王  凱  李宏偉  紀鵬飛  唐瑞峰  鄭  凱

（首鋼京唐公司煉鐵部）

摘  要  首鋼京唐公司1號高爐因爐頂氣密箱故障導致α角無法正常布料，爐內(nèi)通過采取調(diào)整布料、降料線、扒礦批退負荷、附加焦炭等措施，確保了高爐煤氣未發(fā)生較大變化。休風后，通過制定詳細的爐體保溫方案最大限度的降低熱量損失。送風恢復采取疏導邊緣煤氣布料制度，控制趕料線、加風與加礦批加負荷節(jié)奏等措施，送風后6小時15分鐘快速恢復至全風。

關鍵詞  高爐  氣密箱  休風  布料  恢復  

首鋼京唐公司1號高爐（有效容積5500m3）于2009年5月21日開爐，設有42個風口，4個出鐵口，自投產(chǎn)以來已經(jīng)穩(wěn)定運行10年7個月。2019年12月20日至22日因爐頂氣密箱故障無法正常布料，被迫長時間休風51小時32分鐘進行更換氣密箱。氣密箱故障發(fā)生后，爐內(nèi)立即采取調(diào)整布料、降料線、附加焦炭等措施，確保了高爐煤氣未發(fā)生較大變化。此外，為了確保送風后渣鐵熱度和良好流動性，同時采取扒礦批退負荷、降爐渣堿度、配吃螢石等措施。休風后，通過制定詳細的爐體保溫方案和爐況恢復方案，送風后6小時15分鐘1號高爐快速恢復至全風，1天23小時30分鐘負荷加至5.0，鐵水日產(chǎn)量達到11800噸。

1  故障發(fā)生前爐況運行情況

2019年12月1日至19日1號高爐生產(chǎn)運行良好，焦炭負荷穩(wěn)定在5.33，球比57%，風量7979m3/min，透氣性指數(shù)4286，實際風速246m/s，平均鼓風動能12786kg/s（主要經(jīng)濟指標如表1所示）。此外，裝料制度上采用平臺+中心加焦的布料模式（如表2所示），爐頂煤氣呈現(xiàn)典型的中心開發(fā)式煤氣分布，W值穩(wěn)定在0.25左右，煤氣利用率47.4%，爐頂溫度224℃。

2  氣密箱故障發(fā)生后采取措施

2019年12月20日1:49分1號高爐爐頂氣密箱β角電機電流出現(xiàn)持續(xù)異常波動（β角正常工作電流在17～20A，波動期間最大電流68A），采取提高爐爐頂打水降溫、增加氣密箱冷卻水量（由9t/h增至12t/h）和增加氮氣量（由2600m3/h增加至最大3000m3/h）等措施后，電流值未完全恢復至正常水平，尤其當α角越大時β角電機電流越高。

為確定氣密箱故障原因，防止事故擴大，1號高爐于12月20日11:58休風，休風后檢查發(fā)現(xiàn)氣密箱布料溜槽掛臂燒損龜裂，掛軸出現(xiàn)橫向位移約100mm，存在溜槽掉落，形成重大事故風險，對故障氣密箱進行更換。

2.1  休風前采取臨時措施

控制合理的煤氣流分布是實現(xiàn)高爐穩(wěn)定、順行、高產(chǎn)的基礎，在大型高爐操作中，尤為注重中心和邊緣兩股煤氣流的協(xié)調(diào)發(fā)展[1]。在氣密箱故障發(fā)生后，布料溜槽α角只能在32°以內(nèi)正常布料，為了確保爐況穩(wěn)定和鐵水熱度充足，2019年12月20日17批配料上采取礦批由154噸扒至140噸，同時加焦炭退負荷5.33退至4.50；高鈦球由6.2噸/批減至0噸，入爐鈦負荷由7.57降至1.20kg/t；裝料制度上，料線由1.5m降至2.3m(理論測算α角變化0.3°影響料線約0.1m)，同時增加中心區(qū)域焦炭量9°（4.5圈）→（5圈），邊緣最大角礦角30°（3圈）→（4圈）。

在增大冷卻水量和氮氣量后，布料溜槽α角只能在36°以內(nèi)正常布料，確定氣密箱故障仍無法完全消除。爐內(nèi)立即按休風更換氣密箱準備，25批加焦炭負荷由4.5退至3.5，加螢石1噸/批，爐渣中（CaF2）按照4.4%控制；爐渣堿度R2由1.13降至1.00，結礦比由38.6%降至28.57%，球比由57%提至60.7%，高爐渣比214kg/t；布料上為了將影響降至最低，同時將最大礦、焦角度分別調(diào)至35°、36°（具體如表3所示）。

特大型高爐在重焦炭負荷下非計劃休風，根據(jù)停風時間的長短，加適量的循環(huán)焦恢復爐況是比較有利的一種方法[2]。此外，停風期間熱量損失與高爐的爐容大小、磚襯厚度、冷卻強度、停送風過程中停給煤時間等因素有關。根據(jù)熱量平衡計算停風期間（停風時間按50小時計算）熱量損失，停風料需增加足夠焦炭（由輕負荷料多帶入的焦炭和附加焦炭構成）進行熱補償。此外，考慮到氣密箱故障發(fā)生后因布料導致煤氣變化因素，確保送風后爐況順利恢復，此次停風料實際加入焦炭量比計算值多133.1噸。休風前累計加入附加焦炭共11批（共計371.1噸），即附加焦炭：14批附加1批+16批附加2批+20批附加4批+25批附加2批+30批附加2批。

在高爐布料過程中，中心加焦過多時，焦炭在中心堆積，形成一定區(qū)域的無礦空間，這個區(qū)域內(nèi)，煤氣流量大、利用率低，降低整個高爐的煤氣利用率[3]。附加焦炭在布料上全部取消9°中心焦，防止中心焦堆過于肥大而導致中心區(qū)域軟容帶上移，從而保證了煤氣分布的相對穩(wěn)定（如圖1、圖2所示）。此外，休風前出最后一次鐵的鐵水溫度1497℃，鐵中[Si]含量0.55%，渣中R2堿度1.13。

2.2  休風后采取控制措施

高爐長時間休風檢修，爐內(nèi)熱量損失大，若控制不好送風后極易導致渣鐵流動性差、恢復困難等。此次休風后重點從爐體冷卻、風口密封和爐頂放散控制方面入手。在爐體冷卻控制上，A系統(tǒng)休風1小時后停一臺泵，6小時后再停1臺泵，最終確保1臺泵正常工作，休風期間嚴格控制A系統(tǒng)進水溫度42-45℃；爐底冷卻水量休風后減至200m3/h，6小時后減至100m3/h；B系統(tǒng)休風6小時后停1臺泵，休風期間加強水位變化檢查并做好記錄，發(fā)現(xiàn)異常及時匯報煉鐵集控工。

壞風口更換完成后及時密封，班中每2小時巡檢一次，發(fā)現(xiàn)風口密封不嚴密漏風的，及時組織重新密封。休風后保持開啟三個爐頂放散閥，休風24小時后，只開啟一個爐頂放散閥，每8h輪流更換，以達到減少熱量損失之目的。

3  爐況恢復

3.1  裝料調(diào)整

休風前因布料角度發(fā)生較大變化，煤氣分布也相應的發(fā)生一定變化。由于更換新氣密箱后，布料恢復至正常生產(chǎn)時站位（如表3所示），但考慮到休風前邊緣煤氣升高趨勢明顯，故送風裝料采取適當疏導邊緣煤氣布料制度，即最大礦角42°（1圈）。此外，考慮爐缸安全及護爐需要，送風料停止配加螢石。

3.2  風量恢復控制

風量是高爐冶煉的基本參數(shù)，決定燃料在爐缸燃燒的數(shù)量和煤氣的發(fā)生量，對高爐冶煉進程起決定性影響[4]。2019年12月22日15:30 1號高爐檢修結束（累計休風檢修時間51小時32分鐘），全開風口送風，初始料線深度4.4m，送風風量1500m3/min，透氣性指數(shù)7500，送風后18分鐘料尺開始自由活動。

16:10干法入口溫度合格，高爐煤氣并入公司煤氣管網(wǎng)后，高爐開始穩(wěn)步加風?？紤]休風時間長因素，每次加風節(jié)奏按≯500m3/min控制，壓量關系平穩(wěn)，料尺工作良好，操作上杜絕扛壓差、頂料尺加風，以避免嚴重塌料或懸料的發(fā)生；當風量水平恢復至全風量的95%（約為>7600m3/min）以上時；加風幅度≯100m3/min/次、加風間隔≮30min，目的主要是給高爐恢復煤氣分布創(chuàng)造條件。17:29風量加至6550m3/min，在加風過程中嚴格控制好趕料線節(jié)奏，加風與加料交替進行，18:15料尺逐步趕至正常料線1.5m，期間壓量關系平穩(wěn)，未發(fā)生滑尺、塌料、管道等異常情況。至21:45風量恢復至全風8050m3/min。22:39開始富氧1%。

3.3  出鐵情況

當風量加至5500m3/min后，累計風量11.2萬m3，料尺工作良好，于2019年12月22日17:18出第一次鐵，渣鐵流動性良好，鐵中[Si]含量1.81%，鐵水溫度1336℃，爐渣中CaF2含量4.15%，二元堿度1.01。后續(xù)因輕負荷料和附加焦炭陸續(xù)作用，渣鐵溫度快速升高，12月22日22:02出第三次鐵時，鐵水溫度升至1462℃，具體如表4所示。

3.4  送風后負荷料調(diào)整

此次長時間休風恢復，在前期料尺工作良好的情況下優(yōu)先以上風為主，初始送風入爐料礦批140噸，負荷3.50，球比60.7%。風量全風穩(wěn)定2個小時后，于2019年12月22日23:45開始加負荷由3.50至3.80，礦批143噸。考慮到送風后煤氣變化，后續(xù)嚴格控加礦批制節(jié)奏，加負荷與加礦批交替進行（如圖4所示），至12月24日15:00負荷回至5.0，礦批153噸，富氧率提至5.3%，日產(chǎn)量達到11800噸，27日負荷回至5.33，日產(chǎn)量達到12000噸。

4  結語

（1）本次因氣密箱故障導致布料溜槽無法正常布料后，通過采取縮礦批退負荷、降料線、增加中心焦量、調(diào)整邊緣布料等措施，最大限度的避免煤氣分布變化，將布料對爐況影響降至最低，也是后續(xù)爐況快速恢復的關鍵。

（2）集中附加焦炭是高爐送風后快速提升爐缸熱度的最有效措施。此外，針對中心加焦冶煉高爐，附加焦布料取消中心焦可有效防止中心焦堆過于肥大，保證中心煤氣穩(wěn)定。

（3）休風后，制定詳細的爐體保溫方案最大限度的降低高爐熱量損失。

（4）送風恢復采取疏導邊緣煤氣布料制度，控制趕料線、加風與加礦批加負荷節(jié)奏等措施，為爐況恢復創(chuàng)造了有利條件。

5  參考文獻

[1] 郭可中，林成城.陳君明寶鋼號高爐操作技術進步[J].煉鐵，1998，17(4):17-20.

[2] 魯儉，張賀順，等. 京唐１號高爐無計劃休風后的爐況恢復[J].煉鐵，2017，36(5):41.

[3] 滕召杰，程樹森，趙國磊.高爐中心加焦對氣流分布及煤氣利用的影響[N].鋼鐵研究學報，2014，26(12):13.

[4] 劉琦. 高爐基本操作制度的選擇. [J].煉鐵，2004，23(1):3.