衡鋼高爐全焦開爐達產實踐

王 哲，胡 偉

（湖南華菱衡陽鋼管有限公司煉鐵分廠，湖南 衡陽 421001）

衡陽鋼管1080m3高爐第一代爐役由中冶賽迪設計并總包，高爐于2009年5月投產，經過近2年多的高產操作，近期爐缸溫度迅速上升，最高超過900℃，被迫進行減產操作，嚴重影響了企業的經濟效益，且若繼續進行生產，存在嚴重的安全隱患，因此必須盡快進行一次中修，解決爐缸發熱問題，以保證高爐高產穩產，滿足后續工藝對鐵水的要求[1]。

1 開爐基本操作制度

開爐焦炭全為干熄焦，水份3%～4%，正常料結構為：焦炭、86.5%高堿度燒結礦+11%海南塊+2.5%錳礦的開爐方法；熔劑：白云石、石灰石、硅石。采用全焦開爐，爐缸(含死鐵層）、爐腹裝凈焦，爐腰及爐身下部裝空焦，爐身中上部裝正常料加空焦。開爐料設定參數：風口中心線以上焦比2.7t/t，全爐焦比3.4t/t，正常料平均焦比1.3t/t；爐渣堿度：正常料R=0.95，凈焦加空焦R=0.90；正常料壓縮率：10%，空料為15%，凈焦為16%；生鐵成分[si]3.5%，[Fe]92%；元素回收率：Fe99%，Mn50%；礦批10t，干焦批0.8t。

1.1 開爐料核算

考慮全焦開爐，爐缸死鐵層有部份焦炭沉積于此，不參于反應，故本次開爐料計算以風口中心線為分界，計算上下兩部份爐料成分，擇中最優利于開爐的結構料。風口中心線以上焦比為2.68t/t，渣比為1.16t/t，全爐焦比為3.4t/t，渣比為1.18t/t，正常料R0.96，焦比1.33t/t，渣中鎂鋁比0.55，Al2O3含量為14.1%，全爐R0.97，鎂鋁比0.59，渣中Al2O3含量為16.1%。

1.2 送風裝置選擇

風口布局（4個530mm*Ф120mm+16個530mm*Ф110mm），全部斜2°?？紤]開爐風量較小，為保證合理的風速和鼓風動能，烘爐結束后用木塞及有水泥均勻堵4個風口送風開爐（7#、10#、16#、19#）。

1.3 開爐料裝制確定

本次開爐采用帶風裝料，送300m3/min冷風裝料，為避免裝料過程爐料直接撞擊爐墻，爐身下部以下爐料全部采取單環布料模式：風口中心線以下凈焦=12°K，環數=10；空焦=15°，環數=10；正常料布焦大部份采取單環，后5批采用多環，布礦采用三檔布料，（19 17 15）-＞（38 36 34）從下至上均勻遞增角度，礦環數全部采用（3、3、2），具體明細見表1。

表1 衡鋼高爐開爐裝料制度

2 開爐準備過程

2.1 烘爐

高爐烘爐的目的是緩慢地去除高爐耐材砌體內的物理水和結晶水，提高內襯的固結強度，避免開爐時因升溫過快水氣快速逸出，導致砌體爆裂和爐體劇烈膨脹而損傷設備，同時在一定程度上也可以消除冷卻設備的內應力。烘爐的重點是爐缸爐底[2]。

鐵口煤氣導出管的制作與安裝：鐵口煤氣導出管直徑為108mm，長度為6000mm，分成兩段，前段（爐內部分）3800mm，前端3500mm管的圓周方向鉆孔七排Φ10mm，縱向孔距為50mm；后段≤2300mm埋在鐵口孔道內，與前段對接好，導出管10度角安裝，前段至爐缸中心用耐火磚支撐。每個風口安裝一根108mm烘爐導管成“廠”字型伸至爐缸底部，共20根。

圖1 衡鋼高爐72h計劃烘爐曲線

3月27日12：20開始烘爐，29日12：00結束，實際烘爐時間為4300min，烘爐期間溫度控制較好，實際烘爐曲線與計劃烘爐曲線偏差較小。為趕進度，計劃不涼爐，后因溫度過高不便割除風口烘爐管，降溫至60℃。

2.2 高爐本體試壓、查漏

烘爐完畢，立即組織高爐本體試壓查漏，確認重力除塵斷閥關閉，爐頂放散關閉，爐頂氣密箱通氣冷卻，冷系統恢復正常，確認各人孔封好。開混風閥，冷風壓力加至50kpa-＞100kpa-＞150kpa-＞200kpa進行分步試壓查漏，此次未進行強度試壓，主要是檢查部分新更換的冷卻壁管道焊接及爐皮焊縫有無漏點。本次分步增壓到200kpa，期間未進行降壓補焊再試過程，采取耳聽、眼看、涂肥皂等方法一次性確認漏點，停風后再進行補焊。

2.3 開爐裝料

本次采取帶冷風裝料模式，其目的是適當烘干爐料，從爐頂帶走部分爐料粉塵，利于開爐點火。從混風管送冷風300m3/min開始裝料，冷風走向：風機房-＞混風管道-＞高爐-＞爐頂散閥-＞大氣，當料線至8m～9m時（爐身中上部），風量加至400m3/min維持，當料線至4m時停止裝爐，待點火開爐。入爐分配：死鐵層、爐缸、爐腹裝凈焦29批，爐腰及爐身下部裝空焦11批，爐身中上部裝正常料。

3 開爐操作

3.1 送風點火

開爐料裝料完畢，料線5m，于3月31日13：08時送風點火，送風風量700m3/min，風壓50kpa，初始風溫800℃，送風30min后，風口相繼明亮，活躍正常。風量維持不動，隨著焦炭開始燃燒，礦石受熱后開始軟化，在小風量，小風速情況下，熱風壓力緩慢上升至150kpa，風量萎縮至200m3/min，爐料明顯感覺不透氣，料柱一直未松動，再次去看風口，發現10#、19#風口吹開，風速相應變小，在大量生礦受熱軟化后，小風速在軟熔帶區很難穿透，導致壓量關系變緊，風量萎縮。19：13～19：48休風重新堵7#、8#、13#、14#、19#、20#共6個風口，復風風量直接到1000m3/min，復風后壓量關系寬松，22：18出現踏料，料線至6m，爐料開始松動，探尺活動走料，壓量關系平穩正常。重新加堵風口后，相應提高了入爐風速，復風后爐內氣流穩定，關系平穩，下料正常，按正常節奏加風，4月1日12：35透開第一個風口，后隨著渣鐵的排放和爐況趨于穩順，相繼透開剩下的風口。

3.2 渣鐵排放

本次開爐排渣鐵根據累計風量和下料批數來計算爐缸渣鐵量?？紤]到全焦爐，焦炭、熔劑量較多，計算渣量1.2t/t，爐前預先做好臨時渣鐵溝。8：58時開第一爐鐵，無渣，出鐵約50t，11：24時開第二爐鐵，出鐵正常，爐溫[SI]=3.21，物理熱1458℃，[R]=1.16，流動性較差，硅高石墨碳多，鐵水流動性較差，考慮爐溫高，泡沫渣易堵水渣設備，渣鐵流動性較差，主溝、渣、鐵溝結渣鐵嚴重，爐前工作較被動。

4 開爐實踐

4.1 全焦開爐

此次開爐為我廠高爐首次采用全焦開爐，開爐過程較為順利。全焦與枕木開爐相比，一方面節省時間、減輕工人勞動強度、確保施工安全；另一方面，全焦開爐由于焦炭燃燒速度慢，上部造渣和正常料可以得到充分預熱，渣鐵進入爐缸時熱量充足，確保首次出鐵順暢。開爐料分為兩部分核算，以風口中心線為界，原則是兼顧風口中心線以上和全爐的渣量、焦比及成分等指標在理論計算范圍之內，使之全爐料在發生反應時從下至上爐料成分相差不大，利于順利開爐；正常料采取穩定校核R，焦負荷遞增的裝料形式，使之負荷緩慢過渡，空焦與正常料很好的銜接起來，各成分不會出現很大波動。

4.2 合理調整裝料制度

本次凈焦和空焦還是和以往開爐一樣采取單環布料，在正常料上部分時采取逐角度整體逐步外推的多環布料，適當放邊手段，利于初始煤氣流的形成和上部煤氣流的引導，也利于中心氣流的形成，同時兼顧邊緣，形成中心與邊緣相互照應的兩道氣流。實踐證明，正常料分步采取多環布料，氣流形成和穩定得到很大改善，加快了冶煉的進程。

4.3 及時調整冶煉進程，穩定氣流和爐溫

開爐點火36h后，風量加全，風速達到210m/s（有未開風口），礦批擴至22t，負荷上至2.7（偏慢），第三天風口全開，風量加至2700m3/min，礦批至27t，負荷3.4，爐溫稍偏上限，生產趨于正常?；陲L量全，爐況順行較好，后續快速把礦批擴至34t，焦炭負荷上至4.35，煤比135kg/t，爐溫處于正常水平，截止開爐第四天生產參數恢復至正常水平。各項參數及時的調整到位，不但大大降低了爐前勞動強度和生產組織難度，而且有利于風量、風壓、風溫、頂壓以及噴煤等強化冶煉手段的采用。

4.4 合理調整送風制度

堵4個風口送風開爐（7#、10#、16#、19#），送風3h后吹開2個風口，視當時料柱未松動，風速偏小，立即休風重新布局堵6個風口復風，復風后風量加至1000m3/min，風速增大，爐料開始松動，后續視壓量關系和氣流穩定性較好，逐步透開風口上風量，截止4日風口全部適開，實現了全風口操作，各項操作參數逐步調整到位，高爐生產進入正軌。衡鋼高爐開爐后達產達效主要經濟指標見表2。

表2 開爐達產達效主要經濟指標

5 結語

（1）衡鋼高爐開爐采用全焦開爐，在涼爐和裝料過程中節省了大量的時間，減少勞動強度，加快高爐達產進程。

（2）全焦開爐，尤其是全干熄焦炭開爐，由于爐料水份低，為高爐提前引氣創造條件。引氣進程加快，一方面實現強化冶煉，另一方面有利于增加回收煤氣，減少環境污染。

（3）此次開爐料分階段計算，正常料焦負荷遞增的裝料形式，很大程度利于上部煤氣流的引導，為后續加快冶煉進度創造條件。

（4）在爐況順行較好，爐缸溫度充沛前提下，可適當加快上焦炭負荷，盡快把熱制度降至合理水平，利于爐前工作展開和渣鐵排放以及后續參數的調整。

（5）開爐前期風量較小，期間可能會有影響加風進度的其他因素，導致慢風時間較長，影響到爐況恢復。從實踐證明，建議送風堵1/3風口，保證前期合理的風速，利于冶煉進程，后續可視爐況恢復情況加速開風口進度。