水钢1350m³高炉开炉快速达产实践

  周成林 王登峰

（首钢水钢集团公司炼铁厂）

摘  要：水钢1350m³高炉2016年1月降料面停炉进行喷涂后，于3月1日开炉，，通过制定合理的开炉方案和及时的制度调整，高炉实现了快速达产。

关键词：高炉  开炉   达产

一、前言

     水钢1350m³高炉2004年9月25日投产，采用皮带上料，PW型并罐无料钟炉顶，全冷却壁薄壁炉衬结构，软水密闭循环冷却、二铁口双出铁场及储铁式主沟，轮法冲渣系统，高炉煤气余压发电（TRT）装置等先进装备技术,开炉生产至今达11年零5月。该高炉在2011年进行炉腹第五段更换铜冷却壁，并对炉衬进行喷涂造衬。在2015年7月8日进行封炉，停产检修，7月28日送风开炉，开炉生产过来，高炉炉型因封炉洗炉、开炉采取发展边缘措施，长时间未喷涂造衬，炉型变得不规整，炉身冷却壁水冷管频繁损坏，漏水频繁，高炉顺行状况转差，高炉技术经济指标下滑。于2016年1月8日采取降料面停炉，进行喷涂造衬，于3月1日11:16点火开炉，并顺利实现2天达产。

二、开炉前的准备工作

   1、加强设备的检修后的验收工作，确保设备开炉后运行正常。此次停炉检修由于对设备进行检修和更换的设备较多，为了保证开炉后设备运行正常，不影响开炉顺利进行，在开炉前对高炉各系统的设备运行状况进行全面清理，并进行单体试车、联动试车、带负荷试车，并把每个设备的验收责任落实到具体的个人，开炉前进行签字确认。确保了设备在开炉期间的正常运行。

   2、关键易损备品和材料确保充足。高炉开炉不确定因素较多，为了保证开炉顺利进行，要求各单位要做好充分的准备，特别是烧铁口的氧气管、氧气、钻头、钻杆、风管、风口等材料进行了充分的准备，并运到现场，保证开炉出现意外能及时更换和使用。

   3、加强对开炉料的管理工作，保证开炉料质量优良。开炉料质量的优劣严重影响高炉能否顺利开炉，因此要求原料管理人员加强对原料的跟踪和管理，要求各原、燃料的理化指标必须达到开炉方案的要求。我公司生产的焦炭为干熄焦和湿熄焦，为保证开炉顺利，决定使用冶金性能较好的干熄焦开炉，优先保证1350m³高炉开炉用干熄焦，开炉正常后再使用湿熄焦+外购焦。要求烧结矿在装料前8小时入槽；其余物料必须在装料前24小时槽，且同时提供准确的成分分析。

   4、制定选择开炉方案。通过对清理喷涂料不清理炉缸的全焦开炉和清理炉缸装枕木开炉两种方案进行比较，权衡利弊，为了保证开炉顺利，决定采取清理炉缸，扒出炉缸内的碎焦和残渣铁，扒料到铁口中心线以下，并安装铁口煤气导管，采取炉缸填充枕木开炉。

三、开炉配料及装料

   1、炉料结构及质量。本次开炉正常料炉料结构为烧结矿+普球+澳矿，用矿石配比调整炉渣碱度。在正常料中配加锰矿和萤石，在空料中配加萤石和锰矿，取消石灰石，用锰矿和萤石改善渣铁的流动性，防止开炉初期因碱度过高，渣铁流动性差影响开炉顺利进行。开炉料的理化指标见表1

                     表一   原料理化指标

2、开炉参数设定。根据高炉开炉经验全炉焦比选2.700t/t，正常料焦比0.75t/t，矿批25t/批，焦批11.8t/批，正常料炉炉温按【Si】：1.5%，渣碱度按1.10倍控制进行核算，全炉生铁成分按：【Si】=3.0%，【Fe】=93.5% ,【Mn】=0.80-1.00%，【S】≤0.040%。

3、装料。开炉料共分四段，第一段为枕木，炉缸填充枕木至风口二套下沿，枕木间距200mm左右，并立排一层保护风口，目的是防止装料时砸坏风口和利于渣铁渗透到炉缸。第二段为净焦，净焦位置装至炉腰以上 0.8m 高度，共20批，第三段从炉腰下部0.8m开始填充空焦，共12批，第四段逐步过渡到正常料。装入顺序为（J为净焦、K为空焦、A为正常料）：

20J→12K→3（2K+A）→3×（K+A）→2×（K+2A）→2×（K+3A）配料组成见表2

表2  开炉配料情况

4、装料。为了保证炉料在炉内分布合理，在装料的过程中根据料线深度，调整布料倾角，保证炉身矿焦径向分布相对稳定，净焦和空焦布料为C¹⁷₁₀，从料线15.1米开始按C²⁴₄²²₂²⁰₂¹⁷₂O²³₃²¹₃布料，装至12.2米时，再按C²⁸₄²⁶₂²⁴₂²¹₁O²⁷₃²⁵₃布料，装至9.8米后，按C³³₄³¹₂²⁹₂²⁶₂O³²₃³⁰₃布料，装至6.0米时，再按C³⁸₄³⁶₂³⁵₂³¹₂O³⁷₃³⁵₃布料，装至料线4米，再按C⁴³₄⁴¹₂³⁸₂³⁵₂³²₁O⁴²₃⁴¹₂³⁹₂布料。料炉料装至料线6 米后停止装料。待高炉送风后带风逐步装料。

四、开炉操作

   1、点火送风。1350m³高炉共20个风口，长度均为480mm，直径120mm的7个，130mm的13个，东铁口在10^#、11^#风口下方，西铁口在20^#、1^#风口下方，为了防止堵风口分散，造成风口不活跃，烧坏风口，采取集中堵两铁口之间的风口，4^#、5^#、6^#、14^#、15^#、16^#风口，用14个风口送风，风口面积为S₁₄=0.1720m²。

3月1日11:16高炉点火送风，风量1100m³/min，风压44kp，风温全用，送风后，视风压平稳，逐步加风，12:30风量恢复至1450m³/min, 14:57动力4^#风机停，紧急休风,视风机短时间不能恢复，协调四号高炉于17:00拨风继续送风，送风后再次复核煤气成分，煤气成分合格，17:40送煤气。送煤气后启动3号风机，用3号风机继续送风

2、送风制度的调整。送煤气后，视风压平稳，逐步加风提顶压，23：00风量达到1500m³/min，风压137kp，顶压60kp。东铁口喷渣，于23:20堵东铁口。3：50出一次铁，视炉温充沛渣铁出尽，继续逐步加风提顶压，3月2日6点风量达2500m³/min,顶压达120kpa，于6:20开14^#风口，加风至2620m³/min,提顶压至130kpa, 8:05开6^#风口，逐步加风至2820m³/min，提顶压至140kp，随着渣铁排放正常，煤气流稳定，炉温充沛，继续开风口加风提顶压，到2日中班风量达到3470m³/min，顶压达到170kp，进风面积达到S₁₈=0.2231m²,由于风机能力不足（配套风机处理未好，期间临时使用能力3号鼓风机），风口未全开。3日风机处理好后，倒回4号鼓风机送风，逐步全开风口，加风至3700m³/min,提顶压至180kpa。，实现全风口工作。在送风制度方面主要根据风速、炉温情况，下料情况，渣铁排放情况，确定开风口、加风的速度。

3、上部制度调整。为便于控制顶温，疏松料柱，在送风前装料至料线6m后停止装料。送风后，根据下料、炉顶温度情况逐步装料至正常料线。同时根据高炉恢复进度，风量水平情况，装料制度布料倾角逐步外移，由送风时C⁴²₂⁴⁰₂³⁸₂³⁵₂³²₂²⁹₁O⁴¹₃³⁹₂³⁷₂³⁵₂调整至C⁴⁵₂⁴²₂⁴⁰₂³⁷₂³⁴₂ ³¹₁ O^44.5₃^42.5₂^40.5₂^38.5₂，同时逐步扩大矿石批重，矿批由送风时的25t扩大至35.8t，逐步抑制边原气流，改善煤气利用。随着风量水平上升，焦炭负荷加重，对装料制度进行了调整，确保上部制度与送风制度相适应，实现煤气流分布合理。开炉装料制度调整情况见表3

           表3开炉期间装料制度变化情况

   4、热制度调整。高炉开炉后，降低生铁硅水平是改善炉前劳动强度，保证渣铁及时出尽的重要措施，同时也是高炉加风提顶压，强化冶炼的必要条件。降硅的前提必须保证为了渣铁物理热充沛，第一次出铁视炉温充沛[Si]:9.12%,[S]:0.024%，渣铁分离好，及时加重焦炭负荷，，开风口上风，撤风温，下压炉温，2日白班视物理热充足，为加快降硅，进一步采取加湿鼓风，加焦炭负荷，同时撤风温至750℃，下压炉温，随着铁水硅水平下降及重负荷料下达，逐步关闭湿份，提高风温水平，恢复喷煤，至3月2日21:00降硅至【Si】%：1.0%水平，送风34小时铁水硅水平降至1.0%水平，实现料快速降硅。炉温稳定后进一步降至【Si】%：0.6%。高炉开炉的降硅情况见表4

表4  高炉开炉降硅情况

5、出铁操作。渣铁能否及时排出，是高炉顺利开炉的基本条件，在送风前就对除铁场所需耗材作充分准备，同时对挖掘机进行检查，确保其工作正常，在人员配置上适当增加人数，适应开炉初期工人劳动强度大的需要。高炉开炉要求科学把握好出铁时间，出铁时间过早，渣铁少，不利于加热主沟和渣铁分离器，渣铁淤集在渣铁沟，将使炉前清理强度加大，炉前工作跟不上开炉节奏，造成高炉憋风，影响恢复进度。出铁过晚贮铁过多，一旦高炉外围发生事故造成高炉休风，影响高炉恢复。第一次铁后视高炉风量恢复进度，要求炉前增加出铁频率，及时倒出渣铁，为恢复风量创造条件。从铁口大喷堵铁口后开始计算渣铁量，经计算控至渣铁在100左右时出铁，但第一次出铁由于煤气导管熔化，往往造成铁口跑大流，在铁前需将主沟垒高。此次开炉送风16小时44分钟高炉顺利排出第一次铁，并过砂口。但由于煤气倒管熔化，铁口跑大流，被迫堵铁口，出铁仅为50t。随着无水炮泥打入铁口，铁口孔道的逐步正常，出铁逐步稳定。渣铁正常排放，为高炉恢复风量提供了保证，同时由于炉温充沛，流动性好，第三次铁物理热达1500℃水平。因准备充分，渣铁基本能及时清理，出铁工作对恢复未造成影响。

五、结语

     水钢1350m³高炉开炉取得成功，并顺利实现快速达产，取得了一些成功经验，主要有以下几点

 （1）、合理的开炉方案是开炉成功的主要因素。选用炉缸填充枕木和铁口安装煤气倒管，使得炉缸加热充分，渣铁快速下渗至炉缸。

  （2）、合理的开炉参数选择，保证铁水热量充沛，对高炉及时出净渣出铁，减少炉前劳动强度，高炉实现快速达产提供了重要保证。此次开炉铁水物理热基本在1500℃以上，充足的炉温基础，保证了渣铁流动性良好，为快速开风口，加风达产提供了热量保证。

（3）在开炉初期，由于铁水硅水平高，空料采取取消石灰石配加锰矿和萤石，正常料按1.10倍碱度配料配加锰矿和萤水，以改善渣铁流动性，利于减轻炉前的劳动强度和避免“液泛”现象发生，保证了炉渣流动性，有利于出净渣铁，对高炉快速达产有较好的促进作用。此次开炉虽硅水平过高达9.0%水平，炉渣碱度达1.6倍水平，但由于配有锰矿和萤石，渣铁流动性仍然较好。

  （4）及时调整操作制度。渣铁排放正常，热量充沛后，及时开风口加风、加湿份、调整上部制度扩矿批、加焦炭负荷、外移矿焦角，降低生铁硅水平，保证气流分布合理，使得炉况顺行较好，风量水平得到逐步提高，实现快速强化冶炼。

   （4）、搞好设备的保驾护航工作，在开炉期间保证设备运行正常，消除设备耽误也是开炉得以快速达产的重要措施。此次开炉由于鼓风机故障及放散阀漏，高炉被迫休风、减风处理，影响了恢复进度，对次应进行总结，

参考文献：

（1）周传典.高炉炼铁生产技术手册.冶金工业出版社.(429-434)

（2）熊亚飞、周国前等.武钢1号高炉封炉开炉生产操作实践.炼铁.2010.三期30-32