中天鋼鐵公司5#高爐中修開爐達產實踐

胡立黨，殳哲君

（江蘇中天鋼鐵集團 第三煉鐵廠，江蘇 常州213101）

1 前 言

江蘇中天鋼鐵集團5#爐有效容積850 m3，共20個風口，兩個出鐵場，采用了國內先進、成熟的工藝技術。高爐于2019年12月4 日降料面停爐，本次停爐降料面至風口，停爐過程安全、順利。高爐于2019年12月25日開始裝料，26日18:16點火開爐，27日0:50開第一爐鐵，27日7:03第五爐鐵出鐵基本正常。

因停爐期間打水較多，因此開爐初期爐缸熱量低，渣鐵處理困難，對恢復進程產生一定影響。但隨著出鐵正常，恢復進程明顯加快，高爐爐況穩定順行，各項指標穩步提高。72 h 內日產達2 666 t，燃料比降低到550 kg/t左右，有效降低了開爐成本，為850 m3級高爐順利開爐達產積累了寶貴經驗。

2 開爐前準備工作

2.1 高爐爐型參數

高爐爐型主要參數。爐喉直徑5.5 m，爐腰直徑8.7 m，爐缸直徑7.2 m，風口高度3.4 m，死鐵層高度1.329 m，有效高度22.106 m，爐身角82.34°，爐腹角75.74°，爐喉高度1.8 m，爐身高度11.9 m，爐腰高度1.55 m，爐腹高度2.95 m，爐缸高度3.906 m，鐵口2個，風口20個。

2.2 高爐本體烘爐及風口修復

烘爐前內部對風口區域進行噴涂，外部進行壓力灌漿，減少生產后爐內煤氣外漏，保證生產后因本體灌漿孔罩子掉落造成大量煤氣泄漏而休慢風。修復扒爐時拆下中套下方耐材，以保證送風前期煤氣不泄漏。

烘爐目的是使高爐耐火材料砌體內水分緩慢蒸發，提高砌體整體強度；使整個爐體設備逐漸加熱至生產狀態，避免生產后因劇烈膨脹而損壞設備。本次開爐烘爐時間計劃5 d，因工期緊張，縮短至3 d，利用8根烘爐導管加熱爐缸。12月20日18:56，高爐開始烘爐，先送冷風，至21:00 開始以15 ℃/h的升溫速度升至300 ℃，以爐缸預裝熱電偶為準保溫10 h，后以20 ℃/h 升溫至500 ℃保溫，因5#爐烘爐主要將爐內濕氣及結晶水烘干，為給后續工作爭取時間，升溫至500 ℃開始恒溫34 h，截至12月23 日下午23:00 烘爐結束。具體烘爐曲線如圖1所示。

2.3 高爐檢漏工作

高爐通風試漏的目的是查出漏點，進行堵漏。5#高爐開爐前進行一次試漏，煤氣處理系統布袋除塵已經做過打壓氣密試驗，高爐通風試漏送風路徑為鼓風機將冷風送入冷風管道，經冷風混風閥入熱風管道，從風口送入高爐本體內。檢漏在2月24日進行，分別以50 kPa、110 kPa 查出大的漏點十幾處。經過打壓試漏和補焊，具備了開爐送風的基本條件。

2.4 設備試運行

各系統安裝完畢后，先進行單體試車，然后進行聯合試車，并把每個設備的驗收責任落實到具體的個人，開爐前進行簽字確認。做到分片負責，簽字確認，萬無一失，確保開爐期間設備正常、穩定。

2.5 爐前準備工作

爐前各設備試運轉正常，提前1周開始將大溝高溫烘烤，提前1 d將鐵口爐門板安裝完畢，鐵口泥套全部修墊好并烘烤干，出鐵前鋪好河沙，并做好出鐵前準備工作；各種開爐用工器具及資材確保齊全、到位。

3 開爐配料、裝料及基本制度確認

3.1 開爐料

本次開爐正常料爐料結構為南區燒結礦+烏克蘭球。在正常料和空料中配加螢石和錳礦，以改善渣鐵的流動性，防止開爐初期因渣系不合理及渣鐵流動性差影響開爐進程。

開爐料的理化指標見表1～表4。

表2 熔劑輔料化驗成分 %

表3 燃料化驗成分 %

表4 原、燃、輔料堆密度 t/m3

3.2 開爐參數設定

正常料計算（根據鐵平衡、錳平衡、堿度平衡）。1）正常料焦比0.85 t/t；干焦批5.5 t；鐵水［Si］3.0%、［Mn］0.8%；爐渣堿度（R2）0.97、鎂鋁比0.70、渣比≮420 kg/t、（CaF2）3%。2）計算得出正常料組成為:礦批10 300 kg（燒結礦8 240 kg、球團2 060 kg）、干焦批5 500 kg、錳礦220 kg/批、硅石480 kg/批、蛇紋石160 kg/批、螢石110 kg/批；一批正常料的體積16.364 m3，壓縮后體積為14.40 m3。

空焦料計算（爐渣堿度、鎂鋁比平衡）。1）干焦批5.5 t；爐渣堿度（R2）0.97、鎂鋁比0.70、（CaF2）3%。2）計算得出空焦料組成為:干焦批5 500 kg、蛇紋石410 kg/批、螢石50 kg/批、石灰石760 kg/批；一批空焦料的體積為10.813 m3，壓縮后體積為9.407 m3。

凈焦計算。干焦批5 500 kg，壓縮后體積8.70 m3。確定填充料。

5#爐內型如圖1所示。

圖1 5#爐爐體尺寸體積

爐缸至風口中心線處填充木柴（即爐缸上沿下方0.5 m），則該段需填充木柴體積為138.672 m3。風口中心線以上、爐腹填凈焦，則該段需填充凈焦體積為167.228 m3，一批凈焦壓縮后體積為8.70 m3，則凈焦批數為19.222 批，取19 批。爐腰、爐身1/8填空焦料，則該段需填充空焦體積為152.03 m3，一批空焦壓縮后體積為9.40 m3，則空焦批數為16.161批，取16 批。爐身7/8、1.3 m 料線下爐喉體積的正常料、空焦批數確定。該段體積431.10 m3，全爐干焦比2.80 t/t。假設該段正常料為x批，空焦料為y批，經配料計算得x=21.183，y=13.768；實取x=21，y=14。按以上計算數據進行上料矯正，可得全爐裝料體積為888.58 m3，全爐干焦比2 827 kg/t，基本符合設計預期。

3.3 裝料安排

根據開爐配料計算結果，安排各段裝料，如表5所示（全爐料鐵量為136.21 t）。

表5 開爐裝料參數

在裝料過程中同時對上料設備進行調試，包括旋轉溜槽的最小布料角度、礦石焦炭最小γ開度、γ開度與料罐下料速度的關系、礦石和焦炭的布料曲線，正常料線打到鋼磚角度、槽下計量秤等，掌握了爐頂布料設備的基本特征，對裝料中暴露出的問題馬上處理。裝料過程中各段實際位置和理論計算有一些差距，主要是本次噴涂厚度與原設計圖的厚度不一致，爐腰、爐身等位置相比原設計略有增加，空焦布完后，與計算高度差0.35 m，后用凈焦找平。

裝料制度見表6。

表6 裝料料制調整計劃

3.4 送風制度選擇

3.4.1 風口布局

20 個風口，其中16 個采用L470×Φ110/斜5°和4 個L470×Φ115/斜5°風口小套，總進風面積0.193 6 m2，送風堵6個風口（4#、7#、9#、12#、14#、17#），進風面積0.133 9 m。保持鐵口上方風口全開，使用加工好的輕質耐火磚均勻堵風口，堵風口分布示意圖見圖2。

圖2 開爐風口布局

開風口時間及順序以爐況順行為主的原則，合理控制開風口及加風進程，根據風量及時擴大礦批，12月28日22:40風口全開，實現了全風作業。

3.4.2 開爐送風參數控制

點火送風風量800 m3/min，風溫800 ℃，風壓80～100 kPa（以風壓為準）。壓差控制＜100 kPa。參數控制依據見表7。

表7 開爐送風參數控制

4 開爐操作

4.1 點火送風及送風制度調整

2019年12月26日18:16點火送風，18:30送風風口全部變亮，風量1 136 m3/min，熱壓100 kPa，熱風溫度800 ℃。0:50開第一爐鐵，渣鐵量約20 t，但物理熱偏低；第二爐開始渣鐵物理熱逐步上行，27日7:03 第五爐鐵物理熱1 463 ℃，視渣鐵物理熱、流動性較好開始過撇渣器，爐前出鐵基本正常。逐加熱風壓力至200 kPa 風量1 550 m3/min。9:18 開口鐵水物理熱1 470 ℃，逐步開風口，熱風壓力加至220 kPa風量1 750 m3/min，降焦比至550 kg/t。因爐缸打水積水較多，烘爐時間緊，未完全烘干，熱量提升略慢，凈焦下達后物理熱升高，但仍然在1 470 ℃以下，凈焦過去物理熱又有所下降（1 450 ℃），略控恢復速度。至28日早上8:00，風口全開，高爐逐步加風操作，風機靜葉加逐步加至48%。27 日22:00高爐開始噴煤，本次開爐5#爐實現了36 h內風口全開，28 h內噴煤操作，基本達到預期計劃要求。

4.2 布料控制

布料矩陣采取疏通兩股氣流的制度，選擇合理的裝料制度是開爐順利的關鍵環節，也是成功開爐和順利達產達標的重要保證。在恢復爐況的過程中，根據煤氣流分布情況調整礦石檔位，使發展邊緣的裝料制度，逐步過渡到穩定邊緣，適當發展中心，邊緣中心兼顧的兩股氣流。選擇合理的煤氣流分布，是開爐過程中爐況穩定的關鍵，爐況恢復時裝料制度調整見表8。

4.3 熱制度調整

4.3.1 快速降硅

高爐開爐后，降低生鐵硅水平是改善爐前勞動強度，保證渣鐵及時出盡的重要措施，同時也是高爐加風提頂壓，強化冶煉的必要條件。根據設備和外圍情況，有步驟上焦炭負荷。5#爐開爐前期爐溫4.0%左右，27日夜班爐溫降至0.7%左右，物理熱明顯提升，渣鐵流動性改善，外圍生產基本轉入正常。

4.3.2 噴吹煤粉

盡早噴煤能活躍爐缸、快速降低焦比，便于頂溫控制、減少布袋和爐頂設備壓力。豐富調劑手段，減少操作對風溫和負荷的依賴。5#爐送風后28 h內開始噴煤，并根據進程逐步增加煤比，40 h左右煤比達到100 kg/t。5#爐開爐48 h 風溫使用及降焦比進程時序見圖3。

表8 布料參數調整

圖3 開爐48 h風溫焦比變化

4.4 渣鐵制度調整

開爐料中適當加入錳礦能改善爐渣流動性，待爐缸加熱至正常水平，應及時停錳礦等熔劑，穩定爐料結構。高爐開爐要求合理把握好出鐵時間，出鐵時間過早，渣鐵量太少。因初期渣鐵流動性差，易造成大溝淤渣、撇渣器凝死等事故。出鐵時間過晚，影響加風速度，不利于爐況快速恢復。5#爐開爐第一爐開口，由于爐缸熱量不足，開口僅出少量渣鐵，鐵水流動性較差，前三爐走安全溝，第四爐走撇渣器殘鐵口，第五爐開始過撇渣器，開爐渣鐵排放情況見表9。

4.5 高爐運行參數及主要生產指標

合理的開爐參數選擇，保證鐵水熱量充沛，對高爐及時出凈渣出鐵，減少爐前勞動強度，高爐實現快速達產提供了重要保證。此次開爐鐵水物理熱前期偏低，隨著開爐進程，熱量逐步升高，第六爐后基本在1 460 ℃以上，基本保證了渣鐵流動性，為快速開風口，加風達產提供了熱量保證。后續恢復進度加快，各項參數迅速向正常靠攏。28日白班風量風壓基本到位，煤比100 kg/t，富氧4 000 m3/h，接近中修前各項參數水平。本次開爐進度基本在控，開爐后各項生產指標較快恢復，產量提升，消耗大幅下降，進程基本順利。

表9 開爐出鐵情況

5 結 語

1）開爐前期遇到爐缸烘烤不干導致物理熱提升困難，對爐況恢復產生一定影響。為此總結經驗，適當延長烘爐時間，充分加熱爐缸，開爐計算也要考慮此部分熱量消耗，開爐料額外補充焦炭。

2）開爐調整控制節奏基本合理，參數調整按計劃逐步推進。噴煤、富氧快速跟進，高爐順行情況較好，未發生大的爐況波動，有利于高爐提產降耗。開爐降硅速度控制合理，生鐵含硅降至低于1.0%用時不到30 h，有利于煉鋼消化鐵水，促進了鐵鋼系統平衡良性循環。

3）本次開爐各項設備運行穩定，爐前提前準備挖機等設備，在初期渣鐵清理中發揮重要作用，將出鐵影響降到最低。在開爐期間保證設備運行正常是開爐得以快速達產的重要措施，加強開爐中各部門工種的協調溝通也是快速達產的必備因素。