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（首鋼股份有限公司 河北 遷安 064400）
摘 要 首鋼股份有限公司4000m3高爐通過改進(jìn)出鐵模式，加強(qiáng)爐前日常操作的技術(shù)管理，優(yōu)化倒場及長期休復(fù)風(fēng)爐前操作，改善了爐前的作業(yè)情況提高了爐前的作業(yè)效率，保證了高爐順行。
關(guān)鍵詞 大型高爐 爐前操作 技術(shù)進(jìn)步 高爐順行
前言：
隨著高爐大型化的發(fā)展趨勢，高爐出鐵在高爐冶煉過程中成為重要的環(huán)節(jié)，它將直接影響高爐在生產(chǎn)過程中的順行穩(wěn)定[1~2]。然而，三高爐的出鐵時常出現(xiàn)憋風(fēng)，出不凈渣鐵，甚至造成爐內(nèi)減風(fēng)適應(yīng)，爐缸側(cè)壁溫度升高，直接影響高爐的長壽。因此有必要對現(xiàn)有出鐵模式和出鐵制度進(jìn)行優(yōu)化改善。本文針對以上問題，通過對出鐵模式的改進(jìn)和出鐵制度的優(yōu)化，加強(qiáng)爐前日常操作技術(shù)進(jìn)步，改善了爐前出鐵效率，保證了高爐的穩(wěn)定順行[3]。 1 出鐵模式的改進(jìn)
1.1 兩場出鐵模式
自首鋼股份4000m3高爐開爐以來采用兩場對角重疊循環(huán)出鐵模式，開爐初期由于焦炭負(fù)荷、冶煉強(qiáng)度、產(chǎn)量均相對較低，兩場出鐵可以滿足高爐順行要求；隨著高爐各項指標(biāo)的穩(wěn)步提升，強(qiáng)化冶煉的需求，產(chǎn)量的不斷提高，兩場出鐵抗波動能力逐步變差，兩場出鐵的弊端也逐步顯現(xiàn)出來，甚至影響了高爐順穩(wěn)生產(chǎn)。爐門維護(hù)困難，兩場出鐵間隔時間短，鐵口內(nèi)炮泥未能充分燒結(jié)，造成鐵口潮，出鐵時會發(fā)生噴濺現(xiàn)象，前期鐵流速小，后期鐵流速過大，出鐵時間不穩(wěn)定，出鐵次數(shù)增加，造成惡性循環(huán)。輔材消耗高，由于出鐵時間短而且不穩(wěn)定導(dǎo)致出鐵次數(shù)的增加，爐前鉆頭、鉆桿、炮泥等輔材均相應(yīng)增高，無法達(dá)到增收節(jié)支的目標(biāo)。抗事故能力差，兩場生產(chǎn)過程中，如遇到設(shè)備原因、魚雷運輸?shù)裙收蠒r，導(dǎo)致一個場無法正常出鐵，只能進(jìn)行另一個場連出操作，不僅無法滿足高爐高產(chǎn)順穩(wěn)的要求，甚至?xí)斐杀镲L(fēng)、減風(fēng)等情況。 1.2 三場出鐵模式的探索
綜合兩場對角重疊出鐵所存在的不足，結(jié)合現(xiàn)有的兩場出鐵模式的基礎(chǔ)上，經(jīng)過多個部門的反復(fù)研究論證，共同協(xié)調(diào)組織，通過改善炮泥質(zhì)量，優(yōu)化魚雷罐倒運系統(tǒng)，提高沖渣系統(tǒng)的冷卻水量和壓力，完善爐前風(fēng)機(jī)除塵系統(tǒng)，依據(jù)4000m3號高爐的生產(chǎn)、設(shè)備實際情況，以雙場出鐵為基礎(chǔ)而創(chuàng)新，于 2012年4月底4000m3高爐開始運行三場輪流重疊出鐵模式，且通過制度的不斷改進(jìn)與完善，爐前的出鐵效率大幅提高，輔材消耗降低，為大型化高爐高產(chǎn)順穩(wěn)、節(jié)能降耗提供了有力保障。 1.3 三場出鐵制度優(yōu)化
通過不斷的實踐摸索總結(jié)，爐前出鐵制度不斷修改、完善，直至形成一套比較完整的出鐵制度，從而保障爐前出鐵的順利進(jìn)行。 （1）采取三鐵口輪流重疊出鐵制度；爐外工長要隨時將高爐下料速度和爐溫情況通報爐前班長，并掌握鐵水流速、檢查相關(guān)鐵口工作進(jìn)度。 （2）堵口后60min具備出鐵條件，100—120min內(nèi)打開下一個鐵口（根據(jù)高爐實際情況允許可延長），雙鐵口出鐵重疊時間控制在≯60min；爐前班長要及時組織好爐外工作，根據(jù)鐵水流速，掌握雙鐵口重疊時間；重疊出鐵后嚴(yán)禁鐵口噴大花。 （3）鐵口出鐵60min內(nèi)未見下渣，應(yīng)及時打開相應(yīng)順序的下一個出鐵口，組織疊加出鐵，避免爐內(nèi)憋風(fēng)。 （4）鐵口連出時，間隔時間控制在20min以內(nèi)，打泥量100L(±20L)，確保出鐵時間100min； （5）鐵水流速控制在5.5t/min以上；鐵口深度控制在3.7m~4.0m之間。按鐵水流速和爐門深度調(diào)整開口機(jī)鉆頭直徑，建議使用55mm鉆頭；穩(wěn)定打泥量在220L左右(±20L)，確保爐門深度合格，嚴(yán)禁隨意加減打泥量。 （6）重疊出鐵流速過慢（低于下料速度）且爐內(nèi)有明顯憋風(fēng)現(xiàn)象，可臨時堵一側(cè)鐵口（已見渣的鐵口），改用60mm鉆頭后重新出鐵. （7）若鐵口深度過深（>5m），及時退回開口機(jī)，改用大直徑鉆頭（60mm）重新出鐵。 2 倒場技術(shù)進(jìn)步
2.1 倒場技術(shù)的優(yōu)化
第一階段：2012年4月份前首鋼股份4000m3高爐采用同進(jìn)同出倒場方式，該倒場方式倒場時 2個舊鐵口連續(xù) 2次鐵就全部倒成新鐵口。由于每次倒場后新鐵口深度均只有3.0m 左右比正常3.8～4.0m 淺得多，所以剛倒場后12h左右無法及時出凈渣鐵，虧渣鐵導(dǎo)致高爐壓差升高，影響到高爐順行。而且容易發(fā)生卡焦炭現(xiàn)象，造成新投的場出渣鐵不順，加上新投入場次的主溝溫度低，渣鐵混合物迅速冷凝，最后造成新投的主溝鑄死。 第二階段：2012年4月份后，三場出鐵模式運行，倒場操作改變，根據(jù)渣鐵溝侵蝕程度，首先將其甩場進(jìn)行重新澆筑操作，此時仍然有兩個正常鐵口，當(dāng)投入新場時，由兩個正常鐵口輪換與新鐵口進(jìn)行出鐵操作，使兩個老場帶著新場出至少4次以上直至新場爐門達(dá)到正常標(biāo)準(zhǔn)后，按正常出鐵順序出鐵，在倒場過程中，始終保證有兩個正常鐵口出鐵，特別是在新場投入的前兩個爐次，由于停場時間過長，導(dǎo)致爐內(nèi)泥包的缺失，爐門過淺，而且維護(hù)爐門需要一個過程，在新投入的場次鐵量或者出鐵時間達(dá)到要求時，及時打開一個老場，并且用的大一號的鉆頭，確保渣鐵能及時排凈，此操作有利于新鐵口爐門的維護(hù)，基本上杜絕了因倒場出鐵造成爐內(nèi)憋風(fēng)的現(xiàn)象，確保了爐內(nèi)順穩(wěn)生產(chǎn)。 2.2 倒場操作制度優(yōu)化
（1）提前一周所有爐前設(shè)備強(qiáng)化檢修完畢，開始連鎖試車，保證投場前運轉(zhuǎn)正常。 （2）甩場前72h，如炮泥出現(xiàn)質(zhì)量波動，影響爐門質(zhì)量，則及時改換泥種，打泥量加至240L，保證待甩場鐵口深度3.5m以上。最后一次鐵如跑泥，倒場順延。 （3）投場前保證主溝、渣鐵溝、擺動溝升溫合格，用焦?fàn)t煤氣大火烘烤一周以上，溫度達(dá)到100℃~150℃。殘鐵溝鋪好烤干，具備放殘鐵功能。 （4）新場投場前24~36h將爐門鉆開，重新補(bǔ)泥，打泥量控制在120-150L左右。 （5）爐內(nèi)在倒場期間全力適應(yīng)爐外，給爐外創(chuàng)造較為寬松的環(huán)境，新場第一次鐵，正間隔10min。 （6）采取兩個老場交替輪空帶新投場的出鐵秩序。 （7）新場第一次鐵在爐門較為穩(wěn)定的情況下，如爐內(nèi)情況允許，盡量晚出老場，使新投場出鐵時間大于100min，如低于100min采取連出措施，連出期間兼顧老場小坑結(jié)蓋情況，停除塵風(fēng)機(jī)并做好保溫。 （8）如果新場出鐵不正常如出現(xiàn)跑大流、頻繁卡爐門，要及時打開老場，保證爐內(nèi)順行。 （9）新場30min不見下渣，聯(lián)系工長及時打開其它出鐵場， （10）新場第一次堵口打泥，打泥量控制在120L左右，逐步加至正常泥量。 （11）若新場第二次鐵在老場堵口后仍然頻繁卡焦炭，20min左右把另外一個備用場打開，聯(lián)系工長，新場視爐內(nèi)情況與小坑內(nèi)鐵水流動性，在允許的條件下堵口。 （12）新投場主溝較窄，熱損失多，堵口后做好保溫工作。出4次鐵后可按正常順序出鐵。 （13）舊溝放殘鐵后不得打水，待新鐵口兩次鐵后，與工長聯(lián)系，爐內(nèi)正常可開展舊溝拆除工作。 3 爐前日常操作的技術(shù)管理
首鋼股份4000m3高爐追求的是均衡穩(wěn)定的出鐵目標(biāo)。開口時間控制在10~15min，重疊時間15-30min，鐵次日均控制在8~10次，出鐵中優(yōu)先保證出鐵流速5.5~6.5t/min 與鐵口深度 3.8～4.0m，而后追求出鐵次數(shù)、出鐵時間等其它參數(shù)。操作上從堵口時打泥與鐵口泥包的控制、開口方法掌握、等方面確保出鐵穩(wěn)定并及時排凈渣鐵。 3.1 預(yù)鉆及分段式開口技術(shù)
首鋼股份4000m3高爐正常鐵口深度3.8~4.0m，為提高一次開口成功率，確保準(zhǔn)時開口，全面推行預(yù)鉆及分段開口技術(shù)。在堵口90min后對鐵口進(jìn)行預(yù)鉆，預(yù)鉆深度1.0~1.2m，要求開鐵口時，開口機(jī)鉆進(jìn)深度達(dá)到1.5m之前，只用旋轉(zhuǎn)，不用沖擊與霧化。開口機(jī)鉆進(jìn)深度達(dá)到1.5m之后，開霧化，開沖擊將鐵口打開。 3.2 穩(wěn)定打泥量及打泥壓力
（1）確保堵口打泥壓力 堵口壓力直接關(guān)系到爐門的質(zhì)量問題，影響開口的正點率，若打泥壓力低，會影響炮泥在鐵口孔道內(nèi)的緊實度，導(dǎo)致泥芯在孔道內(nèi)燒結(jié)不均勻，當(dāng)再次開口時容易造成爐門提前滲鐵，導(dǎo)致抗渣鐵水侵蝕性能下降，給爐門開口造成困難；打泥壓力過高，打進(jìn)孔道內(nèi)的泥量過少，會影響泥包的形成，造成爐門過淺，導(dǎo)致下一爐次出鐵時間大幅縮短，影響爐內(nèi)順行。這方面我們采取分段式加壓打泥技術(shù)，當(dāng)打泥壓力過低時，在打進(jìn)70%的炮泥后，讓其在爐門內(nèi)燒結(jié)10秒左右的時間，然后將剩余的20%的炮泥打入孔道，由于先前打進(jìn)的泥強(qiáng)度提高，促使后打進(jìn)的泥壓力自然提升，從而保證了燒結(jié)強(qiáng)度，提高了抗鐵水侵蝕性能，使出鐵時間得以提高。有了合適的打泥量和打泥壓力，出鐵時間和出鐵狀態(tài)長期維持在一個良好的狀態(tài)，而在泥炮恒溫系統(tǒng)的作用下，確保了堵口時炮泥的打泥壓力合適，能保證炮泥順利打進(jìn)孔道。 （2）穩(wěn)定打泥量 穩(wěn)定的打泥量主要是基于對泥包的維護(hù)，一方面維持泥包的穩(wěn)定對于爐門兩側(cè)的側(cè)壁溫度高的點位起到一定的保護(hù)作用，減少鐵水對其的侵蝕；另一方面泥包的穩(wěn)定確保了出鐵時間穩(wěn)定。在這方面，嚴(yán)格執(zhí)行出鐵制度，統(tǒng)一四班的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，要求每一爐次打泥量在220L左右，且上下調(diào)節(jié)浮動不超過±10L，確保打泥量的穩(wěn)定。 4 長期休風(fēng)后復(fù)風(fēng)爐前操作
高爐長期休風(fēng)后復(fù)風(fēng),爐況的恢復(fù)進(jìn)程快慢取決于爐能否及時將爐的涼渣鐵排放出來。 （1）休風(fēng)前要大噴鐵口，確保渣鐵出凈，同時控制好堵口泥量，休風(fēng)前減風(fēng)出鐵，爐內(nèi)壓力降低，適當(dāng)降低打泥量，控制在100L左右。 （2）復(fù)風(fēng)后第一爐次鐵選用渣鐵溝短的場次出鐵，大鉆頭（65mm或70mm）確保涼渣鐵排放順暢 。 （3）復(fù)風(fēng)后第一爐次鐵的開口時間要以爐內(nèi)恢復(fù)狀況為準(zhǔn)不宜過早，通過入爐風(fēng)量達(dá)到4500m3/min出第一爐次鐵，料批4-5批料，防止?fàn)t內(nèi)存鐵量少造成鐵口大噴使主溝和渣鐵溝淤積，影響恢復(fù)進(jìn)度。 （4）視爐況恢復(fù)，風(fēng)量大小及時投入第二個場次進(jìn)行出鐵，根據(jù)爐內(nèi)恢復(fù)情況掌握的出鐵節(jié)奏，待兩場的出鐵均超過三個爐次，主溝和撇渣器無凝筑危險時，投入第三個場，開始正常節(jié)奏出鐵。 （5）對長期悶爐和降料面高爐復(fù)風(fēng)，爐前采用先致裂爆破的方式來打通風(fēng)口與鐵口之間的通道，再采取埋氧槍技術(shù)，大噴鐵口，確保了復(fù)風(fēng)后渣鐵排放順利。 5 技術(shù)進(jìn)步效果
首鋼股份4000m3高爐通過多年的不斷探索與創(chuàng)新，爐前操作技術(shù)取得了長足的進(jìn)步，爐前出鐵實現(xiàn)了均勻穩(wěn)定，爐前各項操作指標(biāo)都取得了長足的進(jìn)步，主要的技術(shù)指標(biāo)見表1。
6 結(jié)語
通過對出鐵模的改進(jìn)，極大地改善了爐前作業(yè)的狀況。預(yù)鉆及分段式開口技術(shù)的應(yīng)用，穩(wěn)定打泥量及打泥壓力，有效的保證了爐門狀態(tài)的穩(wěn)定。倒場制度化、標(biāo)準(zhǔn)化的制定，有效的減少了倒場對爐況的影響。長期休風(fēng)后出鐵的操作完善，確保了復(fù)風(fēng)后渣鐵排放順利，為爐況恢復(fù)提供了有力保障。 7 參考文獻(xiàn)
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