降料面噴補造襯在長鋼9號高爐的實踐應用

馬永芳， 王保國

（首鋼長治鋼鐵公司， 山西 長治 046031）

首鋼長治鋼鐵公司（全文簡稱長鋼）9號高爐有效容積1080m3，20個風口，2個鐵口，于2009年6月開產，至2016年11月噴補時已安全生產7年零3個月。本次噴補是繼2014年9月份由于無冷區爐皮溫度高進行噴涂造襯后的二次噴補，與第一次噴補已經相隔兩年，噴補料已經磨損脫落，出現爐皮溫度再次升高，爐頂煤氣流分布不穩定，煤氣利用率低，高爐指標變差等現象，若無冷區進一步侵蝕，高爐安全穩定生產將會受到威脅。2016年11月1日，采用空料線打水的方法降料面到指定位置，準備充分，操作合理，整個降料面過程耗時約5 h，共耗用70 t噴涂料對爐身上部爐墻進行噴補造襯。于4日開風，6日爐況恢復至正常，歷時60 h，實現了安全快速降料面、順利開爐、快速達產的目標。

2 停爐

2.1 停爐前材料準備

爐頂備50個1 m的鐵皮卷圓筒；J1皮帶側備水渣20 t，鏟車1臺；風口平臺四角各備打水軟管1根（長度約15 m）；爐喉平臺備45袋水渣、35袋焦炭、約1 t廢鋼。

2.2 停爐前操作調整

1）提前一天逐步調配比為95%（機燒）+5%（球團）+5%（生礦）+150 kg（螢石）；負荷退至 3.90 kg/t；物理熱不小于1480℃，w[Si]=0.5%～0.7%，爐渣堿度R2=1.05～1.13。

2）提前8 h改全焦冶煉，根據噴補位置，計劃空料線空間約為370 m3，為確保休風后凈焦到達爐腹部位，制定如下休風料單如表1所示，采取單環布料，布料角度25°。

表1 休風料裝入表

3 降料面操作

本次降料面，前期采用逐步減風控制頂溫的方法，盡量減少向爐內打水量[1]；后期通過控制風量、風溫及打水量控制的頂溫，共歷時5 h，雷達探尺顯示料線10.76 m。停風后實際觀察，料面剛好露出第十段冷卻壁的凸臺上沿，降到了指定的位置；降料面過程壓、量關系適宜，未出現明顯爆震，未出現管道行程。

3.1 頂溫的控制

綜合考慮料線、風量、打水量、爐頂設備承受能力等來控制頂溫,在350℃左右。降料面期間頂溫ABCD四個監測點溫度變化如圖下頁圖1所示。

3.2 風量風壓的控制

風量、風壓的控制要兼顧多個方面，既要防止因風量過大造成管道行程，又要不影響降料面進程。降料面過程以穩定煤氣流為前提，主動控制風量水平，避免出現頂壓冒尖現象[2]。本次降料面過程發生頂壓冒尖現象2次，00：00頂壓突起至85 kPa，減風200 m3/min控制，00：58頂壓突起至65 kPa，再次減風200 m3/min控制。降料面期間風量和風壓變化情況如圖2所示。

圖1 降料面期間頂溫變化

圖2 降料面期間風量和風壓變化情況

3.3 煤氣成分的控制

每半小時分析一次爐頂煤氣成分。降料面過程中，爐頂煤氣中H2（體積分數）控制在5%以內，O2含量（體積分數）控制在0.4%以內。煤氣成分如表2。

表2 停爐過程中煤氣成分隨料線變化情況

4 噴補作業

本次噴補由北京聯合榮大公司負責實施，采用濕法噴涂工藝。噴補前爐頂布水渣約10 t，控制頂溫在170℃左右；向爐內扔20個鐵皮桶，防止噴涂反彈料結殼；用N2對爐襯附著物進行清洗；在侵蝕嚴重的十三段倒扣冷板下沿東南方向約800～1000 mm的位置，開孔焊接兩根冷卻棒和7根400 mm的螺紋鋼，用以增加噴涂料的附著點，改善噴涂效果。噴補用時約7 h，共用噴涂料70 t，無冷區噴涂厚度約為300～500 mm，反彈料約有5～6 t，反彈率約為7%～8%左右。

5 開爐

由于休風時間耗時54.8 h以及噴涂反彈料給本次爐況恢復帶來很大困難，通過各崗位人員的共同努力，歷經60多個小時后爐況恢復正常。

5.1 裝料制度

裝料采用不帶風裝料，裝料體積約350 m3，裝料至雷達料線3.9 m，布料角度為18°。裝爐料料單如表3。

表3 裝爐料料單

復風料礦批12 t，負荷2.2，配比：85%機燒+15%球團+450 kg硅石+100 kg螢石，布料方式為單環23°（8），根據邊緣氣流變化，擴大布料角度，隨爐況好轉逐漸恢復礦批、負荷、布料矩陣。

5.2 造渣制度

實際渣堿度與預期相差甚小，恢復過程主要通過調整硅石量控制渣堿度。各階段實際渣堿度如表4。

表4 實際渣堿度

5.3 送風制度

采取集中開北鐵口上方兩側1號、2號、3號、4號、17號、18號、19號、20號共 8個風口送風，進風面積為0.0868 m2；，恢復初期一直使用北鐵口出鐵，綜合考慮風量、風壓、爐溫和出鐵情況以及風口的水溫差，逐步開風口加風量，控制標準風速不大于200 m/s；開風口順序順著南鐵口方向依次開，加快南鐵口附近的爐缸活躍度。開風口進度如下頁表5。

5.4 爐前組織

開風前預先用搗打料將北場貯鐵式大壕變為干式大壕，用氧氣管將北鐵口燒透，前端約500 mm用有水炮泥堵口，后端用低強度炮泥堵好，以便于復風后能夠及時打開鐵口。

開風后盡力增加開鐵口次數，活躍鐵口部位爐缸，待南鐵口上方的風口捅開后，南場鐵口投入使用，出鐵前期渣鐵分離差，不過撇渣器，改走紅渣場，第5次出鐵渣鐵分離較好，過撇渣器。

表5 開風口加風進程

5.5 爐況恢復

4日9∶08開風，雷達料線3.9 m，初始風量920 m3/min，風壓70 kPa，標準風速177 m/s，實際風速322 m/s，壓量關系適宜；反彈料下達后，渣中 w（Al2O3）為21.19%，壓量關系偏緊，風量萎縮，間歇性發生4次塌料，最深塌至雷達料線5.58 m；反彈料排出后，壓量關系好轉，頂溫逐漸升高；集中開風口開風，南北料線偏尺最大達2 m，煤氣分布不均，四點頂溫相差較大，雷達料線周期性滑尺，至23∶00左右南北料線基本一致，煤氣分布改善，利用率提高，爐況基本恢復正常。

6 效果

6.1 噴補效果

此次噴補無冷區圓周方向噴涂厚度約為300～500 mm左右，厚度均勻，表面基本平滑。高爐復風后測量無冷區爐殼溫度，基本維持在40～50℃，較噴補前120～150℃，爐殼溫度下降明顯，取消爐殼外部打水。噴補前后的對比圖如圖3所示。

圖3 高爐噴補前后效果對比

6.2 經濟指標改善

噴涂后，高爐焦比、燃料比明顯下降，噴涂前后指標對比如表6所示。

6.3 高爐上部氣流分布改善

高爐噴涂后，上部爐型近似于新開爐爐型，煤氣三次分布趨于合理，高爐邊緣氣流容易控制，中心氣流穩定。

表6 噴涂前后指標對比情況

7 結論

本次降料面過程用時約5 h，料線成功降到了目標值10.76 m；噴補采用濕法噴涂工藝，作業效果良好，用時約7 h，反彈率約為7%～8%，噴補后爐型基本規整平滑。恢復爐況歷時60 h，復風雖然時間較長，但復風過程中沒有出現爐況的反復，風口化損減少，主要經驗總結如下：

1）在2014年9月11日的噴補開風經驗基礎上，改變了開風口方式，采取集中開北鐵口上方8個風口，形成小冶煉區，單鐵口出鐵，較上次風口損壞減少7個。與上次噴補對比如表7。

表7 兩次噴補對比情況

2）復風前期，充分考慮到反彈料和水渣的影響，渣堿度R2=1.07～1.09，確保反彈料順利排出，渣鐵流動性較好，利于盡早加風，同時有利于減輕爐前勞動強度，及時排凈渣鐵。

3）休風時間長，復風有意識放慢開風口加風速度，充分考慮爐溫、爐前出鐵、爐內壓量關系以及風口水溫差和周圍工作狀況，控制風速不大于200 m/s，避免了爐況的反復波動和風口化損。

空料線降料面噴涂造襯是第二次在長鋼1000 m3級高爐的應用，目前國內多數操作都將料面降到風口水平，長鋼9號高爐將料面降至爐身中下部，噴涂后爐型趨于圓滑規整，爐況順行，經濟技術指標明顯改善，效益顯著。

[1]張賀順.首鋼2號高爐空料線降料面實踐[J].煉鐵，2007，26（3）：16-18．

[2]黃澤文，王加山.韶鋼7號高爐2200 m3降料面操作實踐[J].煉鐵，2009，28（4）：16-18．