首鋼長鋼8號高爐濕法噴補快速恢復實踐

曹 鋒 楊軍昌

1.概述

首鋼長鋼8號高爐有效容積1080m3，2012年4月18日大修開產，至今已安全生產6年多。從2015年8月份起，高爐爐身上部無冷區段溫度（高度2540mm）開始呈上升趨勢，西南和正東方向爐皮溫度150℃左右，無冷區內部耐材大面積侵蝕，高爐煤氣分布影響較高，指標優化受限。針對這種狀況，為確保高爐安全穩定生產，2018年11月23日，采用打水空料線法，將料面降至指定位置，對爐身上部爐墻進行噴補造襯。休風37小時后，24日開風，26日爐況恢復正常，歷時36小時。實現了安全快速降料面，順利開爐并快速達產的目標。

2.停風

2.1 停風前的準備

爐頂備1噸廢舊皮帶輪，30袋焦炭，20袋水渣，風口平臺四角各備打水軟管1根（長度約15m）；J1皮帶側備水渣15t，鏟車一臺。

2.2 停風前爐況操作

（1）降料面前兩天，保證爐況穩定順行，爐缸工作活躍。保持物理溫度1480℃-1500℃，[Si]=0.4%-0.6%，爐渣堿度R=1.05-1.15倍。提前一天降低生礦比例至5%，停高鈦礦，適當降低煤比。

（2）停風料單。根據噴補位置，計劃空料線空間500m3，為確保休風后凈焦到達爐腹部位，制定如下休風料單，采取單環布料，布料角度25°（見表1）。

2.3 降料面操作

本次降料面從22日22：00開始至23日04：30休風，共歷時6小時30分鐘。停風后實際觀察，料面剛好露出第九段冷卻壁的凸臺上沿，實際測料面深度12m。整個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。

表1 首鋼長鋼8號高爐停風料單

（1）爐頂溫度控制。本次降料面采用下停風料、爐頂打水、減風相結合的方式控制爐頂溫度，盡量減少向爐內的打水量[1]；整個過程綜合考慮料線、風量、風溫、打水量、爐頂設備承受能力等來控制頂溫在400℃左右（見圖1）。

（2）爐頂煤氣成分控制。整個降料面過程中，每小時分析一次爐頂煤氣成分，重點對H2和O2含量進行監控，確認爐頂煤氣中H2控制在6%以內，O2含量控制在1%以內（見表2）。

（3）風量、風壓控制。降料面過程中風量、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，同時還要穩定煤氣流，避免出現頂壓冒尖現象[2]，另外，還要控制爐頂溫度，根據耗風量計算料面深度。本次降料面過程中，累計消耗風量81wm3。整個過程中未發生頂壓冒尖、懸料、管道行程，未發生爆震事故（見圖2）。

2.4 停風小結

（1）整個停風降料面過程安全平穩，未發生頂壓冒尖、懸料、管道行程，未發生爆震事故，爐頂煤氣成分都在要求控制范圍。

（2）雷達料線故障，機械料線調整不到位，降料面過程中是以體積進行預算，風量消耗也以經驗判斷為主，沒有直接的數據，致使實際料面位置比預計位置降低1.5m。由于實際料面位置比預計深，休風料在爐內的實際位置也比預計位置低。預計降料面深度10.5m，空間體積500m3，累計消耗風量78wm3，實際將料面深度12.0m，空間體積600m3，消耗風量81wm3。停風料位置的變化，對高爐開風后的復風造成了一定影響。

圖1 首鋼長鋼8號高爐降料面期間爐頂溫度變化

圖2 首鋼長鋼8號高爐降料面期間頂壓、風量、風壓變化情況

3.噴補

3.1 噴補前爐型

在高爐停風，考慮到料面較深，爐頂人孔少，短期內爐內煤氣量較大，休風后先倒流2小時，爐頂保持通氮氣，再進行爐頂點火。爐頂點火后，對爐內觀察發現，整個無冷區圓周方向均有不同程度的侵蝕，侵蝕深度200mm-300mm，其中正東方向侵蝕最嚴重，局部有長約1200mm，高約500mm的深坑。

3.2 噴補操作

本次噴補采用濕法噴涂工藝。噴補前對需噴補部位爐墻進行高壓水沖洗，噴涂3小時后向爐內扔30袋焦炭，防止反彈料結實，噴補結束后，向爐內扔皮帶輪、托輥約1噸，防止噴補反彈料結殼。整個噴補過程用時約6小時，共用噴補料70噸。目測反彈料約有5噸-6噸，反彈率約在8%左右水平。噴補結束后高爐處于自然烘爐狀態。

表2 首鋼長鋼8號高爐降料面過程中爐頂煤氣成分控制表 %

3.3 噴補小結

（1）噴補前預測爐墻侵蝕情況以均勻300mm厚度計算，考慮到無冷區恢復后要同下方平滑過渡所需，以及反彈料的影響，在計算時乘以1.5的系數，計算消耗為70噸。實際噴涂時，當所有坑洞補起后，正好將無冷區下方和上方過渡找平。計劃值與操作值基本一致。

（2）爐頂點火后，按計劃應在爐頂布水渣15噸，水渣厚度100mm -150mm，降低爐頂溫度。但實際上由于爐頂布料溜槽不能動作，僅在25°角東北方向溜槽停止的位置，下進去約1噸水渣，把提前存放在爐頂的20袋水渣撒進爐內。沒有按計劃布水渣將爐頂溫度，只能自然通風冷卻，致使噴涂時間延后2小時。

4.復風

高爐于24日17：28開風，使用12個風口送風，開始恢復爐況。至26日07：30，通過努力，歷時36小時58分鐘后，高爐爐況恢復正常。

4.1 復風料安排

復風料的制定要保證有足夠的熱量和良好的爐渣流動性，料單1和2中含硅量按2.5%，爐渣堿度按1.0設定。高爐復風前，裝料體積約100m3，后高爐開風，實施帶風裝料（見表3）。

表3 裝爐料料單

表4 爐前出鐵出渣情況統計表

4.2 復風操作

經確認到位后，高爐堵往6#、7#、8#、9#、10#、11#、12#、13#共8個風口，使用余下12個風口送風，送風面積為0.1329m2，風量1000m3/min，風壓98kpa，風溫700℃，頂溫30℃，標準風速125m/s。由于高爐不接受風量，風量逐漸減小，風壓逐漸上升，料尺不動。20:15放風坐料，回風后，風量950m3/min，風壓84kpa，仍然表現為憋風，料尺仍然不動。21:56再次坐料，本次坐料效果較好，高爐進風平穩。23:56引煤氣，爐況開始逐步恢復。25日06:20捅開6#風口，使用風量1700m3/min；07:50捅開7#風口，使用風量1800m3/min；11:00捅開13#風口，使用風量2000m3/min；14:30開始富氧、噴煤；16:10捅開12#風口，使用風量2000m3/min；18:35使用南鐵口出渣鐵，開鐵口后發現南鐵口上方的14#風口漏水，連續使用南場再出一爐鐵后，于22:00-23:50休風更換，休風過程中捅開8#風口。開風后繼續恢復爐況。26日05:05捅開9#風口，使用風量2500m3/min；08:05捅開10#風口，使用風量2900m3/min。至此，高爐恢復正常生產狀態。

4.3 爐前出鐵

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500mm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。之后增加開鐵口次數，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（見表4）。

4.4 總結

1.本次恢復過程順利、快速主要得益于反彈料處理得當。第一，本次噴補采用濕發噴補，有效控制反彈料比例，實際目測反彈料量非常少。第二，噴涂前在料面加水渣，當反彈料落到料面上后會形成硬殼，在噴涂過程中在反彈料落點處加入焦炭，噴涂結束后扔入的廢鋼（托輥）和隨后的裝料會將反彈料層軋變形，即可破壞反彈料層形成的硬殼，減少對煤氣的阻礙。第三，加水渣和螢石對反彈料進行溶解。噴涂料中Al2O3高達55%，必然對爐渣產生影響，因此覆蓋料選擇使用水渣。另集中加螢石3噸，以稀釋Al2O3，改善流動性，及時排出爐外。

2.開爐料設定合理。本次開爐料選擇機燒+球團的固定比例，配加適量的硅石和螢石，爐渣堿度按R2=0.9-1.05倍控制，保證爐渣良好的流動性。充分考慮噴補反彈料和料線較深的影響，開爐初期負荷控制在2.1，保證了爐內足夠充沛的熱量。

3.爐前出渣出鐵組織得力。爐前出鐵組織，從人員安排，出鐵節奏控制，都進行了細化，滿足高爐需求，安全及時打開鐵口排放渣鐵。

5.噴補效果

此次重點對無冷卻區及以下十二段、十一段位置進行噴補，無冷區圓周方向噴涂厚度均勻，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。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。

6.結束語

目前國內空料線降料面噴涂造襯的多數操作都將料面降到風口水平，長鋼8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，煤氣流分布合理，延長了高爐使用壽命，效益明顯。

噴補方案計劃周全，立足現狀、考慮充分，過程要把握原則，動態調控，有助于實現安全順利降料面停風、噴補、復風。充足的熱量是及時排出爐內涼溫渣鐵和良好的流動性是快速恢復的關鍵。