崔文月， 席 勝， 王 輝

（唐山中厚板材有限公司， 河北 唐山 063600）

摘 要：唐山中厚板材有限公司 2 號高爐受環(huán)保限產(chǎn)影響，于 2021 年 1 月 27 日采用降料面方式燜爐，燜爐后應用噴涂技術(shù)為爐墻造襯，開爐前的準備工作充足、到位，并成立工作組對各種設備實施試車，通過制訂試車方案和應急處置措施來保證設備正常運行，同時采用帶風裝料技術(shù)和鐵口預埋風氧槍技術(shù)，并結(jié)合各種調(diào)劑手段做出適時調(diào)整。實踐表明，高爐開爐雖在前期有些許波折，但總體比較順利，且在不到 2 d 的時間內(nèi)實現(xiàn)全風口作業(yè)，并在短時間內(nèi)將高爐各項指標提升至較高水平，為實現(xiàn)高爐提產(chǎn)打下堅實基礎。

關鍵詞：降料面燜爐；噴涂；帶風裝料；風氧槍

0 引言

唐山中厚板材有限公司 2 號高爐爐容為 1 780 m³，采用皮帶上料、串罐式無鐘爐頂、軟水密閉循環(huán)冷卻、布袋除塵和 TRT 調(diào)壓系統(tǒng)；擁有 24 個風口、2 個鐵口及 3 座頂燃式熱風爐；爐渣處理系統(tǒng)采用底濾法。于2021 年 1 月 10 日停爐大修，為縮短大修工期，采用爐缸到爐腰整體澆筑和爐身噴涂技術(shù)，并按期于 2 月27 日開爐投產(chǎn)。投產(chǎn)后的指標提升很快，但由于全年一直處于環(huán)保限產(chǎn)的狀態(tài)下，2 號高爐一直處于燜爐—開爐循環(huán)狀態(tài)，且總燜爐時間超過 130 d，導致爐缸狀態(tài)受到較大的影響，尤其在 2022 年 1 月 1 日開爐后，爐況恢復比較緩慢，遂公司決定對 1 月 27 日的燜爐采用降料面方式，同時利用此次機會對爐缸以上部分進行噴涂造襯，以延長高爐壽命。經(jīng)過周密的計劃和完善的準備，2 號高爐只用了不足 2 d 的時間就實現(xiàn)了全風口作業(yè)，并在短時間內(nèi)將高爐各項指標提升至較高水平。

1 開爐前的準備工作

1.1 爐缸以上部分的噴涂

噴涂前因爐墻上的黏結(jié)物比較多，如果清理不徹底會影響噴涂效果，在車間與施工單位的密切合作下，清理工作完成得比較徹底，而且此次噴涂制作的鋼筋骨架不同于原先骨架，采用在冷卻壁上先打孔的方式，孔的深度 10 mm，直徑 8 mm，橫向間距 500 mm左右，縱向間距 700 mm 左右，然后將鋼筋短棒插入洞內(nèi)再焊接，最后在短棒的橫向和縱向上焊接鋼筋形成網(wǎng)狀，所用鋼筋均采用直徑為 7 mm 的盤條鋼，鋼筋網(wǎng)距冷卻壁 70~80 mm。如此制作的優(yōu)點比較多：鋼筋網(wǎng)的根部焊接更加牢固，不易脫落；鋼筋網(wǎng)骨架比較粗壯，不容易斷裂；此種網(wǎng)孔比較大的鋼筋網(wǎng)比表面積更小，整體有利于噴涂料與爐墻的黏結(jié)。

1.2 噴涂后的物料清理

噴涂爐墻前，為防止黏結(jié)料和反彈料落入爐缸后與焦炭混合而導致開爐后影響爐缸熱量的蓄積，遂在爐缸料面上嚴密地覆蓋了一層石棉布。待清理黏結(jié)物和反彈料時，非常容易將其與爐料分離，同時，為保證爐缸焦炭的透氣性，爐前人員在有限的時間內(nèi)將爐缸內(nèi)的焦炭盡最大可能地對外清理，最終將料面降至風口中心線以下 1 m 左右，極大地保證了風口前端焦炭的活躍性。

1.3 烘爐和裝料

2 號高爐于 3 月 11 日 19：53 開始送風烘爐，操作人員嚴格按照施工單位所給的烘爐曲線烘爐，于14 日 16：00 準備降溫時開始打壓試漏，試漏結(jié)束進入涼爐階段，由于開爐時間過于緊迫，遂決定在涼爐過程中插風氧槍（于 14 日 20：49 在二場插入風氧槍，于 15 日 00：37 在一場插入風氧槍）和裝料（于 15 日01：03 開始裝料，見表 1）。當時在裝料時兩場的風氧槍已插好，二場方向爐內(nèi)料面已出現(xiàn)火苗，裝料過程中火苗時有時無，待料面覆蓋風口區(qū)域后，料面中心出現(xiàn)穩(wěn)定氣流，從爐內(nèi)攝像可以直觀地看出，爐料中的粉末被部分吹出。04：05 涼爐結(jié)束，在爐內(nèi)繼續(xù)裝料，在爐前開始堵風口，同時對檢查出的爐皮漏點實施補焊措施，于 07：00 具備送風條件。

1.4 設備試車

設備試車的重要意義不言而喻，是高爐開爐成功與否的先決條件。試車前由設備、工藝、安全等部門聯(lián)合組成設備試車小組，并共同制訂試車方案和應急處置措施。

1）單體設備試車：對所屬設備逐一進行單獨試車，出現(xiàn)問題及時安排處理，處理好后重新試車，直至試車成功。單體設備試車成功后，在確保安全和不影響其他設備的情況下至少運行 8 h，并做好相關記錄。

2）系統(tǒng)聯(lián)合試車：單體設備試車成功后可進行該系統(tǒng)的聯(lián)合試車，且連續(xù)運行不小于 8 h，同時做好相關記錄。

3）帶負荷聯(lián)合試車：從裝料開始就進入帶負荷聯(lián)合試車階段，裝料整個過程由試車小組現(xiàn)場保駕，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，并做好記錄，對出現(xiàn)問題的設備設施進行處理的同時對同類設備設施進行集體排查，直至上料完畢，帶負荷聯(lián)合試車正式結(jié)束。

2 開爐過程

開爐過程整體比較順利，送風前期由于風量小、爐缸熱量不足而引起爐缸活躍性差，導致料尺行走不順暢，直至 16 日 02：00 塌料以后，懸料現(xiàn)象減少，隨著爐前出鐵的好轉(zhuǎn)和捅開風口數(shù)目的增多，爐況逐步好轉(zhuǎn)，現(xiàn)對具體調(diào)整過程進行闡述。

2.1 送風制度

于 08：52 對 2 號高爐進行堵 16 號、17 號、18 號、 19 號、20 號和 21 號 6 個風口送風，起步風量為 1 000 m³ /min，標準風速可達 240 m/s，視爐前出鐵和爐況走勢，逐步從兩側(cè)捅風口，風量也隨送風風口的數(shù)目變化而加大（其中捅開 13 號風口時的風量比較小，主要是因為懸料而減風所致），基本保持標準風速在210 m/s 左右，以實現(xiàn)吹透中心的目的，具體捅風時間如表 2 所示。

2.2 出鐵制度

此次開爐采用鐵口預埋風氧槍技術(shù)，主溝采用干式主溝，原計劃提前 24 h 預埋風氧槍，但由于送風時間的確定比較晚，2 號鐵口于 14 日 20：49 埋入，1 號鐵口于 15 日 00：37 埋入，兩場的燃燒狀態(tài)比較好（見圖1），且因為降料面時用 1 號鐵口出鐵，所以在 2 號鐵口處殘余渣鐵比較多。到 15 日 03：17 發(fā)現(xiàn) 2 號鐵口的風氧槍溫度較高，說明熔化的渣鐵已淹沒風氧槍，遂拔槍出鐵，出鐵 2 min 后鐵口大噴，于 03：22 堵口后再次預埋風氧槍。13：31 拔出 2 號場風氧槍，出鐵 9 min 后鐵口大噴堵口，開口時間主要根據(jù)爐前主溝和下渣溝的清理進度來定，確保條件允許的情況下盡可能地排除爐內(nèi)的涼渣涼鐵。15：49 拔出 1 號鐵口的風氧槍，待出凈后堵口，但由于爐缸狀態(tài)較差，爐況走勢不好，渣鐵的流動性差，于 21：20 再次為 2 號鐵口插入風氧槍，23：57 拔槍后，渣鐵流動性良好，隨出鐵爐況狀態(tài)好轉(zhuǎn)，此后正常堵開口，并于 19：27 將鐵水入罐。

17 日 14：00 嘗試打開 1 號鐵口，但鐵口深度燒至 3.5 m 時鐵水仍不能順利流出，當時判斷 1 號鐵口區(qū)域的涼渣鐵較多，且熱量嚴重不足，遂直接堵 口改為 2 號場繼續(xù)出鐵。直至 19 日 21：20 打開 1 號鐵口，鐵水流動性和物理熱都無問題后，正式改為兩場作業(yè)。

2.3 裝料制度

送風前的裝料制度主要是根據(jù)料線的變化而逐步變化的（見表 3），送風開爐后，當料線趕至 5 m 左右時，料制基本采用開放兩道氣流的方式，有 83批開始走正常料，焦比 655 kg/t，礦批 21 t，錳礦配加3%，螢石 15 kg/t。到 15 日晚上，由于料尺行走不順暢，有頻繁懸料現(xiàn)象，料制一度走礦一檔焦三檔，但隨著爐前出鐵的好轉(zhuǎn)和爐況的改善，料制隨風量和料線的變化逐步由礦一焦三走回至礦四焦五，同時將小焦角 15°逐漸抬至 19°，成功取消中心加焦，并視爐況走勢微調(diào)礦焦圈，在保持料柱透氣性的同時，配合負荷料調(diào)整兩道氣流的合理分布，提高煤氣利用率。

2.4 冷卻制度

烘爐前高爐高低壓工業(yè)水和軟水各停 1 臺泵，尤其是軟水流量一度壓至 1 500 m³ /h，烘爐前 4 h 將高壓工業(yè)水的泵啟全，送風前 4 h 將低壓工業(yè)水和軟水的泵啟全，將軟水總流量控制在 2 500 m³ /h，軟水溫度控制在 43 ℃±1 ℃，待風口捅全、風量加至 3 500 m³ /h 以1-1 1 號鐵口1-2 2 號鐵口上后，軟水流量加全至 4 000 m³ /h，如此控制主要是為了在前期減少爐內(nèi)熱量的損失，待爐況正常后又能及時保證冷卻強度，以保護設備設施。

2.5 熱制度和造渣制度

此次爐況恢復前期拔風氧槍^[1]時，由于出鐵時間過短且渣鐵量比較少，所以未對渣鐵成分進行分析，也未測其物理熱；直至 15 日 23：57 拔槍后，出鐵前期鐵量大渣量小時，才能取樣、測溫。從圖 2 中可以直觀看出，15 日（趨勢圖中橫坐標里的第 1 次鐵）爐溫處于合適水平，但由于爐況走勢不好，一直處于崩滑料階段，以至于 16 日（趨勢圖中橫坐標里的第 2 次到第14 次鐵）02：35 開口后爐溫上行，但物理熱下行，隨后崩滑料進入爐缸，同時為疏導氣流采取礦一焦三料制，以及捅風口加風，爐溫呈下行趨勢，但鐵水物理熱基本能保持在 1 440 ℃左右。其中爐渣堿度有較大的變化，主要是因為空焦中的溶劑都是間隔幾批焦才下一批，而且由于爐缸狀態(tài)比較差，導致渣成分不均勻而出現(xiàn)渣堿波動。

直至 16 日下午，隨著爐況的好轉(zhuǎn)，崩滑料次數(shù)減少，料制上開始逐步抑制兩道氣流，提高煤氣利用，風溫也逐步上控，綜合反應后爐溫反彈，出鐵狀態(tài)也得到改善，但由于燒結(jié)礦中鈦含量偏高，從渣鐵流動性方面考慮，將 w（Si）和 w（Ti）之和作為鐵水化學熱評判指標，同時視爐況走勢逐步降低焦比和擴大礦批，并上調(diào)爐渣堿度，在保證生鐵質(zhì)量的前提下下控爐溫。因負荷料到達爐缸以及崩滑料基本消失，煤氣利用得到極大改善，鐵水物理熱并未因爐溫的下降而下降，反而較之前有所升高，為爐缸的活躍打下堅實基礎，且爐缸活躍對氣流的初始分布有積極作用，爐況逐步進入良性循環(huán)狀態(tài)，此時，操作人員針對各種負荷料的反應時間匹配適當?shù)拿毫亢透谎趿?，以便保持爐內(nèi)熱量水平處于合適范圍內(nèi)。

3 結(jié)論

1）充分、到位的開爐前準備工作及各項應急措施將可能影響爐況恢復的情形扼殺在搖籃里，為快速恢復爐況奠定基礎。

2）帶風裝料可將爐料中的粉末吹出，保持中心和邊緣通道的通暢，且相比于無風裝料，可保持爐料有一定的松散度，提高料柱的整體透氣性。

3）此次鐵口預埋風氧槍時，料面位置低，2 號鐵口插入 3 h 后可從料面上看到高溫氣流，隨后的裝料并未影響到料面氣流的穩(wěn)定，而且隨著料線逐步變淺，偏向 2 號鐵口的氣流逐步向中心發(fā)展，以至于送風后中心氣流穩(wěn)定旺盛，此舉不僅保證了煤氣流的安全性，也使開爐前的準備時間得到合理壓縮。

4）送風后的各項調(diào)劑及時、到位，操作人員對爐況的把握和綜合分析比較全面、透徹，最終將爐況恢復時間壓縮至最短。

5）美中不足的是由于原料條件限制引起燒結(jié)礦的鈦含量較高，爐況恢復過程中，爐溫較高時鈦的還原率較高，導致鐵中鈦含量偏高，對活躍爐缸有一定的影響，所幸操作人員對該問題發(fā)現(xiàn)及時，在控制爐溫方面采用 w（Si+Ti）來綜合判定，最后未對爐況恢復造成較大影響。

參考文獻

[1] 王拓，夏萬順，于浩平.河鋼邯鋼 1 號 3 200 m³ 高爐全焦開爐實踐[J].山西冶金，2022（4）：69-71.