津西2 000 m3高爐燜爐和復風操作實踐

趙建宇 李建偉

1.前言

津西股份2號高爐有效容積2000m3，高徑比2.522，屬于矮胖型高爐。設計有三個鐵口成“Y”型布置，30個風口。為積極響應國家環保號召，于2021年3月14日滿料燜爐。因公司前期燒結工序“去限產”，燒結產能不能滿足高爐需要，只能配加部分落地礦。考慮到落地礦性能相對較差，專門制定了嚴謹復風準備工作和一系列技術方案，以保證復產后快速全風。本次 高爐因環保限產共計休風17天54分鐘，于4月1日0：42送風，32分鐘后引氣，4月3日9：00全風操作。

2.燜爐操作

2.1 燜爐前期準備工作

科學選擇燜爐配料參數是高爐順利復風達產的核心。本次燜爐配料的原則是確保爐內充分升溫，爐缸能儲存足夠的熱量，確保渣鐵有充足的物理熱及良好的流動性。為此，燜爐料由凈焦+負荷料組成，并分多段陸續交替加入，保證了復風后爐缸熱量充足、爐料透液性及透氣性良好。最終設定燜爐全焦比1.4t/t, 預定鐵水含硅1.5%，渣堿度R2=0.9%，噸鐵渣比438.2kg。另外，為確保復風后生成的爐渣在低溫具有良好的流動性，燜爐料按設定鐵中錳含量為0.99%，渣中CaF2含量3%，配加螢石、錳礦以降低爐渣黏度；利用硅石控制爐渣Al2O3在16%以下，并配加白云石提高爐渣MgO含量，改善爐渣流動性。其中負荷料降低球團礦配比至7%，減少了鈦負荷，有利于促進渣鐵流動性。見表1。

表1 燜爐料的組成 kg

2.2 休風操作

合理的燜爐料是高爐復產后能否快速順產達產的關鍵。高爐于3月14日6:00開始，小時煤量由43噸逐步降低至25噸，16:30開始下燜爐料，逐步降低爐渣堿度，爐溫由0.3%提至0.8%，鐵水物理熱1500℃～1530℃，最后一次1號鐵口適當提高鐵口角度、大噴鐵口，出凈爐內渣鐵。停爐前爐況順行，爐溫符合燜爐預定值，渣鐵流動性良好。3月14日23:48分休風停產燜爐。

2.3 密封工作

燜爐的目的是為了最大限度保證爐缸溫度，減少高爐熱損失，并為后續高爐爐況順行提供有力保障。津西股份2號高爐本著“只有封好爐，才能開好爐”的原則，嚴密組織封爐工作。主要采取的措施：

（1）上部密封：為了有效做好爐頂密封工作，隔斷空氣與爐料的接觸，故爐頂采取蓋水渣封爐，總計加水渣約43噸。布完水渣后料面無明顯火焰，爐頂溫度控制在45℃以下，此時料線為1.3米。

（2）中部密封：適當降低冷卻強度，休風停爐5小時后工業水循環泵停泵1臺（共2臺），停爐7小時后軟水循環泵停泵1臺（共2臺），冷卻壁軟水流量在3200m3左右（每區800m3），停爐4天降至2400m3（每區600m3），一周降至1600m3（每區400m3）。

（3）下部密封：休風后迅速卸下吹管，每個風口堵泥量10cm后放入切割好的耐火磚，然后堵滿小套，并在大套與小套之間填滿河沙，外部用耐火磚砌筑放上有水炮泥，炮泥表面涂抹黃油，確保密封效果。

3.開爐操作

3.1 復風前準備工作

3.1.1 設備及能源介質方面

高爐送風前必須進行充分的設備調試、試車和各種能源介質的再確認，以及高爐送風前工藝和生產組織方面必要的準備工作，以確保高爐送風后各系統的運轉正常和生產組織系統流暢，為高爐盡早恢復提供保障。送風前要對槽下上料及爐頂系統、爐前設備、冷卻系統、渣處理系統、爐頂氮氣及爐頂灑水裝置、重力除塵器、熱風爐及干法除塵系統、噴煤系統、自動化、儀表系統、能源介質9個系統進行確認。

3.1.2 送風風口的確定

本次開爐選定2號鐵口出鐵（2號鐵口方向備有干渣坑），因此確定送風風口為2號鐵口上方及周邊15個風口送風，風口號為5號～19號，送風面積占全風口面積的50%。送風風口清凈中小套內凝結渣鐵，向下挖至全是燃燒焦炭，其標準是打開氧槍的氧氣、壓縮空氣后，鐵口上方風口前焦炭逐漸暗紅，說明該鐵口與上部風口通暢。未送風風口用磚堵好，外面再用有水炮泥堵上，確保送風后不能自動吹開。

3.1.3 鐵口埋氧槍

考慮到2號高爐燜爐時間較長，爐缸溫度低，冷凝渣鐵流不動或流動性差，難以排出的問題，采取了埋氧槍開爐，氧槍提前20小時埋入鐵口持續吹氧燃燒，提高爐缸溫度，使爐缸內冷凝的渣鐵熔化，加速形成爐缸渣鐵，使其盡快從鐵口排出。

3.2 復風操作

3.2.1 第一階段，高爐復風—穩步恢復階段

第一階段高爐操作。4月1日0:42分開始送風，風壓80kpa,風量2160m3/min，風溫630℃，送風初始料線2.08 m，5號-19號共計15個風口送風，送風總面積0.1641m2（燜爐料線1.4，證明密封效果較好）。根據開爐方案，2號鐵口出鐵。

開爐料配加使用高堿度燒結礦/球團/塊，比例為85%:7%:5%，減少了入爐料鈦含量，并分批加入硅石、螢石及錳礦，目的是降低爐渣粘度，改善渣鐵流動性，有利于鐵水在爐內滲透和順利排出。復風后補凈焦2批，既補充熱量又增加爐料透氣性，1:15高爐引煤氣成功。2:25出第一爐渣鐵(約5噸左右)。見表2。

表2 出鐵時間及渣鐵成分 %

5:10分開始捅風口、加風，16:00-18:00期間，因爐前出鐵不及時和爐溫、堿度上行趨勢，造成高爐透氣性及透液性惡化，此時18號19號風口涌入部分渣鐵。為把事故降到最小，高爐逐步由280kpa減風180kpa。4月2日6:00，爐溫下降2.18%，爐內渣鐵大量排出，氣流逐步穩定，高爐逐步加風至283kpa,14:40分風壓285kpa，高爐開始噴煤。見表3。

表3 高爐加風情況

3.2.2 第二階段 高爐噴煤—全風、全風口階段

第二階段高爐操作。4 月2 日1 4:4 0 分風壓285kpa，高爐風壓加至全風的70%，開始噴煤，初始噴煤量10t/h，16:00開始富氧3000m3/h，此時送分風口占全風的80%。 4月3日9點風壓410kpa，高爐全風操作，歷時56小時18分。見表4。

表4 捅風口情況

3.3.3 第三階段 強化冶煉階段達產

4月3日全風后，高爐提高熱風溫度至1200℃、富氧量10000m3/ h，增加小時噴煤量至32噸，調整焦炭負荷至4.5 t/t。4月4日高爐日產鐵6082噸（復風第4天），利用系數3.04t/m3.d,焦比降至330kg/t，爐溫穩定在0.35%～0.4%水平。見表5。

表5 高爐經濟指標 kg/t

（1）熱制度的調整：高爐在保持鐵水物理熱1500℃基礎上，以降硅不降熱為原則，穩步降低鐵水含硅在0.35%～0.40%水平；隨著噴煤量逐漸增加，熱風溫度控制在1200℃；增加焦炭負荷，由全焦負荷2.58t/t調整至噴煤負荷4.5t/t。

（2）造渣制度的調整：根據生鐵含硫和爐渣成分實際情況，逐步取消硅石、螢石等配料，爐渣堿度由1.0%調整至1.2±0.03%；渣中鎂鋁比控制在0.55%左右，在保證爐渣良好流動性前提下，同時也有利于高爐燃料消耗的降低。

（3）裝料制度的調整：隨著高爐風口、風壓、風量的逐漸增加，礦批由45t 調整至66t；逐步增加焦、礦最大角度，布料角度由負3度調整至正1.2度，加重邊緣氣流同時中心加焦發展中心氣流，保持兩股氣流順暢，煤氣利用率達49.0%。

4.燜爐及開爐評價

4.1 不足之處

（1）爐前組織不嚴謹，人員安排不合理，延誤出鐵時間，未按規定時間出凈渣鐵。

（2）4.1日后期，因加負荷過慢，生鐵含硅3.47%、爐渣堿度1.39%、渣鐵粘度大、滲透性不好，導致渣鐵流動性差，甚至18號19號兩個風口出現涌渣、灌渣現象，影響了后續噴煤。

（3）選擇單側開風口送風，料面偏尺嚴重，局部時有氣流出現，可以考慮2號3號鐵口上側對稱開風口。

4.2 成功之處

（1）本次燜爐期間料尺僅下降60cm，說明采用爐頂蓋水渣燜爐及快速堵風口等密封措施取得了良好效果。

（2）因復風前3個鐵口使用氧槍伸入鐵口內，加熱爐缸，盡可能熔化爐缸內冷凝的渣鐵從鐵口排出，使鐵口和風口保持暢通，縮短高爐開爐和爐況恢復時間，為第一爐鐵順利排出奠定基礎。

（3）開爐前對爐前設備、卷揚設備、熱風設備進行試車確認，沒有因設備故障延誤爐內加風及爐前出鐵。

5.結論

（1）高爐封爐是關鍵。必須遵循“只有封好爐，才能開好爐”的原則，封爐后，爐頂溫度控制在45℃以下。

（2）長期燜爐復風前必須保證送風口與鐵口貫通，形成“三通”狀態。

（3）長期燜爐復風后，熱制度與造渣制度 匹配尤為重要。本次開爐，當爐溫在1.0%、爐渣堿度在1.18%的范圍，最適宜高爐加風。

（4）合理安排爐前人員，工作配合到位，保證及時出凈渣鐵。

（5）燜爐前天降低高爐噴煤量，減輕焦炭負荷，增大爐料焦礦比例，提高爐料透氣性，為開爐工作提供有利條件。