聞一帆，劉 曉
（萊蕪鋼鐵集團(tuán)銀山型鋼有限公司，山東 萊蕪 271104）
摘 要：萊鋼2#1 880 m3高爐于2018年7月12日點(diǎn)火投產(chǎn)，從選擇開(kāi)爐料及其填充方式、提高烘爐效果、開(kāi)爐初始制度和加風(fēng)節(jié)奏以及送風(fēng)過(guò)程中的爐熱爐況調(diào)整等方面優(yōu)化開(kāi)爐過(guò)程中的爐溫平衡，取得了良好的效果。開(kāi)爐第6次鐵水溫度達(dá)到1 500 ℃，后續(xù)的降硅過(guò)程平穩(wěn)進(jìn)行，第13次出鐵時(shí)鐵水硅降至1.0％以下。從開(kāi)爐準(zhǔn)備和點(diǎn)火送風(fēng)2個(gè)階段介紹了萊鋼2# 1 880 m3高爐開(kāi)爐過(guò)程中的爐溫平衡操作和實(shí)際效果。
關(guān)鍵詞：高爐；爐溫；布料制度；風(fēng)溫
1 前 言
萊鋼 2#1 880 m3 高爐于 2018 年 3 月 15 日實(shí)施18 h 計(jì)劃?rùn)z修，期間為加強(qiáng)對(duì)碳磚侵蝕情況的監(jiān)控，在爐底加裝電偶，發(fā)現(xiàn)溫度達(dá)到930 ℃，經(jīng)研究決定實(shí)施高爐大修。原計(jì)劃 122 d，實(shí)際 119 d，于2018 年 7 月 12 日 18：16 點(diǎn)火開(kāi)爐。開(kāi)爐后 50 h 風(fēng)量4 000 m3 /min，實(shí)現(xiàn)全風(fēng)作業(yè)，3 d實(shí)現(xiàn)日達(dá)產(chǎn)，利用系數(shù)2.27，產(chǎn)量4 270.16 t。開(kāi)爐期間的爐溫平衡控制出色，為高爐快速達(dá)產(chǎn)奠定了良好的基礎(chǔ)。
2 開(kāi)爐準(zhǔn)備階段
開(kāi)爐準(zhǔn)備階段主要有開(kāi)爐料的選擇、烘爐、開(kāi)爐料的填充以及高爐初始制度的選擇等，開(kāi)爐料需要保證開(kāi)爐后爐內(nèi)充分升溫，保證初渣鐵的溫度和流動(dòng)性。制定正確的高爐填充料裝入方案和高爐初始制度，是在高爐送風(fēng)初期形成合理的軟熔帶保持良好爐況的基礎(chǔ)，是高爐順利開(kāi)爐的關(guān)鍵［1］。烘爐的目的是緩慢蒸發(fā)高爐內(nèi)耐火材料砌體內(nèi)的水分，提高砌體整體強(qiáng)度，烘爐的效果一定程度上影響開(kāi)爐初期的熱量平衡。
2.1 開(kāi)爐料選擇
本次開(kāi)爐借鑒1#1 880 m3 開(kāi)爐經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)爐料分9段裝入，開(kāi)爐料的總焦比3.5 t/t。第1段裝干渣、鋪底焦和硬雜木；第2段裝凈焦；第3段裝空焦；第4～9段裝正常料，礦焦比平穩(wěn)過(guò)渡。第6段金屬料負(fù)荷分配按照由下到上0.6、0.8、1.2、1.6、2.0、2.2，九段負(fù)荷料焦比 2 780～758 kg/t，全爐渣比＞800 kg/tFe，正常料爐渣堿度為1.05，空焦堿度1.1，全爐堿度 0.8。本次開(kāi)爐料結(jié)構(gòu)為：燒結(jié)礦 75％，球團(tuán)礦25％。填充料在爐內(nèi)落下距離長(zhǎng)，易粉化，為此對(duì)開(kāi)爐填充料的質(zhì)量有一定的要求，同時(shí)要求篩分干凈，入爐粉末少，稱量時(shí)礦石的排出速度控制在合適范圍。開(kāi)爐前提前將燒結(jié)礦倉(cāng)1#～4# 全部更換為單層篩，焦炭15#、16# 更換為30 mm振篩。
2.2 烘爐效果
萊鋼2#1 880 m3 高爐本次大修爐缸爐底為濕砌超微孔碳磚，采用美固美特澆注料整體澆筑代替原陶瓷杯墊，本次烘爐重點(diǎn)是爐缸、爐底的澆筑料及碳泥里的水分。由于沒(méi)有烘爐經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，按照升溫、恒溫、再升溫、再恒溫和降溫幾個(gè)階段的烘爐模式，同時(shí)根據(jù)本次爐缸砌筑與澆筑情況，延長(zhǎng)150 ℃恒溫段至60 h，后因煉鋼檢修滯后，600 ℃恒溫段由72 h延長(zhǎng)至102 h，總烘爐時(shí)間由8.75 d延長(zhǎng)至10 d19 h。烘爐結(jié)束時(shí)廢氣取樣結(jié)果烘爐水分與大氣水分差值在1 g/m3 之內(nèi)，達(dá)到烘爐要求［2］。
本次烘爐嚴(yán)格按照烘爐曲線進(jìn)行烘爐，烘爐結(jié)束后檢查爐缸澆筑情況，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)裂紋，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)料子脫落現(xiàn)象；烘爐期間進(jìn)行灌漿作業(yè)，灌漿結(jié)束后，在封板以上（標(biāo)高5.8 m）及4層冷卻壁中部各開(kāi) 4 個(gè)排水排汽孔，防止灌漿料糊堵排氣孔，烘爐期間水汽有效排除，開(kāi)爐后風(fēng)口帶仍有水流排出；開(kāi)爐后爐底封板四周及附近排水排汽孔有煤氣火，鑒于本次烘爐排水排汽情況，如有類似澆筑爐缸烘爐可以磚襯表面埋設(shè)的熱電偶溫度為準(zhǔn)，風(fēng)溫為參照，烘爐時(shí)送風(fēng)比不能超過(guò)0.6。
2.3 開(kāi)爐料填充
萊鋼 2#1 880 m3 高爐在爐料填充初期，為保證裝入爐料不碰撞爐墻，凈焦按16°、空焦按22°進(jìn)行固定傾角旋轉(zhuǎn)布料。為了填平中心，保證料面平整，中心略高，最后1批凈焦（即第25批凈焦）按照10°布在中心位置；最后1批空焦（即第18批空焦）改為凈焦按照10°布在中心位置。凈焦和空焦布完后，為了得到較好的料面形狀，采用多角度多環(huán)布料裝入焦炭，把爐料鋪開(kāi)，調(diào)節(jié)料流閥開(kāi)度控制布料圈數(shù)在10～12圈，當(dāng)料線到6 m時(shí)，根據(jù)實(shí)際料面情況調(diào)整布料檔位，逐漸形成最終理想的料面形狀。本次裝料為確保布料均勻、料面平整，按要求凈焦、空焦每6罐倒1次β正反轉(zhuǎn)，金屬料每2批倒1次β正反轉(zhuǎn)，從最終料面形狀來(lái)看，料面均勻，東北方向料線相差最深不超過(guò)1 m。
2.4 開(kāi)爐初始制度的選擇
萊鋼2#1 880 m3 高爐開(kāi)爐復(fù)風(fēng)堵10個(gè)風(fēng)口，18個(gè)風(fēng)口送風(fēng)，風(fēng)口面積0.217 m2，初始風(fēng)量為1 800 m3/ min，風(fēng)溫為850 ℃，結(jié)合布料測(cè)試結(jié)果，并參照萊鋼1#1 880 m3 高爐開(kāi)爐的布料制度設(shè)定初始布料制度。
3 送風(fēng)過(guò)程中的爐溫平衡
送風(fēng)后最重要的是盡快提高爐缸溫度，使初渣具有相當(dāng)高的溫度及良好的流動(dòng)性，易于排出。送風(fēng)初期爐內(nèi)蓄熱不充分，考慮到可能發(fā)生突發(fā)事故引起高爐休風(fēng)，要根據(jù)蓄熱情況慎重增加負(fù)荷，鐵水溫度高低是爐內(nèi)蓄熱狀況的最可靠表征。萊鋼2#1 880 m3 高爐通過(guò)控制加風(fēng)節(jié)奏、調(diào)節(jié)風(fēng)溫、調(diào)整負(fù)荷平衡送風(fēng)后的爐溫，同時(shí)嚴(yán)格管控送風(fēng)過(guò)程中的爐況，有變化及時(shí)調(diào)整，確保爐況的穩(wěn)定運(yùn)行。
3.1 加風(fēng)節(jié)奏
軟熔帶形成之前，該過(guò)程主要進(jìn)行硬雜木燃燒，爐內(nèi)物料預(yù)熱，高爐可以接受較快速度加風(fēng)。但是考慮到硬雜木的均勻燃燒，為保證料面均勻下降，避免燃燒過(guò)快造成下部空間騰出過(guò)快導(dǎo)致崩滑料不斷，對(duì)軟熔帶形成出現(xiàn)不利影響，該階段有一個(gè)適當(dāng)?shù)募语L(fēng)速度。軟熔帶一般在送風(fēng)后8～12 h形成，在軟熔帶形成過(guò)程中，煤氣中CO含量出現(xiàn)急劇升高，利用率上升，高爐的壓差不斷升高，易出現(xiàn)連續(xù)崩滑，該階段需減緩加風(fēng)速度或不進(jìn)行加風(fēng)操作。萊鋼 2#1 880 m3 高爐送風(fēng)后在引煤氣之前風(fēng)量維持1 800 m3 /min不變，引煤氣后開(kāi)始開(kāi)風(fēng)口加風(fēng)，原則上每次加風(fēng)不超過(guò)200 m3 /min。優(yōu)先開(kāi)鐵口附近的風(fēng)口，開(kāi)風(fēng)口以實(shí)際風(fēng)速為依據(jù)，實(shí)際風(fēng)速為220～ 260 m/s。開(kāi)爐期間風(fēng)量頂壓的變化趨勢(shì)見(jiàn)表1。
在送風(fēng)后13 h，風(fēng)壓開(kāi)始逐漸上行，透指由24降低至 21.5，最低 21.3，期間未有崩料現(xiàn)象發(fā)生，為過(guò)渡軟熔帶形成，減風(fēng) 200 m3 /min 過(guò)渡。軟熔帶形成之后主要根據(jù)高爐爐況進(jìn)行加風(fēng)，同時(shí)平衡好爐熱狀態(tài)。當(dāng)高爐順行、風(fēng)壓在合適的水平、下料均勻、無(wú)管道或懸料等異常情況，可適當(dāng)加快加風(fēng)節(jié)奏。出首次鐵后的加風(fēng)速度需結(jié)合爐前作業(yè)情況進(jìn)行。本次軟熔帶形成后爐內(nèi)透指持續(xù)偏低，開(kāi)風(fēng)口加風(fēng)減慢進(jìn)行。送風(fēng)后 19 h 透氣性改善，開(kāi)始逐步開(kāi)風(fēng)口加風(fēng)，送風(fēng)后 20 h，開(kāi)風(fēng)口 4個(gè)，風(fēng)量最大 2 700 m3 /min，至首次鐵前共 22 個(gè)風(fēng)口送風(fēng)。
萊鋼2#1 880 m3 高爐在軟熔帶形成后平均每小時(shí)風(fēng)量增加200 m3 /min。從開(kāi)爐實(shí)績(jī)看，本次開(kāi)爐加風(fēng)速度在軟熔帶形成之前偏快，造成高爐風(fēng)壓高，在今后的開(kāi)爐加風(fēng)時(shí)可放緩前期加風(fēng)速度，根據(jù)爐溫實(shí)際情況可加快20 h后的加風(fēng)速度。
3.2 風(fēng)溫的調(diào)整
開(kāi)爐初期風(fēng)溫的使用有利于快速加熱爐缸，萊鋼 2#1 880 m3 高爐開(kāi)爐時(shí)初始風(fēng)溫為 850 ℃，之后按照一定節(jié)奏提高風(fēng)溫。在軟熔帶形成期間，風(fēng)溫暫時(shí)維持；確認(rèn)爐況穩(wěn)定順行后，按照計(jì)劃速度逐步增加風(fēng)溫 ；開(kāi)爐 3 d 后風(fēng)溫穩(wěn)定到（1 150±10）℃，5 d后風(fēng)溫達(dá)到（1 200±10）℃，風(fēng)溫穩(wěn)定后有利于綜合負(fù)荷的穩(wěn)定，保證鐵水熱量。開(kāi)爐期間風(fēng)口數(shù)量和風(fēng)量、風(fēng)溫對(duì)應(yīng)情況見(jiàn)表2。
3.3 負(fù)荷及布料制度調(diào)整
7月13日引煤氣后第8批料焦比由758 kg/t調(diào)整為665 kg/t，金屬料負(fù)荷2.6 kg/tFe；第23批將焦比調(diào)整為580 kg/t；第29批開(kāi)始每批配加錳礦500 kg；56批料后停配錳礦。14日第16批焦比調(diào)整為530kg/t，33批開(kāi)始每批配加錳礦500 kg 。14日夜班風(fēng)溫1 000～1 050 ℃，燃料比按643 kg/t進(jìn)行平衡；白班風(fēng)溫 1 000～1 045 ℃，燃料比按 590 kg/t 進(jìn)行平衡，火焰溫度2 200～2 250 ℃，風(fēng)速220～240 m/s。7月13日第10批，期間為疏導(dǎo)中心氣流，將中心圈焦炭加到7圈。14日33批為控制邊緣氣流，繼續(xù)疏導(dǎo)中心氣流將料制調(diào)整為：C。第 116 批焦比調(diào)整為 420 kg/t，配料堿度 1.29，配料 Si 0.7%，燃料比530 kg/t，基本接近正常生產(chǎn)水平。開(kāi)爐期間 12— 15日詳細(xì)裝料情況見(jiàn)表3。
3.4 爐況調(diào)整
送風(fēng)過(guò)程中沒(méi)有進(jìn)行大幅度的氣流調(diào)整，說(shuō)明本次開(kāi)爐的初始制度選擇合理，但開(kāi)爐過(guò)程中仍出現(xiàn)了風(fēng)壓高的現(xiàn)象，送風(fēng)過(guò)程中主要出現(xiàn)兩次持續(xù)高風(fēng)壓：第一次是送風(fēng)初期軟熔帶形成過(guò)程中的透氣性變差導(dǎo)致壓差逐漸上升。通過(guò)控制風(fēng)量和調(diào)整料制，待軟熔帶形成后，風(fēng)壓逐漸降低。第二次是爐前作業(yè)不理想、爐缸儲(chǔ)渣鐵量多導(dǎo)致。西鐵口深，東鐵口淺，時(shí)間持續(xù)2 d，2場(chǎng)出鐵量不均勻，西鐵口出鐵速度偏低，有鐵后憋風(fēng)現(xiàn)象。開(kāi)爐初期因爐溫高、渣量大，給渣處理系統(tǒng)帶來(lái)較大壓力，因渣處理故障埋皮帶造成未噴堵口一次。
4 開(kāi)爐爐溫平衡效果
7月13日11：40東鐵口煤氣火逐漸減小，渣糊堵，累計(jì)風(fēng)量158 萬(wàn)m3。12：28東鐵口燒開(kāi)后噴鐵花、噴渣，堵口。13：35西鐵口渣糊堵后燒開(kāi)，噴渣鐵和焦炭，堵口。15：10-15：17西場(chǎng)出第1爐鐵，出鐵約3 t，出渣約6 t，爐溫3.647%，累計(jì)風(fēng)量202.9 萬(wàn)m3，渣鐵量少放火渣。17：00-18：02西場(chǎng)出第2爐鐵，出鐵約30 t，出渣約50 t，爐溫4.189%，熱量最高1 421 ℃。19：36-20：02東場(chǎng)出第3爐鐵，投用撇渣器，出鐵約 80 t，渣50（t ?；?，爐溫3.798%，鐵水熱量1 405 ℃，渣鐵流動(dòng)較好。本次開(kāi)爐爐溫在控制范圍內(nèi)，與配料計(jì)算爐溫相適應(yīng)，由于硫磺稍高鐵水熱量不足，隨金屬料堿度逐漸作用，鐵水硫磺降低，熱量逐步升高。14日8：25西場(chǎng)第7次開(kāi)口鐵水溫度維持在1 510 ℃ 以上。東場(chǎng)第9次開(kāi)口后，爐溫基本穩(wěn)定在1.2%以下，開(kāi)始計(jì)算爐次，高爐進(jìn)入爐溫調(diào)整階段。
5 結(jié) 語(yǔ)
高爐開(kāi)爐的爐溫水平是爐料結(jié)構(gòu)和品質(zhì)、實(shí)際烘爐效果、爐料填充方式、合理的開(kāi)爐操作制度和開(kāi)爐過(guò)程爐熱平衡以及送風(fēng)過(guò)程中爐況順行的綜合結(jié)果，出鐵后的降硅過(guò)程則根據(jù)實(shí)際爐溫情況，通過(guò)提高產(chǎn)量和負(fù)荷，用風(fēng)溫和噴煤進(jìn)行平衡。萊鋼2#1 880 m3 高爐開(kāi)爐首次鐵水溫度和降硅過(guò)程表明，在開(kāi)爐過(guò)程中爐溫平衡各環(huán)節(jié)均得到有效控制，配合良好，可供此類型高爐開(kāi)爐參考和借鑒。
參考文獻(xiàn)：
［1］ 朱勇軍.寶鋼4號(hào)高爐（二代）開(kāi)爐爐溫平衡實(shí)踐［J］.寶鋼技術(shù)，2016（1）：36-40.
［2］ 劉振均.寶鋼大型高爐的開(kāi)爐操作［J］.煉鐵，2005（9）：50-53.