戶魯超  鄭偉

（中天鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司）

摘要：中天鋼鐵第一煉鐵廠3號(hào)高爐正常生產(chǎn)時(shí)爐況穩(wěn)定順行，但高爐計(jì)劃?rùn)z修爐況恢復(fù)時(shí)周期較長(zhǎng)，且操作反復(fù)、懸料頻繁出現(xiàn)，恢復(fù)至正常生產(chǎn)時(shí)間普遍在12小時(shí)以上，對(duì)高爐煉鐵成本及產(chǎn)量影響較大。通過(guò)對(duì)休風(fēng)料單的優(yōu)化及爐外的精心準(zhǔn)備，精心操作、優(yōu)化操作制度以及有效爐體維護(hù)技術(shù)可以在休風(fēng)后快速恢復(fù)爐況，復(fù)風(fēng)后6h全風(fēng)全氧。主要方法是：做好前期準(zhǔn)備工作；休風(fēng)時(shí)出凈渣鐵，做好爐缸保溫缸工作，適當(dāng)控制水壓、水量及頂溫；復(fù)風(fēng)時(shí)處理好風(fēng)量、趕料線、調(diào)整好熱風(fēng)溫度，抓好首次出鐵工作。本文就著重對(duì)休復(fù)風(fēng)相關(guān)操作進(jìn)行闡述，總結(jié)分析休復(fù)風(fēng)的成功之處和存在的問(wèn)題，不斷總結(jié)優(yōu)化，為今后的高爐快速恢復(fù)提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞： 高爐；計(jì)劃?rùn)z修；復(fù)風(fēng)

1  前言

中天鋼鐵3號(hào)高爐有效容積510m³，于2018年12月24日中修后開爐投產(chǎn)，爐缸直徑4581mm、5292mm、5844mm，設(shè)計(jì)風(fēng)口16個(gè)、1個(gè)鐵口，3座頂燃式熱風(fēng)爐（送風(fēng)采用兩燒一送），重力除塵和布袋除塵系統(tǒng)TRT余壓發(fā)電技術(shù)，采用料車上料，串罐無(wú)料鐘爐頂設(shè)備，高爐本體冷卻采用工業(yè)開路循環(huán)。2021年鋼鐵行業(yè)受益于市場(chǎng)紅利，整體效益上升，這對(duì)煉鐵高爐提出了更高的要求，各高爐在產(chǎn)量上要求嚴(yán)格，尋找突破，由于3^#高爐風(fēng)機(jī)能力有限且運(yùn)行穩(wěn)定性較差，高爐在實(shí)際生產(chǎn)中如履薄冰，在面對(duì)新的挑戰(zhàn)下，3號(hào)高爐在長(zhǎng)期穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)上，結(jié)合原燃料及外圍水平，通過(guò)優(yōu)化高爐操作制度，強(qiáng)化設(shè)備管理，可以在計(jì)劃?rùn)z修休風(fēng)后快速恢復(fù)爐況。

2  休風(fēng)操作及要點(diǎn)分析

2.1  選擇合適的爐溫

高爐爐溫太低休風(fēng)，容易造成風(fēng)口灌渣，對(duì)于高爐爐況快速恢復(fù)不利。休風(fēng)前【Si】: 不低于0.40，物理熱大于1480℃（2021年休風(fēng)參數(shù)見(jiàn)下圖），渣鐵流動(dòng)性好，物理熱充沛，可以保證送風(fēng)后爐缸有足夠的熱量，便于高爐在較短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常水平。

圖1  休風(fēng)前鐵水化學(xué)熱及物理熱

2.2  避免爐況不順時(shí)休風(fēng)

如果高爐有虧料線或連續(xù)塌滑料現(xiàn)象，在條件允許的情況下，要要盡量及時(shí)調(diào)整等到爐況好轉(zhuǎn)后進(jìn)行休風(fēng)操作。

2.3  出盡渣鐵

休風(fēng)前出盡渣鐵是高爐爐況快速恢復(fù)必要條件。渣鐵出不凈，除了休風(fēng)易灌風(fēng)口外，更重要的是爐缸下部空間騰不出來(lái)，焦炭不能及時(shí)填充，不利于快速恢復(fù)。為了出凈渣鐵，最后一爐可以開大鐵口，休風(fēng)前計(jì)算實(shí)際出鐵量與理論出鐵量的差值。

2.4  爐缸保溫工作

休風(fēng)前安排看水工對(duì)高爐水系統(tǒng)全面檢查一遍，尤其風(fēng)口套，如有損壞，及時(shí)報(bào)備處理；休風(fēng)開倒流閥后，用有水炮泥迅速封堵小套，待風(fēng)口作業(yè)后也要及時(shí)封堵小套并關(guān)閉大小蓋板，以保存爐缸熱量;同時(shí)減少高爐循環(huán)水量，休風(fēng)2小時(shí)水壓減至70%，6小時(shí)后降至50%，減少熱量損失。合理控制頂溫，一般控制在≥300℃，便于點(diǎn)火。

3  復(fù)風(fēng)操作

3.1  禁止小風(fēng)量操作

計(jì)劃?rùn)z修時(shí)間長(zhǎng)，復(fù)風(fēng)時(shí)視情堵部分風(fēng)口，由于爐缸工作較好可以隔3、4個(gè)風(fēng)口堵一個(gè)，由于3#高爐是單鐵口，為保證合理送風(fēng)狀態(tài)一般堵鐵口兩側(cè)和鐵口對(duì)面的風(fēng)口（4#、8#、12#）其它風(fēng)口全開。復(fù)風(fēng)花堵風(fēng)口的目的一是有利于煤氣流的合理分布、二是有利于開通中心、三是有利于快速恢復(fù)。再具體操作時(shí)，視邊緣相對(duì)發(fā)展情況，高爐制定下限風(fēng)壓160kPa（全風(fēng)290kPa），待爐況逐漸好轉(zhuǎn)，視風(fēng)壓數(shù)據(jù)逐漸開風(fēng)口，這樣有利于減少爐墻溫度波動(dòng)并有利于開通中心氣流，為快速恢復(fù)爐況起到積極作用。

3.2  料線

在恢復(fù)爐況過(guò)程中，由于料線深，趕料線會(huì)引起頂溫下降，影響干法除塵此時(shí)大風(fēng)量提高頂溫效果好，料線深時(shí)，布料矩陣相應(yīng)調(diào)整，以發(fā)展邊緣為主，此時(shí)中心壓得過(guò)死，低料線到達(dá)軟熔帶時(shí)風(fēng)壓升高，壓量關(guān)系緊張。爐況恢復(fù)過(guò)程處于慢風(fēng)狀態(tài)，邊沿相對(duì)發(fā)展，此時(shí)，以疏導(dǎo)中心為主利于快速加風(fēng)，頂溫回升快，趕料線時(shí)間短，消除長(zhǎng)期低料線對(duì)高爐的危害。

3.3  合理加風(fēng)、加風(fēng)溫

隨著休風(fēng)料開始反應(yīng)，爐料逐步加熱，爐溫上升，鐵水化學(xué)硅大幅度反彈。應(yīng)根據(jù)爐況走勢(shì)開風(fēng)口，加快恢復(fù)節(jié)奏，提高風(fēng)量、氧氣，降焦比擴(kuò)礦批至正常水平。隨著風(fēng)量的提高，爐溫不會(huì)很快上升，操作上分階段加風(fēng)溫，每次10℃往梯層次使用風(fēng)溫，視爐缸狀態(tài)合理使用風(fēng)溫。

3.4  布料矩陣

復(fù)風(fēng)后根據(jù)爐內(nèi)氣流實(shí)際情況，確定合理裝料方案，防止中心過(guò)死，減小礦批疏導(dǎo)中心。中心和邊緣都重時(shí)，影響爐況走勢(shì)，適當(dāng)發(fā)展邊緣氣流。

3.5  爐外出鐵

由于長(zhǎng)時(shí)間休風(fēng)，爐內(nèi)爐料處于低溫狀態(tài)，爐缸虧熱嚴(yán)重。此時(shí)應(yīng)根據(jù)風(fēng)量大小、復(fù)風(fēng)時(shí)間打開鐵口，為保證合適流動(dòng)性，鐵口應(yīng)開大，及時(shí)出盡冷渣鐵為快速恢復(fù)爐況創(chuàng)造條件，復(fù)風(fēng)后加強(qiáng)新上線設(shè)備點(diǎn)檢。

4  3號(hào)高爐爐況恢復(fù)操作實(shí)例

9月7日，3#高爐計(jì)劃?rùn)z修20小時(shí)，實(shí)際休風(fēng)19小時(shí)28min，主要檢修項(xiàng)目有：周期更換更換4個(gè)波紋管（3#.5#.12#.13#）1#.2#.3#.4#.6#.7#.8#.10#.11#.12#.16#小套；6#、12#中套，直吹管更換3只。上下密開蓋檢查、更換熱風(fēng)爐煤氣管道、更換西料車，收東西鋼絲繩，爐前放撇渣器修補(bǔ)大溝等。9月7日6：15鐵口來(lái)風(fēng)大噴，由于天漸亮，高爐減風(fēng)至220kPa控制煙塵繼續(xù)出渣鐵，6:30出最后一爐鐵堵口，實(shí)際出鐵量118.4t、理論鐵量96.4t，賺鐵21.6t，高爐休風(fēng)開始檢修工作。9月8日1:58高爐復(fù)風(fēng)投產(chǎn)，送風(fēng)后62min，高爐熱風(fēng)壓力155kPa、風(fēng)量1375m³/min，壓量關(guān)系較為緊張，隨著入爐風(fēng)量的發(fā)揮作用，再加至風(fēng)口凈焦的反應(yīng)，煤氣體積開始膨脹，高爐探尺呆滯，探尺顯示西3.35米，高爐于8日3：15打開鐵口（無(wú)斷漏燒，鐵口深度2.0米），3：05爐內(nèi)壓力有155kPa掉至150kPa，爐內(nèi)塌料西4.96米，后煤氣分布逐步合理，四點(diǎn)偏差值縮小，壓量關(guān)系緩解，高爐見(jiàn)機(jī)逐步加風(fēng)，壓量關(guān)系合適，隨著爐外不斷的渣鐵排出，高爐料柱透氣性明顯好轉(zhuǎn)，料線走深至4m內(nèi)，爐內(nèi)迅速加風(fēng)加壓擴(kuò)礦批趕料線操作。因17193爐次爐外出鐵節(jié)奏慢，鐵水熱量差使得爐內(nèi)存在憋渣現(xiàn)象，又因17194爐次鐵水罐兌罐50分鐘，爐溫上行，高爐壓量關(guān)系緊張，探尺打橫，頂溫偏高出現(xiàn)懸料征兆，高爐于6：43風(fēng)壓由220kPa減至95kPa，高爐塌料5.5米，后續(xù)加強(qiáng)爐外加快出鐵節(jié)奏控制，逐漸恢復(fù)參數(shù)，整體來(lái)說(shuō)爐況恢復(fù)一般，受外在因素影響較大，降硅操作無(wú)反復(fù)。

圖2   3號(hào)高爐檢修前后經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)及部分操作指標(biāo)對(duì)比

4.1休風(fēng)操作及要點(diǎn)分析

4.1.1休風(fēng)前爐況

9月7日檢修前，3號(hào)高爐整體走勢(shì)一般連續(xù)兩月發(fā)生多起非計(jì)劃休風(fēng)換套事故(7#風(fēng)口小套自8月26日發(fā)現(xiàn)漏水，一直在控水生產(chǎn))，并適當(dāng)放邊便于恢復(fù)爐況，考慮檢修前高爐爐缸狀態(tài)一般，為改善料柱透氣性，高爐減少煤量，控煤比操作，同時(shí)高爐堅(jiān)持全風(fēng)操作，穩(wěn)定爐溫硫磺及堿度，確?；钴S爐缸，休風(fēng)前最后一爐鐵【Si】0.33、【S】0.022，鐵水物理熱1490℃，爐缸狀態(tài)活躍，符合休風(fēng)條件。

圖3    3號(hào)高爐9月3日至休風(fēng)前鐵水物理熱趨勢(shì)圖

圖4   3號(hào)高爐9月3日至休風(fēng)前鐵水化學(xué)熱趨勢(shì)圖

4.1.2休風(fēng)料

休風(fēng)料的作用：送風(fēng)后，輕負(fù)荷減少爐缸熱量消耗，提高高爐下部的熱狀態(tài)；有利于增加軟熔帶焦窗的厚度，利于送風(fēng)后快速加風(fēng)；有利于減少因送風(fēng)后降風(fēng)溫、不能及時(shí)噴煤引起的高爐熱制度波動(dòng)。

1．9月7日6：30休風(fēng)，計(jì)劃約20小時(shí)，夜班安排好出鐵時(shí)間，確保休風(fēng)。

2.  9月6日8:00調(diào)整原料配比68%燒結(jié)礦+22%球團(tuán)+10%塊礦

3．9月6日20：00調(diào)整負(fù)荷，煤比按130kg/t，（注意兩小時(shí)后煤量、富氧的控制）調(diào)整原料配比73%燒結(jié)礦+22%球團(tuán)+5%塊礦.

4．1:00依據(jù)當(dāng)時(shí)實(shí)際爐溫調(diào)整負(fù)荷并加凈焦2t(實(shí)際加了4批500kg)，確保休風(fēng)前末次鐵爐溫0.4%~0.6%，不宜過(guò)高，不利恢復(fù)，根據(jù)氣流情況將礦角同退0.5度，疏松邊緣氣流，便于爐況快速恢復(fù)。

5.  2：10開始加休風(fēng)料R2:1.10—1.15（根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，原則上正常合適堿度下調(diào)5個(gè)點(diǎn)）[Si]按1.0校正堿度.

正常料5批（[Si]按1.2校正堿度.）后凈焦20000kg蛇紋石2t  、硅石1.5t   (注意焦碳r角度的調(diào)節(jié)，約3點(diǎn)左右下)

正常料8批（[Si]按1.2校正堿度.）后凈焦12000k硅石1t、蛇紋石1tt

正常料8批（[Si]按1.0校正堿度.）后加焦8000kg 硅石1t 、蛇紋石500kg

休風(fēng)正常料：燒結(jié)11650kg+球團(tuán)3500kg+塊礦850kg+硅石400g+蛇紋石50kg(負(fù)荷3.30)

4.1.3休風(fēng)操作

9月6日夜班，爐況穩(wěn)定，堿度適中，爐外鐵口維護(hù)可，渣鐵相對(duì)可以出盡，爐內(nèi)壓量關(guān)系穩(wěn)定。最后一爐鐵打開鐵口10min來(lái)渣，于6：15來(lái)風(fēng)因天漸亮，考慮環(huán)保壓力，高爐減壓至220kPa繼續(xù)觀察放渣出鐵情況，由于爐內(nèi)低壓爐外渣鐵流量變小，高爐做休風(fēng)操作。

圖5   3#高爐休風(fēng)操作曲線

     圖6  3#高爐料線及頂溫趨勢(shì)

4.2送風(fēng)操作要點(diǎn)分析

4.2.1送風(fēng)操作

9月8日1：58，接相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)通知，高爐具備復(fù)風(fēng)條件，高爐堵4#8#12#風(fēng)口送風(fēng)，本次復(fù)風(fēng)考慮盡快活躍爐缸及改善料柱透氣性，第一爐鐵前就把風(fēng)壓加至155kpa、風(fēng)量1350m³/min，（本次堵3個(gè)風(fēng)口，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)選擇復(fù)風(fēng)熱壓160kpa），起初壓量關(guān)系合適，由于快速加風(fēng)節(jié)奏，必須提前準(zhǔn)備開口，才能達(dá)到爐內(nèi)與爐外操作相匹配，但爐前考慮新澆筑大溝及撇渣器大梁，不可過(guò)早開口。因17193爐次爐外出鐵節(jié)奏慢，鐵水熱量差使得爐內(nèi)存在憋渣現(xiàn)象，又因17194爐次鐵水罐兌罐50分鐘，爐溫上行，高爐壓量關(guān)系緊張，探尺打橫，頂溫偏高出現(xiàn)懸料征兆，高爐于6：43風(fēng)壓由220kpa減至95kpa，高爐塌料5.5米，后續(xù)加強(qiáng)爐外加快出鐵節(jié)奏控制，逐漸恢復(fù)參數(shù)，整體來(lái)說(shuō)爐況恢復(fù)一般，受外在因素影響較大，降硅操作無(wú)反復(fù)。

圖7   3#高爐爐況恢復(fù)過(guò)程捅風(fēng)口情況

圖8   3#高爐爐況恢復(fù)過(guò)程操作參數(shù)

圖9   3#高爐送風(fēng)操作曲線

圖10   3#高爐趕料線操作

4.3  出渣出鐵

爐況恢復(fù)期間，出渣出鐵順利，能夠及時(shí)排盡渣鐵有利于爐況恢復(fù)，分析原因如下：

（1） 確保合理的熱制度及造渣制度，保證第一爐渣鐵流動(dòng)性良好，降低爐渣粘度，同時(shí)送風(fēng)后爐溫、爐渣堿度保持在合適水平，也有利于渣鐵流動(dòng)性可加快爐況恢復(fù)。

（2） 保持合理的出鐵間隔，恢復(fù)前料速慢，風(fēng)量水平低，出鐵時(shí)間過(guò)短會(huì)帶來(lái)出鐵時(shí)間短，不利于爐前出鐵，有結(jié)死撇渣器可能，間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)造成爐內(nèi)憋壓，不利于高爐恢復(fù)，根據(jù)爐況走勢(shì)，選擇時(shí)機(jī)開口，既保證每次出鐵時(shí)間，又能避免高爐憋風(fēng)。

（3） 爐況恢復(fù)前期以出好鐵、不斷騰出下料空間為目的，進(jìn)行靈活的爐前操作，爐前根據(jù)爐內(nèi)風(fēng)量水平，不斷加快出鐵節(jié)奏，必要時(shí)走安全溝，盡快活躍爐缸及改善料柱透氣性。

圖11    3#高爐爐況恢復(fù)過(guò)程出渣出鐵

4.4  強(qiáng)化冶煉

9月8日3：05爐內(nèi)壓力有155kpa掉至150kpa，爐內(nèi)塌料西4.96米，后煤氣分布逐步合理，高爐開始加風(fēng)加壓，同時(shí)擴(kuò)大礦批，降低焦比，9月8日10:00礦批擴(kuò)大至16.5t、焦炭負(fù)荷上至4.20，焦比降到355kg/t.fe，各項(xiàng)參數(shù)恢復(fù)到檢修前水平。

圖12  3號(hào)高爐爐況恢復(fù)過(guò)程礦批、焦炭負(fù)荷調(diào)整情況

5  效果

3#高爐在每次檢修爐況恢復(fù)中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)提高，后期爐況恢復(fù)過(guò)程中穩(wěn)中求進(jìn)，前期緊張稍有緩慢，目前相比之前爐況恢復(fù)較為順利，降硅操作無(wú)反復(fù)。隨著加風(fēng)加壓各項(xiàng)參數(shù)合適，煤氣分布穩(wěn)定，爐況順行，對(duì)于高爐長(zhǎng)時(shí)間休風(fēng)爐況恢復(fù)，爐內(nèi)技術(shù)措施是基礎(chǔ)，高爐操作是重點(diǎn)，送風(fēng)初期不可避免存在礦批、料制、壓量關(guān)系的不協(xié)調(diào)，稍有不慎極易引起煤氣分布的不穩(wěn)定，造成爐況難行，必須依靠高爐操作進(jìn)行彌補(bǔ)，出第一爐鐵前高爐加風(fēng)、下料必須謹(jǐn)慎，否則極易走入誤區(qū)，造成爐況反復(fù)。

圖13    高爐懸料次數(shù)明顯得到控制

圖14   3#高爐計(jì)劃?rùn)z修爐況恢復(fù)時(shí)間趨勢(shì)圖

6  結(jié)語(yǔ)

高爐計(jì)劃?rùn)z修是高爐生產(chǎn)的必修課，計(jì)劃?rùn)z修爐況恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)短直接影響公司效益，尤其是在目前的生產(chǎn)模式下，深挖降本潛能需要從各方面做工作，縮短爐況恢復(fù)時(shí)間可以有效的節(jié)焦降耗提高產(chǎn)量，對(duì)于高爐長(zhǎng)時(shí)間休風(fēng)爐況恢復(fù)，爐內(nèi)技術(shù)措施是基礎(chǔ)，高爐操作是重點(diǎn)，送風(fēng)初期不可避免存在礦批、料制、壓量關(guān)系的不協(xié)調(diào)，稍有不慎極易引起煤氣分布的不穩(wěn)定，造成爐況難行，必須依靠高爐操作進(jìn)行彌補(bǔ)，出第一爐鐵前高爐加風(fēng)、下料必須謹(jǐn)慎，否則極易走入誤區(qū)，造成爐況反復(fù)。對(duì)此，通過(guò)本次爐況恢復(fù)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)現(xiàn)總結(jié)歸納如下：

（1）、計(jì)劃?rùn)z修休風(fēng)料的選擇尤其重要，凈焦量及酸堿度直接影響爐況恢復(fù)進(jìn)程，即要保證爐缸初期熱量又要達(dá)到快速恢復(fù)爐況的目的。

（2）、高爐長(zhǎng)期休風(fēng)后的送風(fēng)， 頂溫控制是關(guān)鍵，可控制稍高，以增強(qiáng)爐內(nèi)上部料柱透氣性，不可盲目下料、提頂壓（尤其是第一爐，充分考慮料線是否走動(dòng)、下部是否有下料空間），避免連續(xù)下料影響料柱透氣性，使加風(fēng)節(jié)奏變慢，影響爐況恢復(fù)，可通過(guò)控制料線來(lái)控制送風(fēng)初期的頂溫，確保料柱透氣性，為加風(fēng)加壓創(chuàng)造條件。

（3）、高爐長(zhǎng)期休風(fēng)后爐況恢復(fù)應(yīng)以恢復(fù)風(fēng)量為主線，爐內(nèi)盡量通過(guò)技術(shù)措施確保渣鐵流動(dòng)性良好，爐外操作也要以確保高爐風(fēng)量盡快恢復(fù)為核心。

（4）、休風(fēng)前后必須將煤比控制好，改善料柱透氣性，為復(fù)風(fēng)后加風(fēng)加壓提供有利條件，第二爐鐵開始加快爐前出鐵節(jié)奏，不斷排出渣鐵，騰出爐內(nèi)下料空間，迅速加風(fēng)加壓，達(dá)到快速恢復(fù)爐況的目的。

（5）、 休風(fēng)料實(shí)時(shí)調(diào)劑堿度，保證既有熱量又有流動(dòng)性，為爐前出盡渣鐵及減輕工作量提供保障。保證爐前在規(guī)定時(shí)間內(nèi)打開左右，為后續(xù)加風(fēng)提供條件。

參考文獻(xiàn)

[1]  周傳典.高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊(cè)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2002:337-338.

[2]  朱仁量等.寶鋼大型高爐操作與管理[M].第一版.北京：冶金工業(yè)出版社，2015:184.

[3]  唐志宏，莫朝興，雷發(fā)榮.柳鋼高爐高效冶煉技術(shù)的應(yīng)用分析[J].柳鋼科技，2018（2）.5