柳鋼1#A高爐爐前技術進步

許正國 姚明 梁有勇 黃堅

摘 要：對柳鋼1#A高爐爐前作業技術進行總結，主要根據爐前耐材、鐵口管理、爐前鉆頭、鉆桿消耗，出鐵模式的規范管理，改善爐前作業環境、降低爐前勞動強度等方面取得了較大的進步。

關鍵詞：爐前作業；規范管理；技術進步

前言：

柳鋼1#A 1500m3高爐，設有2個鐵口，鐵口夾角170°。2010-3月開爐投產，隨著冶煉強度的不斷提高，生產節奏加快，爐前作業負擔加大，鐵口管理及對限制因素的不重視，嚴重制約了高爐生產的安全穩定，爐況的穩定受限于爐前出鐵，生產局面非常被動。為改變爐前作業對生產組織的影響，技術人員與生產骨干的協同攻關，對爐前作業的限制環節進行梳理及改進，為高爐的穩定順行，指標改善奠定了良好的基礎。

1、規范爐前操作管理

爐前操作是高爐冶煉操作中一個非常重要的組成部分，隨著高爐冶煉的強化，及時出盡渣鐵，是確保高爐爐況穩定順行和強化冶煉穩步推進及安全生產的關鍵環節。規范爐前操作的管理，可提升鐵口操作的穩定性，改善爐前作業環境，降低爐前勞動強度，推進爐前作業標準化，助推高爐生產的高效穩定。

1.1規范鐵口及泥套的管理

1.1.1、柳鋼1A高爐開爐時鐵口角度控制在10°左右，隨著生產年限增加，爐缸侵蝕程度加大，逐步調整鐵口角度在11°～12°，有效的適應渣鐵量變化對鐵口的角度要求。鐵口的穩定性在實際生產過程中更多的體現在鐵口中心線統一，通過對開鐵口過程的觀察分析，對鐵口角度的穩定做了相應的規范：

（1）、在鐵口框架上方開口機的掛耳軸上增加鐵口中心定位擋板降低開口機因受力的偏移幅度；

（2）、每周爐前大班長要求對鐵口中心線進行校正，保證開口機、液壓炮與鐵口中心線重合。

（3）、每周設備點檢員對開口機固定螺栓進行緊固校正、檢查液壓炮、開口機的運行狀態，保持爐前設備的穩定運行；

1.1. 2、1A高爐鐵口受作業空間窄小，鐵口泥套的制作實現澆筑存在較大困難，泥套的制作仍使用鐵口搗打料進行制作，鐵口泥套的壽命較短，為降低鐵口磨損對生產安全的影響，每周對兩個鐵口泥套進行重新制作，爐前技師進行現場指導及質量監督。利用大溝修溝時間，將鐵口泥套用專用泥套打磨器鉆進200mm～400mm的深度，填充搗實用煤氣火進行烘烤，提升泥套的整體強度。并對鐵口保護板進行更換，保護板鋼板厚度有原來的20mm增加到40mm，降低鐵口保護板的燒損率，減少了鐵口漏泥的安全隱患。

1.2 規范爐前操作管理

爐前出鐵是爐前工作的主要任務，安全、有序的出盡渣鐵是高爐指標改善、爐況優化的基礎。規范的出鐵操作不僅可以降低爐前作業勞動強度、改善高爐生產穩步進行，同時在改善鐵水質量、降低安全風險、提升上下道工序的生產節奏具有非常大的影響。

1.2.1 規范鐵口操作

（1）、一桿式鉆穿鐵口 1A高爐以前的開鐵口模式延續小高爐的操作，先用 φ50mm鉆頭鉆鐵口深度1500mm～2000mm，再用φ32mm的六角鋼釬捅穿鐵口，但六角鋼的強度低、在鐵口內部推進速度慢，撓性低造成內部不規則，經常出現鉆不穿、粘結拉不出，被迫燒氧開鐵口，爐前勞動強度大，開鐵口時間長，嚴重制約高爐爐況的強化，經過對鉆頭直徑、開口機霧化能力的改進，實現了一桿穿的開鐵口模式。將開口機使用氮氣+水的汽霧化方式，氮氣壓力由原來的0.8MPa提升到1.6MPa，配合冷卻水形成強力的霧化冷卻效果，在保障鉆頭的冷卻效果的同時使鉆鐵口產生的粉末能有效排出，提升了開口機的運行效率，開鐵口時間由20分鐘降到5～8分鐘，提升了開鐵口的效率，大大降低了鉆頭鉆桿的消耗量（表2）。

（2）、 實施鐵口預鉆技術 鐵口預鉆在小高爐使用有水炮泥時使用較多，但隨著高爐設備的不斷升級及使用高強度的無水炮泥，很少有高爐進行鐵口預鉆的要求。車間從減少開鐵口時間對爐況的影響上考慮，要求在液壓炮退炮十分鐘后在爐底鐵水罐容鐵空間≥50t時，對鐵口預鉆1000mm～1500mm，通過一段時間的運行，對爐前的工作組織形成了良好的效果：①、將設備的點檢、運行檢查提前，出現故障可以及時進行處理，降低了開鐵口過程中設備故障率；②、將出鐵前的準備工作提前，形成出鐵前兩次檢查確認，消除因出鐵準備不足造成的安全隱患；③、鐵口預鉆后可以增加內部的烘烤時間，降低泥包前段在徑向周向的溫度差，可以有效消除鐵口通道內應力對鐵口通道的破壞作用，提高鐵口泥包前段的強度，實踐表明可以有效延長鐵口穩定出鐵時間10～15分鐘，降低了鐵口通道出鐵過程中的侵蝕速率；④、縮短開鐵口時間，由正常的5～8分鐘降低到3～5分鐘，實現鐵口隨時具備出鐵條件；⑤、鐵口預鉆得到有效烘烤后，縮短鐵口開出前期噴濺時間，降低爐前除塵壓力，有效杜絕了因開鐵口長時間噴濺造成的環保事故。

1.2.2、統一對高爐容鐵量的認識 控制合理的出鐵間隔

爐缸安全容鐵量是指爐缸能安全容納的最大鐵水量，只有明確高爐的安全容鐵量，才能對生產過程中的爐缸存渣鐵量進行定量的判斷，對每爐出鐵量進行分析，指導爐前出鐵的組織管理。根據爐缸尺寸參數、鐵口角度等影響因素由計算公式可知1A高爐的安全容鐵量正常為370-440t之間，考慮到渣鐵的滯留率，每次出鐵量應為安全出鐵量的60%---80%。所以每次出鐵量在270---360t是合理的。按照渣鐵排放的要求，鐵口流速應略大于鐵水生成速度，通過對爐前出鐵情況的跟蹤統計，對鉆頭直徑、出鐵間隔時間進行了規范，在保證及時出盡渣鐵的同時，出鐵時間延長、炮泥消耗降低、鐵水質量得到了較大改善。

（1）、鐵水流速的控制及鉆頭尺寸的選擇 考慮出鐵過程中時間推移及鐵水生成速度及排放速度的前后變化，按照小時8批料計算，批重39000kg，礦石單耗1668kg/tFe，每小時鐵水生成量為187噸，鐵水生成速度為3.11t/min左右。根據對現場使用φ45mm、φ50mm、φ55mm鉆頭的使用鐵水流速的統計分析，在目前原燃料質量和冶煉強度下，使用φ45mm鉆頭的鐵水流速能維持在3.5～4t/min，可以實現鐵水的有效排放。

（2）、出鐵間隔時間的控制 受炮泥質量、爐容等各方面因素影響，1500m3高爐不能像大型高爐出鐵的“長流水”作業，制定合理的出鐵間隔時間，在保障爐缸渣鐵的貯存量不超過正常風壓控制的安全量（120～150t），逐步探索合理的出鐵間隔時間，通過現場的嘗試，當一次出鐵堵口后35～40min后爐內風壓開始出現上升征兆，經過多次的操作統計分析，正常爐況條件下出鐵間隔時間控制在20～25min是安全合理的，為出鐵的安全準備提供了更多的時間，若爐況影響或外圍條件限制未能及時出盡渣鐵，縮短間隔時間維持爐況的穩定。

（3）、經過對出鐵時間的控制及鉆頭的合理選取，單爐的出鐵量由140～180t/次提高到現在的250～330t/次，時間提升到了70～90min/次。每爐出鐵時間及量的增加，增加了爐內渣、鐵間的界面接觸時間，同時通過渣鐵溫度的穩定提升了爐缸中心“死料堆”溫度場，進而改善爐缸活躍程度，提升鐵水質量，近兩年1A高爐鐵水優質率得到了較大提高。2017年平均為91.9%，2018年1月至7月平均為89.88%。

1.2.3 控制合理的打泥量 控制合理的鐵口深度

正常生產時，每爐的鐵口打泥量與爐缸狀況、爐內操作制度的合理性、氣流穩定性、出鐵量、出鐵間隔、炮泥質量、油泵油壓等因素均有較大的關系。為規范控制合理的打泥量，維持合理的鐵口深度，減少因人員操作能力的差異造成的鐵口深度不穩定，在爐前操作室及高爐值班室裝打泥計時器對爐前打泥時間進行規范，打泥時間控制在4～7s之間，鐵口深度維持2800mm—3100mm。在根據液壓炮上的打泥指針進行綜合控制，對不按要求的操作進行統計分析，并納入經濟責任制。對于鐵口漏泥、打不進泥等異常情況的鐵口打泥控制，要求出現漏泥較多的鐵口，必須在另一個鐵口出鐵期間重新做好泥套或更換炮帽后并進行安全確認后，重新打開鐵口后重新進行堵口，以維持鐵口深度的穩定。對鐵口打不進泥的情況，在消除隱患后采取同樣的操作。降低出鐵安全隱患，杜絕淺鐵口、跑大流等爐前事故的出現。

2、開展技術攻關及創新 提升設備運行效率

爐前設備的運行穩定、高效能提升爐前作業的作業率，爐前均為液壓設備，其結構緊湊、穩定可靠的優點為高爐的運行提供了可靠的保障，但實際生產中，作業環境惡劣，造成設備故障率高爐，經常一些微小的故障均會嚴重制約爐前作業的有序進行，車間組織技術人員對以往的設備故障進行方向，積極組織技術攻關及創新，為爐前工作的高效運行提供了保障。

（1）、借鑒液壓系統可以通用的特點，通過對兩邊液壓油管的串聯，實現兩邊液壓炮、開口機通過閥門的轉換實現交互操作，實現了特殊情況下能有效封堵鐵口；

（2）、對爐前的液壓操作設備增加了備用系統，并且定期要求班組進行備用系統的切換操作以熟練掌握操作步驟、時刻保持備用系統良好的工作狀態。有效杜絕了曾出現過出鐵堵口時，打泥手柄或閥芯斷裂封不上鐵口的事故，通過這一改造，避免了出現鐵口打不開、堵不上等事故的發生。

3、強化炮泥的使用管理

炮泥的質量必須滿足生產的需要，隨著冶煉強度的提升，大風量、大富氧、高頂壓等強化措施的應用，鐵口的渣鐵處理量明顯增大，炮泥質量的穩定才能維持生產的高效穩定。柳鋼高爐使用炮泥均為承包炮泥，炮泥質量的穩定很大程度上與炮泥使用量、炮泥使用成本及供應商的原材料和制造成本成一定的比例關系，所以現場使用炮泥質量效果的好壞將對炮泥質量的穩定有較大關系。1A高爐使用炮泥經歷了四川建冶、順祥、宏達等多家供應商。但以前對炮泥使用的沒有進行規范，炮泥使用量的波動非常大，對炮泥是使用只是具有使用的感受，沒有形成良好的數據跟蹤分析。不能很好的體現炮泥質量的合理性。2017年下半年開始使用宏達炮泥后對炮泥使用的數據進行跟蹤分析。對鐵口深度、開鐵口情況、出鐵時間、鐵水流速、出鐵量、打泥情況等影響因素引起每爐出鐵進行如實統計。經過幾個月的跟蹤匯總及對影響因素的分析，督促供應商對炮泥質量進行改進，。對每批次到現場的炮泥進行規范使用，建立使用管理檔案，嚴格按生產日期批次進行使用。規范現場炮泥的堆放位置，避免因長時間炮泥靠近爐前高溫區造成炮泥質量劣化，影響使用效果。通過一系列管理措施的實施，炮泥質量得到了明顯的改善，炮泥消耗量維持穩定合理值，控制在0.5～0.65kg/tFe，大大降低了爐前耐材使用成本。

4、結論

柳鋼1A高爐經過近兩年對爐前操作管理的改進，在出鐵模式及鐵口管理取得了明顯的進步。有效促進了高爐爐況的優化和生產指標的改善。

（1）、鐵口維護逐步規范化，降低了鐵口隱患發生率，為高爐的穩定順行提供了良好的作業環境。

（2）、通過推進設備運行管理及創新工作的開展，提升了爐前設備的運行效率，降低了設備故障對爐前作業的影響。

（3）、規范的爐前作業管理，改善了爐前安全運行環境，使爐前操作積極向標準化、流程化推進。

（4）、爐前的安全運行管理是一個系統的工程，科學的工藝管理、穩定的設備運行、嚴格的操作制度的綜合因素的匯集，才能保證實現爐前工作的井然有序，為高爐的長效穩定奠定基礎。

參考文獻：

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[2]張殿友.高爐冶煉操作技術.北京：冶金工業出版社，2007.

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