，打開灌漿孔，快速排出水汽。

高爐打壓在烘爐恒溫段進(jìn)行，關(guān)煤氣切斷閥和爐頂放散，鼓風(fēng)機加風(fēng)將頂壓提高到50kPa，穩(wěn)壓5min檢查送風(fēng)系統(tǒng)正常后，分四步提高頂壓到180kPa，穩(wěn)壓30min供檢漏，漏點做好標(biāo)記并拍攝視頻，檢漏完畢，高爐本體及煤氣除塵系統(tǒng)人員全部撤離，逐步提高頂壓到200kPa，穩(wěn)壓5min后結(jié)束打壓，組織檢修人員處理漏點。檢漏、處理漏點工作按照以上程序重復(fù)進(jìn)行了3次，基本解決了煤氣泄漏的問題。

（4）設(shè)備的聯(lián)動試車。提前2個月對供料系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、煤氣系統(tǒng)、熱風(fēng)系統(tǒng)、水沖渣系統(tǒng)、爐前開口機和泥炮等所有設(shè)備逐個進(jìn)行單體試車，發(fā)現(xiàn)問題并及時處理。提前20天上料系統(tǒng)聯(lián)動試車，模擬從振動篩、稱量斗、料車、直到溜槽布料結(jié)束的整個上料過程，白天在自動狀態(tài)下運行8小時，持續(xù)運行15天。熱風(fēng)爐系統(tǒng)試車?yán)煤鏍t時間，間隔進(jìn)行聯(lián)動試車。聯(lián)動試車使設(shè)備存在問題提前暴露出來，組織力量徹底解決，設(shè)備的穩(wěn)定運行為開爐提供了強有力的保障。

（5）鐵口埋設(shè)氧槍。用φ50mm的不銹鋼管制作長4米的氧槍，氧槍后端安裝φ50mm的球閥和窺視鏡，按60°夾角焊接兩只φ15mm球閥，用于調(diào)整氧氣和壓縮空氣流量。氧槍用澆注料固定在鐵口通道，烘干燒注料，調(diào)整開口機角度與氧槍角度一致。

3  開爐料及開爐參數(shù)選擇

（1）開爐參數(shù)的設(shè)定。全爐焦比2900kg/t，正常料焦比800kg/t，爐渣R2=1.0(R4=0.96)，生鐵成分:[Si]=2.5%，[Mn]=1.1%，全爐渣比801kg/t，正常料渣比565kg/t，正常料鎂鋁比0.83倍。

（2）開爐料配比及成分。開爐料結(jié)構(gòu)為：高堿度燒結(jié)礦+球團(tuán)礦+錳礦+硅石+螢石+白云石，配加錳礦、螢石和白云石降低爐渣黏度，改善爐渣流動性，為爐前排放渣鐵創(chuàng)造有利條件。開爐料配比和成分分別見表2和表3。

（3）開爐料填充方式及裝料制度。由于停爐時未放殘鐵，爐缸清理到鐵口以下10cm位置，因此采用全焦炭開爐，爐缸到爐腰下部全部填充凈焦，爐腰中上部到爐身下部1/5填充空料，爐身下部1/5-1/4填充過渡料，爐身中上部填充輕負(fù)荷正常料。

為了確保開爐料裝入準(zhǔn)確，實測爐內(nèi)各段尺寸，安裝16米長的軟探尺，裝完凈焦和空料分別測量實際料線，缺料線時用凈焦補充。在整個裝料過程中補加了3批凈焦和2批空料，過渡料和正常料每裝完3批測量一次料線，開爐料實際填充量與計劃量基本相符，實際全爐焦比2960kg/t。

開爐料采用帶風(fēng)裝料，冷風(fēng)通過布袋除塵經(jīng)凈煤氣放散排放，兼顧了環(huán)保和降低開爐料粉末，是此次開爐的技術(shù)創(chuàng)新。凈焦、空料和過渡料按15°單環(huán)布料，正常料裝料制度為分裝：CC OO，αJ =32.5°(3)30.5°(3)28°(3)，αk =30.5°(4)  28°(4)  ，正常料線1.5米，布料角度根據(jù)計算料線，并結(jié)合實測料線，低料線每增加0.5米，布料角度統(tǒng)一退1°，布料圈數(shù)不變，料線達(dá)到6米時送風(fēng)點火。

4  開爐操作

3月31日18:16送風(fēng)點火，風(fēng)口采用連堵方式（5#-12#），用鐵口兩側(cè)的8個風(fēng)口送風(fēng)，送風(fēng)面積為0.076 m2，初始風(fēng)量550m3/min，風(fēng)溫580℃，18:36焦炭點著。前3小時料尺不動，頂溫上升緩慢，21:40減風(fēng)坐料后料尺下降順暢，頂溫穩(wěn)步上升，逐步加風(fēng)到880m3/min，風(fēng)壓127kPa，風(fēng)溫950℃，22:50送煤氣，23:00煤氣并網(wǎng)。4月1日7:00打開氧槍球閥，隨即鐵流奔涌而出，鐵水順利通過臨時撇渣器，第一爐[Si]=2.10%，標(biāo)志著開爐已成功了一半，4月1日白班積極組織出鐵，每次鐵后開2個風(fēng)口，焦炭負(fù)荷分四步由2.6 t/t逐步上調(diào)到3.60 t/t，7:30噴煤、富氧，16:00全風(fēng)口作業(yè)，4月2日產(chǎn)量達(dá)到2360噸，利用系數(shù)達(dá)到3.75t/（m3·d）。

開爐期間的操作制度控制和爐前生產(chǎn)組織:

（1）熱制度的控制。3月31日送風(fēng)時焦炭負(fù)荷2.60t/t，風(fēng)溫固定950℃。4月1日第一爐鐵渣鐵流動性良好，物理熱充足，焦炭負(fù)荷分四步逐步上調(diào)到3.60 t/t，全天風(fēng)溫1060℃，燃料比580kg/t-600 kg/t。前3次鐵水[Si]分別2.10%、2.01%和2.08%，[S]分別0.030%、0.021%和0.018%。

4月2日平均風(fēng)溫1063℃，平均燃料比584kg/t，[Si]=0.8%-1.5%，鐵水溫度1475℃-1540℃，渣鐵流動性良好，物理熱充沛，爐缸活躍。

（2）送風(fēng)制度的控制。送風(fēng)時鐵口兩側(cè)的8個風(fēng)口送風(fēng)，送風(fēng)面積0.076 m2，4月1日出第一爐鐵后，風(fēng)量1250 m3/min，風(fēng)壓205kPa，標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速274m/s，料尺工作均勻順暢，具備開風(fēng)口條件，7:58捅開12#和5#風(fēng)口，第二次鐵后捅開11#和6#風(fēng)口，第三次鐵后捅開10#和7#風(fēng)口，第四次鐵后分別捅開8#和9#風(fēng)口，到16:00開全風(fēng)口送風(fēng)，送風(fēng)面積0.1520m2，風(fēng)量1750m3/min，風(fēng)壓325kPa，開爐21小時成功實現(xiàn)全風(fēng)口作業(yè)，創(chuàng)高義鋼鐵開爐快速達(dá)產(chǎn)的歷史。

（3）裝料制度的控制。送風(fēng)后延用開爐料的裝料制度，αJ =32.5°(3)30.5°(3)28°(3)，αk =30.5°(4)28°(4)，礦批8噸。4月1日出鐵后礦批由11噸逐步擴(kuò)至18噸，裝料制度調(diào)整為：αJ =30.5°(3)29°(2)27°(2) 24°(2)，αk =29°(3)27°(3) 24.5°(3)，實現(xiàn)“平臺+漏斗”的料面分布，形成兩股氣流，實現(xiàn)爐況的穩(wěn)定順行且提高煤氣利用。

（4）造渣制度的控制。送風(fēng)后停加錳礦和硅石，白云石每批減到200kg，第25批停加白云石，爐溫低于1.0%時停加每批200kg螢石。控制爐渣中MgO=9.5%，R2=1.10(R4=0.98)，鎂鋁比0.65倍，配加錳礦、白云石和螢石降低爐渣黏度，改善爐渣流動性。

（5）爐前生產(chǎn)組織。單鐵口決定了爐前渣鐵排放是開爐的重點，組織好出鐵是本次開爐順利與否的關(guān)鍵。廠部抽調(diào)一名爐前技師帶領(lǐng)10名業(yè)務(wù)骨干，支援2號高爐開爐。4月1日7:00打開氧槍閥門，鐵流隨即奔涌而出，渣鐵分離良好，鐵水順利通過臨時撇渣器，鐵水進(jìn)罐，水沖渣投用，出鐵15分鐘約100噸鐵水。鑒于前兩爐渣鐵流動性良好，第三爐投用儲鐵式主溝，鐵水順利通過撇渣器，爐前生產(chǎn)組織步入正軌。

此次開爐爐溫、爐渣性能控制合理，渣鐵流動性良好，鐵后主溝、鐵溝、渣溝基本干凈，爐前勞動強度大幅降低，30分鐘內(nèi)打開下一次鐵口，爐前出鐵組織快速、高效，為高爐快速恢復(fù)創(chuàng)造了有利條件。

5  結(jié)語

高義鋼鐵2號高爐此次開爐前期準(zhǔn)備充分，開爐過程控制到位，恢復(fù)過程高效、快速，開爐13小時噴煤、富氧，21小時全風(fēng)口作業(yè)，2.0天利用系數(shù)達(dá)到3.75t/（m3·d），創(chuàng)高義鋼鐵公司歷次開爐的記錄。主要經(jīng)驗有:

（1）制定周密的《開爐方案》?！堕_爐方案》重點強調(diào)人員培訓(xùn)、開爐料計算、操作制度調(diào)整、爐前生產(chǎn)組織等，準(zhǔn)備工作落實到細(xì)處和實處，進(jìn)度安排到日，責(zé)任落實到人。

（2）設(shè)備聯(lián)動試車徹底。提前2月對所有設(shè)備進(jìn)行單體試車，提前20天聯(lián)動試車，設(shè)備存在問題得以提前暴露和解決，設(shè)備的穩(wěn)定運行，為開爐提供了強有力的保障。

（3）細(xì)化原燃料管理。提前備好質(zhì)量穩(wěn)定的原燃料并取樣化驗，保證開爐配料的準(zhǔn)確。通過調(diào)整擋篩板規(guī)格、料板高度、激振器振幅等，狠抓原燃料篩分，在保證上料的情況下嚴(yán)格控制料流，降低入爐粉末到1.0%以下。

（4）開爐料的準(zhǔn)確裝入。開爐料采用帶風(fēng)裝料，提前計算好凈焦、空料、輕負(fù)荷料的裝入位置，裝料時用探尺實測料線，計劃料線與實際料線出現(xiàn)偏差時補加凈焦和空料，實際開爐料填充位置、數(shù)量與計算基本相符。

（5）合理的操作制度。開爐熱制度和造渣制度選擇合理，第一爐鐵水[Si]=2.10%，4月2日[Si]=0.8～1.5%，爐渣R2＝1.10。適宜的爐溫和爐渣特性，實現(xiàn)了爐缸熱量的充沛和渣鐵良好的流動性。開爐輕負(fù)荷料采用分裝多環(huán)布料，實現(xiàn)“平臺+漏斗”的料面分布，形成兩股氣流，確保開爐爐況的穩(wěn)定順行。開爐時風(fēng)口采用連堵方式，8個風(fēng)口送風(fēng)，標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速持續(xù)大于180m/s，吹活爐缸，高爐具備出鐵后開風(fēng)口、加風(fēng)的條件。

（6）快速、高效的爐前組織。開氧槍球閥出第一爐鐵，渣鐵順利過臨時撇渣器，第三爐儲鐵式主溝投用，鐵水順利過撇渣器，爐前組織步入正軌。爐前組織的順暢受益于熱制度和造渣制度選擇的合理，渣鐵流動性良好，大幅降低爐前勞動強度，30分鐘內(nèi)打開下一爐鐵口，及時、均衡地排凈爐內(nèi)渣鐵，為高爐快速恢復(fù)提供強力支持。