李昌齊

（武漢鋼鐵有限公司，湖北 武漢）

摘 要：高爐休風(fēng)復(fù)風(fēng)后爐況的快速恢復(fù)，既直接影響高爐的產(chǎn)量和能耗，又對高爐爐況的持續(xù)穩(wěn)定順行具有重要意義。文章對武鋼 8 號高爐年修后復(fù)風(fēng)過程及爐況快速恢復(fù)進(jìn)行了總結(jié)，通過科學(xué)制定休復(fù)風(fēng)方案、細(xì)化操作和過程管理等措施，為爐況快速恢復(fù)奠定了基礎(chǔ)。生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：爐況恢復(fù)時間大大縮短，并且開爐后取得了較好的冶煉效果。

關(guān)鍵詞：高爐；復(fù)風(fēng)；休風(fēng)；快速恢復(fù)

某高爐投產(chǎn)已近 15 年，設(shè)計(jì)了 4 個鐵口和 36 個風(fēng)口。高爐各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)為平均焦比 333 kg/t，燃料比 504.4 kg/t，利用系數(shù) 2.58 t/m³ ·d，高爐投入以來，十多年來都能保持運(yùn)行穩(wěn)定，高產(chǎn)較高，能源利用率優(yōu)化到合理范圍，年均煤氣利用率 49%。根據(jù)生產(chǎn)安排進(jìn)行時長 129 h 年修，主工期項(xiàng)目為 3 m 眼鏡閥更換及旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)檢修。高爐車間結(jié)合生產(chǎn)需求和科學(xué)的工藝，制定匹配的休風(fēng)方案、精細(xì)化管理制度等措施，在年修送風(fēng)后實(shí)現(xiàn)快速恢復(fù)產(chǎn)能的目標(biāo)。

在提高爐況恢復(fù)速度的同時，還要保持渣鐵充裕的物理熱，提高產(chǎn)量比。文章通過對風(fēng)量與加風(fēng)速度的研究，分析爐況恢復(fù)的工藝過程，完成了縮短爐況恢復(fù)時間的任務(wù)，還保證了充裕的渣鐵溫度，提高了冶煉效果，減少了因休風(fēng)造成的產(chǎn)量損失。

1 休風(fēng)及前期準(zhǔn)備工作

高爐的準(zhǔn)備工作非常重要，直接影響爐況，決定爐缸等設(shè)備狀況。休風(fēng)前的爐況順行程度是休風(fēng)后爐況快速恢復(fù)的先決條件，因此，一定要確保休風(fēng)前爐況的穩(wěn)定順行并做好充分的前期準(zhǔn)備工作^[1]。

1.1 保證停爐前爐況穩(wěn)定順行

年修前一周，高爐即注意保持爐況的穩(wěn)定和順行，在制度調(diào)劑上適當(dāng)發(fā)展中心氣流，布料制度以 為主；控制合適的爐溫水平在0.4%左右，杜絕低爐溫；控制合適的爐渣堿度在 1.20左右；確保風(fēng)速在 260 m/s 以上的大風(fēng)量，提供強(qiáng)勁的鼓風(fēng)動能來活躍爐缸，如表 1 所示。

1.2 停爐前爐身檢漏

為了防止年修期間爐身冷卻設(shè)備大量漏水，影響檢修安全和年修恢復(fù)，在停爐前 Day.4 高爐休風(fēng) 470min,主要工作是對爐身從上到下徹底檢漏，對漏點(diǎn)進(jìn)行處理，同時對損壞的風(fēng)口進(jìn)行更換。處理完后，高爐軟水補(bǔ)水曲線達(dá)到 100 h 以上，從根本上消除了安全隱患。

1.3 保證合適的爐溫及充足的熱量

高爐爐溫較低的休風(fēng)工況，會導(dǎo)致渣鐵流動性不足，風(fēng)口出現(xiàn)灌渣積渣等不利工況，嚴(yán)重阻礙高爐爐況的快速恢復(fù) ^[2]。休風(fēng)過程必然會導(dǎo)致熱量損失，可能出現(xiàn)低爐溫的情況，休風(fēng)前要確保最后一爐鐵具有充足的物理熱，提高的渣鐵流動性，促進(jìn)渣鐵外排；充足的物理熱可以維持送風(fēng)后爐缸的溫度，大大縮短高爐恢復(fù)到正常狀態(tài)所需的時間。Day.7-8 日，操作將 Si控制在 0.4%以上，并于 Day.7 日 6:00 第 36 批開始每批配加 1 t 的錳礦，布料制度選擇為，用料結(jié)構(gòu)由燒結(jié)礦:程潮球團(tuán):南非=69:24:7 逐漸調(diào)整為燒結(jié)礦:程潮球團(tuán):南非=64:24:12，至 20:50 第 110 批每批增加 1.2 t 焦炭，制 23:50 物理熱為 1 494 ℃，Si= 0.4%，R=1.16。具體停爐料加入方案如下：

⑴ Day.8（停爐當(dāng)日）第 14 批上凈焦 220 t，錳礦30 t（裝料順序?yàn)椋?10 t 焦炭+15 t 錳礦+110 t 焦炭+15 t 錳礦）。焦炭布料矩陣為 ，錳礦布料矩陣為。焦炭分 4 步，每步 26 t，錳礦 1 步，共 15 t。

⑵ Day.8 第 16 批起上正常料，配比為：燒結(jié)礦（70%）+海南礦（17%）+球團(tuán)（13%）+錳礦（1 000 kg/批），焦炭負(fù)荷2.6 。為防止煤氣利用率下降過低，布料制度調(diào)整為，中心焦由 3.5 環(huán)減至 2.5 環(huán)。

實(shí)際操作過程中，由于焦集中斗最大存量為 26 t左右，故在調(diào)輕負(fù)荷過程中維持最大焦批，縮礦批至83 t。第 31 批料休風(fēng)停爐。具體負(fù)荷調(diào)整情況見表 2。

1.4 休風(fēng)前的點(diǎn)檢

作業(yè)人員需要在休風(fēng)前檢查所有冷卻設(shè)備，避免出現(xiàn)泄露情況，防止在休風(fēng)期爐內(nèi)出現(xiàn)滲漏水問題。休風(fēng)前的準(zhǔn)備點(diǎn)檢工作：堵風(fēng)口專用的泥、堵耙以及最后一爐鐵所需的炮泥，控制礦槽的槽存在容量的 3/ 4 左右。休風(fēng)結(jié)束后，槽下稱量斗及爐頂料罐需要清理備用。

2 休風(fēng)操作

2.1 休風(fēng)料的投放

縮短爐況恢復(fù)時間，需要優(yōu)化休風(fēng)料的合理配比和投加方案。休風(fēng)前，車間科學(xué)制定了詳細(xì)的休風(fēng)方案，為了提供足夠的熱量，一是逐漸調(diào)輕焦炭負(fù)荷，二是集中添加 220 t 焦炭和 30 t 錳礦，休風(fēng)前集中加凈焦，復(fù)風(fēng)后補(bǔ)充爐缸熱量，爐中下段的透氣性需要保持在較高水平，可以縮短復(fù)風(fēng)后爐況恢復(fù)時間。休風(fēng)開始控制第一批凈焦到達(dá)風(fēng)口帶，Si 的合理范圍是 0.6%~0.8%，上休風(fēng)料過程主要參數(shù)如表 3 所示。實(shí)際操作過程中，由于兩個焦集中斗最大存量為 26 t 左右，故在調(diào)輕負(fù)荷過程中保持焦批不變，減少礦批。在 Day.8 日夜班 2:05 第 7 批開始上傳集中焦矩陣。

2.2 休風(fēng)

休風(fēng)時維持較高爐溫，渣鐵排盡，是安全休風(fēng)的基礎(chǔ)。渣鐵會導(dǎo)致灌風(fēng)口，還會占據(jù)爐缸下部空間，導(dǎo)致焦炭無法均勻填充，嚴(yán)重阻礙復(fù)風(fēng)過程^[3]。休風(fēng)前使用尺寸合適的鉆頭便于排盡渣鐵。

高爐于 Day.8 日 5:30 打開 2# 鐵口，6:00 打開 4#鐵口，兩個鐵口同時出鐵。6:20 兩鐵口見噴，通過計(jì)算夜班理論鐵量 2 737.5 t，實(shí)際產(chǎn)量 2 851.5 t，表明爐內(nèi)渣鐵已基本出凈。高爐風(fēng)量為 7 100 m³ /min，減風(fēng)前期減風(fēng)幅度宜大，每次減風(fēng) 300-500 m³ /min，后期減風(fēng)幅度稍小，爐頂壓力按風(fēng)量與壓差關(guān)系控制，手動控制下料，避免滑料。減風(fēng)以鐵口大噴為依據(jù)，見噴即減。風(fēng)量 3 500 m³ /min 時開始用冷風(fēng)放風(fēng)閥減風(fēng)，至 1 300 m³ /min 確認(rèn)風(fēng)口無異常后，放風(fēng)閥全開放風(fēng)至零，風(fēng)口前焦炭全部靜止后，封堵鐵口，于 7:40 休風(fēng)。

2.3 休風(fēng)后的工作

（1） 封堵風(fēng)口，休風(fēng)期間必須防止空氣進(jìn)入爐內(nèi)，空氣會助燃，導(dǎo)致熔融渣鐵燒壞風(fēng)口。休風(fēng)爐頂點(diǎn)火結(jié)束，需要使用密封磚堵住風(fēng)口。點(diǎn)火穩(wěn)定后，根據(jù)料面形狀判斷布料情況。料面的形狀說明上部布料制度符合工況需求，合適的布料制度有助于加快爐況恢復(fù)速度。

（2） 查水，確保冷卻設(shè)備不能向爐內(nèi)漏水。水系統(tǒng)是檢查工作的重中之重，休風(fēng)后軟水密閉循環(huán)軟水總量減小至 3 100 m³ /h,降低水壓至 0.790 MPa。開爐后快速恢復(fù)，必須保證不能往爐內(nèi)漏水，如發(fā)現(xiàn)漏水，立即處理。確保齒輪箱停水，爐頂?shù)臑⑺y和手動閥全部關(guān)閉。

（3） 查火，爐頂點(diǎn)火不能熄滅。爐頂設(shè)備檢修工期長，防止煤氣聚集，確保年修期間安全。高爐爐頂設(shè)備進(jìn)行檢修，現(xiàn)場不能有煤氣，高爐爐頂點(diǎn)火就是為了保證高爐產(chǎn)生的煤氣能全部燃燒掉，所以火不能出現(xiàn)熄滅。

（4） 查風(fēng)口是否堵嚴(yán)實(shí)，確保不漏風(fēng)。

3 快速復(fù)風(fēng)操作

3.1 復(fù)風(fēng)操作

高爐于 Day.8-13 日進(jìn)行為期 5 天的休風(fēng)檢修作業(yè)。Day.13 日 16:50 高爐復(fù)風(fēng)所需條件準(zhǔn)備齊全，原理鐵口的 14 個風(fēng)口全部封堵，共開 22 個風(fēng)口，出鐵鐵口上方各開 11 個風(fēng)口（4#～14#、22#～32#），進(jìn)風(fēng)面積0.284 2 m² 。其它風(fēng)口前端用輕質(zhì)耐火磚，然后用休風(fēng)泥堵嚴(yán)實(shí)，確保風(fēng)口不自動吹開，且能按計(jì)劃透開風(fēng)口。

復(fù)風(fēng)時控制初始送風(fēng)風(fēng)壓 0.08～0.10 MPa，送風(fēng)宜按照風(fēng)壓進(jìn)行操作操作，料柱吹松以后再逐步緩慢增加風(fēng)量。先將風(fēng)量加至 3 350 m³ /min，檢查風(fēng)口平臺有無漏風(fēng)現(xiàn)象，并加風(fēng)逐漸將風(fēng)口前焦炭吹開，風(fēng)口循環(huán)區(qū)逐漸增大，實(shí)現(xiàn)煤氣初次分布正常，氣流通路逐漸打開。風(fēng)口焦炭燃燒后熱量快速上升，再增加送風(fēng)量至 5 500 m³ /min。送風(fēng)后，先投加 80 t 凈焦，再投加正常料，焦炭負(fù)荷按 2.70 投加。根據(jù)爐況恢復(fù)情況逐步加重負(fù)荷。

3.2 快速加風(fēng)

由于該高爐爐缸較深，在同樣的休風(fēng)時間下高爐熱量損失相對小爐子要少，更容易保持較熱的狀態(tài)，因此允許接受較大的風(fēng)量。休風(fēng)前高爐穩(wěn)定順行，熱量充足，高爐內(nèi)殘留的少量渣鐵不容易冷凝，因此料柱的煤氣通道基本上保持完好，即孔隙度變化不大，允許接受較大量的煤氣體積。初始風(fēng)量大，復(fù)風(fēng)速度快，風(fēng)口前焦炭燃燒速度快，則爐料下降空間就充裕，還原性氣體和熱量也充足，鼓風(fēng)動能強(qiáng)勁，冶煉過程快速平穩(wěn)。此次復(fù)風(fēng)過程中，熱風(fēng)壓力隨風(fēng)量平穩(wěn)上升，沒有出現(xiàn)冒尖現(xiàn)象，復(fù)風(fēng)一小時后風(fēng)量達(dá)到 5 500m³ /min。24 h 風(fēng)量達(dá)到 7 011 m³ /min。高爐休風(fēng)后恢復(fù)過程的爐溫變化有以下四個階段^[1]：

（1） 送風(fēng)開始至最低爐溫。此時渣鐵時休風(fēng)時的存留物，鐵水含硅高，低物理熱，實(shí)際含硅量 Si=0.62%，物理熱則是 1 344 ℃。噴煤后燃燒升溫有一定的時間周期，休風(fēng)前噴入的煤粉燃燒升溫速度低于高爐降溫速度，這個階段爐溫送風(fēng)呈現(xiàn)下降趨勢。隨著焦炭不斷燃燒升溫速度加快，風(fēng)口熱量逐步上升，爐缸的物理熱也能達(dá)到設(shè)計(jì)水平。

（2） 最低爐溫到最高爐溫。隨著噴煤燃燒充分，爐內(nèi)材料升溫，鐵水內(nèi)含硅量快速上升。需要提高恢復(fù)速度，增加送風(fēng)量和含氧量，增加焦炭投入。

（3） 最高爐溫，在噴煤熱效應(yīng)的強(qiáng)勁作用下，爐溫達(dá)到最高溫度后逐步下降。

（4） 穩(wěn)定爐溫，爐溫下降到一定程度后呈現(xiàn)穩(wěn)定趨勢，可以進(jìn)行正常生產(chǎn)作業(yè)。作業(yè)人員開始加重負(fù)荷，使其達(dá)到 3.4 左右。

3.3 組織出鐵

休風(fēng)恢復(fù)時間過長，爐缸工作活躍程度不均，爐前需要盡快出鐵。復(fù)風(fēng) 3 h 后即 19:50 開 4# 鐵口出鐵，防止出現(xiàn)憋風(fēng)的情況。復(fù)風(fēng)前期，爐缸活躍性太低，爐缸熱量供給不足，渣鐵的滲透性不高、流動性太差，導(dǎo)致出鐵不順。所以第一爐鐵需用大鉆頭，提高渣鐵流動性。出鐵間隔時間必須要短，確保渣鐵快速排盡排空，合理重建煤氣流，加快爐況恢復(fù)速度。

3.4 富氧噴煤恢復(fù)

為保證復(fù)風(fēng)后高爐具有良好的透氣性，以便于快速加風(fēng)，復(fù)風(fēng)后采取縮小礦批減輕焦炭負(fù)荷的上料制度。由于休風(fēng)料加了凈焦 220 t，富氧噴煤操作開始時間稍晚一些，于 Day.14 日 1:00 開始富氧 40 000 m³ /h。送煤后，一方面,有助于弱化煤氣粘度，提高其穿透性，強(qiáng)化均勻氣流；另一方面，維持熱量均衡，促進(jìn)料尺均勻動作和提高送風(fēng)能力，風(fēng)量增加則煤量增加。

3.5 爐況恢復(fù)

開爐快速達(dá)產(chǎn)后，高爐隨即轉(zhuǎn)入高效強(qiáng)化期，各項(xiàng)操作指標(biāo)反超休風(fēng)前，并保持高產(chǎn)低耗態(tài)勢，日產(chǎn)鐵量 10 500～11 000 t，燃料比低于 500 kg/t，煤氣利用率大于 49%，如表 4 所示。生產(chǎn)數(shù)據(jù)證明：該復(fù)風(fēng)的操作工藝，可以縮短爐況恢復(fù)時間，強(qiáng)化冶煉效果。

4 結(jié)論

（1） 爐況應(yīng)該在休風(fēng)前調(diào)整好，確保渣鐵具有充裕的物理熱，確保爐缸工況穩(wěn)定良好，可以快速縮短復(fù)風(fēng)后爐況所需的恢復(fù)時間。

（2） 快速恢復(fù)的關(guān)鍵在于快速送煤氣，盡早改高壓，利于高爐早恢復(fù)，壓差控制好，均勻下料。

（3） 休風(fēng)前集中投加合適負(fù)荷焦炭，可以促進(jìn)料柱透氣性的提高，有利于加風(fēng)，也可有效的減小復(fù)風(fēng)后鐵水 Si 的大幅波動。

（4） 復(fù)風(fēng)后及時快速出鐵，可以提高爐況的恢復(fù)速度，提高加風(fēng)速度。

參考文獻(xiàn)

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