2600 m3高爐大修后快速達(dá)產(chǎn)實(shí)踐

趙東明，田中明，胡德順，王光偉（鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司，遼寧朝陽(yáng)122000）

2600 m3高爐大修后快速達(dá)產(chǎn)實(shí)踐

趙東明，田中明，胡德順，王光偉
（鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司，遼寧朝陽(yáng)122000）

對(duì)鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司2600 m3高爐大修開(kāi)爐達(dá)產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行了總結(jié)，通過(guò)在開(kāi)爐前制定科學(xué)的開(kāi)爐方案，在開(kāi)爐過(guò)程中，注重選擇合適的開(kāi)爐料配比、確定合理的送風(fēng)制度、優(yōu)化高爐操作，確保爐況穩(wěn)定順行，一周內(nèi)利用系數(shù)達(dá)到2.00 t/（m3·d）。

高爐；開(kāi)爐；熱風(fēng)爐；配料

鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司1#高爐 第一代爐役于2010年11月13日投產(chǎn)。高爐爐體采用磚壁合一的全冷卻壁結(jié)構(gòu)，其中爐身下部、爐腰及爐腹為4段銅冷卻壁和4層密集型銅冷卻板，爐體冷卻系統(tǒng)全部采用軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)；爐前設(shè)有3個(gè)鐵口，嘉恒法水渣處理工藝；煤氣回收除塵系統(tǒng)采用了干式布袋除塵及TRT技術(shù)；高爐送風(fēng)系統(tǒng)配有3座內(nèi)燃蓄熱式熱風(fēng)爐，30個(gè)風(fēng)口；高爐爐頂布料系統(tǒng)采用了串罐無(wú)料鐘爐頂。2012年4月由于1#鐵口側(cè)下方碳磚溫度異常上升，存在重大的安全隱患；2012年9～11月高爐大修更換爐缸炭磚，大修后，高爐有效容積為2600 m3；2012年11月16日4：16送風(fēng)開(kāi)爐。本次高爐開(kāi)爐，從引焦?fàn)t煤氣、熱風(fēng)爐烘爐、高爐烘爐、聯(lián)動(dòng)試車、通風(fēng)試漏、試壓、高爐裝料直至點(diǎn)火開(kāi)爐及爐前出鐵都制定了詳細(xì)的方案和網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃，從而確保了高爐在7天后利用系數(shù)達(dá)到2.00 t/（m3·d），開(kāi)爐后第一個(gè)月利用系數(shù)達(dá)到2.25 t/（m3·d），并在整個(gè)開(kāi)爐達(dá)產(chǎn)期間高爐穩(wěn)定順行，逐步強(qiáng)化，實(shí)現(xiàn)了朝陽(yáng)鋼鐵有限公司高爐煉鐵歷史性的突破。

1　開(kāi)爐前的準(zhǔn)備工作

1.1制訂周密的準(zhǔn)備方案

此次開(kāi)爐，制定了高爐大修網(wǎng)絡(luò)圖、熱風(fēng)爐烘爐方案、引焦?fàn)t煤氣方案、高爐通風(fēng)試漏方案、高爐開(kāi)爐方案、高爐10天達(dá)產(chǎn)方案，這些方案都是在總結(jié)鞍凌上次開(kāi)爐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上制定的，尤其強(qiáng)調(diào)開(kāi)爐前的聯(lián)動(dòng)試車，確保設(shè)備無(wú)問(wèn)題，保證開(kāi)爐順利達(dá)產(chǎn)。

1.2熱風(fēng)爐烘爐

高爐停產(chǎn)大修后，在投產(chǎn)前必須要對(duì)熱風(fēng)爐進(jìn)行烘爐，目的是脫去耐火材料及磚體的水分，并使其升溫，具備向高爐輸送800℃以上的風(fēng)溫能力。因要在烘爐中使水脫盡以及砌體升溫膨脹時(shí)不影響砌體的穩(wěn)定性，所以在烘爐時(shí)的升溫溫度要緩慢上升。

由于熱風(fēng)爐拱頂和蓄熱室采用硅磚砌筑，而硅磚熱風(fēng)爐的烘爐除了要注意以上問(wèn)題以外，硅質(zhì)耐火磚內(nèi)還存在熔燒后殘余的β-石英、α-石英、γ-石英，在不同溫度下它們可以互相轉(zhuǎn)換，在100～330℃及580～650℃的溫度區(qū)間內(nèi)轉(zhuǎn)換過(guò)程中的線膨脹率、體積膨脹率是最大的。若升溫規(guī)定不合理或?qū)嶋H烘爐過(guò)程中操作不當(dāng)，會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞砌體，對(duì)熱風(fēng)爐日后的使用壽命影響非常大。朝陽(yáng)鋼鐵有限公司參考上次熱風(fēng)爐烘爐經(jīng)驗(yàn)和塞迪提供的硅磚熱風(fēng)爐烘爐方案，結(jié)合硅磚熱風(fēng)爐耐火材料的理化性能和生產(chǎn)實(shí)際情況，制定了硅磚熱風(fēng)爐烘爐方案，熱風(fēng)爐烘爐曲線如圖1所示。

1.3高爐烘爐

高爐本體內(nèi)襯在砌筑過(guò)程中耐材及灰漿中含有大量的水分，在高爐點(diǎn)火之前，高爐必須進(jìn)行烘爐，徹底去除本體內(nèi)的絕大部分水分，使高爐順利點(diǎn)火投產(chǎn)。朝陽(yáng)鋼鐵有限公司本次高爐烘爐是從風(fēng)口吹進(jìn)熱風(fēng)爐的熱風(fēng)，利用熱風(fēng)的溫度逐漸將本體中的水分升溫，最終以水蒸氣的形式從排氣孔及高爐爐頂放散閥排走。本次高爐烘爐從2012年的11月5日開(kāi)始，用7天時(shí)間完成，其中包括升溫、保溫、再升溫、保溫、降溫幾個(gè)階段，烘爐降溫到爐內(nèi)風(fēng)口前端溫度降到150℃左右時(shí)，轉(zhuǎn)入系統(tǒng)通風(fēng)試漏工作。

嚴(yán)格控制烘爐進(jìn)程，換爐風(fēng)溫波動(dòng)不大于20℃。高爐烘爐曲線如圖2所示，整個(gè)過(guò)程嚴(yán)格按照烘爐曲線進(jìn)行，共計(jì)約7天。

整個(gè)烘爐期間按升溫期、保溫期、降溫期分別設(shè)定風(fēng)量，在保證爐頂溫度不超標(biāo)（300℃）的前提下盡量使用較大風(fēng)量，如爐頂溫度超標(biāo)，可適當(dāng)使風(fēng)溫降低30～50℃。烘爐期間爐頂溫度不應(yīng)高于300℃，溫度超過(guò)300℃時(shí)應(yīng)適當(dāng)減風(fēng)或適當(dāng)降低風(fēng)溫。

通風(fēng)試漏工作結(jié)束后，停止吹入冷風(fēng)，高爐烘爐后打開(kāi)風(fēng)口大蓋進(jìn)行自然冷卻，爐頂放散閥全開(kāi)，逐漸使高爐冷卻下來(lái)，拆掉烘爐設(shè)備，進(jìn)入高爐點(diǎn)火前的裝料階段。

1.3.1烘爐管的安裝

除了4#、14#、24#風(fēng)口安裝臨時(shí)電偶外，其余27個(gè)風(fēng)口安裝125mm烘爐加熱管，焊結(jié)牢固，一根伸到爐缸中心5.318 m處，其余等分為兩環(huán)，分別距爐缸內(nèi)襯1.8 m和3.5 m；縱向距爐底上層保護(hù)磚1.5 m，加熱管布局見(jiàn)圖3所示。

爐底環(huán)管1、2分別與烘爐加熱管相連。爐底環(huán)管1底部正對(duì)爐底，距爐墻1.8 m，每隔500 mm割125 mm一個(gè)，總計(jì)44個(gè)孔；爐底環(huán)管2底部正對(duì)爐底，距爐墻3.5 m，每隔500 mm割125 mm一個(gè)，總計(jì)23個(gè)孔。

1.3.2爐前鐵溝、渣溝的準(zhǔn)備

爐前1號(hào)鐵口、渣溝，殘鐵溝；2號(hào)鐵口、渣溝、殘鐵溝；3號(hào)鐵口、渣溝、殘鐵溝在高爐點(diǎn)火前一天應(yīng)具備出鐵條件。1號(hào)鐵口作為主出鐵鐵口，因2號(hào)鐵口與1號(hào)鐵口夾角78度，2號(hào)鐵口狀態(tài)與1號(hào)鐵口狀態(tài)非常接近，所以2號(hào)鐵口作為試出鐵鐵口。1號(hào)、3號(hào)鐵口鐵溝、砂口具備放鐵條件。

本次開(kāi)爐渣鐵溝布置：

鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司1號(hào)鐵溝作為第一次鐵主出鐵鐵溝，由于1號(hào)與2號(hào)共用一條渣溝，所以1號(hào)渣溝也采用普通溝料和焦粉鋪墊，按照鐵溝烘烤要求做好準(zhǔn)備。

鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司2號(hào)鐵溝作為高爐點(diǎn)火后第一次鐵前試出鐵鐵溝，渣鐵溝用普通鐵溝料和焦粉將主溝填平，溝兩側(cè)堆起溝土壩，砂口密封，渣鐵放出后不經(jīng)過(guò)砂口直接流向干渣坑，焦粉和普通溝料提前準(zhǔn)備好。

鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司3號(hào)鐵溝作為第一次鐵備用出鐵主溝，按照鐵溝烘烤要求做好準(zhǔn)備。

2　開(kāi)爐配料及開(kāi)爐參數(shù)選擇

2.1參數(shù)設(shè)定

本次開(kāi)爐采用枕木+全焦開(kāi)爐，總焦比為700 kg/t，礦批重30 t，終渣堿度為0.92，堵10個(gè)風(fēng)口，用20個(gè)風(fēng)口工作，風(fēng)口面積0.245 4 m2（采用花式堵風(fēng)口方式）。初始風(fēng)量選擇為爐容的80%，即2 000 m3/min,熱風(fēng)壓力大約為40～50 kPa，初始風(fēng)溫800℃，風(fēng)口焦炭點(diǎn)著后，風(fēng)溫退到750～700℃左右。生鐵成分見(jiàn)表1。

表1　生鐵成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）　%

2.2開(kāi)爐料配比與填充方式

開(kāi)爐料配比為：礦批重13 t，68%自產(chǎn)燒結(jié)礦+23%弓長(zhǎng)嶺球團(tuán)+9%錳礦和熔劑，高爐開(kāi)爐主要原料成分見(jiàn)表2。

表2　高爐開(kāi)爐主要原料成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）　%

爐缸風(fēng)口上沿至死鐵層容積為650 m3，需用木材約2 000根，風(fēng)口上沿至爐喉規(guī)定料線1.5 m以下的容積為裝料容積，風(fēng)口中心線上沿至爐腰裝凈焦，容積總計(jì)約為860 m3，空料與正常料共占容積1 070 m3。

2.3裝料制度

從點(diǎn)火開(kāi)始的發(fā)展邊緣煤氣流逐步向發(fā)展中心過(guò)渡，裝料制度最終以中心氣流為主，與送風(fēng)制度相匹配，焦批、礦批隨強(qiáng)度提高逐漸增加。裝料制度由

2.4送風(fēng)制度

送風(fēng)制度調(diào)整要保證足夠的順行空間，開(kāi)爐點(diǎn)火用20個(gè)風(fēng)口工作，風(fēng)口面積0.245 4 m2（采用花式堵風(fēng)口方式）隨著風(fēng)量增加相繼開(kāi)風(fēng)口。開(kāi)風(fēng)口選擇示意圖見(jiàn)圖4所示。

3　開(kāi)爐操作

2012年11月16日 4:16高爐點(diǎn)火送風(fēng)，初始風(fēng)量為1 150 m3/min，風(fēng)溫為750℃，5：00全部風(fēng)口燃燒見(jiàn)亮，后續(xù)礦批重增加到32 t，風(fēng)量逐漸加至2 200 m3/min；6：20～12：20因風(fēng)溫電偶跑風(fēng)休風(fēng)2次，處理16#風(fēng)口不進(jìn)風(fēng)休風(fēng)一次，極大地影響了高爐恢復(fù)進(jìn)程；12：30恢復(fù)送風(fēng)以后，風(fēng)壓為109 kPa，風(fēng)量為1 600 m3/min，爐況開(kāi)始出現(xiàn)難行，風(fēng)量逐漸降低，風(fēng)壓逐步升高；至晚上20：15高爐出現(xiàn)2次崩料，1次懸料，風(fēng)量回零，風(fēng)壓為151 kPa，風(fēng)溫為770℃；20：31減風(fēng)至47 kPa，爐料松動(dòng)；11月17日10：30爐前首次打開(kāi)鐵口，出鐵順利，爐況逐步轉(zhuǎn)順。此后，風(fēng)量逐漸加大，開(kāi)風(fēng)口每天不超2個(gè)，隨著送風(fēng)風(fēng)口個(gè)數(shù)增加，風(fēng)量、風(fēng)壓不斷提高，批重隨之增加，布料方面逐漸加重邊緣，打開(kāi)中心通路。隨著爐前出鐵工作順暢、鐵水溫度提高，流動(dòng)性變好，開(kāi)始減輕焦炭負(fù)荷，入爐焦比逐步降低，焦丁比逐步增加，綜合焦比逐步降低，11月17日入爐焦比降到540 kg/t，焦丁比增加至30 kg/t時(shí)開(kāi)始噴煤，此時(shí)風(fēng)溫用到1 100℃以上；11月19日風(fēng)口工作個(gè)數(shù)為29個(gè)，連續(xù)工作4天；11月21日高爐開(kāi)始富氧1 000 m3/h；11月23日風(fēng)口工作個(gè)數(shù)為30個(gè)，風(fēng)口面積0.367 9 m2，逐步將風(fēng)量、氧量加全，2012年11月28日利用系數(shù)達(dá)到2.39 t/（m3·d），順利實(shí)現(xiàn)達(dá)產(chǎn)。

鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司高爐整個(gè)開(kāi)爐期間各項(xiàng)技術(shù)操作參數(shù)的選定符合實(shí)際，爐內(nèi)、爐前、上料操作穩(wěn)妥、有序，爐況恢復(fù)進(jìn)度合理，但開(kāi)爐后由于設(shè)備故障比較多，尤其是2012年11月23～26日2次休風(fēng)，更換風(fēng)溫電偶及直吹管燒穿，影響了高爐達(dá)產(chǎn)進(jìn)程。在全風(fēng)冶煉后，提高風(fēng)溫，高爐控制理論燃燒溫度在2150～2300℃的情況下，適當(dāng)富氧3500～8000m3/h，不斷優(yōu)化各項(xiàng)操作制度，降低生鐵［Si］含量，及時(shí)由主要依靠邊緣煤氣流轉(zhuǎn)化為邊緣和中心兩股煤氣流，使日產(chǎn)逐步上升至5 500～6 200 t/d，并且穩(wěn)定在這個(gè)水平。高爐開(kāi)爐達(dá)產(chǎn)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見(jiàn)表3。

4　主要經(jīng)驗(yàn)及今后需改進(jìn)的措施

（1）爐缸采取凈焦+枕木裝料方式，從著火時(shí)間、爐缸狀況及順行、生鐵冶煉等各方面看均比較成功，為今后鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司高爐開(kāi)爐積累了經(jīng)驗(yàn)。

（2）合理配制開(kāi)爐料，例如使用100%干熄焦以及正確選擇開(kāi)爐各項(xiàng)參數(shù)是此次順利開(kāi)爐的保證。

（3）此次爐前墊1#、3#兩個(gè)主溝，制作臨時(shí)砂口，準(zhǔn)備充分，效果良好。

（4）此次恢復(fù)爐渣堿度控制得力，渣鐵流動(dòng)性良好、物理熱充足、爐缸熱量充沛，從結(jié)果看第一次鐵即可走砂口。

（5）在爐況恢復(fù)的過(guò)程中，如何把握風(fēng)速和鼓風(fēng)動(dòng)能控制節(jié)奏，也是本次開(kāi)爐的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，根據(jù)加風(fēng)進(jìn)程及爐況順行條件逐步打開(kāi)風(fēng)口，在高爐出鐵順暢后，采用增加焦炭負(fù)荷，恢復(fù)噴煤，盡快提高爐缸溫度，降低生鐵［Si］含量，較大地改善渣鐵流動(dòng)性，為提高冶煉強(qiáng)度奠定了基礎(chǔ)。

（6）在提高冶煉強(qiáng)度過(guò)程中，如何控制好爐內(nèi)煤氣合理的分布是至關(guān)重要，根據(jù)爐況恢復(fù)進(jìn)程及時(shí)擴(kuò)大批重及調(diào)整裝料制度，確保邊緣和中心兩股煤氣流順暢。

（7）由于熱電偶兩次跑風(fēng)及風(fēng)口不進(jìn)風(fēng)明顯影響高爐送風(fēng)進(jìn)程，也是造成高爐出現(xiàn)管道行程和懸料的重要原因。

（8）籌備工作到位，嚴(yán)抓、細(xì)抓各項(xiàng)工作，建立嚴(yán)格簽字確認(rèn)制度，為高爐關(guān)鍵環(huán)節(jié)及細(xì)節(jié)可控提供了保證。

（9）此次年修恢復(fù)較為順利，與精心準(zhǔn)備、組織得當(dāng)和嚴(yán)格按照網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃進(jìn)行有密切關(guān)系。

表3　高爐開(kāi)爐達(dá)產(chǎn)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

5　結(jié)語(yǔ)

鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司高爐是單座高爐生產(chǎn)，高爐開(kāi)爐成功與否決定鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司的后道工序的生產(chǎn)狀態(tài)，所以鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司公司在熱風(fēng)爐、高爐烘爐、試車、試漏、試壓及高爐裝料、爐前出鐵、高爐操作等關(guān)鍵環(huán)節(jié)精心準(zhǔn)備，制定詳細(xì)、科學(xué)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃，通過(guò)總結(jié)和借鑒上次高爐開(kāi)爐的經(jīng)驗(yàn)，并且在高爐及爐前操作方面實(shí)現(xiàn)了一定的突破和創(chuàng)新，達(dá)到了比較理想的效果，為開(kāi)爐成功創(chuàng)造了有利的條件。

（編輯 賀英群）

Practice of Quickly Achieving Design Capacity of the Overhauled 2600 m3BF

Zhao Dongming，Tian Zhongming，Hu Deshun，Wang Guangwei
（Chaoyang Iron&Steel Co.,Ltd.of Ansteel Group Corporation,Chaoyang 122000,Liaoning,China）

The operation practice of achieving the design capacity of the overhauled 2600 m3BF in Chaoyang Iron&Steel Co.,Ltd.of Ansteel Group Corporation after its blow-in is summarized.Based on that,the scientific blow-in schedule prior to the blow-in of the BF is formulated.So during the blow-up such measures as selecting the suitable burden ratio for blowin,determining the reasonable hot blast schedule and carrying out the optimization of BF operation are taken so as to guarantee the smooth operation of BF.And as a result the capacity factor of this blast furnace reached to 2.00 t/（m3.d）within one week.

blast furnace；blow-in；hot blast stove;burden

TF548

A

1006-4613（2015）01-0036-05

趙東明，高級(jí)工程師，1991年畢業(yè)于東北大學(xué)鋼鐵冶金專業(yè)。E-mail:hds105243@163.com

2014-05-30