長鋼9 號高爐大修開爐實踐

曹 鋒

（首鋼長治鋼鐵有限公司煉鐵廠， 山西 長治 046031）

1 概況

首鋼治鋼鐵有限公司（全文簡稱長鋼）9 號高爐第一代爐役于2009 年6 月28 日點火投產，至2019年2 月25 日，單位爐容產鐵量10 185 t/m3。于2019年2 月26 日采用自動霧化打水空料線降料面停爐大修，爐底爐缸碳磚、冷卻壁全部更換，采用薄壁爐襯工藝，于2019 年4 月14 日10:18 烘爐，4 月20 日09:58 點火開爐，大修共52 d。

2 停爐

高爐于2 月25 日16:25 開始降料面停爐，本次采用外接打水管和霧化自動打水系統配合的方式控制頂溫降料面，全過程爐況未出現大幅波動，改常壓前頂壓出現6 次小突起，及時采取減風措施，風溫850～900 ℃，頂溫控制350 ℃左右（4 點頂溫曲線較穩定），風量根據爐內壓量關系逐步減風未出現爆震，根據爐頂煤氣成分停止回收煤氣；于26 日7:29安全準時降到指定的風口位置，用時約15 h，消耗水量7 295 t。

3 本體大修的主要內容

1）高爐殘鐵處理，本次采用先進、安全、環保的金剛石串珠“繩鋸”整體切割法，共鋸切9 刀，大小18 塊，共計約356 t，從開始鋸到清理完，共用了四天零八小時，既安全、環保，又節約了時間。

2）對爐缸、爐底耐材進行全部更換。高爐爐缸爐底采用“大塊炭磚+陶瓷杯”加水冷復合爐缸爐底砌筑結構。

3）更換高爐全部本體冷卻壁。爐體采用全覆蓋鑲磚冷卻壁結構，內測由河南華西科技集團噴涂一定厚度的高強噴涂料，爐腹、爐腰及爐身下部區域采用雙排管球墨鑄鐵冷卻壁。

4 高爐烘爐

1）高爐烘爐前兩天將熱風爐燒好，具備向高爐提供風溫的條件。

2）高爐風、水、電、氣具備烘爐條件，各影響烘爐因素消除。

3）制作爐內烘爐導管。烘爐前，在兩個鐵口安裝煤氣導出管（Φ133 mm），制作好泥包，風口安裝烘爐導管，共19 根，一根伸入爐缸中心，6 根伸入爐缸半徑1/2 處，12 根伸入爐缸半徑1/4 處, 長短交錯均勻分布，鐵口導管埋入3 支熱電偶（分別對應位置中心、正東、正西），用以監測爐底溫度。

4）根據耐材要求制定烘爐曲線：烘爐曲線分兩個恒溫段，150 ℃恒溫12 h，450 ℃恒溫48 h，整個烘爐過程130 h。

5）高爐于2019 年4 月14 日10:18 送風烘爐，烘爐風量＞1 000 m3/min，烘爐過程中嚴格按照烘爐曲線進行，通過爐頂大放散開度調整、風量調整、風溫調整控制爐頂溫度不超350 ℃。

6）烘爐結束后，進行高爐系統耐壓實驗，最大試壓不超過200 kPa。

5 開爐

5.1 開爐配料

5.1.1 參數設定

1）生鐵成分。w（[Fe]）=92%、w（[Si]）=3.0%、w（[Mn]）=1.0%、w（[C]）=4.0%。

2）元素分配率。w（Fe）=99%、w（Mn）=65%、w（S）=3%、w（P）=100%；壓縮率為14%。

3）礦批。12 000 kg（燒結礦為80%、球團礦為20%）；凈焦批重為10 000 kg。

4）開爐總焦比。3200kg/t，正常料焦比為1050kg/t；總R2=0.70，正常料R2=0.95。

5.1.2 配料計算

5.1.2.1 填充方式本次開爐采用全焦開爐方法，死鐵層至爐腹2/3填充凈焦；爐腹2/3 以上至爐身下沿以上2.0 m 填充空焦，爐身2 m 以上至3 000 mm 料線全部用正常料+循環焦，循環焦分為四段。

5.1.2.2 參數計算（見表2）

表2 開爐參數匯總

5.2 裝料

5.2.1 裝料方式

本次開爐采用全焦不帶風裝料方式。開爐按三段式裝爐，即，凈焦、空焦、正常料。空焦：焦炭+白云石；正常料：機燒80%+球團20%+白云石+硅石+螢石；正常料裝料方式：負荷料+循環焦。

5.2.2 布料矩陣

凈焦、空焦布料角度18°；四段循環焦根據料線深度角度依次為20°、22°、24°、26°；正常料角度26°。

5.2.3 裝料組成

1）死鐵層到爐腹2/3 裝凈焦。凈焦組成：濕基焦炭10 000 kg/批（水分0.5%），共30 批。

2）爐腹2/3 以上至爐身下沿以上2 m 裝空焦。空焦組成：濕基焦炭10 000 kg/批，白云石1 700 kg/批，共21 批。

3）爐身下沿以上2～3 m 料線裝四段循環焦+正常料。正常料組成：濕基焦炭5 400 kg/批（焦炭水分0.5%），燒結礦9 600 kg/批，球團2 400 kg/批，白云石1 100 kg，硅石750 kg/批，螢石200 kg/批，共30 批，循環焦按4321 下達共10 批。

5.3 開爐情況

5.3.1 風口配置

9 號高爐共20 個風口，本次開爐選用風口配置為15 個Φ115 mm 和5 個Φ120 mm，長度450 mm。送風前堵3 號、7 號、10 號、13 號、18 號風口，進風面積0.155 8 m2，為全風口面積的73.35%。

5.3.2 爐內操作

4 月20 日09:58 開始點火送風，風量1 660 m3/min，起始風溫750 ℃。送風1 h 后風口全亮，視料動情況適度加風至2 050 m3/min。送風后5～10 h 是軟熔帶形成時期,這段時間采取守風量、不加風甚至減風的方法進行過渡。15:30 軟熔帶初步形成，壓量關系偏緊，透氣指數由之前約70 下降至20，出現憋壓。高爐采取減風、撤風溫應對。風量減至850 m3/min、控制風溫650～700 ℃，壓量關系逐步緩和，17:50 塌料，雷達料線由3.5 m 塌至4.7 m，18:00 引煤氣，之后通過調壓閥組控制頂壓，逐步提頂壓。

為利于頂溫回升，送風后料線控制在3 m 左右，18:00 引煤氣后提高了加風速度, 標準風速按215～225 m/s 控制，出第一次鐵前風量至1 800 m3/min 左右，熱壓110 kPa，頂壓20 kPa，風溫700 ℃。22 日04:30噴煤，08:18 高爐富氧；23 日06:20TRT 投入；25 日風口全開，風量2 850 m3/min。

5.3.3 爐前組織

20 日18:45 北鐵口來渣，堵鐵口；22:15 南鐵口來渣，堵鐵口；根據風量和實際下料批數計算，約送風20 h 左右從南鐵口出第一爐鐵。21 日08:08 南鐵口打開，由于開爐第一爐鐵泥包未形成，鐵流大，處于安全考慮，10 min 后放風堵鐵口，未出渣，出鐵約100 t，0.5 h 后重開鐵口，渣鐵流動性良好，直接過避渣器走水渣，出鐵約70 t。由于北場沖渣系統沒有投入運行一直使用南鐵口出鐵，22 日北場沖渣系統投運，20:00 北鐵口投入使用，此后南北鐵口交替正常出鐵。

5.3.4 布料角度

裝爐采用同角度單環布料，出鐵后，隨著礦批的擴大，由單環變為多環，參考爐頂紅外攝像及爐喉十字測溫，以發展兩股氣流為主調整布料矩陣。

5.3.5 熱制度調整

本次開爐全爐負荷0.54，正常料負荷2.22，焦比760 kg/t，出鐵后，爐溫偏高，w（[S]）=5.78%，后續逐步降焦比至560 kg/t，噴煤后，按燃料540 kg/t 調整負荷及噴吹量。

5.3.6 造渣制度調整

本次開爐使用熔劑白云石、螢石、硅石進行造渣和調劑渣堿度，增加渣量稀釋度按生鐵w（Si）為3.0計算，全爐R2=0.70，正常料R2=0.97，空焦R2=0.90，開風后，隨著負荷增加，逐步降低硅石配比，按理論渣堿度1.13 調整配料。前三爐開鐵口后渣鐵流動性較好，生鐵硅高，渣堿度較計算值略高，渣中Al2O3含量較計算偏高。

5.3.7 開爐指標（見134 頁表5）

本次開爐受鐵水罐組織和渣處理新工藝等外圍影響，爐內操作比較保守，降焦比節奏較慢，煤比、風溫相對較低，爐溫相對偏高。

表5 開爐前四天指標

6 結論

1）本次停爐采用自動霧化打水系統，頂溫控制很理想，未出現爆震，準時安全順行停爐。

2）本次采用先進、安全、環保的金剛石串珠“繩鋸”整體切割法處理殘鐵，既安全、環保，又節約了時間。

3）開爐料的計算是開爐過程的基礎，空焦段以上正常料分段裝料方式更有利于適應爐內熱量變化需求，未出現低爐溫現象。

4）爐渣堿度預算及第一次開鐵口時機把握得當，本次開爐按第一爐鐵約70 t 決定開鐵口時間，本次開爐第一爐鐵水直接過撇渣器，未走紅渣，提高了爐前工作的安全性，降低了爐前的勞動強度。

5）本次開爐對軟熔帶形成后處理措施、時機把握準確，開爐階段爐況整體走勢較好。

6）不足。全爐焦比高，渣中Al2O3含量偏高，北場投入時間較晚。