馬鋼4#3200m3高爐悶爐4天實(shí)踐

陳秀山，侯 軍(馬鋼股份公司煉鐵總廠，安徽馬鞍山 240032)

馬鋼4號(hào)高爐于2016年9月6日高爐點(diǎn)火開(kāi)爐，10天快速達(dá)產(chǎn)，高爐保持長(zhǎng)周期穩(wěn)定順行。由于馬鋼焦炭資源短缺，4號(hào)高爐外購(gòu)焦使用比例達(dá)80%以上，2020年7月份，由于長(zhǎng)江中下游地區(qū)連續(xù)大雨，形成洪澇災(zāi)害，外購(gòu)焦炭鐵路運(yùn)輸中斷，焦炭庫(kù)存已到底線，公司決定4號(hào)高爐于2020年7月16日～7月20日進(jìn)行悶爐4天。悶爐采用正常料線封爐操作，休風(fēng)后先按長(zhǎng)期休風(fēng)程序點(diǎn)火，然后轉(zhuǎn)入悶爐程序。

1 休風(fēng)前的準(zhǔn)備

休風(fēng)前高爐要處于良好的順行狀態(tài)，休風(fēng)前一天爐內(nèi)適當(dāng)減輕礦焦比，降低爐渣堿度，改善透氣、透液性，保證爐溫充沛，鐵水物理熱1500 ℃以上，渣鐵流動(dòng)性良好，爐缸活躍。休風(fēng)前備齊休風(fēng)用料，提前取樣分析，保證有對(duì)應(yīng)的成分入爐。

爐體作業(yè)區(qū)加強(qiáng)對(duì)冷卻設(shè)備的查漏，這是悶爐是否成功的關(guān)鍵，作業(yè)區(qū)跟蹤監(jiān)控膨脹罐水位、軟水補(bǔ)水及爐頂煤氣中氫氣含量的變化情況，并對(duì)軟水系統(tǒng)、工業(yè)水系統(tǒng)安排查漏工作，確保高爐水系統(tǒng)無(wú)漏水點(diǎn)。7月16日12點(diǎn)前對(duì)32個(gè)風(fēng)口小套排查一遍，若發(fā)現(xiàn)漏水小套及時(shí)適當(dāng)控水。休風(fēng)前通知泵房調(diào)整軟水系統(tǒng)進(jìn)水溫度確保在休風(fēng)時(shí)沒(méi)有冷卻設(shè)備向爐內(nèi)漏水。高爐休風(fēng)前一周具體參數(shù)見(jiàn)表 1。

表1 休風(fēng)前一周爐況主要參數(shù)

2 休風(fēng)操作

鑒于4號(hào)高爐自開(kāi)爐來(lái)不到4年，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)漏水冷板，高爐一直保持長(zhǎng)周期穩(wěn)定順行，為了縮短高爐溫時(shí)間，快速恢復(fù)爐況，此次封爐料負(fù)荷做了加重的嘗試，對(duì)封爐料的負(fù)荷和堿度進(jìn)行認(rèn)真計(jì)算，參照以往封爐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)料段負(fù)荷進(jìn)行了調(diào)整，爐腹中下料段的負(fù)荷達(dá)到3.85，凈焦和輕料放在爐腹上部至爐身中部，爐身上部負(fù)荷加重到3.51。凈焦量只有160噸，4段封爐料焦炭負(fù)荷達(dá)到了3.39，休風(fēng)料加入輔料錳礦、螢石、按渣比325 kg/t、渣中(Al2O3)%<16.5%配料，上空焦時(shí)帶酸料調(diào)劑渣系,固定焦批20 t左右，調(diào)整礦批85-87 t，見(jiàn)表2。

表2 封爐料四段配料單

這次封爐料的焦炭負(fù)荷達(dá)到3.39，減礦率只有26%，比以往封爐料的負(fù)荷都高，具有挑戰(zhàn)性，對(duì)復(fù)風(fēng)后風(fēng)溫、煤量的盡早利用提出了更高要求，休風(fēng)維持正常的料制。

3 悶爐操作

7月16日12：46高爐休風(fēng)，這次休風(fēng)操作是為悶爐準(zhǔn)備，爐體部分不作大的計(jì)劃?rùn)z修項(xiàng)目，經(jīng)檢查沒(méi)有漏水的風(fēng)口中、小套，經(jīng)休風(fēng)、爐頂點(diǎn)火后，直接安排人員拆卸直吹管，用炮泥堵嚴(yán)全部風(fēng)口，用黃沙填充，再用黃油涂抹密封，熱風(fēng)支管平法蘭用盲板封堵。

3.1 爐體保溫

休風(fēng)前通知泵房調(diào)整軟水系統(tǒng)進(jìn)水溫度，軟水進(jìn)水溫度提到44℃左右，高爐休風(fēng)期間，關(guān)死爐頂灑水截止閥及爐體氮?dú)饪傞y，爐頂灑水槍支管氮?dú)夂瓦M(jìn)水閥門全部關(guān)閉、進(jìn)水金屬軟管脫開(kāi)，有效杜絕向爐內(nèi)漏水。

悶爐期間爐體作業(yè)區(qū)要認(rèn)真觀察軟水系統(tǒng)水位若發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)組織排查，如果有小套漏水的要立即切斷工業(yè)水并將工業(yè)水進(jìn)出水閥門關(guān)死，立即安排更換，如果發(fā)現(xiàn)冷卻壁破損，將漏水通道進(jìn)出水閥門關(guān)閉(并確認(rèn)閥門有效切斷)，立即組織處理。

悶爐期間將十字測(cè)溫桿循環(huán)水量控60%左右。爐體操作人員要實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)控四根上升管的溫度變化，若發(fā)現(xiàn)異常，要及時(shí)匯報(bào)給高爐爐長(zhǎng)并組織排查。

休風(fēng)后5小時(shí)常壓泵組停一臺(tái)、增壓泵組停一臺(tái)。本體軟水系統(tǒng)流量由5000 m3/h減小到3000 m3/h左右；7月17日17:00爐底水量600 m3/h左右減至500 m3/h。

悶爐期間四班2小時(shí)一次做好風(fēng)口和盲板密封狀態(tài)的巡視和記錄工作，若發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)向工長(zhǎng)匯報(bào)；復(fù)風(fēng)前6小時(shí)將軟水、工業(yè)水系統(tǒng)水量、水壓、進(jìn)水溫調(diào)控到正常生產(chǎn)狀態(tài)。這些措施確保了下部封堵的嚴(yán)密性，爐頂溫度緩慢降低，說(shuō)明下部密封效果較好。

3.2 熱風(fēng)爐保溫

為了保證風(fēng)溫在復(fù)風(fēng)后能充分利用，制定了《熱風(fēng)爐燒爐保溫預(yù)案》，休風(fēng)前，熱風(fēng)爐燒爐按正常爐序燒爐，保證風(fēng)溫要求。休風(fēng)12小時(shí)后，三座熱風(fēng)爐進(jìn)行保溫?zé)隣t，將煙氣溫度燒至380 ℃，保證拱頂溫度燒至1300 ℃以上，停止燒爐，進(jìn)行悶爐。由于熱風(fēng)爐內(nèi)襯采用硅磚拱頂，拱頂溫度最低溫度不能低于900 ℃，因此熱風(fēng)爐在高爐檢修期間根據(jù)拱頂和爐箅子溫度實(shí)際情況進(jìn)行燒爐和逆送風(fēng)操作。

4 復(fù)風(fēng)爐況恢復(fù)

復(fù)風(fēng)堵8個(gè)風(fēng)口，復(fù)風(fēng)進(jìn)風(fēng)面積由0.417 m2縮為0.3105 m2。復(fù)風(fēng)料負(fù)荷為4.0，料線為2.5 m，悶爐4天，料線下降1.7 m。復(fù)風(fēng)時(shí)裝料制度與休風(fēng)料制相同。

4.1 風(fēng)量快速恢復(fù)

7月20日12:13高爐復(fù)風(fēng)，風(fēng)量2000 m3/min，熱風(fēng)壓力70 kPa， 30分鐘后煤氣取樣分析，CO>18%，O2≤0.8%，結(jié)果合格引煤氣。37分鐘料動(dòng)，料線2.52 m，高爐快速恢復(fù)風(fēng)量，2小時(shí)后風(fēng)量恢復(fù)到正常風(fēng)量的77%即4500 m3/min水平，3小時(shí)后高爐開(kāi)始噴煤，由于在17:40～18:34，供4號(hào)高爐的高壓泵組1號(hào)水泵故障，常壓水壓由0.94 MPa下降到0.35 MPa，導(dǎo)致高爐爐體水溫差急劇升高，高爐被迫慢風(fēng)至118 kPa。19:25開(kāi)始富氧6000 m3/h，20:00高爐風(fēng)量恢復(fù)到80%即4730 m3/min。由于在復(fù)風(fēng)前供4號(hào)高爐的大風(fēng)機(jī)沒(méi)有啟動(dòng)成功，只有啟動(dòng)備用風(fēng)機(jī)，目前的風(fēng)量已經(jīng)達(dá)到備用風(fēng)機(jī)的最大保險(xiǎn)風(fēng)量了，高爐復(fù)風(fēng)參數(shù)趨勢(shì)見(jiàn)圖1。

圖1 復(fù)風(fēng)參數(shù)趨勢(shì)圖

4.2 爐外操業(yè)

開(kāi)爐成功的關(guān)鍵是爐前出鐵，一般情況下，進(jìn)風(fēng)總量達(dá)160000—200000 m3時(shí)打開(kāi)鐵口，爐前已經(jīng)做好應(yīng)對(duì)各種情況的預(yù)案，鐵口預(yù)埋氧槍已經(jīng)做好準(zhǔn)備，復(fù)風(fēng)后打開(kāi)鐵口出現(xiàn)空噴，說(shuō)明風(fēng)口與鐵口是貫通的，沒(méi)有用氧槍。渣鐵溝維護(hù)好后用煤氣進(jìn)行保溫，鐵口黃沙鋪好，主溝及渣溝作好沙壩，開(kāi)口鉆頭選用?70 mm，如開(kāi)口全鐵，使用撇渣器，鐵入罐；如果先來(lái)渣，渣進(jìn)干渣坑，見(jiàn)鐵或來(lái)風(fēng)堵口。出鐵量如小于100 t，溝清理干凈后立即組織出二次鐵，鐵口深度按3200 mm控制，出鐵模式原則上采用單鐵口作業(yè)。

送風(fēng)后2小時(shí)爐前開(kāi)2號(hào)鐵口，鐵口空噴后堵口。15:05打開(kāi)4號(hào)鐵口出鐵，鐵水流動(dòng)性良好，清理好沙壩，吊起撇渣器前的閘板，鐵水直接過(guò)撇渣器，來(lái)渣后直接沖水渣，出鐵116噸，爐前出鐵順利。

4.3 上下部參數(shù)及熱制度平衡

由于封爐料負(fù)荷偏重，復(fù)風(fēng)后重負(fù)荷料很快到達(dá)風(fēng)口，爐溫控制的好壞直接影響恢復(fù)爐況的進(jìn)程。熱風(fēng)系統(tǒng)保溫較好，復(fù)風(fēng)1小時(shí)后，風(fēng)溫就上升到1050 ℃，3小時(shí)后開(kāi)始噴煤，風(fēng)溫已經(jīng)達(dá)到1115 ℃水平，5小時(shí)后富氧6000 m3/h，確保了爐缸熱量的穩(wěn)定。復(fù)風(fēng)后前7罐鐵水成分見(jiàn)表3。

表3 鐵水成分表，%

從表中可以看出，復(fù)風(fēng)后沒(méi)有出現(xiàn)鑄造鐵，最高[Si]只有1.22%，且逐步下降到合適水平， [Mn]在0.70%左右與開(kāi)爐料核料結(jié)果基本一致，[S]含量在0.043%水平，比預(yù)期較高，影響了高爐物理熱，在渣堿度平衡方面值得反思和改進(jìn)，總體渣鐵流動(dòng)性良好。

高爐按照正常檢修時(shí)爐況恢復(fù)，積極用風(fēng)，快速捅風(fēng)口，活躍爐缸，理論燃燒溫度控制在2200 ℃左右，頂壓正常使用，鼓風(fēng)動(dòng)能保持在140 kJ水平，變料模式不作調(diào)整，盡量保持原先煤氣流分布的穩(wěn)定。受備用風(fēng)機(jī)影響，開(kāi)爐后風(fēng)量只能恢復(fù)到4700 m3/min水平，暫時(shí)保留4個(gè)堵風(fēng)口，確保鼓風(fēng)動(dòng)能和風(fēng)口風(fēng)速，21日4:44，大風(fēng)機(jī)檢修好投入使用，高爐逐步捅開(kāi)風(fēng)口加風(fēng)，到20:10，高爐捅開(kāi)26號(hào)風(fēng)口，開(kāi)始全風(fēng)操作。高爐煤量、富氧恢復(fù)至正常水平。復(fù)風(fēng)后主要參數(shù)見(jiàn)表3。

表3 高爐復(fù)風(fēng)后氣流調(diào)整主要參數(shù)

5 結(jié)語(yǔ)

一般悶爐4天的高爐，封爐料的負(fù)荷在3.0以下，復(fù)風(fēng)后[Si]高，降爐溫過(guò)程長(zhǎng)，容易出現(xiàn)熱難行，影響了爐況快速恢復(fù)，這次封爐料負(fù)荷達(dá)到3.39，復(fù)風(fēng)時(shí)爐料負(fù)荷直接為4.00，對(duì)高爐悶爐、開(kāi)爐操作提出了更高的要求。

高爐對(duì)悶爐方案多次討論，對(duì)各類突發(fā)事件做好應(yīng)急預(yù)案。重點(diǎn)做好冷卻系統(tǒng)全面查漏、風(fēng)口密封和爐體保溫。復(fù)風(fēng)后快速用風(fēng)，精確計(jì)算休風(fēng)料到達(dá)的各段位置，風(fēng)溫、煤量及時(shí)平衡。工作重點(diǎn)放在爐前第一爐鐵，首次鐵出鐵順利，渣鐵流動(dòng)性良好，投撇渣器、沖水渣。高爐按正常爐況恢復(fù)，復(fù)風(fēng)后2小時(shí)15分鐘風(fēng)量恢復(fù)到正常風(fēng)量的77%，7小時(shí)高爐富氧，8小時(shí)備用風(fēng)機(jī)全風(fēng)操作(正常風(fēng)量的80%)。這次高爐重負(fù)荷悶爐實(shí)踐，為以后可能發(fā)生的悶爐操作提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。